(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波画像中に被検体内の複数の構造物が示される場合に、検査の正確性を向上するとともに検査者の作業効率を向上できる超音波診断装置を提供する。【解決手段】被検体の所定部位内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域と、当該各対象領域に相当する構造物の種類とを検出する対象領域検出部１０７と、複数の対象領域各々に相当する構造物の種類と、複数の対象領域相互の位置関係とに基づき、各対象領域に対するスコアを決定する位置関係評価部１０８と、各対象領域をそのスコアに応じた異なる表示態様で区別する各対象領域に対する領域表示情報、及び超音波画像を表示部１１３に表示する表示制御部１１０とを備えた。【選択図】図１
2017000364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子を介して被検体の所定部位に超音波を送信して得られた反射超音波に基づき生成された超音波画像を表示部に表示する超音波診断装置であって、
被検体の所定部位内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域と、当該各対象領域に相当する構造物の種類とを検出する対象領域検出部と、
前記複数の対象領域各々に相当する構造物の種類と、前記複数の対象領域相互の位置関係とに基づき、各対象領域に対するスコアを決定する位置関係評価部と、
前記各対象領域をそのスコアに応じた異なる表示態様で区別する前記各対象領域に対する領域表示情報及び前記超音波画像を前記表示部に表示する表示制御部と
を備えた超音波診断装置。
【請求項２】
前記構造物は、塊状構造物、及び、粒状構造物又は管状構造物の少なくとも１つである
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記対象領域検出部は、
前記超音波画像中の円形状又は楕円形状の低輝度領域を対象領域とする塊状領域検出部と、
前記超音波画像中の長尺形状の低輝度領域を対象領域とする管状領域検出部、又は、前記超音波画像中の点状の高輝度領域を対象領域とする粒状領域検出部の、少なくとも１つとを有する
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記領域表示情報は前記対象領域の輪郭線であり、前記対象領域のスコアに応じて輪郭線の色、太さ、線の種類、点滅の有無から選択される１以上の内容が異なる
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記領域表示情報は前記対象領域の面表示であり、前記対象領域のスコアに応じて、面の色、網掛けとその有無、透明度、点滅の有無から選択される１以上の内容が異なる
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記領域表示情報は前記対象領域の面表示又は輪郭線と、前記対象領域のスコアに応じて異なる前記対象領域付近に表示される数値、文字、記号、アイコンから選択される１以上の情報である。
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記領域表示情報は、前記対象領域の位置を表すアノテーションマーカ表示である
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記表示制御部は、さらに、前記対象領域に相当する構造物の種類に応じて前記領域表示情報の内容を異ならせる
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記表示制御部は、さらに、前記対象領域に相当する構造物の種類に応じて数値、文字、記号、アイコンから選択される１以上の情報を異ならせ前記対象領域付近に表示する
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記位置関係評価部は、１つの着目対象領域と前記着目対象領域を除く全ての参照対象領域各々との位置関係、及び、前記着目対象領域と各参照対象領域とに相当する構造物の種類に基づき、前記着目対象領域の前記各参照対象領域との関係に基づくサブスコアを定め、当該サブスコアを全ての参照対象領域について総和することにより、前記着目対象領域に対するスコアを決定し、全ての対象領域を着目対象領域として全ての対象領域に対するスコアを各々決定する
請求項１から９の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記所定部位は乳房であり、
前記塊状構造物は、腫瘤、乳管拡張、又は嚢胞の何れかであり、
前記微細構造物は、石灰化であり、
前記管状構造物は、乳管である
請求項２又は３に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記超音波画像は３次元ボクセル画像であり、
前記表示制御部は、前記３次元ボクセル画像に含まれる対象領域に対する領域表示情報を３次元表示する
請求項１から１１の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記超音波画像は３次元ボクセル画像であり、
前記表示制御部は、前記３次元ボクセル画像から抽出した１の断面画像と、前記３次元ボクセル画像に含まれる対象領域のうち前記断面画像と近接するか又は交差する対象領域に対する領域表示情報を表示する
請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
超音波探触子を介して被検体の所定部位に超音波を送信して得られた反射超音波に基づき生成された超音波画像を表示部に表示する超音波画像処理方法であって、
被検体の所定部位内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域と、当該各対象領域に相当する構造物の種類とを検出し、
前記複数の対象領域各々に相当する構造物の種類と、前記複数の対象領域相互の位置関係とに基づき、各対象領域に対するスコアを決定し、
前記各対象領域をそのスコアに応じた異なる表示態様で区別する前記各対象領域に対する領域表示情報、及び前記超音波画像を前記表示部に表示する
超音波画像処理方法。
【請求項１５】
前記対象領域の検出では、
前記超音波画像中の円形状又は楕円形状の低輝度領域を対象領域として塊状領域を検出し、さらに、
前記超音波画像中の長尺形状の低輝度領域を対象領域として管状領域を検出する処理、又は、前記超音波画像中の点状の高輝度領域を対象領域として粒状領域を検出する処理のうち、少なくとも一方の処理を行う
請求項１４に記載の超音波画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波診断装置、及び超音波画像処理方法関し、特に、被検体に超音波を送信して得られた反射超音波に基づき腫瘍検出の支援情報を提供する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブ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（エコー）を受信する。さらに、この受信から得た電気信号に基づいて、被検体の内部組織の構造を示す超音波断層画像を生成し、画像を例えばモニタ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などで観察できるため、生体の形態診断に広く用いられている。
【０００３】
乳癌腫瘍の診断においては、癌と疑われる腫瘍を探すスクリーニング検査において、乳管内の石灰化や、乳管拡張、嚢胞や腫瘤の存在が大きな手がかりとなる。そのため、近年、超音波画像に基づき、乳房内の乳管内石灰化や、乳管拡張、嚢胞や腫瘤等、被検体組織内の構造物を検出するスクリーニング検査が行われている。
こうした中、超音波画像から上記した構造物が示されている異常候補領域の検出を支援する技術や、検出結果を表示する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、被検体内部を表す画像に含まれる異常候補領域に連続する周辺領域を特定し、異常候補領域に関する特徴量と周辺領域に関する特徴量とに基づいて、異常候補領域が解剖学的異常であるか否かを判定する画像診断処理装置が提案されている。また。特許文献２には、被検体内部を表す画像に含まれる異常候補領域をボリュームレンダリングで３次元画像として表し、異常候補領域の周辺領域の一部を断面画像により表して、区別可能な形態で表示する医用画像診断支援装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３９００５号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、乳腺腫瘤の超音波診断においては、乳管内石灰化や、乳管内拡張、嚢胞や腫瘤等、被検体組織内の構造物個別の検出に加え、構造物相互の位置関係が重要な診断指標となることが臨床的に報告されている。
しかしながら、超音波検査では、超音波画像に含まれる被検体内の構造物が示された対象領域検出の巧拙は、検査者の手技に依存する。また、２次元断層画像を用いて検出結果を視認することが多いため、被検体内において空間的に存在する複数の構造物間の位置関係を超音波画像から効率的に検出するには高度な熟練を要した。そのため、検査において、被検体内の複数の構造物間の位置関係まで考慮して、超音波画像から構造物が示された対象領域を検出することは難しかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被検体内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域間の位置関係と対象領域に相当する構造物の種類とを検出することで、検査の正確性を向上するとともに検査者の作業効率を向上する超音波診断装置及び超音波画像処理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】
【０００７】
本発明の一態様に係る、超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体の所定部位に超音波を送信して得られた反射超音波に基づき生成された超音波画像を表示部に表示する超音波診断装置であって、被検体の所定部位内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域と、当該各対象領域に相当する構造物の種類とを検出する対象領域検出部と、前記複数の対象領域各々に相当する構造物の種類と、前記複数の対象領域相互の位置関係とに基づき、各対象領域に対するスコアを決定する位置関係評価部と、前記各対象領域をそのスコアに応じた異なる表示態様で区別する前記各対象領域に対する領域表示情報及び前記超音波画像を前記表示部に表示する表示制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る超音波診断装置及び超音波画像処理方法によれば、被検体内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域間の位置関係と対象領域に相当する構造物の種類とを検出し、その位置関係と対象領域に相当する構造物の種類とに基づき決定した各対象領域の診断上の重要度を視認しやすく表示することができる。これにより、超音波画像中に被検体内の複数の構造物が示される場合において、検査の正確性を向上するとともに検査者の作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る超音波診断装置１００を含む超音波診断システム１０００の機能ブロック図である。
