(57)【要約】  【課題】  得られた超音波画像から、エコーパターン分類を自動的に行うことができる超音波診断装置を提供すること。  【解決手段】  操作部と、表示モニタと、前記表示モニタに表示する画像を処理する表示処理部と、超音波画像を取得する超音波画像取得部と、前記超音波画像から二次元の断層画像を得る断層画像取得部と、前記断層画像を構成する各ピクセルにおける輝度値を取得する輝度値取得部と、取得した前記輝度値からピクセル情報を取得する二値化部と、所定面積あたりの高輝度ピクセルの分布密度を測定する分布密度測定部と、前記分布密度を所定の閾値に基づいて分類した分布密度情報を取得する分布密度分類部と、前記ピクセル情報と前記分布密度情報から境界部を規定する境界判定部と、前記断層画像をエコーパターンに分類するエコーパターン分類部とを有する。【選択図】  図１
2009148499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部と、
表示モニタと、
前記表示モニタに表示する画像を処理する表示処理部と、
超音波画像を取得する超音波画像取得部と、
前記超音波画像から二次元の断層画像を得る断層画像取得部と、
前記断層画像を構成する各ピクセルにおける輝度値を取得する輝度値取得部と、
取得した前記輝度値を所定の閾値に基づいて二値化して、前記ピクセルを高輝度ピクセルと低輝度ピクセルの２つに分類したピクセル情報を取得する二値化部と、
所定面積あたりの前記高輝度ピクセルの分布密度を測定する分布密度測定部と、
前記分布密度を所定の閾値に基づいて低密度部と高密度部とに分類した分布密度情報を取得する分布密度分類部と、
前記ピクセル情報と前記分布密度情報から境界部を規定する境界判定部と、
前記境界部の形状と、前記ピクセル情報と、前記分布密度情報とに基づいて、前記断層画像をエコーパターンに分類するエコーパターン分類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】
前記エコーパターン分類部が、被験者の卵巣の超音波診断画像から得られた前記断層画像を、日本超音波医学会作成の卵巣腫瘍の６つのエコーパターンに分類する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記表示処理部が、前記エコーパターン分類部が分類したエコーパターンの種別を、前記超音波画像と同時に前記表示モニタに表示する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記超音波診断画像から、カラーモード画像を得るカラー画像取得部と、
前記カラーモード画像から血流情報を判別する血流情報判別部とをさらに有し、
前記エコーパターン分類部が、前記血流情報を用いてエコーパターンの分類を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記断層画像を記録する断層画像メモリ、および、前記カラー画像を記録するカラー画像メモリと、
前記断層画像メモリに記録された前記断層画像、または、前記カラー画像メモリに記録された前記カラー画像から、操作者が前記操作部から指定した画像を順次呼び出すメモリ画像呼出部とをさらに有し、
前記エコーパターン分類部が、前記メモリ画像呼出部で呼び出された画像に対して順次エコーパターンの分類を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記超音波画像取得部が三次元超音波画像を取得し、
前記三次元超音断画像に基づいて、それぞれ互いに直交する３つの軸に平行な二次元超音波画像である、第１の超音波断面画像と第２の超音波断面画像と第３の超音波断面画像とを取得する二次元画像取得部と、
前記表示処理部により前記モニタ部に表示された前記第１の超音波断面画像、前記第２の超音波断面画像、および、前記第３の超音波断面画像のいずれか１つを用いて、操作者が前記操作部から指定した領域に含まれる、複数の二次元超音波画像を順次呼び出す二次元画像呼出部とをさらに有し、
前記エコーパターン分類部が、前記二次元画像呼出部で呼び出された前記複数の二次元超音波画像に対して順次エコーパターンの分類を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記超音波画像取得部が三次元超音断画像を取得し、
前記三次元超音波画像に基づいて、それぞれ互いに平行な面に属する複数の二次元超音波画像であるマルチスライス画像を取得する、マルチスライス画像取得部をさらに有し、
前記表示処理部が、複数の前記マルチスライス画像を前記表示モニタに並べて表示させ、
前記表示モニタに表示された複数の前記マルチスライス画像のなかから、操作者が前記操作部から指定した二次元超音波画像に対して、前記エコーパターン分類部がエコーパターンの分類を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記表示処理部が、前記エコーパターン分類部が分類した日本超音波医学会作成の卵巣腫瘍の６つのエコーパターンの種別と、前記超音波画像と、前記卵巣腫瘍の６つのエコーパターンの模式図を前記表示モニタに表示する請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記表示処理部が、前記境界判定部で特定された境界部を、前記超音波画像に重ねて前記表示モニタに表示する請求項１〜８のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像に基づいて、腫瘍などについてのエコーパターン分類を自動的に行う機能を有する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置を用いた超音波診断においては、子宮や肝臓、乳房などの軟組織から得られた超音波画像に観察される、腫瘍などの寸法を測定する必要がある。そして、このような腫瘍などの寸法測定に当たって、操作者が測定対象の腫瘍一つ一つに対して測定個所を位置決めすることの煩雑さを解消するため、得られた超音波診断画像から、自動的に腫瘍の位置を把握して、その数を数え、大きさを測定する技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の超音波診断装置では、得られた超音波診断画像に対して、図９にフローチャートを示した処理を行うことで、腫瘍の大きさを測定する。なお、以下、図９の説明において、それぞれのステップを（Ｓ５０＊）と示すこととする。
