(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測の対象となる被検体の計測対象部位を含み且つ時系列に連続する複数フレームの超音波画像を記憶する画像メモリと、
ユーザが前記複数フレームのうち１つのフレームを選択フレームとして選択するための操作部と、
前記選択フレームの超音波画像を表示するための表示部と、
超音波画像から前記被検体の前記計測対象部位に関わる計測を行う計測部と、
前記計測部による計測が成功したか失敗したかを判定する判定部と、
前記選択フレームに対して前記計測部による計測が成功したと前記判定部が判定した場合に、前記選択フレームにおける計測結果を前記表示部に表示し、前記選択フレームに対して前記計測部による計測が失敗したと前記判定部が判定した場合に、前記画像メモリに記憶されている複数フレームのうち前記選択フレームとは異なる少なくとも１つの周辺フレームの超音波画像と前記少なくとも１つの周辺フレームにおける計測結果を前記表示部に表示する表示切替部と
を備える超音波診断装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの周辺フレームは、前記選択フレームに連続する定められた数のフレームである請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの周辺フレームは、前記計測対象部位が周期的な動きを行う部位である場合に、前記選択フレームが含まれ且つ前記計測対象部位の周期的な動きに従う１周期内のフレームのうち、前記選択フレーム以外のすべてのフレームである請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記計測対象部位は、前記被検体の呼吸により周期的な動きを行う部位である請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記計測対象部位は、前記被検体の拍動により周期的な動きを行う部位である請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの周辺フレームは、計測中の一連のフレームのうち、前記選択フレーム以外のすべてのフレームである請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの周辺フレームは、前記判定部により前記選択フレームに対する計測が失敗したと判定された場合に、時系列において前記選択フレームの次のフレームから、前記選択フレームより後に初めて前記判定部により計測が成功したと判定されたフレームまで、あるいは、時系列において前記選択フレームから遡って初めて前記判定部により計測が成功したと判定されたフレームから、前記選択フレームの１つ手前のフレームまでの、一部のフレームである請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記表示切替部は、前記判定部により前記選択フレームに対する計測が失敗したと判定された場合に、前記少なくとも１つの周辺フレームのうち、前記判定部により計測が成功したと判定されたフレームを強調表示する請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの周辺フレームは、前記判定部により前記選択フレームに対する計測が失敗したと判定された場合に、前記判定部により計測が成功したと判定されたフレームである請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記表示切替部は、前記判定部により前記選択フレームおよび前記少なくとも１つの周辺フレームに対する計測がすべて失敗したと判定された場合に、前記ユーザに対してエラー通知を行う請求項１〜９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記計測部は、前記計測対象部位が下大静脈である場合に、前記被検体の右房境界を検出し、検出された前記右房境界から定められた位置にある計測位置を特定し、特定された前記計測位置における前記下大静脈の径を計測し、
前記判定部は、前記計測部により、前記右房境界が検出されない場合、あるいは、前記計測位置が特定されない場合に、計測が失敗したと判定する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記計測結果は、前記被検体の前記計測対象部位に関わる計測を行うための計測線を含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
計測の対象となる被検体の計測対象部位を含み且つ時系列に連続する複数フレームの超音波画像を記憶し、
前記複数フレームのうちユーザにより選択された１つの選択フレームの超音波画像を表示し、
前記選択フレームから前記被検体の前記計測対象部位に関わる計測を行い、
前記選択フレームに対して計測が成功したか失敗したかを判定し、
前記選択フレームに対して計測が成功したと判定した場合に、前記選択フレームにおける計測結果と前記選択フレームの超音波画像を表示し、
前記選択フレームに対して計測が失敗したと判定した場合に、前記選択フレームの超音波画像と、前記複数フレームのうち前記選択フレームとは異なる少なくとも１つの周辺フレームの超音波画像と、前記少なくとも１つの周辺フレームにおける計測結果を表示する超音波診断装置の制御方法。