【図２】（ａ）は、送信部１０３、（ｂ）は、受信部１０４、（ｃ）は、Ｂモード画像生成部１０５の、各々構成を示す機能ブロック図である。
【図３】対象領域検出部１０７、位置関係評価部１０８、表示制御部１１０の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】超音波画像の生成処理のフローチャートである。
【図５】重要度スコアの表示処理のフローチャートである。
【図６】（ａ）〜（ｅ）塊状領域検出部１０７１における対象領域検出動作の説明図である。
【図７】管状領域検出部１０７２における対象領域検出動作の説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）粒状領域検出部１０７３における対象領域検出動作に用いる特徴量の一例を示す模式図である。
【図９】粒状領域検出部１０７３における対象領域検出動作に用いるHaar-Like特徴の一例を示す模式図である。
【図１０】粒状領域検出部１０７３における粒状の対象領域の検出結果を示すＢモード画像の一例である。
【図１１】対象領域検出部１０７における各種構造物の対象領域の検出結果である対象領域情報の内容を示す模式図である。
【図１２】位置関係評価部１０８における評価テーブルの構成を示す図である。
【図１３】位置関係評価部１０８における各対象領域の評価結果の一例を示す図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）表示制御部１１０において作成する領域表示情報の一例を示す模式図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）表示部１１３における表示画像の一例を示す模式図である。
【図１６】変形例に係る超音波診断装置における管状領域検出部１０７２により算出される管状領域近傍におけるヘシアン行列の固有値を示す模式図である。
【図１７】（ａ）（ｂ）変形例に係る超音波診断装置における管状領域検出部１０７２における３次元の管状領域の検出結果を示すテスト画像の一例である。
【図１８】（ａ）〜（ｄ）変形例に係る超音波診断装置における表示制御部１１０において作成する領域表示情報の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
≪実施の形態≫
以下、実施の形態に係る超音波診断装置１００を含む超音波診断システム１０００について、図面を参照しながら説明する。
＜超音波診断システム１０００＞
１．構成概要
図１は、実施の形態に係る超音波診断装置１００を含む超音波診断システム１０００の機能ブロック図である。図１に示すように、超音波診断システム１０００は、被検体に向けて超音波を送信しその反射波の受信する先端表面に列設された複数の振動子１０１ａを有する超音波プローブ１０１（以下、「プローブ１０１」とする）、プローブ１０１に超音波の送受信を行わせプローブ１０１からの出力信号に基づき超音波画像を生成する超音波診断装置１００、検査者からの操作入力を受け付ける操作入力部１１２、超音波画像を画面上に表示する表示部１１３を有する。プローブ１０１、操作入力部１１２、表示部１１３は、それぞれ、超音波診断装置１００に各々接続可能に構成されている。図１は超音波診断装置１００に、プローブ１０１、操作入力部１１２、表示部１１３が接続された状態を示している。なお、プローブ１０１、操作入力部１１２、表示部１１３が、超音波診断装置１００に含まれる態様であってもよい。
【００１１】
次に、超音波診断装置１００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、例えば一次元方向（以下、「列方向」とする）に配列された複数の振動子１０１ａを有する。プローブ１０１は、後述の送信部１０３から供給されたパルス状の電気信号（以下、「送信信号」とする）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当接させた状態で、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超音波反射波（以下、「反射超音波」とする）を受信し、複数の振動子によりこれら反射超音波をそれぞれ電気信号に変換して受信部１０４に供給する。
【００１２】
３．操作入力部１１２
操作入力部１１２は、検査者からの超音波診断装置１００に対する各種設定・操作等の各種操作入力を受け付け、関心画像設定部１０６を介して制御部１１１に出力する。
操作入力部１１２は、例えば、表示部１１３と一体に構成されたタッチパネルであってもよい。この場合、表示部１１３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１００の各種設定・操作を行うことができ、超音波診断装置１００がこのタッチパネルにより操作可能に構成される。また、操作入力部１１２は、例えば、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、表示部１１３に表示されるカーソルを動かすためのトラックボール、マウスまたはフラットパッド等であってもよい。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。
【００１３】
４．表示部１１３
表示部１１３は、いわゆる画像表示用の表示装置であって、後述する表示制御部１１０からの画像出力を画面に表示する。表示部１１３には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ、有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。
＜超音波診断装置１００の構成概要＞
次に、実施の形態に係る超音波診断装置１００について説明する。
【００１４】
超音波診断装置１００は、プローブ１０１の複数ある振動子１０１ａのうち、送信又は受信の際に用いる振動子を各々に選択し、選択された振動子に対する入出力を確保するマルチプレクサ部１０２、超音波の送信を行うためにプローブ１０１の各振動子１０１ａに対する高電圧印加のタイミングを制御する送信部１０３と、プローブ１０１で受信した反射超音波に基づき、受信ビームフォーミングして音響線信号を生成する受信部１０４を有する。また、受信部１０４からの出力信号である音響線信号のうち被検体の組織からの反射成分に基づき時系列に複数フレームのＢモード画像を生成するＢモード画像生成部１０５を有する。また、操作入力部１１２からの操作入力に基づき関心画像を設定する関心画像設定部１０６、関心画像を示す情報とＢモード画像とに基づき、被検体内の異常候補組織となり得る組織構造物をあらわすＢモード画像内の異常候補領域である対象領域を検出する対象領域検出部１０７を有する。また、検出した対象領域の位置関係を評価する位置関係評価部１０８を有する。また、受信部１０４が出力する音響線信号、Ｂモード画像生成部１０５が出力するＢモード画像を保存するデータ格納部１０９、表示画像を構成して表示部１１３に表示させる表示制御部１１０、さらに、各構成要素を制御する制御部１１１を備える。
【００１５】
このうち、マルチプレクサ部１０２、送信部１０３、受信部１０４、Ｂモード画像生成部１０５、関心画像設定部１０６、対象領域検出部１０７、位置関係評価部１０８、表示制御部１１０は、超音波画像処理回路１５０を構成する。
超音波診断装置１００を構成する各要素、例えば、マルチプレクサ部１０２、送信部１０３、受信部１０４、Ｂモード画像生成部１０５、関心画像設定部１０６、対象領域検出部１０７、位置関係評価部１０８、表示制御部１１０、制御部１１１は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  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ＧＰＧＰＵ（Ｇｅｎｅｒａｌ−Ｐｕｒｐｏｓｅ  ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  ｏｎ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  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。
【００１６】
データ格納部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、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。また、データ格納部１０９は、超音波診断装置１００に外部から接続された記憶装置であってもよい。
なお、本実施の形態に係る超音波診断装置１００は、図１で示した構成の超音波診断装置に限定されない。例えば、マルチプレクサ部１０２が不要な構成もあるし、プローブ１０１に送信部１０３や受信部１０４、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。
【００１７】
＜超音波診断装置１００の各部構成＞
次に、超音波診断装置１００に含まれる各ブロックの構成について説明する。
１．送信部１０３
送信部１０３は、マルチプレクサ部１０２を介してプローブ１０１と接続され、プローブ１０１から超音波の送信を行うために、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの全てもしくは一部に当たる送信振動子列に含まれる複数の振動子各々に対する高電圧印加のタイミングを制御する回路である。
【００１８】
図２（ａ）は、送信部１０３の構成を示す機能ブロック図である。送信部１０３は、送信信号発生部１０３１、送信信号処理部１０３２を備える。
（１）送信信号発生部１０３１
送信信号発生部１０３１は、制御部１１１からの送信制御信号に基づき、プローブ１０１に存する振動子に超音波ビームを送信させるためのパルス信号ｓｐを発生する。
【００１９】
（２）送信信号処理部１０３２
送信信号処理部１０３２は、送信信号発生部１０３１からのパルス信号ｓｐに基づき、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、送信振動子列に含まれる各振動子に超音波ビームを送信させるための送信信号ｓｃを供給する送信処理を行う回路である。パルス信号ｓｐに基づき送信信号ｓｃが各振動子に供給され、各回ごとに送信信号の供給に伴う反射超音波の受信が行われる。送信振動子列は、マルチプレクサ部１０２によって選択される。