【０００４】
まず、最新の画像フレームを取得し（Ｓ５０１）、これに必要な前処理を施す（Ｓ５０２）。ここで、前処理としては、画像全体の圧縮化や探索領域の画定、ノイズ除去のためのフィルタ処理などが含まれる。
【０００５】
次に、前処理が完了した画像の探索領域内を、輝度を示すピクセル値の大きさに基づいて二値化する（Ｓ５０３）。そして、二値化した画像から、所定の面積よりも小さな構造を除去する（Ｓ５０４）。その後、連続物体の数を数え、面積を記録する（Ｓ５０５）。
【０００６】
ここで、過度に大きい領域、また、過度に小さい領域を除外するフィルタ処理が行われ（Ｓ５０６）、残存する物体についてその質量中心を求め（Ｓ５０７）、得られた質量中心からその構造の長軸と・短軸とを測定する（Ｓ５０８）。
【０００７】
最後に、上記のプロセスで判別された腫瘍について、それぞれの質量中心や長軸と短軸の大きさ、並びに推定面積を表示（Ｓ５０９）して一連の処理が完了する。
【特許文献１】特開２００２−４５３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の超音波診断装置においては、自動的に腫瘍などの位置を特定してそれらの寸法を測定することはできるものの、腫瘍の寸法だけではなく、例えばその構成のパターンを分類できれば、より好ましいことは言うまでもない。
【０００９】
例えば、多種多様の腫瘍がある卵巣について、日本超音波医学会は卵巣腫瘍のエコーパターンを図２に示す６種類に分類し、そのエコーパターンごとに、悪性腫瘍、境界悪性腫瘍である可能性が異なるとしている（日本超音波学会診断基準に関する委員会 : 卵巣腫瘍のエコーパターン分類(案)公示について. 超音波医学 21(2): iii〜v, 1993）。このような場合、腫瘍の寸法のみではなく、エコーパターン分類が自動化できれば、患者のスループット向上と測定精度の一貫性の向上との両方を同時に実現できる。
【００１０】
本発明は、このような従来の超音波診断装置が有する問題を解決するためのものであり、得られた超音波画像から、エコーパターン分類を自動的に行うことができる超音波診断装置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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の超音波診断装置は、操作部と、表示モニタと、前記表示モニタに表示する画像を処理する表示処理部と、超音波画像を取得する超音波画像取得部と、前記超音波画像から二次元の断層画像を得る断層画像取得部と、前記断層画像を構成する各ピクセルにおける輝度値を取得する輝度値取得部と、取得した前記輝度値を所定の閾値に基づいて二値化して、前記ピクセルを高輝度ピクセルと低輝度ピクセルの２つに分類したピクセル情報を取得する二値化部と、所定面積あたりの前記高輝度ピクセルの分布密度を測定する分布密度測定部と、前記分布密度を所定の閾値に基づいて低密度部と高密度部とに分類した分布密度情報を取得する分布密度分類部と、前記ピクセル情報と前記分布密度情報から境界部を規定する境界判定部と、前記境界部の形状と、前記ピクセル情報と、前記分布密度情報とに基づいて、前記断層画像をエコーパターンに分類するエコーパターン分類部とを有することを特徴とする。
【００１２】
この構成により、自動的に腫瘍などのエコーパターン分類を行うことができ、医師の診断におけるエコーパターンの識別を支援することができる。
【００１３】
また、本発明の超音波診断装置は、前記エコーパターン分類部が、被験者の卵巣の超音波診断画像から得られた前記断層画像を、日本超音波医学会作成の卵巣腫瘍の６つのエコーパターンに分類する構成を有している。
【００１４】
この構成により、日本超音波医学会作成のエコーパターンに合わせた分類を自動的に行うことができる。
【００１５】
さらに、本発明の超音波診断装置は、前記表示処理部が、前記エコーパターン分類部が分類したエコーパターンの種別を、前記超音波画像と同時に前記表示モニタに表示する構成を有している。
【００１６】
この構成により、エコーパターンに明確な分類基準が定められている場合に、操作者が、自動的に行われた分類結果を一目で把握することができる。
【００１７】
また、本発明の超音波診断装置は、前記超音波診断画像から、カラーモード画像を得るカラー画像取得部と、前記カラーモード画像から血流情報を判別する血流情報判別部とをさらに有し、前記エコーパターン分類部が、前記血流情報を用いてエコーパターンの分類を行う構成を有している。
【００１８】
このような構成とすることで、カラー画像情報に基づいて、より正確なエコーパターン分類を行うことができる。
【００１９】
さらに、本発明の超音波診断装置は、前記断層画像を記録する断層画像メモリ、および、前記カラー画像を記録するカラー画像メモリと、前記断層画像メモリに記録された前記断層画像、または、前記カラー画像メモリに記録された前記カラー画像から、操作者が前記操作部から指定した画像を順次呼び出すメモリ画像呼出部とをさらに有し、前記エコーパターン分類部が、前記メモリ画像呼出部で呼び出された画像に対して順次エコーパターンの分類を行う構成を有している。