【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超音波診断装置の制御方法に係り、特に、超音波画像から被検体の部位に関わる計測を行う超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被検体の内部の画像を得るものとして、超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、一般的に、複数の振動子が配列された振動子アレイが備えられた超音波プローブを備えている。この超音波プローブを被検体の体表に接触させた状態において、振動子アレイから被検体内に向けて超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを振動子アレイにおいて受信して素子データが取得される。さらに、超音波診断装置は、得られた素子データを電気的に処理して、被検体の当該部位に対する超音波画像を生成する。【０００３】
このようにして生成された超音波画像を用いて、一般的に、超音波画像内に含まれる被検体の部位等の長さおよび面積等の計測が行われている。例えば、特許文献１には、超音波画像を用いて被検体の部位に関わる計測を行う超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置は、ユーザにより設定された超音波画像上の設定位置に計測範囲を指定するマーカを配置し、このマーカにより指定された領域に関わる計測を自動的に行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６９０１８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、被検体の部位を計測することにより得られた計測値は、医師等による被検体の診断に用いられることが多い。そのため、被検体の部位に関する計測値は、定められた基準に基づいて計測されることにより得られたものであることが望ましく、このような計測に関して、計測位置および計測方法等の基準を定めたガイドラインが一般的に知られている。
特許文献１に記載の技術では、ガイドラインに定められているような一定の基準に基づいて被検体の部位を計測することを考慮していないため、医師等が被検体の診断に用いる計測値としては不適切な値が得られることがあった。【０００６】
また、通常、医師および技師等のユーザは、超音波画像を目視しながらマニュアル操作により被検体の部位に関わる計測を行うことが多く、特に、熟練していないユーザは、ガイドラインを参照しながら計測を行ったとしても、適切な基準に基づいた計測を行うことが困難な場合があり、適切な計測値が得られないことがあった。また、そもそもガイドラインの存在を知らないユーザが被検体の部位の計測を行った場合には、適切な基準に基づいた計測が行われないことにより、適切な計測値を得られないことがあった。【０００７】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、ユーザの熟練度に関わらず被検体の部位を適切な基準に基づいて計測することができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、計測の対象となる被検体の計測対象部位を含み且つ時系列に連続する複数フレームの超音波画像を記憶する画像メモリと、ユーザが複数フレームのうち１つのフレームを選択フレームとして選択するための操作部と、選択フレームの超音波画像を表示するための表示部と、超音波画像から被検体の計測対象部位に関わる計測を行う計測部と、計測部による計測が成功したか失敗したかを判定する判定部と、選択フレームに対して計測部による計測が成功したと判定部が判定した場合に、選択フレームにおける計測結果を表示部に表示し、選択フレームに対して計測部による計測が失敗したと判定部が判定した場合に、画像メモリに記憶されている複数フレームのうち選択フレームとは異なる少なくとも１つの周辺フレームの超音波画像と少なくとも１つの周辺フレームにおける計測結果を表示部に表示する表示切替部とを備えたことを特徴とする。
なお、周辺フレームにおいて、計測が失敗したフレームについては、計測結果は表示されない。【０００９】
少なくとも１つの周辺フレームは、選択フレームに連続する定められた数のフレームとすることができる。
もしくは、少なくとも１つの周辺フレームは、選択フレームが含まれる１心拍周期内のフレームのうち、選択フレーム以外のすべてのフレームとすることもできる。計測対象部位は、被検体の呼吸により周期的な動きを行う部位、または、被検体の拍動により周期的な動きを行う部位とすることができる。
もしくは、少なくとも１つの周辺フレームは、計測中の一連のフレームのうち、選択フレーム以外のすべてのフレームとすることもできる。【００１０】
また、少なくとも１つの周辺フレームは、判定部により選択フレームに対する計測が失敗したと判定された場合に、時系列において選択フレームの次のフレームから、選択フレームより後に初めて判定部により計測が成功したと判定されたフレームまで、あるいは、時系列において選択フレームから遡って初めて判定部により計測が成功したと判定されたフレームから、選択フレームの１つ手前のフレームまでの、一部のフレームとすることもできる。
また、表示切替部は、判定部により選択フレームに対する計測が失敗したと判定された場合に、少なくとも１つの周辺フレームのうち、判定部により計測が成功したと判定されたフレームを強調表示することができる。【００１１】
もしくは、少なくとも１つの周辺フレームは、判定部により選択フレームに対する計測が失敗したと判定された場合に、判定部により計測が成功したと判定されたフレームとすることもできる。【００１２】