【００２０】
送信処理では、超音波ビームの送信タイミングを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ってもよい。
送信部１０３は、超音波送信ごとに送信振動子列を列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信を行う。送信振動子列に含まれる振動子の位置を示す情報は制御部１１１を介してデータ格納部１０９に出力される。以後、送信部１０３より、同一の送信振動子列から行われる超音波送信を「送信イベント」と称呼する。
【００２１】
２．受信部１０４の構成
受信部１０４は、プローブ１０１で受信した反射超音波に基づき、複数の振動子１０１ａで得られた電気信号から音響線信号を生成する回路である。なお、「音響線信号」とは、整相加算処理がされたあとのある観測点に対する受波信号である。
図２（ｂ）は、受信部１０４の構成を示す機能ブロック図である。受信部１０４は、受信入力部１０４１、受波信号保持部１０４３、整相加算部１０４４を備える。
【００２２】
（１）受信入力部１０４１
受信入力部１０４１は、マルチプレクサ部１０２を介してプローブ１０１と接続され、送信カウントに同期してプローブ１０１において反射超音波に基づき受波信号（ＲＦ信号）を生成する回路である。ここで、受波信号ｒｆ（ＲＦ信号）とは、送信信号ｓｃの送信に基づいて各振動子にて受信された反射超音波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り、受波信号ｒｆは各振動子にて受信された超音波の送信方向（被検体の深さ方向）に連なった信号の列（受波信号列）から構成されている。
【００２３】
受信入力部１０４１は、送信イベントに同期して選択される受信振動子の各々が得た反射超音波に基づいて、送信イベントごとに各受信振動子に対する受波信号ｒｆの列を生成する。受信振動子列はプローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部又は全部にあたる振動子列から構成されており、送信イベントに同期してマルチプレクサ部１０２によって選択される。
【００２４】
送信部１０３は、送信イベントに同期して送信振動子列を列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ全体から超音波送信を行う。生成された受波信号ｒｆは、受波信号保持部１０４３に出力される。
（３）受波信号保持部１０４３
受波信号保持部１０４３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、半導体メモリ等を用いることができる。受波信号保持部１０４３は、送信イベントに同期して受信入力部１０４１から、各受信振動子に対する受波信号ｒｆを入力し、１枚のフレーム音響線信号が生成されるまでの間これを保持する。
【００２５】
なお、受波信号保持部１０４３は、例えば、ハードディスク、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等を用いることができる。超音波診断装置１００に外部から接続された記憶装置であってもよい。また、データ格納部１０９の一部であってもよい。
（６）整相加算部１０４４
整相加算部１０４４では、送信イベントに同期して被検体内の観測点から各受信振動子が受信した受波信号ｒｆに遅延処理を施した後、加算して音響線信号ｄｓを生成する回路である。
【００２６】
整相加算部１０４４は、受波信号ｒｆに対する処理を行うための遅延処理部１０４４１、加算部１０４４２、及び合成部１０４４３を備える。
遅延処理部１０４４１は、受信振動子列内の受信振動子に対する受波信号（受波信号列）から、観測点と受信振動子各々との間の距離の差を音速値で除した受信振動子各々への反射超音波の到達時間差（遅延量）により補償して、観測点からの反射超音波に基づく各受信振動子に対応する受波信号として同定する回路である。遅延処理部１０４４１は、受波信号保持部１０４３から受波信号ｒｆを入力して上記処理を行う。
【００２７】
加算部１０４４２は、遅延処理部１０４４１から出力される各受信振動子に対応して同定された受波信号を入力として、それらを加算して、観測点に対する整相加算された音響線信号を生成する回路である。ここでは、１回の送信イベントに同期して受信振動子列中心を通り振動子列と垂直であって単一振動子幅の被検体深さ方向に沿った１本の音響線信号ｄｓを生成する。
【００２８】
合成部１０４４３は、送信イベントに同期して生成される音響線信号からフレーム音響線信号ｄｓを合成する回路である。合成部１０４４３では、複数の送信イベントに同期して生成された複数本の音響線信号ｄｓを列方向に合成することにより、１フレームの音響線信号を生成する。
ここで、「フレーム」とは、１枚の超音波画像を構築する上で必要な画像信号からなる信号群の単位をさす。１フレーム分の合成された音響線信号を「フレーム音響線信号」とする。送信イベントに同期して音響線信号が生成される領域は、上記に限定されるものではなく、任意の領域に設定してもよい。
【００２９】
合成されたフレーム音響線信号ｄｓは、データ格納部１０９に出力され保存される。
３．Ｂモード画像生成部１０５
「Ｂモード画像」は、主に被検体の組織からの反射成分である音響線信号の強さを輝度によって表した２次元の超音波画像である。図２（ｃ）は、Ｂモード画像生成部１０５の構成を示す機能ブロック図である。Ｂモード画像生成部１０５は、データ格納部１０９からフレーム音響線信号ｄｓを入力として、フレーム音響線信号ｄｓに対して包絡線検波、対数圧縮などの処理を実施して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Ｂモード画像のフレームであるフレームＢモード画像ｓｇを生成する。Ｂモード画像生成部１０５はこの処理をフレーム毎に逐次行い、生成したフレームＢモード画像ｓｇをデータ格納部１０９に出力する。
【００３０】
５．関心画像設定部１０６
検査者は、操作入力に基づき構造物の検出対象に用いるフレームＢモード画像ｓｇ０（以後、「関心画像ｓｇ０」とする）を選択する。関心画像設定部１０６は、操作入力部１１２を介して検査者により指定されたフレームＢモード画像ｓｇ０を識別するフレーム識別番号ｉ等の情報を関心画像ｓｇ０を特定する情報として、対象領域検出部１０７に出力する。ここで、関心画像ｓｇ０とは時系列の複数のフレームＢモード画像ｓｇｉのうち、検査者からの操作入力に基づき構造物の検出対象に用いられるフレームＢモード画像ｓｇｉである。
【００３１】
６．対象領域検出部１０７
対象領域検出部１０７は、関心画像設定部１０６から出力される関心画像ｓｇ０を示す情報を入力として、データ格納部１０９から関心画像ｓｇ０を読み込み、被検体の所定部位内部を表す関心画像ｓｇ０に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域と、当該各対象領域に相当する構造物の種類とを検出する。
【００３２】
ここで、「構造物」とは、被検体の内部組織の特徴的な構造であり、被検体の所定部位が、例えば、乳房である場合、例えば、腫瘤、乳管拡張、嚢胞、石灰化、乳管等を指す。また、「対象領域」とは、被検体の所定部位内部を表す超音波画像に含まれる構造物が示された画像領域を指す。上述のとおり、乳癌と疑われる腫瘍を探すスクリーニング検査において、これらの構造物が存在するか否かが大きな手がかりとなる。そのため、乳癌腫瘍の診断のスクリーニング検査では、超音波画像に含まれる対象領域の検出が行われる。
【００３３】
図３は、対象領域検出部１０７、位置関係評価部１０８、表示制御部１１０の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、対象領域検出部１０７は、塊状領域検出部１０７１、管状領域検出部１０７２、粒状領域検出部１０７３を備える。３種類の対象領域検出部は、異なる種類の構造物が示された異なる種類の対象領域を検出する。
塊状領域検出部１０７１は、データ格納部１０９から関心画像ｓｇ０を読み込み、関心画像ｓｇ０に含まれる円形状又は楕円形状の低輝度領域を塊状領域ｒａｊ（ｊは自然数）として検出する。塊状領域ｒａｊは、乳房内部の腫瘤、乳管拡張、嚢胞が示された画像領域である。これらの組織内の構造物は、超音波画像では円形状又は楕円形状の低輝度領域として検出される。塊状領域ｒａｊの大きさは領域の大きさに応じて、例えば、組織の実寸換算において直径２ｃｍから数ｃｍ（３から４ｃｍ）の範囲とすることが好ましい。検出された塊状領域ｒａｊの位置と塊状領域であることを示す、塊状領域情報ｄａｊが位置関係評価部１０８に出力される。
【００３４】
管状領域検出部１０７２は、データ格納部１０９から関心画像ｓｇ０を読み込み、関心画像ｓｇ０に含まれる長尺形状の低輝度領域を管状領域ｒｂｋ（ｋは自然数）として検出する。管状領域ｒｂｋは、乳房内部の乳管が示された画像領域である。検出された管状領域ｒｂｋの位置と管状領域であることを示す管状領域情報ｄｂｋが位置関係評価部１０８に出力される。
【００３５】
粒状領域検出部１０７３は、データ格納部１０９から関心画像ｓｇ０を読み込み、関心画像ｓｇ０に含まれる微細な点状の高輝度領域を粒状領域ｒｃｌ（ｌは自然数）として検出する。粒状領域ｒｃｌは、乳房内部の石灰化が示された画像領域である。粒状領域ｒｃｌの大きさは、例えば、組織の実寸換算において直径０．１ｍｍから数ｍｍの範囲としてもよい。検出された粒状領域ｒｃｌの位置と粒状領域であることを示す粒状領域情報ｄｃｌが位置関係評価部１０８に出力される。
【００３６】
各塊状領域情報ｄａｊ、管状領域情報ｄｂｋ、粒状領域情報ｄｃｌ（以後、領域形状を区別しないときは対象領域情報ｄとする）の検出方法の詳細については後述する。
７．位置関係評価部１０８
位置関係評価部１０８は、対象領域検出部１０７から出力される対象領域情報ｄを入力として、塊状領域ｒａｊ、管状領域ｒｂｋ、粒状領域ｒｃｌ（以後、領域の形状を区別しないときは対象領域ｒとする）を着目対象領域として各対象領域ｒに対するスコアｖａｊ、ｖｂｋ、ｖｃｌ（以後、対象領域の種類を区別しないときはスコアｖとする）を各々決定する。すなわち、複数の対象領域ｒ各々に相当する構造物の種類と、複数の対象領域ｒ相互の位置関係とに基づき、各対象領域ｒに対する診断上の重要度を表すスコアｖを決定する。
【００３７】
位置関係評価部１０８は、先ず、１つ対象領域を着目対象領域とし、それ以外の対象領域の参照対象領域として、着目対象領域と参照対象領域各々に相当する構造物の種類と位置情報とを対象領域情報ｄに基づき取得する。そして、データ格納部１０９に保存されている評価テーブルｔｂを参照して、着目対象領域に対するサブスコアを読み出す。評価テーブルｔｂの詳細については後述する。全ての参照対象領域についてサブスコアを読み出し、それらの和を着目対象領域に対するスコアとする。
【００３８】
