CN100502791C - 超声波诊断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超声波诊断装置,具备:变位计测部(109),其从探测器(101)向受检体(100)发射超声波,接收与该超声波的发射对应的反射回声信号,根据发射回声信号计测受检体(100)的活体组织的变位;弹性图像构成部,其从变位求出形变量或弹性模量并构成弹性图像;和显示部(107),其显示弹性图像;其中,具备根据从弹性图像构成部输出的弹性图像的信息对形变状态或弹性状态进行特定的评分机构。由此提供一种通过施予并显示作为诊断指标的评分而能够对诊断有一定帮助的超声波诊断装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波诊断装置,其利用超声波可以将受检体内的诊断部位显示成表示活体组织的硬度或者柔软度的弹性图像。
背景技术
以往通常的超声波诊断装置具有下述机构而构成,即控制超声波收发的超声波收发控制机构、对受检体进行超声波发送和接收的超声波收发机构、使用来自该超声波收发机构的反射回声信号并以规定周期反复获得含有运动组织的受检体内的断层图像数据的断层扫描机构、和对通过该断层扫描机构获得的时间序列断层图像数据进行显示的图像显示机构。此外,将受检体内部的活体组织的构造例如作为B型断层图像进行显示。
与此相对,最近,提出有:从受检体的体表面用加压装置或者探测器人为地施予外力,压迫活体内部组织,利用以时间序列相邻的2帧(连续2帧)的超声波接收信号的相关演算,求得各点上的变位,进而通过空间微分该变位并计测形变,图像化该形变数据的方法;进而提出根据外力导致的应激分布和形变数据,对以活体组织的杨氏(Young)模量等为代表的弹性模量数据进行图像化的方法。根据以此形变和弹性模量数据(以下称作弹性帧数据)为基础的弹性图像,可以计测活体组织的硬度或柔软度并作为弹性图像来显示。
作为超声波诊断装置,有在专利文献1或专利文献2中记载的装置等。
专利文献1:特开平5—317313号公报
专利文献2:特开2000—060853号公报
但是,在基于这样的以往超声波诊断装置的活体组织的弹性模量数据的图像化方面,对于实际的疾病,不过是辨识其硬度程度的程度,没有给予对应疾病的诊断指标。
发明内容
本发明是鉴于上述的观点完成的发明,其目的在于,提供一种能够给予对疾病部位的诊断有一定帮助的指标的超声波诊断装置。
为了达成上述目的,本发明的超声波诊断装置,具备:变位计测部,其从探测器向受检体发射超声波,接收与该超声波的发射对应的反射回声信号,根据上述反射回声信号计测上述受检体的活体组织的变位;弹性图像构成部,其从上述变位求出形变量或弹性模量并构成弹性图像;断层图像构成部,其根据上述反射回声信号构成上述受检体的活体组织的断层图像;以及显示部,显示上述弹性图像;其中,具备评分机构,所述评分机构根据表示形变状态或弹性状态的评分而将从上述弹性图像构成部输出的上述弹性图像按相应的评分分值进行分类,所述形变状态或弹性状态是根据所述弹性图像的硬的区域相对于上述断层图像的低回声区域的分布状态而设定的。
因此,通过应用弹性图像、断层图像及弹性图像,给予作为诊断指标的评分并显示,可以对诊断有一定帮助并进行辨识。
附图说明
图1是表示基于本发明的超声波诊断装置的实施例的框图。
图2是表示在超声波探测器中安装压力计测部(压力传感器),计测探测器的探头和受检体之间的压力的方法的一例的图。
图3是表示图1的评分输入机构实行的评分处理的一例的图。
图4是表示应用评分输入机构并进行评分处理时的图像显示器的显示例的图。
图5是表示基于应激信号进行评分的图。
图6是表示基于压迫所致的弹性图像的区域的变化进行评分的图。
图7是表示基于弹性图像的色调图形进行评分的图。
图8是表示图1的评分输入机构实行的评分处理的其他实施例的图。
图9是表示图1的评分输入机构实行的评分处理的另一不同实施例的图。
图10是表示使用了区域提取应用程序的自动评分处理的一例的流程图。
图11是模式地表示该自动评分处理的动作的一例的图。
图12是表示获取用于评分的弹性图像的时刻的图。
图13是表示图1的RF信号帧数据选择部的一个实施例的图。
图14是表示图1的RF信号帧数据选择部的其他实施例的图。
具体实施方式
下面,以附图为基础详细说明本发明的实施例。图1是表示基于本发明的超声波诊断装置的实施例的框图。该超声波诊断装置是利用超声波得到关于受检体100的诊断部位的断层图像同时对表示活体组织的硬度或柔软度的弹性图像进行显示的装置。