また、表示切替部は、判定部により選択フレームおよび少なくとも１つの周辺フレームに対する計測がすべて失敗したと判定された場合に、ユーザに対してエラー通知を行うことができる。【００１３】
例えば、計測部は、計測対象部位が下大静脈である場合に、被検体の右房境界を検出し、検出された右房境界から定められた位置にある計測位置を特定し、特定された計測位置における下大静脈の径を計測し、判定部は、計測部により、右房境界が検出されない場合、あるいは、計測位置が特定されない場合に、計測が失敗したと判定することができる。
また、計測結果は、被検体の計測対象部位に関わる計測を行うための計測線を含むことができる。【００１４】
本発明の超音波診断装置の制御方法は、計測の対象となる被検体の計測対象部位を含み且つ時系列に連続する複数フレームの超音波画像を記憶し、複数フレームのうちユーザにより選択された１つの選択フレームの超音波画像を表示し、選択フレームから被検体の計測対象部位に関わる計測を行い、選択フレームに対して計測が成功したか失敗したかを判定し、選択フレームに対して計測が成功したと判定した場合に、選択フレームにおける計測結果と選択フレームの超音波画像を表示し、選択フレームに対して計測が失敗したと判定した場合に、選択フレームの超音波画像と、複数フレームのうち選択フレームとは異なる少なくとも１つの周辺フレームの超音波画像と、少なくとも１つの周辺フレームにおける計測結果を表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、計測部による計測が成功したか失敗したかを判定する判定部と、選択フレームに対して計測部による計測が成功したと判定部が判定した場合に、選択フレームにおける計測結果を表示部に表示し、選択フレームに対して計測部による計測が失敗したと判定部が判定した場合に、画像メモリに記憶されている複数フレームのうち選択フレームとは異なる少なくとも１つの周辺フレームの超音波画像と少なくとも１つの周辺フレームにおける計測結果を表示部に表示する表示切替部とを備えるため、ユーザの熟練度に関わらず被検体の部位を適切な基準に基づいて計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における画像生成部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】下大静脈の径を計測するためのガイドラインの例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を表すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１においてユーザが計測対象部位を入力する際に、計測対象部位の一覧を表示する例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１において選択フレームの超音波画像に計測領域を配置する例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１において選択フレームの超音波画像に計測線を配置する例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１において選択フレームに対する計測結果および選択フレームの超音波画像を表示する例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１において選択フレームの超音波画像に併せて周辺フレームの超音波画像および周辺フレームに対する計測結果を表示する例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置の動作を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成を示す。図１に示すように、超音波診断装置１は、振動子アレイ２を備えており、振動子アレイ２に送信部３および受信部４がそれぞれ接続されている。これらの振動子アレイ２、送信部３および受信部４は、超音波プローブ１５に含まれている。受信部４には、画像生成部５、表示制御部６および表示部７が順次接続されている。また、画像生成部５に、画像メモリ８が接続され、画像メモリ８に、計測部９が接続されている。計測部９に、判定部１０および表示切替部１１が順次接続されており、表示切替部１１は、表示制御部６に接続している。また、計測部９は、表示制御部６に接続している。
【００１８】
さらに、画像生成部５、表示制御部６、計測部９、判定部１０、表示切替部１１および超音波プローブ１５に、装置制御部１２が接続されており、装置制御部１２に、操作部１３および格納部１４が接続されている。装置制御部１２と格納部１４は、互いに双方向の情報の受け渡しが可能に接続されている。
また、画像生成部５、表示制御部６、計測部９、判定部１０、表示切替部１１および装置制御部１２により、プロセッサ１６が構成されている。
【００１９】
図１に示す超音波プローブ１５の振動子アレイ２は、１次元または２次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部３から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。
【００２０】