上述した構成とすることにより、対象領域が近接又は重複するにしたがって、癌と疑われる腫瘍が検出されるか、又は発生する可能性が高くなるという臨床的な知見に則した、精度の良いスコアを決定することができる。
決定した対象領域情報ｄと、スコアｖとは、表示制御部１１０に出力される。
８．表示制御部１１０
表示制御部１１０は、対象領域情報ｄ及びスコアｖとに基づき、各対象領域ｒをそのスコアｖに応じた異なる表示態様で区別する各対象領域ｒに対する領域表示情報ｗａｊ、ｗｂｋ、ｗｃｌ（以後、領域の形状を区別しないときは領域表示情報ｗとする）、及び関心画像ｓｇ０を表示部１１３に表示する。
【００３９】
例えば、領域表示情報ｗは対象領域の輪郭線であり、対象領域のスコアｖａに応じて輪郭線の色、太さ、線の種類、点滅の有無の何れかが異なる構成であってもよい。あるいは、領域表示情報ｗは対象領域の面表示であり、対象領域のスコアｖに応じて、面の色、網掛けとその有無、透明度、点滅の有無の何れかが異なる構成であってもよい。さらに、領域表示情報ｗは対象領域ｒの面表示又は輪郭線と、対象領域ｒのスコアｖに応じて異なる対象領域ｒ付近に表示される数値、文字、記号、アイコンの何れかの情報であってもよい。また、領域表示情報ｗは、対象領域ｒの位置を表す矢印等のアノテーションマーカ表示であってもよい。また、表示制御部１１０は、さらに、対象領域ｒに相当する構造物の種類に応じて領域表示情報ｗの内容を異ならせてもよい。また、表示制御部１１０は、さらに、対象領域ｒに相当する構造物の種類に応じて数値、文字、記号、アイコンの何れかの情報を異ならせ対象領域ｒ付近に表示してもよい。
【００４０】
８．その他の構成
データ格納部１０９は、生成されたＢモード画像信号ｓｇを逐次記録する記録媒体である。データ格納部１０９は、Ｂモード画像ｓｇｉを逐次記録する。ここで、時間的に連続した一定時間内に得られた受波信号に基づき構築された複数フレームからなるＢモード画像ｓｇが、Ｂモード画像の動画ファイルの一単位を構成する。
【００４１】
制御部１１１は、操作入力部１１２からの指令に基づき、超音波診断装置１００内の各ブロックを制御する。制御部１１１にはＣＰＵ等のプロセッサを用いることができる。
＜動作について＞
以上の構成からなる超音波診断装置１００の動作について説明する。
１．超音波検査時の動作の概要
図４は、本実施の形態に係る超音波診断装置１００における超音波画像の形成処理のフローチャートである。
【００４２】
最初に、ステップＳ１１０において、フレーム識別番号ｉ（ｉはｎ以下の自然数である）を初期化（ステップＳ１００）したのち、送信部１０３は、送信信号ｓｃを送信する。そして、受信部１０４は、受信した受波信号ｒｆを生成する。受信部１０４は、受波信号を整相加算し、さらに１フレーム分の信号を合成してフレーム音響線信号ｄｓｉを生成し、データ格納部１０９へ出力する。
【００４３】
次に、Ｂモード画像生成部１０５は、受信部１０４より出力されたフレーム音響線信号ｄｓｉを直交検波して振幅値に変換し、得られた振幅値が表示画像の解像度及び階調に合うように、当該振幅値に間引き及び対数圧縮を行う。さらに、Ｂモード画像生成部１０５は、処理後の信号に、スキャンラインを実スケールに合わせるスキャンコンバートと呼ばれる補間処理を行うことで、フレームＢモード画像ｓｇｉを生成する。
【００４４】
次に、Ｂモード画像生成部１０５は、フレームＢモード画像ｓｇｉをデータ格納部１０９に保存する（ステップＳ１１１）。
さらに、検査者がリアルタイムに超音波画像を確認できるように、表示制御部１１０は、データ格納部１０９からフレームＢモード画像ｓｇｉを読み込み、Ｂモード画像を含む表示画像を作成する。表示部１１３は作成された表示画像を表示する（ステップＳ１１２）。
【００４５】
次に、ステップＳ１１３において、検査者が操作入力部１１２を介して超音波画像の表示停止を指示すると、送信部１０３及び受信部１０４は超音波の送受信を停止し、Ｂモード画像生成部１０５は超音波画像の生成処理を停止する。そして、表示部１１３は、停止直前に表示制御部１１０が作成した超音波画像を表示する。それ以外の場合については、フレーム識別番号ｉをインクリメントして、ステップＳ１１０に戻り、次の超音波画像の生成処理を行う。つまり、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２の処理によりある時刻の超音波画像が生成され、この一連の処理が、複数の時刻に対して時系列に行われる。
【００４６】
２．重要度スコアの表示処理
次に、本実施の形態に係る重要度スコアの表示処理について説明する。図５は、本実施の形態に係る超音波診断装置１００における重要度スコアの表示処理のフローチャートである。
以下の説明は、図４に示すステップＳ１１３において表示停止が指示された後の動作を想定している。
【００４７】
［ステップＳ２０１］
検査者が操作入力部１１２を介して、時系列に生成された複数のフレームＢモード画像ｓｇｉ（ｉは自然数）の中から関心画像ｓｇ０を選択する。選択は、例えば、検査者が表示部１１３に表示されるフレームＢモード画像ｓｇｉを見ながら、操作入力部１１２への操作入力により表示するフレームＢモード画像ｓｇｉのフレームｉをスクロールすること等により、乳癌腫瘍の診断のスクリーニング検査に供することができるフレームＢモード画像ｓｇｉを選択することにより行う。表示制御部１１０は、検査者からの操作入力に基づきデータ格納部１０９から指示されたフレームＢモード画像ｓｇｉを読み込み、表示画像を作成して表示部１１３に表示する。
【００４８】
検査者により操作入力部１１２に、表示部１１３に表示されているフレームＢモード画像ｓｇｉを関心画像ｓｇ０に選択することを示す操作入力があった場合には、関心画像設定部１０６はフレームＢモード画像ｓｇｉを関心画像ｓｇ０に設定し、表示制御部１１０は表示部１１３にフレームＢモード画像ｓｇｉを継続して表示する。関心画像設定部１０６は、フレームＢモード画像ｓｇｉを識別するフレーム識別番号ｉ等の情報を、関心画像ｓｇ０を特定する情報として対象領域検出部１０７に出力する。
【００４９】
［ステップＳ２０２］
対象領域検出部１０７は、関心画像設定部１０６から出力される関心画像ｓｇ０を示す情報を入力して、データ格納部１０９から関心画像ｓｇ０を、対象領域検出部１０７における塊状領域検出部１０７１、管状領域検出部１０７２、及び粒状領域検出部１０７３に読み込む。
【００５０】
［ステップＳ２０４］
塊状領域検出部１０７１は、関心画像ｓｇ０に含まれる円形状又は楕円形状の低輝度領域を塊状領域ｒａｊとして検出する。塊状領域ｒａｊは、被検体組織における腫瘤、乳管拡張、嚢胞が示された関心画像ｓｇ０中の画像領域である。
図６（ａ）〜（ｅ）は、塊状領域検出部１０７１における対象領域検出動作の説明図である。図６（ａ）に示すように、本検出動作では、関心画像ｓｇ０上に検出窓３０１を設定し、テンプレートＴＭ１と検出窓３０１内の画像との類似度（誤差値、相関値、等）を算出する。テンプレートＴＭ１には、例えば、円形状又は楕円形状、多角形、不整形状の低輝度領域を環状の高輝度領域が囲繞している画像パターンを用いる。高輝度領域は低輝度領域の全周（３６０°）を連続して囲繞していなくてもよく、環状部分に所々途切れた箇所があってもよい。テンプレート及び検出窓３０１の大きさは、低輝度領域に相当する部分の直径が、例えば２ｃｍから数ｃｍ（３から４ｃｍ）の範囲にすることが好ましい。
【００５１】
図６（ａ）では、テンプレートＴＭ１を下限値直径２ｃｍとし、スキャンライン３０３の方向に検出窓３０１を移動させて、各位置における検出窓３０１内のＢモード画像部分についてテンプレートＴＭ１との類似度を算出する。検出窓３０１が関心画像ｓｇ０全体を掃引するよう検出窓３０１を移動させながらこの処理を繰り返し、類似度が基準値異常となる検出窓３０１の位置での検出窓３０２内の低輝度領域の部分を塊状領域ｒａｊとする。塊状領域ｒａｊは１回の関心画像ｓｇ０の掃引で複数検出されてもよい。図６（ｂ）は、テンプレートＴＭ１による探索から塊状領域ｒａ１が検出された状態を示した模式図である。
【００５２】
次に、図６（ｃ）に示すように、テンプレートＴＭ２及び検出窓３０２の大きさを漸増して、検出窓３０２が関心画像ｓｇ０全体を掃引するよう検出窓３０２を移動させながら、各位置における検出窓３０１内のＢモード画像部分についてテンプレートＴＭ２との類似度を算出する。図６（ｄ）は、テンプレートＴＭ２による探索から塊状領域ｒａ２が検出された状態を示した模式図である。テンプレート及び検出窓の大きさを上限値（例えば４ｃｍ）まで漸増させながらこの処理を繰り返すことにより、関心画像ｓｇ０から大きさの異なる対象領域の検出を行う。
【００５３】
図６（ｅ）は、関心画像ｓｇ０から大きさの異なる塊状領域ｒａ１とａ２が検出された状態を示した模式図である。検出された対象領域の位置と塊状領域であることを示す、塊状領域情報ａｊ（ｊは自然数）が位置関係評価部１０８に出力される。
［ステップＳ２０４］
次に、管状領域検出部１０７２は、関心画像ｓｇ０に含まれる長尺形状の低輝度領域を管状領域ｒｂｋとして検出する。管状領域ｒｂｋは、被検体組織における乳管が示された関心画像ｓｇ０中の画像領域である。
【００５４】
本検出動作では、関心画像ｓｇ０を二値化して、一定範囲の太さを有し左右方向に伸びる黒領域を抽出する。抽出は、関心画像ｓｇ０を二値化してクラスタリングすることにより行う。具体的には、二値化した関心画像ｓｇ０上の黒画素を、その分布状態を表す画素間の距離に基づき複数のクラスタに分類する。そして、各クラスタについて、クラスタの縦方向の厚みが所定範囲内にあって、左右方向に一定長さ以上連続しているクラスタを抽出し管状領域ｂｋとする。
【００５５】
図７は、管状領域検出部１０７２における管状領域ｒｂｋ検出動作の説明図である。二値化した関心画像ｓｇ０上に、縦方向の厚みが所定範囲内にあって左右方向に一定長さ以上連続している複数の黒領域が見られる。この領域は関心画像ｓｇ０における左右方向に長尺形状の低輝度領域を表しており、上記複数の黒領域を、管状領域ｒｂ１からｒｂ４をして抽出することができる。
【００５６】
検出された対象領域の位置と管状領域であることを示す、管状領域情報ｄｂｋ（ｋは自然数）が位置関係評価部１０８に出力される。
［ステップＳ２０５］
次に、粒状領域検出部１０７３は、関心画像ｓｇ０に含まれる微細な点状の高輝度領域を粒状領域ｒｃｌ（ｌは自然数）として検出する。粒状領域ｒｃｌは、乳房内部の石灰化が示された関心画像ｓｇ０中の画像領域である。
【００５７】
本検出動作では、関心画像ｓｇ０に含まれる微細な点状高輝度領域を表す各種の画像上の条件を特徴量として関心画像ｓｇ０中の点状高輝度領域を検出する。図８（ａ）〜（ｃ）は、粒状領域検出部１０７３における対象領域検出動作に用いる特徴量の一例を示す模式図である。検出手法としては例えば図８（ｃ）に示すように、中心画素（１から９）の平均輝度が周辺領域（ＡからＰ）の平均輝度よりも高い領域を探し、中心部分と周辺領域の各点の大小を比較し、その結果中心部分の平均輝度のほうが一定閾値より大きい場合、点状高輝度領域と判定してもよい。
【００５８】