如图1所示,该超声波诊断装置,具备应用超声波探测器101、发射回路102、接收回路103、整相加法回路104和信号处理部105作为构成断层图像的断层图像构成部118,具备应用变位计测部109、压力计测部110、形变及弹性模量演算部111、弹性数据处理部112和彩色扫描转换器113作为构成弹性图像的弹性图像构成部119,进而具备对断层图像构成部的输出信号进行图像变换的黑白扫描转换器106、图像显示器107、RF信号帧数据选择部108、切换加法器114、输入评分的评分输入机构115和根据弹性图像或者弹性图像和断层图像对形变状态或弹性状态进行表征的评分部116而被构成。
通过超声波探测器101、发射回路102、接收回路103、整相加法回路104和信号处理部105,构成超声波收发机构。该超声波收发机构是通过使用超声波探测器101并在受检体100的体内按一定方向进行超声波波束扫描,获得一幅断层图像的机构。超声波探测器101是将多个振子排列成长方形状而形成的构件,进行机械式或电子的波束扫描并对受检体100进行超声波发射和接收,虽然省略图示,但在其中内置有作为超声波的发生源同时接收反射回声的振子。各振子通常形成为具有把输入的脉冲波或连续波的发射信号变换成超声波并发射的功能,和接收从受检体100的内部反射的超声波并变换成电信号的接收信号而输出的功能。。
发射回路102是,在生成用于驱动超声波探测器101而发生超声波的发射脉冲的同时,通过内置的发射整相加法回路将发射的超声波的聚焦点设定成某深度。接收回路103是,通过规定的增益(gain)放大由超声波探测器101接收的反射回声信号。被放大的与各振子数对应的数量的接收信号作为分别独立接收信号,被输入到整相加法回路104。整相加法回路104输入由接收回路103放大的接收信号,控制它们的相位,对一点或多个聚焦点形成超声波波束。信号处理部105输入来自整相加法回路104的接收信号并进行增益纠正、对数压缩、检波、轮廓增强、过滤处理等各种信号处理。
黑白扫描转换器使用从上述的超声波收发机构的信号处理部105输出的反射回声信号并以超声波周期获取含有运动组织的受检体100内的RF信号帧数据,利用切换加法器114使该RF信号帧数据显示在图像显示器107上。因此,黑白扫描转换器106包括用于按照电视方式的周期依次读取RF信号帧数据的断层扫描机构和用于进行***控制的机构,例如将来自信号处理部105的反射回声信号变换为数字信号的A/D转换器、以时间序列对由该A/D转换器数字化的断层图像数据进行保存的多个帧保存器、和对它们的动作进行控制的控制器等而被构成。
图像显示器107是对通过黑白扫描转换器106获得的时间序列的断层图像数据即B型断层图像进行显示,是由通过切换加法器114把从黑白扫描转换器106输出的图像数据变换为模拟信号的D/A转换器,和输入来自该D/A转换器的模拟视频信号并作为图像进行显示的彩色电视监视器构成。
在本实施方式中,从整相加法回路104的输出侧分支并设置RF信号帧数据选择部108和变位计测部109,同时求得组织弹性模量,此时,与其并列设置有压力计测部110。在变位计测部109和压力计测部110的后段,设置形变及弹性模量演算部111、弹性数据处理部112和彩色扫描转换器113,在该彩色扫描转换器113和黑白扫描转换器106的输出侧设有切换加法器114。此外,黑白扫描转换器106和彩色扫描转换器113的输出被导入到评分部116,从而实行评分处理。关于该评分处理的详细情况在后面叙述。
变位计测部109是根据通过RF信号帧数据选择部108选择的1组RF信号帧数据实行一元相关或者2元相关处理,计测断层图像上各点的变位或者移动矢量(变位的方向和大小)。作为该移动矢量的检测法,例如有如专利文献1中记载的块匹配法和梯度(gradient)法。块匹配法是将图像分割成例如由N×N像素构成的方块,根据前帧探究与当前帧中着眼的方块最相似的方块,参考该方块进行预测符号化的方法。
压力计测部110对受检体100的诊断部位的体腔内压力进行计测或推断。该超声波诊断装置采用的方法是,使用在探测器探头1011上设置的超声波探测器101并在控制部200的控制下进行超声波收发,同时通过在探测器探头1011上设置的加压器(无图示)进行加压或者减压,并对受检体100的诊断部位的体腔内施予应激分布。在该方法中,为了计测在探测器探头1011和受检体100之间施加何种程度的压力,例如,如图2所示,检测出对棒状部件所施加的压力的压力传感器1012安装在探测器探头1011的侧面,在任意时相对探测器探头1011和受检体100之间的压力进行测定,将测定的压力值输送到形变及弹性模量演算部111。其中,在图2中省略了对探测器探头1011进行加压、减压的加压器。