超音波プローブ１５の送信部３は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部１２からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ２の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するように、それぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ２の複数の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。
【００２１】
送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ１５の振動子アレイ２に向かって伝搬する。このように振動子アレイ２に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信部４に出力する。
【００２２】
超音波プローブ１５の受信部４は、装置制御部１２からの制御信号に従って、振動子アレイ２から出力される受信信号の処理を行う。図２に示すように、受信部４は、増幅部１７およびＡＤ（Analog Digital）変換部１８が直列接続された構成を有している。増幅部１７は、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子から入力された受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部１８に送信する。ＡＤ変換部１８は、増幅部１７から送信された受信信号をデジタル化されたデータに変換し、これらのデータをプロセッサ１６の画像生成部５に送出する。
【００２３】
プロセッサ１６の画像生成部５は、図３に示すように、信号処理部１９、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）２０および画像処理部２１が直列接続された構成を有している。信号処理部１９は、装置制御部１２からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、受信信号の各データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が１つの走査ラインに絞り込まれた音線信号が生成される。また、信号処理部１９は、生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織を表すＢモード画像信号を生成する。このように生成されたＢモード画像信号は、ＤＳＣ２０に出力される。
【００２４】
画像生成部５のＤＳＣ２０は、Ｂモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換して超音波画像を生成する。画像生成部５の画像処理部２１は、ＤＳＣ２０において得られた画像データに対して、明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施した後、超音波画像を表示制御部６および画像メモリ８に出力する。
【００２５】
超音波診断装置１の画像メモリ８は、計測の対象となる被検体の計測対象部位を含み且つ時系列に連続する複数フレームの超音波画像を記憶する。ここで、画像メモリ８としては、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００２６】
プロセッサ１６の計測部９は、画像メモリ８に記憶された超音波画像から、一定の基準に基づいて、長さおよび面積等の、被検体の計測対象部位に関わる計測を行う。この際に、計測部９は、超音波画像に対して画像解析を施して超音波画像に含まれる部位を認識することにより、超音波画像上で計測位置を特定し、特定した計測位置において計測を行う。ここで、計測位置とは、例えば、長さを計測するための計測線を配置する位置および面積を計測するための領域の位置等のことをいう。
【００２７】
ここで、超音波画像から計測される長さおよび面積等の計測値は、医師等により被検体の診断に用いられることが多く、定められた基準に基づいて計測された結果、得られたものであることが望ましい。そのため、このような計測に関して、計測位置および計測方法等の基準を計測対象部位毎に定めたガイドラインが一般的に知られている。例えば、下大静脈の径を測定する場合には、図４に示すように、下大静脈Ｃの中心軸Ｅに沿って右房ＲＡの境界Ｂから２ｃｍ〜３ｃｍの距離Ｌだけ離れた位置を計測位置ＭＰとして特定し、この計測位置ＭＰに、下大静脈Ｃの中心軸Ｅと垂直な計測線を配置して、計測を行う旨が定められている。計測部９は、例えば、このようなガイドラインに従って、計測対象部位毎に計測位置を設定し、計測を行うことができる。
【００２８】
また、計測部９は、超音波画像に対して画像解析を施す際に、例えば、被検体の部位に関する典型的なパターンデータをテンプレートとして予め記憶しておき、画像内をテンプレートでサーチしながらパターンデータに対する類似度を算出し、類似度が閾値以上かつ最大となった場所に計測対象が存在するとみなす、いわゆるテンプレートマッチングを行うことができる。類似度の算出には、単純なテンプレートマッチングの他に、例えば、Csurka et al.: Visual Categorization with Bags of Keypoints, Proc. of ECCV Workshop on Statistical Learning in Computer Vision, pp.59-74 （2004）に記載されている機械学習手法、あるいは、Krizhevsk et al.: ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks, Advances in Neural Information Processing Systems 25, pp.1106-1114 （2012）に記載されているディープラーニングを用いた一般画像認識手法等を用いることができる。