また、より高度な判定手段として機械学習法を用いる方法もある。機械学習法では、事前プロセスとして、識別したいカテゴリ毎の超音波画像サンプルを各々収集し、学習により識別器の構築を行う。本例では「点状高輝度領域（正例）」か「それ以外（負例）」かの２つのカテゴリに属する画像について特徴量を抽出し、これを用いて学習を行い識別器を構築する。そして、検出プロセスでは、供試画像として関心画像ｓｇ０から点状高輝度領域に関する特徴量の検出を行い、事前に構築した学習データと比較することにより点状高輝度領域（正例）か否かの判別を行う。ここで、特徴量としては、濃淡パターンを表現する特徴量を用いることができ、例えばLocal Binary Pattern(LBP)と呼ばれる特徴量を用いる。具体的には、図８（ａ）の画像では、図８（ｂ）に示すように、中央の着目画素に対して、左上から時計回りに周辺画素値との大小を比較し、周辺画素値が注目画素値以上であれば１、周辺画素値が注目画素値未満であれば０として結果をビット出力する。そして、出力した各ビットを並べた８ビットの情報を特徴量とする。また、特徴量としてはHaar-Like特徴量を用いてもよい。Haar-Like特徴量は、探索窓内の計算対象である矩形中の黒色領域の輝度値の和から白色領域の輝度値の和を引いた差である。図９は、粒状領域検出部１０７３における対象領域検出動作に用いるHaar-Like特徴の一例を示す模式図である。粒状領域検出部１０７３による点状高輝度領域の検出には、図９に示すHaar-LikeフィルタＨＬ１からＨＬ３４を用いることができる。各Haar-LikeフィルタＨＬ１からＨＬ３４は、輝度変化を検出するフィルタである。
【００５９】
本例における、点状高輝度領域検出では、複数のHaar-LikeフィルタＨＬ１からＨＬ３４を検出窓内の所定位置に配置した検出窓により、関心画像ｓｇ０を掃引する。検索窓内のHaar-Likeフィルタの範囲が、関心画像ｓｇ０に対してHaar-Like特徴量を計算する領域である。結果、検索窓内の各フィルタＨＬ１からＨＬ３４を通した計算結果が特徴量として得られる。正例（点状高輝度領域）と負例（それ以外の領域）に対してHaar-Likeフィルタの特徴量をあらかじめ所定量（複数）収集し、これらを用いて機械学習の識別器を構築しておく。識別器は入力特徴量に対して、それが正例であるか否かの判別、もしくは正例である確率値（類似度）を出力する判別式である。識別器を用いて、未知の画像に対して類似度が所定の基準値よりも高い結果が得られた検索窓の位置を、関心画像ｓｇ０における点状高輝度領域として抽出することができる。
【００６０】
機械学習法のアルゴリズムとして、例えば、SupportVectorMachine、RandomForest等を用いて、点状高輝度領域特有の特徴量のパターンを学習し上記検出を行ってもよい。RandomForestは、ツリー構造のグラフを作成し予測/分類を行う決定木を用いた集団学習を行うモデル識別関数であり、弱学習器に分類される。
機械学習を本発明に用いることで、正例・負例の学習データからそれぞれに特徴的なパターンを効率よく抽出・判別する識別器を構成することで、未知の濃淡パターンに対しても精度よく判定を行うことができる。
【００６１】
なお、本実施形態における粒状領域ｒｃｌの検出では、特徴量および識別手法は上記にした例に限定されるものでなく他の方法を用いてもよい。
図１０は、関心画像ｓｇ０から点状高輝度領域ｒｃ１とｒｃ２が検出された状態を示した模式図である。検出された対象領域の位置と粒状領域であることを示す、粒状領域情報ｄｃｌ（ｌは自然数）は位置関係評価部１０８に出力される。
【００６２】
図１１は、対象領域検出部１０７における各種構造物の対象領域の検出結果である対象領域情報ｄの内容を示す模式図である。検出された対象領域ｒの位置と対象領域に相当する構造物の種類とを示す対象領域情報ｄの内容を図示した模式図である。
［ステップＳ２０６］
位置関係評価部１０８は、対象領域検出部１０７から出力される対象領域情報ｄを入力として、複数の対象領域ｒ各々に相当する構造物の種類と、複数の対象領域ｒ相互の位置関係とに基づき、各対象領域ｒに対する診断上の重要度を表すスコアを決定する。乳腺腫瘤の超音波診断においては、乳管内石灰化や、乳管内拡張、嚢胞や腫瘤等、被検体内の構造物個別の検出に加え、構造物相互の位置関係が重要な診断指標となり得るためである。ここでの、複数の対象領域ｒ各々に相当する構造物の種類と、複数の対象領域ｒ相互の位置関係とに基づくスコアの決定は、データ格納部１０９に保存されている評価テーブルｔｂを参照して行う。
【００６３】
図１２は、位置関係評価部１０８における評価テーブルの構成を示す図である。各対象領域ｒに相当する構造物の種類と、対象領域相互の位置関係とに応じて決定される評価スコアを数値で示したものである。本実施の形態では、位置関係としては、２つの対象領域間の距離が、例えば、１ｍｍ以上である場合に「遠隔」、２つの対象領域間の距離が、例えば、１ｍｍ未満である場合に「近接」、２つの対象領域間が相互にまたがっている場合に「交差」、一方の内部に他方は存在している場合に「内包」、という４種対の状態が定義される構成とした。しかしながら、数値条件は１ｍｍに限られず臨床条件に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。また、上記において距離に基づく判定基準は「遠隔」、「近接」の２段階としているが、例えば、（１）１ｍｍ−２ｍｍの場合、（２）２ｍｍ−５ｍｍの場合、（３）５ｍｍ−の場合などのように、複数の基準に基づきスコア設定する構成としてもよい。
。評価スコアの数値は、臨床的検討結果に基づくものである。
【００６４】
例えば、乳腺は正常組織であるため、乳腺である管状構造物を表す管状領域同士は、交差又は近接している場合では、スコアは０となる。乳腺同士の近接や交差は乳癌検査において考慮されないからである。
これに対し、腫瘤、乳管拡張、嚢胞である塊状構造物を表す塊状領域は、他の対象領域と交差又は近接している場合や、他の対象領域を内包している場合、スコアは高くなる。これらの領域に、癌と疑われる腫瘍が検出される又は発生する可能性が高いからである。
【００６５】
そして、重要度の高い他の対象領域との位置関係が、一つの対象領域について多く存在するほどその対象領域に対するスコアは高くなる。対象領域が重複するにしたがって、癌と疑われる腫瘍が検出される又は発生する可能性が高いからである。すなわち、超音波診断装置１００では、対象領域が交差又は重複するにしたがって、癌と疑われる腫瘍が検出されるか又は発生する可能性が高くなるという臨床的な知見に則した、精度の良いスコアを決定し出力することができる。
【００６６】
次に、本実施の形態における評価結果の一例について説明する。図１３は、位置関係評価部１０８における各対象領域の評価結果の一例を示す図である。
評価では、先ず、１つ対象領域を着目対象領域とし、それ以外の対象領域の参照対象領域として、着目対象領域及び参照対象領域に相当する構造物の種類を条件選択する。次に、着目対象領域及び参照対象領域の位置情報を条件選択する。そして、評価テーブルｔｂを参照して、着目対象領域（行）と参照対象領域（列）との関係により定まる着目対象領域に対する参照対象領域との関係に基づくサブスコアを読み出す。
【００６７】
次に、着目対象領域を除く全ての対象領域を参照対象領域として、着目対象領域に対するサブスコアを読み出し、読み出したサブスコアを総和して着目対象領域に対するスコアを決定する。
さらに、全ての対象領域ｒを着目対象領域として各対象領域ｒに対するスコアｖを各々決定する。
【００６８】
図１３に示す例では、例えば、塊状領域ｒａ２は、主に管状領域ｒｂ２との交差や粒状領域ｒｃ１，２の内包に起因してスコアｖが３６と最も大きく、診断上の重要度ランクは「大」となる。また、管状領域ｒｂ２は、主に塊状領域ｒａ２との交差、粒状領域ｒｃ２の内包に起因してスコアｖが１９と２番目に大きく、診断上の重要度ランクは「中」となる。さらに、粒状領域ｒｃ２は、主に塊状領域ｒａ２及び管状領域ｒｂ２との交差に起因してスコアｖが１５と次に大きく、診断上の重要度ランクは「中」となる。
【００６９】
決定した、スコアｖと対象領域情報ｄとは、表示制御部１１０に出力される。
［ステップＳ２０７］
表示制御部１１０は、対象領域情報ｄ及びスコアｖとに基づき、各対象領域ｒをそのスコアｖに応じた異なる表示態様で区別する各対象領域ｒに対する領域表示情報ｗを作成する。
【００７０】
図１４（ａ）〜（ｃ）は、表示制御部１１０において作成する領域表示情報ｗの一例を示す模式図である。
ここで、領域表示情報ｗは、対象領域の輪郭線であり、対象領域のスコアｖに応じて、例えば、輪郭線の色、太さ、線の種類、点滅の有無の何れかが異なる構成であってもよい。図１４（ａ）は、対象領域の輪郭線を、対象領域のスコアｖに応じて、線の太さ、及び線の種類、により異ならせた領域表示情報ｗの例である。スコアｖの大きい方から、太い実線、細い実線、細い破線からなる輪郭線を用いている。
【００７１】
また、領域表示情報ｗは、対象領域の面表示であり、対象領域のスコアｖに応じて、例えば、面の色、網掛けとその有無、透明度、点滅の有無の何れかが異なる構成であってもよい。図１４（ｂ）は、対象領域の面表示を、対象領域のスコアｖに応じて、網掛けとその有無により異ならせた領域表示情報ｗの例である。スコアｖの大きい方から、密度の高い網掛け、密度の低い網掛け、網掛け無しの面表示を用いている。
【００７２】
また、領域表示情報ｗは、対象領域ｒの面表示又は輪郭線と、対象領域ｒのスコアｖに応じて異なる対象領域ｒ付近に表示される、例えば、数値、文字、記号、アイコンの何れかの情報であってもよい。図１４（ｃ）は、対象領域ｒのスコアｖを表す数値を枠内に示した付記情報からなる領域表示情報ｗの例である。この場合、スコアｖを表す付記情報を対象領域ｒ付近に表示する。
【００７３】
領域表示情報ｗを表示部１１３に表示することにより、対象領域に相当する構造物の種類と対象領域間の位置関係とに基づき決定された各対象領域の診断上の重要度を視認しやすく表示することができる。
また、表示制御部１１０は、さらに、対象領域ｒに相当する構造物の種類に応じて領域表示情報ｗの内容を異ならせてもよく、その場合、対象領域ｒに相当する構造物の種類に応じて数値、文字、記号、アイコンの何れかの情報を異ならせ対象領域ｒ付近に表示してもよい。図１４（ｃ）は、対象領域ｒに相当する構造物の種類を表す文字を枠内に示した付記情報からなる領域表示情報ｗの例である。この場合、構造物の種類を表す付記情報を対象領域ｒ付近に表示する。
【００７４】
これにより、超音波画像中の対象領域の形状や大きさ、輝度の違いによって種別して検出される対象領域を、その種類によって種別して視認性良く検査者に向けて表示することができる。種別された対象領域には、被検体内において異なる特性を有する構造物が示されているので、検査者に構造物の種類の違いを即座に認識することができる。
［ステップＳ２０８］
表示制御部１１０は、各対象領域ｒに対する領域表示情報ｗ、及び関心画像ｓｇ０を表示部１１３に表示する。
【００７５】