形变及弹性模量演算部111是根据从变位计测部109和压力计测部110分别输出的移动量(变位)和压力,演算断层图像上的各点的形变或弹性模量,生成形变或弹性模量的数值数据(弹性帧数据),将其输出到弹性数据处理部112。关于形变及弹性模量演算部111进行的形变演算,例如,不需要压力数据,通过该变位的空间微分而计算求得。另外,关于弹性模量之一的杨氏模量的演算,通过用压力变化除以移动量的变化而计算求得。
彩色扫描转换器113具备如下所述的色调信息变换机构,所述的色调信息变换机构输入作为从弹性数据处理部112输出的弹性帧数据、从超声波诊断装置的控制部200输出的命令或者从弹性数据处理部112输出的弹性帧数据中的等级化选择范围的上限值和下限值,从该弹性帧数据作为弹性图像数据赋予红、绿、蓝等的色调信息。该色调信息变换机构进行如下动作,例如,在从弹性数据处理部112输出的弹性帧数据中,将计测形变较大的区域在弹性图像数据内变换成为红色编码,相反将计测形变较小的区域在弹性图像数据内变换成为蓝色编码。另外,彩色扫描转换器113也可以由上述的黑白扫描转换器106构成。此时,计测形变大的区域,在弹性图像数据内灰度较亮,相反计测形变小的区域,在弹性图像数据内灰度较暗。
切换加法器114成为输入来自黑白扫描转换器106的黑白断层图像数据和来自彩色扫描转换器113的彩色弹性图像数据,对两图像进行加法运算或者切换的机构;按照仅输出黑白断层图像数据或者彩色弹性图像数据、或者对两图像数据进行加法合成并输出的方式,进行切换。另外,例如,如专利文献2中记载的那样,在2画面显示中,可以同时显示黑白断层图像和彩色或者基于黑白扫描转换器的黑白弹性图像。从切换加法器114输出的图像数据被输出到图像显示器107。
接下来,对本实施方式的评分进行说明。
图3是表示图1的评分部116实行的评分处理的第1实施方式的图,图3(A)是表示从黑白扫描转换器106输出的黑白断层图像数据(B型断层图像)的一例的图。图3(B)~(F)是表示从彩色扫描转换器113输出的彩色弹性图像数据的一例的图,模式化地分别显示不同症状的情况。这些弹性图像数据,实际上进行与其硬度对应的彩色显示。例如,柔软的部分(形变大的部分)为红色,硬的部分(形变小的部分)为蓝色,两者中间为绿色,作为连续的色变化进行显示。其中,在图3中,因为不能用这样的色彩进行显示,而用网格显示其情形,软的区域用粗网格显示,硬的区域用细网格显示。当为图3(A)的B型断层图像时,中央的椭圆形的部分61是乳腺肿瘤等的疾病部位,称作低回声区域。另外,将弹性图像中与低回声区域61同一坐标区域对应的区域,在图3(B)~(F)中用椭圆形虚线显示。对于该低回声区域61,按照如何显示弹性图像数据的相应状态,操作弹性图像数据的评分输入机构115,进行评分处理,按1~5分分别对弹性图像分类。各评分1~5按下述基准,由观察者进行是否满足该基准的判断,进行评分处理。下面,说明关于各评分1~5的基准。
1分:如图3(B)所示,基于弹性图像的硬的区域62在低回声区域61的内部没有被明确辨识的病例
2分:如图3(C)所示,基于弹性图像的硬的区域63、64避开低回声区域61的中央部被1部分辨识的病例
3分:如图3(D)所示,基于弹性图像的硬的区域65没有到达低回声区域61的边界部(轮廓),但含有低回声区域61中央部而被辨识的病例
4分:如图3(E)所示,基于弹性图像的硬的区域66,一样分布到低回声区域61的边界部(轮廓)而被辨识的病例
5分:如图3(F)所示,基于弹性图像的硬的区域67在覆盖低回声区域61的全部的同时,超过低回声区域61的边界部(轮廓)并扩展到外部区域而被辨识的病例
在这里,上述硬的区域在作为弹性图像的形变图像中,可以作为对小于某形变的阈值Ts的形变进行计测的区域来识别,例如,如果设定形变百分之0作为阈值Ts,那么作为上述硬的区域,作为即使通过来自体表的压迫也完全没有形成压缩的区域(计测点群)而被筛选。其中,在诊断部位的扫描时接受该按压力,使用弹性模量图像作为弹性图像,此时,可以将对大于某弹性模量的阈值Ty的弹性模量进行计测的区域作为硬的区域来识别。