【００２９】
計測部９は、このようにして得られた計測結果として、計測値、計測線、キャリパ等を表示制御部６に出力し、計測位置を特定するために必要な部位が検出されたか否かの情報および計測位置が特定されたか否かの情報等を判定部１０に出力する。
【００３０】
プロセッサ１６の判定部１０は、計測部９から出力された、計測位置を特定するために必要な部位が検出されたか否かの情報および計測位置が特定されたか否かの情報等を含む計測結果に基づいて、計測部９による計測が成功したか失敗したかを判定する。例えば、判定部１０は、計測対象部位に対して計測値が得られた場合に計測部９による計測が成功したと判定し、計測位置を特定するために必要な部位が検出できないか、計測位置が特定できない場合等に、計測部９による計測が失敗したと判定することができる。判定部１０は、このようにして判定した結果を表示切替部１１に出力する。
【００３１】
プロセッサ１６の表示切替部１１は、判定部１０からの判定結果、すなわち、計測部９による計測が成功したか失敗したかに応じて、表示部７における超音波画像の表示態様を切り替える。この表示切替部１１による表示態様の切り替えについては、後に詳しく説明する。
【００３２】
プロセッサ１６の装置制御部１２は、格納部１４等に予め記憶されているプログラムおよび操作部１３を介したユーザの操作に基づいて、超音波診断装置１の各部の制御を行う。
プロセッサ１６の表示制御部６は、装置制御部１２の制御の下、画像生成部５により生成された超音波画像に所定の処理を施して、表示部７に超音波画像を表示させる。
【００３３】
超音波診断装置１の表示部７は、表示制御部６の制御の下、画像を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含む。
超音波診断装置１の操作部１３は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
【００３４】
格納部１４は、超音波診断装置１の動作プログラム等を格納するもので、超音波診断装置１の画像メモリ８と同様に、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＦＤ、ＭＯディスク、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００３５】
なお、画像生成部５、表示制御部６、計測部９、判定部１０、表示切替部１１および装置制御部１２を有するプロセッサ１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、デジタル回路を用いて構成されてもよい。また、これらの画像生成部５、表示制御部６、計測部９、判定部１０、表示切替部１１および装置制御部１２を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成することもできる。
【００３６】
次に、図５に示すフローチャートを用いて、実施の形態１における超音波診断装置１の動作を詳細に説明する。
まず、ステップＳ１において、画像メモリ８に記憶されている複数フレームのうち、時刻Ｔに取得された１つのフレームが操作部１３を介してユーザにより選択されると、装置制御部１２は、このフレームを選択フレームとして受け付ける。また、この際に、操作部１３を介してユーザにより、計測対象が選択される。例えば、図６に示すように、計測対象の複数の候補を表す一覧表示Ｍを選択フレームＳＦの超音波画像に重畳して表示部７に表示させ、一覧表示Ｍに表示された計測対象の複数の候補のうちの１つを、操作部１３を介してユーザに選択させることができる。図６に示す例では、計測対象として、下大静脈の径がユーザにより選択されている。なお、一覧表示Ｍは、操作部１３を介してユーザがスクロール操作をすることにより計測対象の複数の候補を順次表示する、いわゆるスクロール表示とすることもできる。
【００３７】
続くステップＳ２において、計測部９は、選択フレームＳＦの超音波画像上の計測位置の特定を行う。例えば、計測対象として下大静脈の径がユーザにより選択された場合には、計測部９は、図４に示すように、下大静脈Ｃの中心軸Ｅに沿って右房ＲＡの境界Ｂから２ｃｍ〜３ｃｍの距離Ｌだけ離れた位置が計測位置ＭＰとして特定される。
【００３８】
この際に、計測部９は、まず、選択フレームＳＦの超音波画像に対して画像解析を行って、図７に示すように、右房ＲＡの境界Ｂを検出する。右房ＲＡの境界Ｂが検出されると、計測部９は、下大静脈Ｃを認識して、下大静脈Ｃの走行方向Ｄを特定する。下大静脈の走行方向Ｄが特定されると、計測部９は、選択フレームＳＦの超音波画像上に計測位置の特定処理を行うための特定領域Ｒを設定する。ここで、特定領域Ｒは、下大静脈Ｃの走行方向Ｄに沿って１ｃｍの幅を有する領域であり、計測部９は、走行方向Ｄに沿って、右房ＲＡの境界Ｂから特定領域Ｒまでの距離が２ｃｍとなるように特定領域Ｒを設定する。このようにして特定領域Ｒを設定することにより、図４に示すように、下大静脈Ｃの中心軸Ｅに沿って右房ＲＡの境界Ｂから２ｃｍ〜３ｃｍの距離Ｌだけ離れた計測位置ＭＰを特定することが可能である。
【００３９】