図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、表示部１１３における表示画像の一例を示す模式図である。図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した各種の領域表示情報ｗと、関心画像ｓｇ０とを重畳した表示画像の例である。図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、超音波診断装置１００では、これらの表示画像を表示部１１３に表示する。その結果、被検体内部を表す関心画像ｓｇ０に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域ｒ間の位置関係が、関心画像ｓｇ０と共に表示される。
【００７６】
以上により、図５に示した重要度スコアの表示処理が終了する。
＜効  果＞
以上、説明したように本実施の形態に係る超音波診断装置１００によれば、被検体の所定部位内部を表す超音波画像ｓｇに含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域ｒと、当該各対象領域ｒに相当する構造物の種類とを検出する対象領域検出部１０７と、複数の対象領域ｒ各々に相当する構造物の種類と、複数の対象領域ｒ相互の位置関係とに基づき、各対象領域に対するスコアｖを決定する位置関係評価部１０８と、各対象領域をそのスコアｖに応じた異なる表示態様で区別する各対象領域ｒに対する領域表示情報ｗ、及び超音波画像ｓｇを表示部１１３に表示する表示制御部１１０とを備えたことを特徴とする。
【００７７】
これにより、対象領域ｒ間の位置関係と対象領域ｒに相当する構造物の種類とに基づき決定したスコアｖに基づく各対象領域ｒの診断上の重要度が表示される。
そのため、検査者は、対象領域ｒ間の位置関係、及び、その位置関係と対象領域に相当する構造物の種類とに基づく各対象領域ｒの診断上の重要度を容易に把握することができる。
【００７８】
すなわち、検査者は、関心画像ｓｇ０を観察するよりも、組織内の構造物に相当する対象領域ｒが強調されるため構造物を認識しやすい。また、複数の構造物の位置関係が把握しやすく、全体として複数の構造物に対する視認性の向上する。また、対象領域のスコアｖに応じて、診断上の重要度にもとづき領域表示情報ｗの内容を変更して表示するため、注目すべき対象領域（構造物）の位置、および診断上の優先順位が視認しやすく、見るべき優先度がわかりやすい。
【００７９】
その結果、超音波画像中に被検体内の複数の構造物が示される場合において、検査の正確性を向上するとともに、検査者の作業効率を向上することができる。
≪変形例≫
実施の形態に係る超音波診断装置１００では、２次元のＢモード画像ｓｇｉを時系列に生成し、そこから領域表示情報ｗを作成して、２次元の関心画像ｓｇ０とともに表示する構成とした。すなわち、受信部１０４は、反射超音波に基づき２次元のフレーム音響線信号を時系列に生成し、Ｂモード画像生成部１０５は２次元のフレーム音響線信号に基づき２次元の超音波画像であるフレームＢモード画像ｓｇを時系列に生成し、対象領域検出部１０７は、２次元で表された関心画像ｓｇ０に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域を検出し、表示制御部１１０は、これらの対象領域に基づく領域表示情報ｗと２次元の関心画像ｓｇ０を表示する構成とした。
【００８０】
しかしながら、３次元の超音波画像を取り扱う構成としてもよい。変形例に係る超音波診断装置では、複数フレームのＢモード画像をスライス画像とした３次元のボクセル画像を生成し、対象領域検出部は、ボクセル画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域を空間的に検出し、表示制御部は、これらの対象領域に基づき３次元の位置関係に基づき作成された３次元の領域表示情報を表示する構成としてもよい。ここで、「ボクセル画像」とは、主に被検体の組織からの反射成分である音響線信号の強さを輝度によって表した３次元の超音波画像である。
【００８１】
以下、ボクセル画像を取得して処理する変形例に係る超音波診断装置について説明する。
＜構  成＞
３次元のボクセル画像を生成するために、送信部１０３及び受信部１０４は、プローブ１０１を振動子１０１ａの列と垂直な方向にスキャンして複数フレームの音響線信号ｄｓｉ（ｉは自然数）を生成する。列と垂直な方向にスキャンする方法には、例えば、複数の圧電変換素子を２次元方向に配列した２次元配列振動子を用いて電子スキャンする方法や、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プローブを用いて機械的に振動子列を移動させてもよい。
【００８２】
Ｂモード画像生成部１０５は、複数フレームの音響線信号ｄｓｉに基づき、複数フレームのＢモード画像ｓｇｉをスライス画像とした３次元のボクセル画像ｖｄを生成する。ボクセル画像ｖｄが複数ある場合には、関心画像設定部１０６は診断に用いるボクセル画像ｖｄ０を操作部１１２への操作入力に基づき選択する。
対象領域検出部１０７は、ボクセル画像ｖｄ０に基づき、３次元の塊状領域ｒａｊ、管状領域ｒｂｋ、粒状領域ｒｃｌを検出する（ｊ、ｋ、ｌは自然数）。
【００８３】
塊状領域検出部１０７１における、塊状領域ｒａｊの検出は、図６において説明した方法を用い、ボクセル画像ｖｄ０に含まれる球形状又は楕円体状の３次元低輝度領域を塊状領域ｒａｊとして検出することにより行う。テンプレートＴＭ１には、例えば、球形状又は楕円体状、多面体、不整立体の３次元低輝度領域を高輝度領域が囲繞している３次元画像パターンを用い、直方体形状又は立方体形状の検出窓３０１を用いる。
【００８４】
粒状領域検出部１０７３における、粒状領域ｒｃｌの検出は、図８、９において説明した方法を用い、ボクセル画像ｖｄ０に含まれる微細な３次元の点状高輝度領域を表す各種の条件を特徴量として機械学習を用いてボクセル画像ｖｄ０中の３次元の点状高輝度領域を検出することにより行う。
管状領域検出部１０７２における、管状領域ｒｂｋの検出は、図７において説明した方法を用い、ボクセル画像ｖｄ０に含まれる管状の３次元低輝度領域を管状領域ｒｂｋとして検出することにより行うことができる。しかしながら、ボクセル画像ｖｄ０からの管状領域ｒｂｋの検出は、ヘシアン（Hessian）行列を用いた管状構造の画像領域検出方法により行うことができる（Multiscale vessel enhancement filtering, Alejandro F. Frangi,et al.,1998 Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention ？ MICCAI98）。ヘシアン行列は、ボクセル画像ｖｄ０に含まれる各ボクセルの輝度をＩとしたとき次式で表される。
【００８５】
【数１】
2017000364.tif 000003
上記において、ヘシアン行列はボクセル画像ｖｄ０に含まれる各ボクセルの輝度の各ボクセルの周りの二次強度変化を表し、ボクセル画像ｖｄ０における各ボクセル近傍の輝度のｘｙｚ各方向の輝度変化の変化割合を表わしている。ここでは、ボクセル画像ｖｄ０に含まれる各ボクセルの輝度に基づいて、３×３のヘシアン行列の固有値を算出し、ボクセル画像ｖｄ０全体について管状領域の探索処理を行う。複数のボクセルを単位として処理を行ってもよく、ヘシアン行列のサイズを変えて探索処理を行ってもよい。
【００８６】
ボクセル画像ｖｄ０の中に、管状の３次元低輝度領域である管状領域ｒｂｋが含まれる場合には、管状領域ｒｂｋにて算出されるヘシアン行列の３つの固有値λ１、λ２、λ３のうち１つは０に近い値となり、他の２つの絶対値は相対的に大きな値となる。そして、０に近い値を示す固有値に基づく固有ベクトルの方向が管状領域ｒｂｋの管軸方向となる。
【００８７】
図１６は、管状領域検出部１０７２により算出されるボクセル画像ｖｄ０中の管状領域ｒｂｋ近傍におけるヘシアン行列の固有値を示す模式図である。図１６に示すような、管状領域ｒｂｋの管軸方向がλ１方向であるとき、３つの固有値λ１、λ２、λ３は次式の関係を有する。
【００８８】
【数２】
2017000364.tif 000004
そして、管状構造尤度を以下の式を用いて算出する。
【００８９】
【数３】
2017000364.tif 000005
【００９０】
【数４】
2017000364.tif 000006
【００９１】
【数５】
2017000364.tif 000007
【００９２】
【数６】
2017000364.tif 000008
【００９３】
【数７】
2017000364.tif 000009
管状構造尤度は、一方の固有値が大きく他の固有値が小さい場合に高い値を示す。従って、ボクセル画像ｖｄ０に含まれる各ボクセルの輝度に基づいて、算出した３×３のヘシアン行列の固有値を用いて管状構造尤度を算出することにより、ボクセル画像ｖｄ０中に存在する管状領域ｒａｊを検出することができる。
【００９４】
図１７（ａ）（ｂ）は、管状構造尤度を算出して検出した管状領域検出部１０７２における３次元の管状領域ｒｂｋの検出結果を示すテスト画像の一例である。図１７（ａ）（ｂ）における画像は、ボクセル画像ｖｄ０を管状領域の管軸方向に垂直な断面で切った断面画像であり、（ａ）はテストに供した管状高輝度領域の入力パターンｂ３〜ｂ６の画像、（ｂ）は管状構造尤度の計算結果を輝度で示した管状高輝度領域の出力結果ｒｂ３〜ｒｂ６の画像である。図１７（ｂ）に示すように、入力パターンｂ３〜ｂ６と相応する位置にほぼ同じ大きさの出力結果ｒｂ３〜ｒｂ６が得られており、ヘシアン行列の固有値を用いて管状構造尤度を算出する本変形例の処理方法において、ボクセル画像ｖｄ０中に存在する管状領域ｒｂｋを検出できることがわかる。
【００９５】
位置関係評価部１０８は、ボクセル画像ｖｄ０から検出した複数の対象領域ｒ各々に相当する構造物の種類と、複数の対象領域ｒ相互の３次元空間における位置関係とに基づき、各対象領域ｒに対する診断上の重要度を表すスコアを決定する。位置関係評価部１０８における、対象領域ｒ相互の３次元空間における位置関係の検出は、「遠隔」「近接」「交差」「内包」の位置関係を３次元にて検出することにより行う。「遠隔」「近接」「交差」「内包」の定義は、実施の形態にて説明した定義と同じである。
【００９６】
表示制御部１１０は、各対象領域ｒをそのスコアｖに応じた異なる表示態様で区別する各対象領域ｒに対する領域表示情報ｗを３次元表示する。さらに、ボクセル画像ｖｄ０のスライス画像を表示する。
図１８（ａ）〜（ｄ）は、変形例に係る超音波診断装置における表示制御部１１０において作成する領域表示情報ｗの一例を示す模式図である。３次元ボクセル画像ｖｄ０に含まれる対象領域ｒのうち３次元ボクセル画像ｖｄ０から抽出した１の断面画像と近接するか又は交差する対象領域ｒに対する領域表示情報ｗを表示したものである。
【００９７】