通过如此评分(分类),可以作为疾病判断的指标,对诊断提供帮助。图4是表示使用评分输入机构115进行评分处理时的图像显示器107的显示例的图。在图像显示器107的显示画面1071中,显示在如图3(B)~(F)所示的B型断层图像上重叠了表示组织的硬度分布的弹性图像数据的半透明彩色图像而成的图像,在显示画面1071的上面设有输入评分指标的栏1072,和显示各评分指标的显示区域1073。在该显示区域1073中,显示对如上所述的各评分的内容简单书写清楚的内容,或者合并图3(B)~(F)的图而显示。检查者一边与评分指标1073进行对比,一边在评分指标输入栏1072中输入观察显示画面1071后认为适当的评分。它们的动作是通过评分输入机构115实行的。其中,在显示画面1071中显示的图像,可以如图3(A)所示将B型断层图像在其他窗口并列显示。因此,可以提高评分处理时的视觉分辨力。在评分指标输入栏1072中输入的评分,可以与在超声波诊断装置中具有的患者个人的报告功能相连接,也可以同时输入到报告功能中具有的评分指标输入栏中。另外,在显示区域1073中也可以同时记下如图3(B)~(F)那样的成为评分指标的模型图。
在上述实施方式中,对检查者观察在显示画面1071中所显示的图像并进行评分处理的情况进行说明,通过评分部116使用图象处理而自动进行评分(分类)。以下,对基于该评分部116的自动评分处理进行说明。评分部116是在从彩色扫描转换器113输出的彩色弹性图像数据(形变图像)中,进行用公知的边界检出软件来检测的边界检测,根据像素数等求得硬的部分区域62~67的面积B。
在第2实施方式中,表示仅用弹性图像数据进行评分。例如,作为基准信息,预先获取成为参照图像的弹性图像,将弹性图像区域的像素数作为面积B,基于弹性图像的面积的评分按下述设定。
当X1<B时 为1分
当X2<B≦X1时 为2分
当X3<B≦X2时 为3分
当X4<B≦X3时 为4分
当B<X4时 为5分
此外,新获取的弹性图像数据面积套用按照如上所述设定的面积B并进行评分。另外,该弹性图像如果是一系列连接的图像,设定最低评分为2以上,如果是以光滑的圆系连接的图像,设定最低评分为3以上,也可以根据弹性图像的形状设定评分。
另外,通过压迫受检体,利用所谓弹性图像上发出应激信号的特性的评分处理如图5所示。图5(a)(b)表示用探测器101压迫受检体100的状态的图。当压迫恶性肿瘤时,如图5所示应激信号122被显示。其中图5(a)表示良性肿瘤。
在评分部116中,预先设定与应激信号122的幅度123对应的评分。例如,该幅度越大弹性图像就越为恶性,如此按照图4所示设定评分。此外,通过把对应评分所设定的幅度和获得的弹性图像121的应激信号122的幅度123进行比较,进行弹性图像121评分。在这里表示使用应激信号122的幅度进行评分的例子,但也可以使用应激信号122的面积并进行评分。这样可以通过弹性图像的应激信号进行评分。
另外,使用通过压迫受检体而发生变化的弹性图像133并进行评分处理的例子如图6所示。当是恶性肿瘤时,具有当逐渐压迫受检体时例如蓝色显示区域132逐渐变小的特性。相反,当是良性肿瘤时,具有当逐渐压迫受检体时蓝色显示区域132逐渐增大的特性。因此,使用该特性,如图4所示在评分部116中设定针对与通过压迫所产生的区域的颜色变化相对应的特性的评分。此外,根据按照压迫而弹性图像发生变化的颜色进行评分。这样根据基于压迫的上述弹性图像133的上述区域132的变化,可以进行评分。
利用囊状图形(Cyst pattern)并进行评分处理的例子如图7所示。所谓囊状图形是指,使所显示的弹性图像的某个特定区域的深度较浅的部分141为蓝色、深度较深的区域142为红色而显示成对的图形。其中,用该囊状图形显示的区域根据经验可以知道是良性肿瘤。因此,在评分部116中囊状图形为良性评分另外设定,如果在弹性图像上辨识为囊状图形则进行所谓良性的评分。这样,如此也可以根据弹性图像的色相图形进行评分。
在上述的实施方式中,对仅用弹性图像数据进行评分处理的情况进行说明,但是在第3实施方式中,就通过使用断层图像数据作为基准信息的弹性图像数据的自动评分处理,应用图3等进行说明。首先,评分部116,通过公知的边界检测软件检测出从黑白扫描转换器106输出的黑白断层图像数据(B型断层图像)的疾病部位的低回声区域61。根据像素数等求得所检测出的区域61的面积A。然后,评分部116,在从彩色扫描转换器113输出的彩色弹性图像数据(形变图像)中进行同样的边界检测,根据像素数等求得在疾病部位的低回声区域中61的内部计测的较硬部分的区域62~67的面积B。这里,当硬的区域如区域63、64那样多个散在时,将它们的面积和作为面积B。