特定領域Ｒが設定されると、計測部９は、特定領域Ｒ内の超音波画像に画像解析を施すことにより、図８に示すような計測位置ＭＰを特定する。例えば、計測部９は、特定領域Ｒ内において超音波画像のエッジ強度を算出し、算出したエッジ強度に基づいて計測位置ＭＰを特定することができる。ここで、超音波画像のエッジ強度とは、超音波画像上の輪郭らしさを表すものであり、例えば、対象となる点と周囲の点とのコントラスト等を用いて画像解析により算出される。この場合に、計測部９は、例えば、特定領域Ｒ内においてエッジ強度が一定の閾値以上の箇所を下大静脈の輪郭として判断し、走行方向Ｄに垂直且つ下大静脈の輪郭を２つの端点とする線分のうち、エッジ強度が最大の点を通る線分の位置を計測位置ＭＰとして特定することができる。
【００４０】
続くステップＳ３において、計測部９は、ステップＳ２で特定された計測位置に基づいて計測対象の計測を行う。例えば、計測対象として下大静脈の径がユーザにより選択された場合に、計測部９は、図８に示すように、特定された計測位置ＭＰに計測線ＭＬを配置し、計測線ＭＬの長さを計測することにより、下大静脈の径を計測する。
【００４１】
続くステップＳ４において、判定部１０は、計測部９による計測が成功したか失敗したかを判定する。具体的には、判定部１０は、ステップＳ３において計測値が得られた場合に、計測部９による計測が成功したと判定し、ステップＳ２において、計測位置を特定するために必要な部位が検出できないか、計測位置を特定するために必要な部位は検出されたが計測位置が特定できない場合等に、計測部９による計測が失敗したと判定する。例えば、計測対象として下大静脈の径がユーザにより選択された場合に、超音波画像が不鮮明な箇所を有している等の理由から、計測位置ＭＰを特定するために必要な右房ＲＡの境界Ｂが特定できない場合には、判定部１０は、計測部９による計測が失敗したと判定する。また、例えば、右房ＲＡの境界Ｂは特定できたが、下大静脈Ｃの画像が不鮮明である等の理由から、特定領域Ｒ内において超音波画像のエッジらしさの値が一定の閾値よりも小さくなり、計測位置ＭＰの特定ができない場合には、判定部１０は、計測部９による計測が失敗したと判定する。
【００４２】
ステップＳ４において、計測部９による計測が成功したと判定部１０が判定した場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５において、表示切替部１１は、選択フレームＳＦにおける計測結果と選択フレームＳＦの超音波画像を表示部７に表示する。この際に、表示切替部１１は、例えば、図９に示すように、選択フレームＳＦにおける計測結果として計測線ＭＬを、選択フレームＳＦの超音波画像に重畳して表示部７に表示することができる。これにより、実施の形態１に係る超音波診断装置１の動作が終了する。
【００４３】
また、ステップＳ４において、計測部９による計測が失敗したと判定部１０が判定した場合には、ステップＳ６に進む。ステップＳ６において、表示切替部１１は、画像メモリ８に記憶された複数フレームのうち選択フレームＳＦとは異なる少なくとも１つのフレームを周辺フレームとし、計測部９に、少なくとも１つの周辺フレームの計測処理を行わせる。例えば、表示切替部１１は、時系列において選択フレームＳＦよりも前および後に取得された複数のフレームを周辺フレームとする。また、計測部９は、少なくとも１つの周辺フレームに対して、ステップＳ２およびステップＳ３の処理と同一の処理を施すことにより、計測処理を行う。
【００４４】
ステップＳ６において周辺フレームにおける計測が行われると、ステップＳ７において、表示切替部１１は、選択フレームＳＦの超音波画像と、定められた数の周辺フレームの超音波画像と、周辺フレームに対する計測結果を表示部７に表示させる。例えば、表示切替部１１は、図１０に示すように、選択フレームＳＦの超音波画像に並べて、時系列において選択フレームＳＦに連続する定められた数として４枚の周辺フレームＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を表示することができる。
【００４５】
図１０に示す例において、周辺フレームＡ１およびＡ２は、選択フレームＳＦが取得された時刻Ｔよりも前に取得されたフレームであり、周辺フレームＡ３およびＡ４は、時刻Ｔよりも後に取得されたフレームである。また、周辺フレームＡ１およびＡ２に対しては、計測部９により計測値が得られているため、周辺フレームＡ１には、計測部９による計測結果として計測線ＭＬ１が重畳表示されており、周辺フレームＡ２には、計測結果として計測線ＭＬ２が重畳表示されている。一方、周辺フレームＡ３およびＡ４に対しては、計測部９により計測値が得られなかったため、周辺フレームＡ３およびＡ４における計測線は、表示部７に表示されていない。すなわち、周辺フレームＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４において、計測が失敗したフレームについては、計測結果は表示部７に表示されず、超音波画像のみが表示される。
【００４６】
ユーザは、例えば図１０に示すような表示を目視することにより、周辺フレームＡ１の超音波画像に対する計測線ＭＬ１の位置関係および周辺フレームＡ２の超音波画像に対する計測線ＭＬ２の位置関係を確認することができる。
ここで、ユーザは、計測部９による計測が失敗した選択フレームＳＦの超音波画像に対して、操作部１３を介したマニュアル操作により、計測対象に関わる計測を行うことができる。この場合に、ユーザは、計測が成功した周辺フレームの超音波画像と、その周辺フレームの計測結果を参照しながら、選択フレームＳＦの計測を行うため、適切な基準に基づいて選択フレームＳＦの計測を行うことができる。このようにして、実施の形態１に係る超音波診断装置１の動作が終了する。