【００２０】
このような構成とすることで、取得された超音波画像から得られた複数の画像に基づいてエコーパターンの分類を行うことができ、エコーパターン分類の精度を向上することができる。
【００２１】
また、本発明の超音波診断装置は、前記超音波画像取得部が三次元超音波画像を取得し、  前記三次元超音断画像に基づいて、それぞれ互いに直交する３つの軸に平行な二次元超音波画像である、第１の超音波断面画像と第２の超音波断面画像と第３の超音波断面画像とを取得する二次元画像取得部と、前記表示処理部により前記モニタ部に表示された前記第１の超音波断面画像、前記第２の超音波断面画像、および、前記第３の超音波断面画像のいずれか１つを用いて、操作者が前記操作部から指定した領域に含まれる、複数の二次元超音波画像を順次呼び出す二次元画像呼出部とをさらに有し、前記エコーパターン分類部が、前記二次元画像呼出部で呼び出された前記複数の二次元超音波画像に対して順次エコーパターンの分類を行う構成を有している。
【００２２】
さらに、本発明の著得音波診断装置は、前記超音波画像取得部が三次元超音断画像を取得し、前記三次元超音波画像に基づいて、それぞれ互いに平行な面に属する複数の二次元超音波画像であるマルチスライス画像を取得する、マルチスライス画像取得部をさらに有し、前記表示処理部が、複数の前記マルチスライス画像を前記表示モニタに並べて表示させ、前記表示モニタに表示された複数の前記マルチスライス画像のなかから、操作者が前記操作部から指定した二次元超音波画像に対して、前記エコーパターン分類部がエコーパターンの分類を行う構成を有している。
【００２３】
このような構成を有することで、三次元超音波画像と、それから取得された多数の二次元超音波画像に基づいて、操作者がより視覚的にエコーパターン分類部分を指定することができ、また、より精度の高いエコーパターン分類を行うことができる。
【００２４】
さらにまた、本発明の超音波診断装置は、前記表示処理部が、前記エコーパターン分類部が分類した日本超音波医学会作成の卵巣腫瘍の６つのエコーパターンの種別と、前記超音波画像と、前記卵巣腫瘍の６つのエコーパターンの模式図を前記表示モニタに表示する構成を有している。
【００２５】
このような構成により、分類されたエコーパターンと、分類基準とを比較することができ、分類精度の確認を容易に行うことができる。
【００２６】
また、本発明の超音波診断装置は、前記表示処理部が、前記境界判定部で特定された境界部を、前記超音波画像に重ねて前記表示モニタに表示する構成としている。
【００２７】
このようにすることで、操作者または医師が、超音波画像内の腫瘍の判別などを視覚的により容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の超音波診断装置によれば、超音波画像から自動的にエコーパターンの分類を行うことができるので、患者のスループットの向上と、測定結果の均一性の向上とを同時に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
本発明にかかる超音波診断装置の第１の実施形態について、以下に説明する。
【００３１】
本実施形態にかかる超音波診断装置は、取得した超音波画像から腫瘍等のエコーパターン分類を自動で行うことができるものであり、特に、日本超音波医学会の示す６種類の卵巣腫瘍のエコーパターンに分類する機能を有するものである。
【００３２】
図１は、本実施形態の超音波診断装置の機能的構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態にかかる超音波診断装置は、超音波画像取得部９，ＤＳＣ５，表示処理部６、表示モニタ７、操作部８、制御系回路部１０を備えている。
【００３３】
ここで、超音波画像取得部９は、超音波プローブ１、送信回路部２，受信回路部３，受信信号処理部４を有する。また、ＤＳＣ５は、エコーパターン分類を行う対象となる断層画像を取得する断層画像取得部３１の機能を有している。さらに、制御系回路部１０は、輝度値取得部２１，二値化部２２，分布密度測定部２３，分布密度分類部２４、境界判定部２５，エコーパターン分類部２６を有する中央制御部１１と，グラフック制御部１２と，グラフィックメモリ１３とを有している。
【００３４】
なお、図１では、輝度値取得部２１，二値化部２２，分布密度測定部２３，分布密度分類部２４、境界判定部２５，エコーパターン分類部２６を、それぞれ独立した機能ブロックとして記載した。しかし、これらのブロックは、本実施の形態においては、中央制御部１１が所定のプログラム（オペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラム）にしたがって動作することによって機能的に実現されるものである。
【００３５】
超音波プローブ１は、その一方の先端に圧電振動子を備え、超音波の送受信を行う。
【００３６】
送信回路部２は、駆動電圧パルスを発生する。この駆動電圧パルスが超音波プローブ１の振動子に供給され、振動子から超音波パルスが送信される。この超音波パルスは被検体内を伝播しながら、音響インピーダンスの異なる境界面でその一部が反射してエコー信号を形成し、エコー信号の一部が振動子で受信され、対応する電圧信号に変換される。
【００３７】
受信回路部３は、超音波プローブ１で受信した電圧信号を増幅し、遅延制御や加算などを行う。
【００３８】
受信信号処理部４は、受信回路部３から出力された電圧信号に対し、対数増幅、検波、Ａ／Ｄ変換等の処理を行い、デジタル化された超音波画像を生成する。このようにして、超音波プローブ１、送信回路部２，受信回路部３，受信信号処理部４を有する超音波画像取得部９によって、超音波画像が得られる。