评分部116,以分别求得的面积A、B的关系为基础,按照下述进行评分处理。
首先,作为上述面积A、B的比,B/A设为Z进行演算。另外,预先在超声波诊断装置中,作为面积比的阈值以如下所述进行设定。
1分的阈值Th1(例如0.1)
2分的阈值Th2(例如0.3)
3分的阈值Th3(例如0.7)
4分的阈值Th4(例如1.0)
于是,进行下述判断:
当Z<Th1时 为1分
当Th1<Z≦Th2时 为2分
当Th2<Z≦Th3时 为3分
当Th3<Z≦Th4时 为4分
当Th4<Z时 为5分
另外,除了上述实施例之外,例如,如图8所示,在低回声区域61内的中央部,设置面积小于低回声区域且具有一定比率(例如面积A×0.6)的感兴趣区域61a,对于该感兴趣区域61a,与上述相同,除了上述评分方法之外,可以进行弹性图像中硬的区域占有何种程度的评价,由此,在评分的评价中不仅增加硬的区域相对于低回声区域的面积占有比率,而且还增加硬的区域在低回声区域内部及外部以怎样的空间分布来配置,可以期望提高评价精度的结果。
进而,另外,例如,如图9所示,不仅是上述中央感兴趣区域,而且以低回声区域的界限为基准,在界限内部或者内外设置多个感兴趣区域62b,对于这些多个感兴趣区域,和上述同样,可以进行弹性图像中的硬的区域占有何种程度的评价,另外,关于多个感兴趣区域62b的每个,首先评价在各自占有的面积内弹性图像中硬的区域所占比例是否超过某一定比率,可以在评分的评价中利用超过该比率的感兴趣区域被列入几个。另外,边界检测出可以应用公知的斑点(snake)法或区域生长法等来达成。当由阴影(shadow)等隐藏边界时,可以设定ROI或者根据周围的边界信息用插补等方法来应付。
另外,在上述实施方式中,表示应用在低回声区域内分布的硬的区域的占有率进行评分的例子,但是,作为其他实施例,可以把低回声区域内含有的弹性计测点群作为母集团施行统计处理,根据该统计的特征量进行评分,例如,如下所述对应用该平均值的方法进行说明。
将在低回声区域中内在的计测点群的总要素数设为N,各个计测点的形变或者弹性模量设为Ei(i=1、2、3……N)。因此,按如下方式演算低回声区域中内在的计测点的形变或弹性模量的平均值Em。
(平均值Em)=∑Ei(i=1、2、3……N)
另外,预先在超生诊断装置中,以
1分的阈值Tm1
2分的阈值Tm2
3分的阈值Tm3
4分的阈值Tm4
作为平均值的阈值进行设定,当作为反映弹性的值对弹性模量进行演算时,
保持Tm1<Tm2<Tm3<Tm4的大小关系进行设定,进行下述判断,
当Z<Tm1时 为1分
当Tm1<Z≦Tm2时 为2分
当Tm2<Z≦Tm3时 为3分
当Tm3<Z≦Tm4时 为4分
当Tm4<Z时 为5分
另外,当使用形变作为反映弹性的值时,
保持Tm1>Tm2>Tm3>Tm4的大小关系进行设定,进行下述判断,
当Tm1<Z时 为1分
当Tm2<Z≦Tm1时 为2分
当Tm3<Z≦Tm2时 为3分
当Tm4<Z≦Tm3时 为4分
当Z<Tm4时 为5分
在以上的说明中,作为例子应用平均值,但本发明并不限于此,施行以低回声区域含内含有的弹性的计测点群作为母集团的统计处理,以该统计的特征量为基础进行评分很重要。
对评分部116使用图象处理自动进行评分(分类)时的具体例子进行说明。首先,如图3所示,评分部116通过作为公知的区域提取软件的例如区域生长法,检测出从黑白扫描转换器106输出的黑白断层图像数据(B型断层图像)的疾病部位的低回声区域61的面积A。根据像素数等求得所检测出的区域的面积A。然后,评分部116在从彩色扫描转换器113输出的彩色弹性图像数据(形变图像)中,对被显示成为面积A的区域内的较硬区域62~67的、装置使用者可以任意设定的、且具有规定的灰度值以上的像素数进行计数。将该像素数作为面积B。以该面积A和面积B(具有规定灰度值以上的像素数)为基础,进行如下评分处理。
首先,作为面积(像素数)A、B的比值,B/A被设定为Z进行演算。另外,预先在超声波诊断装置中,设定
1分的阈值Th1(例如0.1)
2分的阈值Th2(例如0.3)
3分的阈值Th3(例如0.7)
4分的阈值Th4(例如1.0)
作为面积比的阈值。
因此,此时,当Z<0.7时,遵循如下所示规则返回到评分。
当Z<Th1时 为1分
当Th1<Z≦Th2时 为2分
当Th2≦Z≦Th3时 为3分
进而,当Th3≦Z(0.7≦Z)时,在所得的弹性图像数据(形变弹性图像)中,与上述同样,用公知的区域提取应用程序(例如,区域生长法)中,提取作为硬的区域65~67来显示具有规定灰度以上的区域。此时,提取区域不限于上述低回声区域61内,含有该边缘的区域也成为提取对象。