【００４７】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１によれば、計測部９による計測結果が成功したと判定部１０が判定した場合には、適切な基準に基づいて被検体の部位の計測が行われる。また、計測部９による計測が失敗したと判定部１０により判断された場合には、選択フレームＳＦの超音波画像、周辺フレームにおける計測結果および周辺フレームの超音波画像が表示部７に一度に表示されるため、ユーザは、周辺フレームの超音波画像に対して、そのフレームにおける計測結果を参照しながら、選択フレームＳＦに対して適切な基準に基づいた計測を行うことができる。このように、超音波診断装置１によれば、計測部９による計測が失敗したと判定部１０により判断された場合であっても、ユーザの熟練度に関わらず、被検体の部位を適切な基準に基づいて計測することができる。
【００４８】
なお、実施の形態１において、送信部３および受信部４は、超音波プローブ１５に含まれているが、プロセッサ１６に含まれていてもよい。
また、実施の形態１では、画像生成部５により生成されて画像メモリ８に記憶された複数フレームに対して計測部９による計測が行われるが、画像メモリ８は、例えばサーバ等の外部の機器に接続されることにより、外部から入力された複数フレームの超音波画像を記憶することもできる。
【００４９】
また、実施の形態１において、選択フレームＳＦに対する計測が失敗したと判定部１０により判定された場合に、表示切替部１１は、時系列において選択フレームＳＦよりも前に取得されたフレームおよび選択フレームＳＦよりも後に取得されたフレームを表示部７に表示しているが、時系列において選択フレームＳＦよりも前に取得されたフレームおよび選択フレームＳＦよりも後に取得されたフレームのどちらか一方を表示部７に表示してもよい。この場合であっても、ユーザは、周辺フレームの超音波画像に対して、そのフレームにおける計測結果を参照しながら、選択フレームＳＦに対して、操作部１３を介したマニュアル操作により、適切な基準に基づいて計測対象に関わる計測を行うことができる。
【００５０】
また、実施の形態１において、選択フレームＳＦに対する計測が失敗したと判定部１０により判定された場合に、複数の周辺フレームＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の超音波画像および周辺フレームＡ１およびＡ２における計測結果が表示部７に表示されているが、表示切替部１１は、１つの周辺フレームの超音波画像およびその周辺フレームにおける計測結果を表示部７に表示させてもよい。この場合であっても、ユーザは、選択フレームＳＦの超音波画像、１つの周辺フレームの超音波画像およびその周辺フレームにおける計測結果を一度に確認できるため、選択フレームＳＦに対する計測をマニュアル操作により行う場合に、適切な基準に基づいて計測することができる。なお、周辺フレームにおいて、計測が失敗したフレームについては、計測結果は表示部７に表示されず、その周辺フレームの超音波画像のみが表示される。
【００５１】
また、選択フレームＳＦに対する計測が失敗したと判定部１０により判定された場合に、表示切替部１１は、画像メモリ８が記憶している複数フレームのうち、選択フレームＳＦと時系列に連続しているすべてのフレームを周辺フレームとして、これらの周辺フレームに対して計測部９に計測処理を行わせ、周辺フレームの超音波画像およびその計測結果を表示部７に表示することができる。なお、この場合にも、周辺フレームにおいて、計測が失敗したフレームについては、計測結果は表示部７に表示されず、その周辺フレームの超音波画像のみが表示される。
【００５２】
また、実施の形態１において、選択フレームＳＦに対する計測が失敗したと判定部１０により判定された場合に、複数の周辺フレームおよびそれらの周辺フレームにおける計測結果が表示部７に一度に表示されているが、表示切替部１１は、複数の周辺フレームおよびそれらの周辺フレームにおける計測結果を、いわゆるスクロール表示させてもよい。この場合にも、ユーザは、周辺フレームとその計測結果を参照しながら選択フレームＳＦに対する計測をマニュアル操作により行うことができる。すなわち、周辺フレームの超音波画像および周辺フレームにおける計測結果の表示には、スクロール表示も含まれるものとする。
【００５３】
ところで、被検体の部位には、下大静脈および大動脈等のように、周期的な動きをするものがある。例えば、下大静脈の径は、被検体の呼吸により右房の内圧が変動することにより変化する。この際に、下大静脈の径は、被検体が息を強く吸うことにより収縮するため、被検体が周期的に息を強く吸うことにより、周期的に変化する。また、例えば、大動脈の径は、心臓の拍動により周期的に変化する。このような部位に関わる計測を行う場合には、部位の動きに従う１周期内のフレームを用いることができる。この場合には、選択フレームＳＦに対する計測が失敗したと判定部１０により判定された場合に、表示切替部１１は、１周期内の複数のフレームのうち選択フレームＳＦ以外のすべてのフレームを周辺フレームとして、周辺フレームの超音波画像およびその計測結果を、表示部７に表示することができる。これにより、画像メモリ８が複数周期に亘って取得されたフレームを記憶している場合に、必要以上の数のフレームに対して計測処理を行うこと、および、必要以上の数のフレームを周辺フレームとして表示部７に表示することを防ぎ、超音波診断装置１の計算に要する負荷を軽減することができる。
【００５４】