【００３９】
ＤＳＣ５は、超音波走査方式の信号である超音波画像を、走査方式を変換して通常のＴＶ信号と同じ標準走査方式のエコー画像信号に変換する。エコー画像信号は、フレームメモリに一旦格納された後、適宜なフレームタイミングにて読み出され、表示処理部６に出力される。なお、ＤＳＣ５で走査方式が標準走査方式に変換されることで、超音波画像が、ピクセルと呼ばれる微細な画素における輝度信号の集合体として把握することができるようになる。本発明にかかる超音波診断装置の特徴である、超音波画像から自動的にエコーパターン分類を行う処理は、後述するように、超音波画像をピクセルに分解してその輝度値に基づいた処理を行うものであるため、ＤＳＣ５で変換された後の画像信号が、エコーパターン分類の対象信号となる。本明細書では、このエコーパターン分類の対象となる画像信号を断層画像と呼ぶことにする。そして、ＤＳＣ５は、超音波画像から、エコーパターン分類のための断層画像を取得する断層画像取得部３１としての機能も有することになる。
【００４０】
表示処理部６は、エコー画像信号と、制御系回路部１０から送られるグラフィック画像信号とを合成し、表示モニタ７で表示する表示画像を生成する。
【００４１】
表示モニタ７は、ＣＲＴやＬＣＤなどの画像表示デバイスであって、表示処理部６から送られた表示画像を表示する。
【００４２】
操作部８は、超音波診断装置と操作者とのインターフェース部であり、キーボードなどを備えていて、操作者が必要なデータを直接入力することができる。また、タッチペンやマウスなどを備えて、表示モニタ７に表示された表示画像の所望部分を操作者が指定することにより、その位置をデータとして認識することができるようにもなっている。
【００４３】
制御系回路部１０は、操作部８から入力される操作者からの指示に対応し、超音波診断装置全体の駆動タイミング、データ送受信の制御、各種の計測、計測のための描画グラフィックデータの生成、計測結果のグラフ表示処理、計測結果の記憶などの制御全般を担当する回路部である。
【００４４】
制御系回路部１０における各種の処理は、中央制御部１１で行われる。中央制御部１１は、ＣＰＵおよびワークメモリを備えた演算回路であり、操作部８から入力される指示信号にしたがって、超音波画像取得部９での超音波画像の取得や、エコー画像信号と合成されて表示モニタ７で表示されるグラフィック画像信号に対する指示など、超音波診断装置を構成する各部に対する指示を行う。これらの指示を行うため、中央制御部１１の出力が、送信回路部２、受信回路部３、受信信号処理部４、ＤＳＣ５、画像合成部６、グラフィック制御部１２に入力される。
【００４５】
また、中央制御部１１は、ＤＳＣ５で取得された断層画像に対して、エコーパターン分類を行うための、輝度値取得部２１，二値化部２２，分布密度測定部２３，分布密度分類部２４、境界判定部２５，エコーパターン分類部２６を有している。なお、これら各部の具体的機能については、エコーパターンに加えられる処理内容とともに後述する。
【００４６】
グラフィック制御部１２は、中央制御部１１からの信号に基づいて、表示モニタ７で表示されるグラフィック画像信号を生成する。
【００４７】
グラフィックメモリ１３は、グラフィック制御部１２で生成されたグラフィック画像信号を一旦記録し、エコー画像信号がＤＳＣ５から出力されるタイミングに合わせて、表示処理部６にグラフィック画像信号を出力する。
【００４８】
以上のように構成された本実施形態にかかる超音波診断装置について、卵巣腫瘍の診断に用いられる場合を例に、その動作を説明する。
【００４９】
まず、超音波プローブ１を被検者の卵巣を観察する位置にあてる。超音波パルスが、超音波プローブ１から被検体内の卵巣及びその周囲に伝播し、その反射波は、超音波プローブ１、受信回路部３、受信信号処理部４を経由して超音波画像としてＤＳＣ５に送られる。
【００５０】
ＤＳＣ５で、超音波画像は、走査方式が超音波走査から標準走査に変換されたエコー画像信号として表示処理部６送られる。また、中央制御部１１で生成された、病院名、超音波の送信条件、受信条件などの情報が、グラフィック制御部１２、グラフィックメモリ１３を経由して表示処理部６に送られて、表示処理部６でエコー画像信号と合成されて表示画像が生成され、表示モニタ７で表示される。
【００５１】
操作者は、表示モニタ７で表示された表示画像に基づいて、卵巣およびその周囲を診断する。また、このとき、ＤＳＣ５によって超音波画像から得られた断層画像が、中央制御部１１で処理されて、図２に示される日本超音波医学会の示す６種類の卵巣腫瘍のエコーパターンへの分類が行われる。
【００５２】
以下、具体的なエコーパターンの分類方法について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、図３のフローチャートおよびその説明においては、それぞれのステップを（Ｓ１＊＊）というように表示する（*印は数字を表す）。
【００５３】
図３に示した、本実施形態にかかるエコーパターンの分類処理は、断層画像が中央制御部１１に入力された状態からスタートする。
【００５４】
断層画像は、上記したように、画像を構成する個々のピクセルについての輝度信号の集合体として把握できる。輝度値取得部２１は、それぞれのピクセルについてその輝度値を取得する（Ｓ１０１）。
【００５５】
二値化部２２は、所定の値Ａとして与えられる輝度値を閾値として、取得された各ピクセルの輝度値がこの値Ａよりも高いか低いかを判断する。そして、断層画像における判断対象の全てのピクセルについて、所定の値Ａよりも高い輝度値を有する高輝度ピクセルと、所定の値Ａよりも低い輝度値を有する低輝度ピクセルとに分類したピクセル情報を取得する（Ｓ１０２）。
【００５６】