将这里获得的提取面积作为C。作为面积A与面积C的比,将C/A设为Z’进行演算。该Z’值返回到
当Th3<Z’≦Th4时 为4分
当Th4<Z’时 为5分。
在上述实施方式中,到3分为止,在弹性图像数据方面,不需要区域提取处理,可以进行评分。
图10是表示使用了区域提取应用程序的自动评分处理的一例的流程图。图11是模式地表示一例该自动评分处理的动作的图。这里,作为区域提取算法,以区域生长(Region Growing)法为例进行说明。
在步骤S91中,为了获得形变弹性图像,以任意方法加压后,用描绘出的B型断层图像,选择想要区域提取的低回声部。该选择处理如图11(A)所示通过指定低回声区域61内的任意位置作为源点(source point)(图中记载为SP)来进行。
在步骤S92中,根据在步骤S91中所指示的源点SP、和以任意方法赋予的阈值,进行如图11(B)所示的低回声区域61的提取。区域生长法是指,在与所指示的源点SP邻接的区域中,提取灰度值差纳入已预先设定的值(阈值)内的区域的方法。因此,通过计数像素数等方法计数所提取的低回声区域61的面积。在图11(B)中,把该面积记载为SBW。
在步骤S93中,在该低回声区域内所绘出的形变弹性图像中,用像素数对具有与使用者任意设定的表示较硬区域的灰度值相比而表示更硬区域的灰度值的面积进行计数。在图11(C)中,该较硬区域被记载为Sb1。
在步骤S94中,进行较硬区域的面积Sb1是否小于低回声区域的面积SWB×0.7的判断。判断的结果,当较硬区域的面积Sb1小于低回声区域的面积SWB×0.7(当SWB×0.7>Sb1)时,进入步骤S95。然后,在步骤S95中,返回到直至与各值分别对应的1~3分的值。
相反,步骤S94的判断结果,当较硬区域的面积Sb1为低回声区域的面积SWB×0.7以上(SWB×0.7≦Sb1)时,有可能较硬部位的面积Sb1未纳入到低回声区域内,所以进入步骤S96。
在步骤S96中,在弹性图像数据中,再次进行基于区域生长法的区域(面积Sb1’)的提取。此时,进行提取直到提取含有B型断层图像的低回声区域的周边区域的区域为止。在这里的区域提取处理中,源点SP可以直接使用由上述的B型断层图像所指示的源点,也可以另外重新设定。将在这里提取的区域的面积设为Sb1’。于是,在步骤S97中,返回到与低回声区域的面积SBW和面积Sb1’之比(SWB/Sb’)对应的4、5分的值。具体来说,当Sb1’<SBW时,返回到4分,除此之外则返回到5分。
这样,通过用公知的区域提取应用程序(例如,区域生长法)中进行区域提取,可以自动进行与组织的硬度分布对应的评分处理。这里,上述的阈值只不过是全部的一例,根据使用者的判断,可以自由变更。
另外,在上述实施方式中,表示通过公知的边界检测软件检测出B型断层图像中疾病部位的低回声区域的轮廓信息的例子,但作为其他实施例,可以使用超声波装置的接口(鼠标、轨迹球等),检查者在所显示的B型断层图像上输入疾病部位的轮廓,以该轮廓信息为基本求得区域61的面积A,与通过上述方法求得的面积B进行比较,自动进行评分判断。其中,上述评分是一个例子,使用含有形变图像的弹性图像进行评分是很重要的,在上述评分中所使用的数值等不过是一个例子,根据实际临床病例当然优选使用各种最佳值。另外,在上述的说明中,特别是以把乳腺区域作为对象的评分方法为例子,但是在此之外的区域中,当然要对符合该区域的病例的评分方法进行定义。另外,基于以上的实施例的评分方法,不仅在评分中分别单独利用,也可以多个方法组合利用,当然可以进行一次评分。
在上述实施方式中,对评分部116使用从黑白扫描转换器106输出的黑白断层图像数据(B型断层图像)和从彩色扫描转换器113输出的彩色弹性图像数据(形变图像)来进行评分处理的情况进行说明,但也可以使用来自信号处理部105的输出、来自弹性数据处理部112或者形变及弹性模量演算部111的输出进行同样的评分处理。另外,在上述实施例中,在图1中标记有压力计测部,但是当求得形变、显示形变图像时,可以没有压力计测部。
图12是表示在上述实施方式的用形变及弹性模量演算部111演算形变或弹性模量的时刻(timing)的图。将未用探测器101压迫受检体100的状态示为0,压迫的界限示为MAX。获取弹性图像的时刻是指轻压迫状态的时刻,获取以压迫界限的3~20%程度进行压迫的状态的弹性图像,对所获取的弹性图像进行评分。