ここで、領域表示情報ｗは、対象領域の輪郭線であり、対象領域のスコアｖに応じて、例えば、輪郭線の色、太さ、線の種類、点滅の有無の何れかが異なる構成であってもよい。図１８（ａ）は、対象領域の輪郭線を、対象領域のスコアｖに応じて、線の太さ、及び線の種類、により異ならせた領域表示情報ｗの例である。スコアｖの大きい方から、太い実線、細い実線、細い破線からなる輪郭線を用いている。
【００９８】
あるいは、領域表示情報ｗは、対象領域の面表示であり、対象領域のスコアｖに応じて、例えば、面の色、網掛けとその有無、透明度、点滅の有無の何れかが異なる構成であってもよい。図１８（ｂ）は、対象領域の面表示を、対象領域のスコアｖに応じて、網掛けとその有無により異ならせた領域表示情報ｗの例である。スコアｖの大きい方から、密度の高い網掛け、密度の低い網掛け、網掛け無しの面表示を用いている。
【００９９】
または、領域表示情報ｗは、対象領域ｒの面表示又は輪郭線と、対象領域ｒのスコアｖに応じて異なる対象領域ｒ付近に表示される、例えば、数値、文字、記号、アイコンの何れかの情報であってもよい。図１８（ｃ）は、対象領域ｒのスコアｖを表す数値を枠内に示した付記情報からなる領域表示情報ｗの例である。この場合、付記情報を対象領域ｒ付近に表示する。
【０１００】
図１８（ｄ）３次元ボクセル画像ｖｄ０から抽出した１のスライス画像と、３次元ボクセル画像ｖｄ０に含まれる対象領域ｒのうちスライス画像と近接するか又は交差する対象領域ｒに対する領域表示情報ｗを表示したものである。スライス画像の面内における対象領域ｒ同士の位置関係を２次元断面により観察することができる。
＜効果＞
以上、説明したとおり、変形例に係る超音波診断装置では、３次元ボクセル画像ｖｄ０からなる超音波画像から検出した複数の対象領域ｒ各々に相当する構造物の種類と、複数の対象領域ｒ相互の３次元空間における位置関係とに基づき、各対象領域ｒに対する診断上の重要度を表すスコアを決定し、各対象領域ｒをそのスコアｖに応じた異なる表示態様で区別する各対象領域ｒに対する領域表示情報ｗを３次元表示する。
【０１０１】
従来、被検体内において複数の構造物は空間的に存在するが、２次元断層画像を用いて検出結果を視認することが多いため、複数構造物間の位置関係を超音波画像から効率的に検出するには高度な熟練を要していた。
これに対し、本変形例では、被検体内部を表す３次元ボクセル画像ｖｄ０に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域ｒ間の位置関係を、検査者は３次元で観察することができる。そのため、被検体内において空間的に存在する複数構造物間の位置関係を３次元ボクセル画像ｖｄ０から効率的に検出することができる。
【０１０２】
また、変形例に係る超音波診断装置により、３次元の位置関係と対象領域に相当する構造物の種類とに基づき決定したスコアｖに基づく各対象領域ｒの診断上の重要度が表示される。そのため、検査者が対象領域ｒ間の３次元の位置関係、及び、その位置関係と対象領域に相当する構造物の種類とに基づく各対象領域ｒの診断上の重要度を正確かつ容易に把握することができる。その結果、３次元ボクセル画像ｖｄ０中に被検体内の複数の構造物が示される場合に、検査の正確性をより一層向上するとともに、検査者の作業効率を向上することができる。
【０１０３】
以上説明したとおり、変形例に係る超音波診断装置では、実施の形態において説明した効果に加えて、上記の効果が得られる。
＜その他の変形例＞
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のような場合も本発明に含まれる。
【０１０４】
例えば、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。例えば、本発明の超音波診断装置の診断方法のコンピュータプログラムを有しており、このプログラムに従って動作する（又は接続された各部位に動作を指示する）コンピュータシステムであってもよい。
【０１０５】
また、上記超音波診断装置の全部、もしくは一部、またビームフォーミング部の全部又は一部を、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記録媒体、ハードディスクユニットなどから構成されるコンピュータシステムで構成した場合も本発明に含まれる。上記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。上記マイクロプロセッサが、上記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置はその機能を達成する。
【０１０６】
また、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１つのシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（大規模集積回路））から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。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。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。上記ＲＡＭには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。上記マイクロプロセッサが、上記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。例えば、本発明のビームフォーミング方法がＬＳＩのプログラムとして格納されており、このＬＳＩがコンピュータ内に挿入され、所定のプログラム（ビームフォーミング方法）を実施する場合も本発明に含まれる。
【０１０７】
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（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）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（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を利用してもよい。
【０１０８】
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。上記超音波診断装置の診断方法や、ビームフォーミング方法を実施させる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。プログラムや信号を記録媒体に記録して移送することにより、プログラムを独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい、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。
【０１０９】
上記実施形態に係る超音波診断装置では、記憶装置であるデータ格納部を超音波診断装置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、超音波診断装置に外部から接続される構成であってもよい。
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。
【０１１０】
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。
また、超音波診断装置には、プローブ及び表示部が外部から接続される構成としたが、これらは、超音波診断装置内に一体的に具備されている構成としてもよい。
【０１１１】
また、上記実施の形態においては、プローブは、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２次元方向に配列した２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プローブを用いてもよく、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。
【０１１２】
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波信号を生成する構成を採ることができる。
【０１１３】
実施の形態に係る超音波診断装置１００では、送信部１０３、受信部１０４の構成は、実施の形態に記載した構成以外にも、適宜変更することができる。
例えば、送信部１０３は、実施の形態では、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部に当たる送信振動子列からなる送信振動子列を設定し、超音波送信ごとに送信振動子列を列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信を行う構成とした。
【０１１４】
しかしながら、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信を行う構成としてもよい。超音波送信を繰り返すことなく、一度の超音波送信で超音波照射領域全域から反射超音波を受信できる。
また、実施の形態では、観測点の存在領域は、受信振動子列の列中心を通り振動子列と垂直であって単一振動子幅の直線状の領域とした。
【０１１５】
しかしながら、これに限定されるものではなく、超音波照射領域に含まれる任意の領域に設定してもよい。例えば、受信振動子列の列中心を通り振動子列に垂直な直線を中心線とする複数の振動子幅の帯状の矩形領域としてもよい。
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。
【０１１６】
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。
≪まとめ≫
以上、説明したように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体の所定部位に超音波を送信して得られた反射超音波に基づき生成された超音波画像を表示部に表示する超音波診断装置であって、被検体の所定部位内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域と、当該各対象領域に相当する構造物の種類とを検出する対象領域検出部と、前記複数の対象領域各々に相当する構造物の種類と、前記複数の対象領域相互の位置関係とに基づき、各対象領域に対するスコアを決定する位置関係評価部と、前記各対象領域をそのスコアに応じた異なる表示態様で区別する前記各対象領域に対する領域表示情報及び前記超音波画像を前記表示部に表示する表示制御部とを備えた構成を採る。
【０１１７】
ここで、超音波画像とは、Ｂモード画像とボクセル画像を含む反射超音波に基づいて生成された画像をさす。
係る構成により、被検体内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域間の位置関係と対象領域に相当する構造物の種類とを検出し、その位置関係と対象領域に相当する構造物の種類とに基づき決定した各対象領域の診断上の重要度を視認しやすく表示することができる。これにより、超音波画像中に被検体内の複数の構造物が示される場合において、検査の正確性を向上するとともに検査者の作業効率を向上することができる。