次に、分布密度測定部２３が、所定の値Ｂとして与えられた面積に対する高輝度ピクセルが占める割合である密度を、断層画像における判断対象の領域に対して測定して、分布密度を得る（Ｓ１０３）。なお、上記したとおり、断層画像上の各点はピクセルに置き換えられることから、断層画像上の面積は、そのままピクセルの数として把握することができる。したがって、分布密度を求めることとは、単位ピクセル数あたりに占める高輝度ピクセルの数について、その分布度合いを求めることと同義となる。
【００５７】
得られた分布密度の値に基づいて、分布密度分類部２４が、与えられる所定の値Ｃを基準値として、分布密度が値Ｃよりも高い高密度部と、分布密度が値Ｃよりも低い低密度部とに分類し、分布密度情報を得る（Ｓ１０４）。
【００５８】
このＳ１０４までの処理が行われることで、指定された３つの値Ａ、Ｂ、Ｃに基づいて、断層画像から、各ピクセルを高輝度ピクセルと低輝度ピクセルとに分類したピクセル情報と、所定面積の領域を高輝度部の密度に着目することで、高密度の高輝度部であるか低密度の高輝度部であるかに分類した、分布密度情報とが得られたことになる。
【００５９】
次に、境界判定部２５が、ピクセル情報と分布密度情報から、境界部を判定する（Ｓ１０５）。具体的には、まず、ピクセル情報における低輝度ピクセルの領域と、分布密度情報における低密度の高輝度部の領域とを第１のグループとし、分布密度情報から高密度の高輝度部の領域を第２のグループとする。そして、これら第１のグループと第２のグループとの境界を求めて境界部と判定する。つまり、断層画像における判断対象の領域内での低輝度低密度の領域（複数箇所ある場合もある）と高輝度高密度の領域（複数箇所ある場合もある）との境界を境界部と判定する。また、高密度の高輝度部の幅が、所定の値として与えられる値Ｅよりも狭い場合は、その値Ｅよりも狭い幅の部分も境界部として判定する。そして、以後の手順においては、この値Ｅよりも狭い幅の高密度の高輝度部は、境界部としてのみ取り扱うこととなり、高密度の高輝度部としては取り扱わない。
【００６０】
このようにして、ステップＳ１０５までに得られた、ピクセル情報と分布密度情報と境界部の情報から、エコーパターン分類部２６が、ステップＳ１０６以降のステップに従い、具体的なエコーパターンの分類を行う。なお、以下のエコーパターンの分類においては、分類対象である断層画像の表示領域端部、すなわち表示領域の境界部は、境界部判定部２５で得られた、境界部としては取り扱わないこととする。
【００６１】
まず、嚢胞性部位検出プロセスとして、境界部が閉じた領域を形成している部分において、嚢胞性部位として把握される、低輝度部または低密度の高輝度部で構成されている部位を特定（Ｓ１０６）する。そして、その嚢胞性部位が、境界部が閉じた領域の中に、１つもしくは複数存在しているかを判定する（Ｓ１０７）。
【００６２】
次に、内部エコー判定プロセスとして、嚢胞性部位が１つもしくは複数存在している場合には、嚢胞性部位として低密度の高輝度部が含まれているか否かを判定する。その結果、低密度の高輝度部が１つのグループも存在していない場合には、その嚢胞性部位をI型
の腫瘍に分類する（Ｓ１０８）。
【００６３】
嚢胞性部位が複数存在する場合、１つでも低密度の高輝度部が含まれているときはI型
の腫瘍とは分類しない。低密度の高輝度部が含まれているとされた場合は、充実性検出プロセスとして、高密度の高輝度部が存在するか否かを判定し、高密度の高輝度部が存在しない場合には、その嚢胞性部位をII型の腫瘍に分類する（Ｓ１０９）。
【００６４】
嚢胞性部位に高密度の高輝度部が存在していた場合には、嚢胞性部位の内部に、もしくは、嚢胞性部位に隣接して、高密度の高輝度で構成された閉じた境界があるか否かを判定し（Ｓ１１０）、高密度の高輝度部が存在する場合には、周囲長測定プロセスとして、その高密度の高輝度部の周囲長を測定する（Ｓ１１１）。そして、面積測定プロセスとして、高密度の高輝度部の面積を測定する（Ｓ１１２）。
【００６５】
次に、辺縁平滑判定プロセスとして、面積測定プロセス（Ｓ１１２）で得られた面積に対する、周囲長測定プロセス（Ｓ１１１）で得られた周囲長の割合を計算し、得られた比率が、値Ｄとして与えられる所定の値Ｄよりも小さい場合には、対象とする高密度の高輝度部位が平滑な辺縁部で構成されているとして、III型の腫瘍に分類する（Ｓ１１３）。
【００６６】
ここで、高密度の高輝度部が複数存在する場合であって、全ての面積に対する周囲長の割合が値Ｄよりも小さい場合にのみIII型の腫瘍に分類する。もし、１つでも値Ｄよりも大
きい辺縁部を持つ場合には、IV型の腫瘍に分類する。
【００６７】
充実性検出プロセス（Ｓ１１０）で、高密度の高輝度部が存在しているが、嚢胞性部位の内部、もしくは、嚢胞性部位に隣接して、高密度の高輝度部で構成された閉じた境界が存在していないと判定された場合、充実性優位プロセスとして、高密度の高輝度部で構成された閉じた境界の内部に、嚢胞性検出プロセスで得られた嚢胞性部位があるかを判定する（Ｓ１１５）。
【００６８】
充実性優位プロセスで、嚢胞性部位がある場合にはVI型の腫瘍に分類する。一方、高密
度の高輝度部で構成される閉じた境界の内部に嚢胞性部位が存在しない場合には、I型か
らVI型の腫瘍パターンのいずれにも分類不能であるとする。
【００６９】
また、嚢胞性部位検出プロセス（Ｓ１０７）で、嚢胞性部位がないと判定された場合、充実パターン検出プロセスとして、高密度の高輝度部で構成された閉じた境界を持つ部位が、１つもしくは複数存在しているかを判定する（Ｓ１１４）。
【００７０】
充実パターン検出プロセスで、高密度の高輝度部で構成された閉じた境界を持つ部位が１つでも存在している場合には、VI型の腫瘍に分類する。一方、高密度の高輝度部で構成
された閉じた境界を持つ部位が存在しない場合には、I型からVI型のいずれの腫瘍パター