具体来说,通过压力传感器1012,预先检测出压迫界限的压力值,将该压力值作为压力MAX值保存在评分部116中。将保存的压力MAX值作为参考,使用评分输入机构115,对压迫获取的弹性图像的压力值进行设定。其中,设定的压力值可以任意设定为例如压力MAX值的10%的压力值。然后,压迫受检体100,获取已到达设定的压力值时的时点的弹性图像,对该获取的弹性图像进行评分。
在强力压迫受检体100状态下的弹性图像中,因为有时很难识别较硬部位和柔软部位,所以通过在如上所述轻轻压迫的时刻获取的弹性图像中进行评分,可以提高评分精度。
关于上述实施方式的RF信号帧数据选择部108的动作,使用图13进行说明。图13是表示图1的RF信号帧数据选择部的一个实施例的图。RF信号帧数据选择部108可以任意选择追溯到过去的帧数(和当前帧数据的帧间隔数),作为成为变位计测的基准的一个RF信号帧数据。即,RF信号帧数据选择部108是在RF信号帧数据选择部108所具备的帧保存器1081中,顺次对以超声波诊断装置的帧率从整相加法回路104经时地相继输出的RF帧数据进行保存。RF信号帧数据选择部108,将在帧保存器1081内现时点保存的数据设为RF信号帧数据N。RF信号帧数据选择部108,按照来自超声波诊断装置的控制部200的控制命令,按照时间从过去的RF信号帧数据N-1、N-2、N-3……N-M中选择一个RF信号帧数据,将其作为RF信号帧数据X,在RF信号帧数据选择回路1082中暂时收纳。RF信号帧数据选择部108将在帧保存器1081中收纳的最新RF信号帧数据N和在RF信号帧数据选择回路1082中收纳的RF信号帧数据X,并列输出到变位计测部109中。
即,在RF信号帧数据选择部108中,首先,作为构成向变位计测部109中输出的1组RF信号帧数据的过去的RF信号帧数据X,不仅可以任意选择与当前的RF信号帧数据N时间性邻接的RF信号帧数据N-1,还可以任意选择已间隔M帧(M=1、2、3……)的RF信号帧数据N-M作为过去的RF信号帧数据X。其中,间隔的帧间隔数M(M=1、2、3……)可以根据超声波装置的使用接口任意设定、变更。
图14是表示图1的RF信号帧数据选择部的其他实施例的图。图14的RF信号帧数据选择部108,按照来自超声波诊断装置的控制部200的控制命令,在帧保存器1081内保存在过去的某时相P内获取的RF信号帧数据P。RF信号帧数据选择回路1082,不对在帧保存器1081内保存的RF信号帧数据P进行更新,而是通常作为任意时相中的过去的RF信号帧数据来参照。因此,在变位计测部109中,可以摄入由当前保存的RF信号帧数据N和RF信号帧数据P构成的1组RF信号帧数据。是否采用如图14所示的机能、另外当采用时获取RF信号帧数据P的时刻如何等的设定,可以根据超声波诊断装置的使用接口任意切换、设定和变更。
当将构成1组RF信号帧数据的过去和当前的RF信号帧数据N、P的间隔限定成接邻帧时,在RF信号帧数据之间的时间间隔中所施予的加压量或者减压量,有时没有充分达到适合绘出弹性图像数据的加压量或减压量(一般1%左右),其中所述的RF信号帧数据构成在一系列的加压或减压操作过程中获取的多个RF信号帧数据的组。与此相对,通过如图13及图14所示构成RF信号帧数据选择部,可以充分增加过去和当前的RF信号帧数据间的帧间隔,可以充分地绘出基于弹性帧数据的弹性图像。这特别是在超声波检查中,通过受检者的体格的物理限制,在无法充分增加一系列的加压或者减压操作过程中的加压或减压的速度的情况下是非常有用的。
Claims (19)
1.一种超声波诊断装置,具备:
变位计测部,其从探测器向受检体发射超声波,接收与该超声波的发射对应的反射回声信号,根据上述反射回声信号计测上述受检体的活体组织的变位;
弹性图像构成部,其从上述变位求出形变量或弹性模量并构成弹性图像;
断层图像构成部,其根据上述反射回声信号构成上述受检体的活体组织的断层图像;以及
显示部,其显示上述弹性图像和上述断层图像;
所述超声波诊断装置的特征在于,具备评分机构,所述评分机构根据表示形变状态或弹性状态的评分而将从上述弹性图像构成部输出的上述弹性图像按相应的评分分值进行分类,所述形变状态或弹性状态是根据所述弹性图像的硬的区域相对于上述断层图像的低回声区域的分布状态而设定的。
2.如权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述形变状态或弹性状态是根据所述弹性图像的硬的区域的面积而设定的,