【０１１８】
また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記構造物は、塊状構造物、及び、粒状構造物又は管状構造物の少なくとも１つであってもよい。
係る構成により、形状や大きさの異なる複数の構造物を効果的に検出することができる。
また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記対象領域検出部は、前記超音波画像中の円形状又は楕円形状の低輝度領域を対象領域とする塊状領域検出部と、前記超音波画像中の長尺形状の低輝度領域を対象領域とする管状領域検出部、又は、前記超音波画像中の点状の高輝度領域を対象領域とする粒状領域検出部の少なくとも１つとを有する構成であってもよい。
【０１１９】
係る構成により、乳房内の乳管内石灰化や、乳管拡張、嚢胞や腫瘤を、構造物を示す対象領域の形状、大きさや輝度に則した異なる検出方法を用いてより効果的に検出するとともに、検出した対象領域をその種類によって種別することができる。これにより、精度よく各々の構造物を検出することができる。
また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記領域表示情報は前記対象領域の輪郭線であり、前記対象領域のスコアに応じて輪郭線の色、太さ、線の種類、点滅の有無から選択される１以上の内容が異なる構成であってもよい。また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記領域表示情報は前記対象領域の面表示であり、前記対象領域のスコアに応じて、面の色、網掛けとその有無、透明度、点滅の有無から選択される１以上の内容が異なる構成であってもよい。また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記領域表示情報は前記対象領域の面表示又は輪郭線と、前記対象領域のスコアに応じて異なる前記対象領域付近に表示される数値、文字、記号、アイコンから選択される１以上の情報である構成であってもよい。また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記領域表示情報は、前記対象領域の位置を表すアノテーションマーカ表示である構成であってもよい。
【０１２０】
係る構成により、位置関係に基づき決定したスコアｖに基づく各対象領域ｒの診断上の重要度が表示される。その結果、検査者が対象領域ｒ間の位置関係と、位置関係に基づく各対象領域ｒの診断上の重要度を容易に把握することができる。また、対象領域のスコアｖに応じて、診断上の重要度にもとづき領域表示情報ｗの内容を変更して表示するため、注目すべき対象領域（構造物）の位置、および診断上の優先順位が視認しやすく、見るべき優先度がわかりやすい。
【０１２１】
また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記表示制御部は、さらに、前記対象領域に相当する構造物の種類に応じて前記領域表示情報の内容を異ならせる構成であってもよい。また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記表示制御部は、さらに、前記対象領域に相当する構造物の種類に応じて数値、文字、記号、アイコンから選択される１以上の情報を異ならせ前記対象領域付近に表示する構成であってもよい。
【０１２２】
係る構成により、被検体内において異なる特性を有する構造物が示されており、超音波画像中の対象領域の形状や大きさ、超音波画像中において対象領域の形状や大きさ、輝度の違いによって種別して検出可能である対象領域を、その種類によって種別して視認性良く検査者に向けて表示することができる。
また、別の態様では、上記した何れかの態様において、記位置関係評価部は、１つの着目対象領域と前記着目対象領域を除く全ての参照対象領域各々との位置関係、及び、前記着目対象領域と各参照対象領域とに相当する構造物の種類に基づき、前記着目対象領域の前記各参照対象領域との関係に基づくサブスコアを定め、当該サブスコアを全ての参照対象領域について総和することにより、前記着目対象領域に対するスコアを決定し、全ての対象領域を着目対象領域として全ての対象領域に対するスコアを各々決定する構成であってもよい。
【０１２３】
係る構成により、癌と疑われる腫瘍が検出される又は発生する可能性が高い、構造物を表す対象領域は、他の対象領域と交差又は近接している場合や、他の対象領域を内包している場合、スコアは高く出力できる。また、重要度の高い他の対象領域との位置関係が、一つの対象領域について多く存在するほどその対象領域に対するスコアは高く出力できる。これにより、対象領域が交差又は重複するにしたがって、癌と疑われる腫瘍が検出されるか又は発生する可能性が高くなるという臨床的な知見に則した、精度の良いスコアを決定し出力することができる。
【０１２４】
また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記所定部位は乳房であり、前記塊状構造物は、腫瘤、乳管拡張、又は嚢胞の何れかであり、前記微細構造物は、石灰化であり、前記管状構造物は、乳管である構成であってもよい。
係る構成により、超音波画像に基づき、乳房内の乳管内石灰化や、乳管拡張、嚢胞や腫瘤を検出する癌と疑われる腫瘍を探すスクリーニングの正確性を向上するとともに検査者の作業効率を向上することができる。
【０１２５】
また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記超音波画像は３次元ボクセル画像であり、前記表示制御部は、前記３次元ボクセル画像に含まれる対象領域に対する領域表示情報を３次元表示する構成であってもよい。また、別の態様では、上記した何れかの態様において、前記表示制御部は、前記３次元ボクセル画像から抽出した１の断面画像と、前記３次元ボクセル画像に含まれる対象領域のうち前記断面画像と近接するか又は交差する対象領域に対する領域表示情報を表示する構成であってもよい。
【０１２６】
係る構成により、被検体内部を表す３次元ボクセル画像ｖｄ０に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域ｒ間の位置関係を、検査者は３次元で観察することができ、被検体内において空間的に存在する複数構造物間の位置関係を３次元ボクセル画像から効率的に検出することができる。また、３次元の位置関係に基づき決定したスコアｖに基づく各対象領域ｒの診断上の重要度が表示されるので、検査者が対象領域ｒ間の３次元の位置関係と、位置関係に基づく各対象領域ｒの診断上の重要度を正確かつ容易に把握することができる。
【０１２７】
また、本実施の形態に係る超音波画像処理方法は、超音波探触子を介して被検体の所定部位に超音波を送信して得られた反射超音波に基づき生成された超音波画像を表示部に表示する超音波画像処理方法であって、被検体の所定部位内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域と、当該各対象領域に相当する構造物の種類とを検出し、前記複数の対象領域各々に相当する構造物の種類と、前記複数の対象領域相互の位置関係とに基づき、各対象領域に対するスコアを決定し、前記各対象領域をそのスコアに応じた異なる表示態様で区別する前記各対象領域に対する領域表示情報、及び前記超音波画像を前記表示部に表示することを特徴とする。また、別の態様では、前記対象領域の検出では、前記超音波画像中の円形状又は楕円形状の低輝度領域を対象領域として塊状領域を検出し、さらに、前記超音波画像中の長尺形状の低輝度領域を対象領域として管状領域を検出する処理、又は、前記超音波画像中の点状の高輝度領域を対象領域として粒状領域を検出する処理のうち、少なくとも一方の処理を行う構成であってもよい。
【０１２８】
係る構成により、被検体内部を表す超音波画像に含まれる被検体組織の構造物が示された複数の対象領域間の位置関係と、対象領域に相当する構造物の種類とに基づき決定した各対象領域の診断上の重要度を視認しやすく表示でき、検査の正確性を向上するとともに検査者の作業効率を向上することができる。
≪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。
【０１２９】
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。なお、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】
【０１３０】
本開示にかかる超音波診断装置、及び超音波画像処理方法は、従来の超音波診断装置の性能向上、特に検査者の視認性を向上し検査効率の向上するために有用である。また本開示は超音波への適用のみならず、複数のアレイ素子を用いたセンサ等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０１３１】
１００  超音波診断装置
１０１    プローブ
１０１ａ  超音波振動子
１０２  マルチプレクサ部
１０３  送信部
１０３１  送信信号発生部
１０３２  送信信号処理部
１０４  受信部
１０４１  受信入力部
１０４３  受波信号保持部
１０４４  整相加算部
１０４４１  遅延処理部
１０４４２  加算部
１０４４３  合成部
１０５  Ｂモード画像生成部
１０６  関心画像設定部
１０７  対象領域検出部
１０７１  塊状領域検出部
１０７２  管状領域検出部
１０７３  粒状領域検出部
１０８  位置関係評価部
１０９  データ格納部
１１０  表示制御部
１１１  制御部
１１２  操作入力部
１１３  表示部
１５０  超音波画像処理回路
１０００  超音波診断システム
【図１】
2017000364.tif 000010
【図２】
2017000364.tif 000011
【図３】
2017000364.tif 000012
【図４】
2017000364.tif 000013
【図５】
2017000364.tif 000014
【図８】
2017000364.tif 000015
【図９】
2017000364.tif 000016
【図１１】
2017000364.tif 000017
【図１２】
2017000364.tif 000018
【図１３】
2017000364.tif 000019
【図１４】
2017000364.tif 000020
【図１６】
2017000364.tif 000021
【図１８】
2017000364.tif 000022
【図６】
2017000364.tif 000023
【図７】
2017000364.tif 000024
【図１０】
2017000364.tif 000025
【図１５】
2017000364.tif 000026
【図１７】
2017000364.tif 000027