ンにも分類不能であるとする。
【００７１】
このようにして、ピクセル情報と分布密度情報と境界部の形状から、エコーパターン分類部２６によって、日本超音波医学会の示す６種類の卵巣腫瘍のエコーパターン分類を自動的に行うことができる。
【００７２】
なお、本実施の形態における二値化部２２は、閾値に対して一段階で輝度値を判定する構成でも、多段階構成で段階的に絞り込んで、閾値に対して輝度値を判定する構成としてもよい。  また、本実施形態における卵巣腫瘍パターンの判定フローの中で使われる、値Ａ、値Ｂ、値Ｃ、値Ｄ、値Ｅの各値は、経験則などにより適宜設定されるものである。また、表示する断層画像の全体の明るさや、表示している断層画像の視野深度などの情報から、超音波診断装置が自動的にこれらの数値の最適化を図るようにしてもよい。さらに、操作者により、操作部８から所定の値を設定できるようにしてもよい。
【００７３】
分類されたエコーパターンの結果は、中央制御部１１からのデータによって、グラフィック制御部１２でI型からVI型までのいずれかの類型か、もしくは分類不能である旨を文
字情報として作成し、グラフィックメモリ１３を介して表示処理部６でエコー画像信号と重畳されて、表示モニタ７で表示される。このときの表示画像の例を図４に示す。
【００７４】
図４に示すように、超音波診断結果として得られた卵巣腫瘍のパターン結果として、この図の場合はV型であることが文字情報４０１として、エコー画像信号に重畳されて表示
画像となっている。
【００７５】
また、操作部８から操作者が操作することにより、分類結果を、取得された超音波画像のデータや、診断結果のコメントなどとともにレポートとして記憶したり、これを画面表示したりすることもでき、図示しない外部装置に記録することもできる。
【００７６】
さらに、卵巣腫瘍のエコーパターンの分類は、操作部８からの操作により、その開始と終了を操作者が指定するようにする。このようにすることで、超音波画像から取得されたいわゆるフリーズ画像の表示中に、卵巣腫瘍のエコーパターン分類を実施してもよいし、フリーズ画像の表示中ではなく、ライブ画像の表示中にリアルタイムに卵巣腫瘍のエコーパターン分類を開始して、１つのフレーム毎に分類した結果を更新表示するようにしてもよい。また、リアルタイムにエコーパターンの分類を行う場合には、最新の１フレームでのエコーパターン分類結果を表示してもよいし、エコーパターンの分類を開始した以降に順次得られたエコーパターン分類結果を、多数決表示のように表示してもよい。
【００７７】
（実施の形態２）
次に、本発明にかかる超音波診断装置の第２の実施形態について、図５を用いて説明する。
【００７８】
図５は、本実施形態にかかる超音波診断装置の機能的構成を示すブロック図である。図５に示すように、本実施形態にかかる超音波診断装置は、基本的には図１に示した第１の実施形態の超音波診断装置と同じ構成となっていて、超音波画像取得部９，ＤＳＣ５，表示処理部６、表示モニタ７と、操作部８、制御系回路部１０を有している。本実施形態にかかる超音波診断装置では、ＤＳＣ５にカラー画像取得部を有する点、制御系回路部１０に断層画像メモリ１４とカラー画像メモリ１５とを有する点、さらに、中央制御部１１に血流情報判別部２７と、メモリ画像呼出部２８とを有する点が、図１に示した第１の実施形態にかかる超音波診断装置と異なっている。
【００７９】
本実施形態の超音波診断装置では、図５のような構成とすることで、断層画像のエコーパターン分類において、カラーモード画像を有効に用いてエコーパターン分類の効率を向上させることができる。
【００８０】
図３に示した、日本超音波医学会の示す６種類の卵巣腫瘍のエコーパターンに分類する例であれば、ＤＳＣ５により超音波診断画像から得られたカラー画像を、分布密度分類部２４での分布密度分類（Ｓ１０４）に用いる。具体的には、血流情報判別部２７で、カラー画像情報が存在しているか否かとその位置を把握する。そして、以降の各ステップに用いられる分布密度情報では、カラー画像が情報として存在している位置を高密度の高輝度部として取り扱う。
【００８１】
このように、カラー画像が取得されている場合に、カラー画像情報が存在する部分を高密度の高輝度部として取り扱うことで、白黒の断層画像にのみ基づいて分布密度分類を行った場合と比較して、さらに精度の高い分布密度情報を得ることが可能となり、６種類の卵巣腫瘍のエコーパターンの分類精度を向上することができる。
【００８２】
本実施形態にかかる超音波診断装置では、さらに、制御系回路部１０内に、ＤＳＣ５で取得された断層画像を記録する断層画像メモリ１４と、カラー画像を記録するカラー画像メモリ１５を、制御系回路部１０内に有する。
【００８３】
そして、断層画像メモリ１４と、カラー画像メモリ１５とに蓄えられた複数の画像を操作部８から操作者が操作することにより、記録した複数の画像の中から、エコーパターン分類を開始する画像と終了する画像とを決定する。その後、操作者が操作部８から、エコーパターン分類実行の指示を行うことにより、メモリ画像呼出部２８が、断層画像メモリ１３とカラー画像メモリ１４に記録された画像を順次呼び出して、エコーパターンの分類処理を行う。
【００８４】
このように、断層画像とカラー画像とをそれぞれの記録手段に蓄え、蓄えられた複数の画像に対してエコーパターン処理を行うことで、より精度の高いエコーパターンの分類を行うことができる。
【００８５】
（実施の形態３）
次に、本発明にかかる超音波診断装置について、さらに別の実施形態である第３の実施形態について、図６を用いて説明する。
【００８６】