所述面积是由所述弹性图像的像素数决定。
3.如权利要求2所述的超声波诊断装置,其特征是:
当存在多个所述弹性图像时,所述面积为该多个弹性图像的面积总和。
4.如权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征是:
具备在所述断层图像或所述弹性图像中设定所述区域的区域设定机构。
5.如权利要求4所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述区域设定机构将所述断层图像上的低回声区域设定为第1区域,将所述弹性图像上的硬的部位的区域设定为第2区域,所述评分机构根据所述第2区域和第1区域的比对形变状态或弹性状态进行表征。
6.如权利要求4所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述区域设定机构通过区域生长机构或边界检测机构来求得区域,其中所述的区域生长机构或边界检测机构通过所述断层图像或者所述弹性图像的灰度来提取区域。
7.如权利要求6所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述区域生长机构,将所述区域内的位置作为源点进行设定,在与该设定的源点邻接的区域中提取灰度差纳入到预先设定的阈值内的区域。
8.如权利要求4所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述区域设定机构是,在所述断层图像或所述弹性图像上输入轮廓,以所述轮廓信息为基础求得所述区域。
9.如权利要求5所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述评分机构是,在所述低回声区域设定多个感兴趣区域,根据所述多个感兴趣区域中硬的区域的占有程度,对形变状态或弹性状态进行表征。
10.如权利要求5所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述评分机构是,在所述低回声区域的中央部设置感兴趣区域,根据所述弹性图像中硬的区域的占有程度,对形变状态或弹性状态进行表征。
11.如权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征是:
具有对压迫所述受检体的压力值进行设定的压力设定机构,根据以该设定的压力值进行压迫时的弹性图像,对形变状态或弹性状态进行表征。
12.如权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述评分机构是,根据所述硬的区域,把形变状态或弹性状态分类成多个阶段。
13.如权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征是:
具有输入机构,在所述显示部设有评分输入栏,使用所述输入机构在所述评分输入栏中输入评分。
14.如权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征是:
具有对向所述变位计测部输出的1组所述反射回声信号的帧数据进行选择的帧数据选择部,根据该选择的1组帧数据构成所述弹性图像。
15.如权利要求14所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述帧数据选择部是,任意选择所述1组帧数据,根据该选择的1组帧数据构成所述弹性图像。
16.如权利要求14所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述帧数据选择部选择1组邻接的帧的帧数据。
17.如权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述评分机构根据所述弹性图像的应激信号,对形变状态或弹性状态进行表征。
18.如权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述评分机构是,根据通过逐渐压迫引起的所述弹性图像的区域的变化,对形变状态或弹性状态进行表征。
19.如权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征是:
所述评分机构是,根据所述弹性图像的色相图形,对形变状态或弹性状态进行表征。
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