また、実施の形態１において、選択フレームＳＦに対する計測が失敗したと判定部１０により判定された場合に、複数の周辺フレームに対して計測部９により計測処理がなされるが、判定部１０は、計測処理がなされた複数の周辺フレームに対して、計測が成功したか失敗したかを判定することもできる。この場合には、表示切替部１１は、複数の周辺フレームのうち、時系列において選択フレームＳＦの次のフレームから、選択フレームＳＦより後に初めて判定部１０により計測が成功したと判定されたフレームまで、あるいは、時系列において選択フレームＳＦから遡って初めて判定部１０により計測が成功したと判定されたフレームから、選択フレームＳＦの１つ手前のフレームまでの一部のフレームのみを表示部７に表示することができる。これにより、ユーザは、表示部７を目視して、選択フレームＳＦに対して連続的に変化する計測対象部位の様子を確認しながら、計測が成功した周辺フレームとその計測結果を確認することができる。
【００５５】
また、判定部１０により、選択フレームＳＦに対する計測が失敗したと判定され、さらに、計測処理がなされた複数の周辺フレームに対して計測が成功したか失敗したかが判定された場合に、表示切替部１１は、複数の周辺フレームのうち、判定部１０により計測が成功したと判定されたフレームのみを表示部７に表示することができる。これにより、ユーザは、計測に成功した周辺フレームを容易に確認しながら、選択フレームＳＦに対し、適切な基準に基づいてマニュアル操作による計測を行うことができる。
【００５６】
実施の形態２
表示切替部１１は、選択フレームＳＦに対する計測が失敗したと判定部１０により判定され、さらに、すべての周辺フレームの計測が失敗した場合に、ユーザに対してエラーが発生した旨を通知することもできる。ここで、実施の形態２に係る超音波診断装置１は、図１に示す実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成と同一の構成を有している。
【００５７】
図１１に、実施の形態２に係る超音波診断装置１の動作を表すフローチャートを示す。このフローチャートにおけるステップＳ１〜ステップＳ７は、図５に示すフローチャートにおけるステップＳ１〜ステップＳ７と同一である。
まず、ステップＳ１において、操作部１３を介してユーザにより、画像メモリ８に記憶されている複数フレームのうち１つのフレームが選択フレームＳＦとして選択される。この際に、下大静脈の径等の計測対象が、操作部１３を介してユーザにより選択される。
【００５８】
続くステップＳ２において、計測部９は、選択フレームＳＦの超音波画像に画像解析を施し、ステップＳ１でユーザにより選択された計測対象に対応する計測位置を特定する。計測位置が特定されると、ステップＳ３に進み、計測部９は、特定された計測位置に基づいて計測対象に対する計測処理を行う。
【００５９】
続くステップＳ４において、判定部１０は、計測部９による計測が成功したか失敗したかを判定する。計測部９による計測が成功したと判定部１０により判定された場合には、ステップＳ５に進み、選択フレームＳＦの超音波画像とその計測結果が表示部７に表示される。
【００６０】
ステップＳ４において、計測部９による計測が失敗したと判定部１０により判定された場合には、ステップＳ６に進む。ステップＳ６において、表示切替部１１は、画像メモリ８に記憶されている複数フレームのうち選択フレームＳＦとは異なる少なくとも１つのフレームを周辺フレームとし、少なくとも１つの周辺フレームに対する計測処理を計測部９に行わせる。
【００６１】
続くステップＳ８において、判定部１０は、周辺フレームに対する計測が全て失敗したか否かを判定する。ここで、計測部９による計測が成功した周辺フレームが存在している場合には、ステップＳ７に進む。ステップＳ７において、表示切替部１１は、選択フレームＳＦの超音波画像と、周辺フレームの超音波画像と、周辺フレームの計測結果を表示部７に表示する。
【００６２】
ステップＳ８において、周辺フレームに対する計測が全て失敗したと判定部１０により判定された場合には、ステップＳ９に進む。ステップＳ９において、表示切替部１１は、図示しないが、エラーが発生した旨のエラー表示を表示部７に表示する。
このようにして、実施の形態２に係る超音波診断装置１の動作が終了する。
【００６３】
以上のように、実施の形態２の超音波診断装置１によれば、周辺フレームに対する計測がすべて失敗した場合に、エラーが発生した旨のエラー表示を表示部７に表示するため、例えば、選択フレームＳＦと時系列に連続する複数のフレームを用いた場合にガイドライン等に定められた適切な基準に基づいて計測を行うことが困難な可能性があることをユーザに意識させ、ユーザに対して、計測を行う際の注意を促すことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  超音波診断装置、２  振動子アレイ、３  送信部、４  受信部、５  画像生成部、６  表示制御部、７  表示部、８  画像メモリ、９  計測部、１０  判定部、１１  表示切替部、１２  装置制御部、１３  操作部、１４  格納部、１５  超音波プローブ、１６  プロセッサ、１７  増幅部、１８  ＡＤ変換部、１９  信号処理部、２０  ＤＳＣ、２１  画像処理部、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４  周辺フレーム、Ｂ  境界、Ｃ  下大静脈、Ｄ  走行方向、Ｅ  中心軸、Ｌ  距離、Ｍ  一覧表示、ＭＬ，ＭＬ１，ＭＬ２  計測線、ＭＰ  計測位置、Ｒ  特定領域、ＲＡ  右房、ＳＦ  選択フレーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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