図６は、本実施形態にかかる超音波診断装置の機能的構成を示すブロック図である。図６に示すように、本実施形態にかかる超音波診断装置も、基本的には図１に示した第１の実施形態の超音波診断装置と同じ構成となっていて、超音波画像取得部９，ＤＳＣ５，表示処理部６、表示モニタ７と、操作部８、制御系回路部１０を備えている。本実施形態にかかる超音波診断装置では、超音波画像取得部９に揺動制御部１６を有する点、ＤＳＣ５に二次元画像取得部３３およびマルチスライス画像取得部３４を有する点、中央制御部１１に二次元画像呼出部２９を有する点が、図１に示した第１の実施形態にかかる超音波診断装置と異なっている。なお、本実施形態においては、超音波プローブ１として、三次元画像を取得する３Ｄ対応、もしくは、三次元画像を連続して取得する４Ｄ対応のものを用いる。
【００８７】
本実施形態の超音波診断装置では、図６のような構成とすることで、超音波画像として三次元の画像を取得することができ、超音波画像を用いた診断という観点でも有用な超音波診断装置を得ることができる。また、エコーパターンの自動分類においても、得られた三次元画像を用いた処理ができるので、エコーパターン分類を感覚的に把握しやすく、かつ、高い精度で行うことができる。
【００８８】
本実施形態では、三次元対応の超音波プローブ１を用い、これが、揺動制御部１６に制御されて揺動することで、被検体の情報を三次元の空間情報として取得できる。また、被検体の画像情報をリアルタイムで連続して取得、更新しながら表示モニタ７で表示する、いわゆる４Ｄ画像を得ることができる。
【００８９】
図７に、三次元画像表示を行っている場合の、表示モニタ７の表示画像の例を示す。図７に示すように、表示画像は４つに分割されていて、図７中右下の３Ｄ画像表示エリア５０４には、被測定物の立体的な三次元画像が表示されていて、左上のＡ断面表示エリア５０１には、第１の二次元超音波画像が、右上のＢ断面表示エリア５０２には、第２の二次元超音波画像が、左下のＣ断面表示エリア５０３には、第３の二次元超音波画像が、それぞれ表示されている。そして、この第１の二次元超音波画像、第２の二次元超音波画像、第３の二次元超音波画像は、それぞれ直交する三次元を示す軸（通常、ｘ，ｙ，ｚで表示される）に平行な平面を示すものであり、超音波画像取得手段９で得られた三次元超音波画像から、ＤＳＣ５の二次元画像取得部３３により取得されたものである。
【００９０】
図７に示す、三次元の表示画像が表示されている場合に、操作者は、操作部８を操作して、エコーパターンの分類を開始する位置を指定する。さらに、操作部８を操作することによって、エコーパターン分類を終了する位置を指定する。図７の例では、Ａ断面表示エリア５０１に表示された第１の二次元超音波画像を用い、表示モニタ７に表示された表示画像上で、エコーパターン分類開始位置５０５と分類終了位置５０６とを指示する。
【００９１】
操作者の指示を受け、中央制御部１１は、指示されたエコーパターン分類開始位置と分類終了位置の間を、Ａ断面表示エリア５０１に表示された第１の二次元超音波画像に平行な軸（例えばｘ軸）の軸方向に沿って、これとは垂直の軸（例えばｙ軸）における二次元画像である第２の二次元超音波画像を、二次元画像呼出部２９で再構成して取得する。そして、その再構成した複数の二次元の超音波画像に対し、エコーパターン分類処理を行う。
【００９２】
このように、三次元超音波画像からエコーパターン分類を行う二次元超音波画像を指定して、得られた複数の二次元超音波画像についてエコーパターン分類を行うことで、操作者が分類情報を得たいと考える部分のエコー情報を的確に得ることができ、また、複数の二次元超音波画像についてエコーパターン分類を行うので、分類の精度も向上する。
【００９３】
本実施形態の場合、上記したように複数の二次元の超音波画像に対してエコーパターン分類処理を行うので、分類結果が複数に分かれて得られることがある。この場合は、複数の分類結果を表示モニタ７で表示して、その結果を操作者に伝えるようにすることができる。例えば、図３に示したような、日本超音波医学会の示す６種類の卵巣腫瘍のエコーパターンに分類する場合の例では、図７の右下に示すように、エコーパターン分類結果表示部５０７を設け、例えば１０枚の二次元超音波画像から得られたそれぞれの分類結果Ｓ１〜Ｓ１０と、これらの多数決として得られた代表値「V型」が示されている。
【００９４】
なお、このエコーパターン分類結果の表示は任意に行うことができることは言うまでもなく、また、分類対象となる二次元の超音波画像の数も１０枚に限られないことは言うまでもない。さらに、本実施形態に示したエコーパターンの分類方法においては、図７を用いて、Ａ断面として表示された第１の二次元超音波画像を用いて分類領域を定め、これと垂直の第２の二次元超音波画像を用いてエコーパターンの分類を行ったが、本発明にかかる超音波診断装置は、これに限られるものではなく、第１の二次元超音波画像を用いて定めた分類領域について、第３の二次元超音波画像を用いてエコーパターンの分類行ってもよく、また、エコーパターン分類領域を定めるのに、第２の二次元超音波画像、または、第３の二次元超音波画像を用いることができることも言うまでもない。
【００９５】
以上のように、本実施形態に示すような、三次元の超音波画像データから得られた二次元の超音波画像から、エコーパターンの分類をすることで、立体的な構造を有することが通常である各種の腫瘍などに対し、より的確な診断とエコーパターンの分類ができる。
【００９６】
また、本実施形態にかかる超音波診断装置において、上記の通り三次元超音波画像が得られることを利用して、さらに別の方法で、操作者がエコーパターン分類の対象となる二次元超音波画像を指定する方法も考えられる。
【００９７】
この方法を行うにあたっては、図６に示したように、ＤＳＣ５にマルチスライス画像取得部３４を備え、診断対象物に対して、一つの軸方向に垂直な複数の平面における二次元超音波画像を順次取得する。なお、このような画像は、対象物を複数スライスするものであることから、通常、マルチスライス画像と呼ばれている。
【００９８】
図８は、マルチスライス画像を表示モニタ７で表示した状態を示す。図８に示すように、マルチスライス画像取得部３４で取得された画像は、中央制御部１１で処理されて、複数の画像が連続した状態で複数並んで表示されるようにして、グラフィック制御部１２に送られる。そして、グラフィックメモリ１３、表示処理部６を介して、表示モニタ７上に表示される。
【００９９】
ここで、操作者は、操作部８を操作して、エコーパターン分類を行う画像を特定するために、分類開始位置６０１と分類終了位置６０２を指定する。中央制御部１１は、指定された分類開始位置と分類終了位置の間のスライス画像に対し、エコーパターン分類を行う。この場合も、操作者が指定した複数の二次元超音波画像に対して、エコーパターン分類が行われるため、分類結果が複数得られることがある。したがって、上記図７に示した場合と同じく、マルチスライス画像に重畳させて、エコーパターン分類結果について、複数の分類結果そのものと、多数決による計算値とを表示することが好ましい。
【０１００】
図８においても、図３で示した日本超音波医学会の示す６種類の卵巣腫瘍のエコーパターンに分類する場合の例として、図８の右下に示すように、エコーパターン分類結果表示部６０３を設け、例えば１０枚の二次元超音波画像から得られたそれぞれの分類結果Ｓ１〜Ｓ１０と、これらの多数決として得られた代表値「V型」が示されている。
【０１０１】
この場合も、エコーパターン分類対象である二次元超音波画像の数や、その開始終了位置を操作者が任意に定めることができることは、言うまでもない。
【０１０２】
以上のように、超音波画像取得手段９が三次元超音波画像を取得できる場合に、得られた一つの軸方向に連続する複数の二次元超音波画像をマルチスライス画面として表示し、操作者がこのマルチスライス画面を指定して、エコーパターン分類の開始位置と終了位置とを定めることで、エコーパターン分類を行うべき対象を視覚的に容易に定めることができ、かつ、より詳細な腫瘍などの超音波画像と、精度の高いエコーパターン分類結果とを得ることができる。
【０１０３】
なお、本発明にかかる超音波診断装置において、上記各実施形態で示した、日本超音波医学会作成の卵巣腫瘍のエコーパターンを自動的に分類する場合には、分類結果の表示の際に、図２に示すエコーパターンを模式化した模式図を合わせて表示するようにしても良い。このようにすれば、実際の超音波エコー画像と、分類結果とを、模式図と容易に対比することができ、分類結果の正確性が一目で判断できる。
【０１０４】
さらに、図３に示した、卵巣腫瘍のエコーパターン分類処理の過程で、境界判定ステップ（Ｓ１０５）において得られた、エコーパターンにおける境界部の情報を、中央制御部１１からグラフィック制御部１３、グラフィックメモリ１４、表示処理部６を通して、エコーパターン分類を実施した超音波画像と重畳して表示モニタ７に表示させることが考えられる。このようにすることで、分類対象となった卵巣腫瘍の状況をより明確に視覚的に把握することができ、操作者の操作の利便性や、医師による腫瘍診断精度の向上を図ることができる。
【０１０５】
なお、上記各実施形態では、エコーパターンの分類方法として、分類基準が確立しており、また、実際の超音波診断装置の用途としてニーズが強い、日本超音波医学会作成の卵巣腫瘍のエコーパターン分類について説明したが、本発明によれば、超音波画像に対して、ピクセル情報、分布密度情報、境界部情報を精度良く取得することができるので、分類パターン基準を明確にすれば、卵巣腫瘍以外の各種腫瘍や、その他被検体についてのエコーパターン分類を自動で行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上のように、本発明にかかる超音波診断装置は、超音波画像取得手段で得られた画像に基づいて、そのエコーパターン分類を自動的に行うことができるので、各種の腫瘍診断における医師の診断作業をサポートすることができ、産業上有用に利用できる。また、特に、婦人科での卵巣腫瘍の検診に用いることが有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる超音波診断装置の構成を示すブロック図
【図２】日本超音波医学会作成の卵巣腫瘍のエコーパターンの模式図
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる超音波診断装置における、卵巣腫瘍パターンの分類の判定処理を示すフローチャート
【図４】卵巣腫瘍パターンの判定結果を表示する表示画像の例図
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる超音波診断装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる超音波診断装置の構成を示すブロック図
【図７】いわゆる三次元画像表示における卵巣腫瘍パターン分類の表示画像の例図
【図８】いわゆるマルチスライス画像表示における卵巣腫瘍パターン分類の表示画像の例図
【図９】従来の超音波診断装置における嚢胞の自動的な検出と寸法測定の処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【０１０８】
１  超音波プローブ
２  送信回路部
３  受信回路部
４  受信信号処理部
５  ＤＳＣ
６  表示処理部
７  表示モニタ
８  操作部
９  超音波画像取得部
１０  制御系回路部
１１  中央制御部
１２  グラフィック制御部
１３  グラフィックメモリ
【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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