JP2011224346A - 超音波診断装置、画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波画像における観察対象の視認性を向上させること。
【解決手段】画像生成部１５ａは、時系列に沿った複数の超音波画像を生成し、動きベクトル算出部１５ｂは、画像生成部１５ａにより生成された複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像の間で監視用ＲＯＩの動きベクトルを算出する。そして、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトル算出部１５ｂにより算出された動きベクトルにおける超音波の走査線方向成分に基づいて、２つの超音波画像のうち生成時期の遅い超音波画像を補正した補正画像を生成する。そして、制御部１７は、補正画像生成部１５ｃにより生成された補正画像をモニタ２に表示させるように制御する。
【選択図】図２

Description

この発明は、超音波診断装置、画像処理装置および画像処理方法に関する。

従来、超音波診断装置は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置などの他の医用画像診断装置に比べ装置規模が小さく、また、超音波プローブを体表から当てるだけの簡便な操作により、例えば、心臓の拍動や胎児の動きといった検査対象の動きの様子をリアルタイムで表示可能な装置であることから、今日の医療において重要な役割を果たしている。また、被曝のおそれがない超音波診断装置には、片手で持ち運べる程度に小型化された装置も開発されており、かかる超音波診断装置は、産科や在宅医療などの医療現場においても容易に使用することができる。

また、近年、超音波診断装置により生成された超音波画像を用いて、検査対象の組織の状態を客観的かつ定量的に解析する技術の開発が進められている。かかる技術としては、組織追跡イメージング法や、超音波エラストグラフィー法などが知られている。

組織追跡イメージング法は、例えば、心臓の機能解析を行なうため、拍動に伴う心筋の位置を追跡して心筋の速度情報に由来する信号を積分することで、心筋の変位や歪みが描出された心臓の短軸像を生成および表示する技術である（例えば、特許文献１を参照）。

また、超音波エラストグラフィー法は、Ｂモード画像を医師が観察することで行なわれていた腫瘤性病変の悪性度診断（具体的には、硬さ）を客観的かつ定量的に解析することが可能な画像を生成および表示する技術である。

ここで、Ｂモード画像観察による腫瘤性病変の悪性度診断について説明する。Ｂモード画像の観察による腫瘤性病変の悪性度診断は、超音波診断装置のリアルタイム表示を利用した診断の代表的なものであり、具体的には、以下に説明する手技が行なわれる。Ｂモード画像に腫瘤性病変が見つかった場合、医師または技師は、体表にあてた超音波プローブにより患部を少し圧迫および開放する。かかる手技を行なった場合、腫瘤を含む生体組織は、変形する。ここで、超音波プローブによる圧迫および開放にともない腫瘤性病変が平行移動するように観察される場合、医師は、当該腫瘤性病変が硬いと診断できる。

また、超音波プローブによる圧迫にともない腫瘤性病変の形状が、例えば球形から扁平するといった変化が観察される場合、医師は、当該腫瘤性病変が柔らかいと診断できる。また、腫瘤性病変の形状は元々扁平していることもあるので、超音波プローブによる圧迫にともない腫瘤性病変の形状がさらに扁平するといった変化が観察される場合も、医師は、当該腫瘤性病変が柔らかいと診断できる。

このように、超音波診断装置のリアルタイム表示（動画像表示）機能を用いて腫瘤性病変の形状変化を観察することは、腫瘤性病変の悪性度診断を行なううえで有用である。かかる診断は、例えば、乳癌の超音波画像診断において日常的に行われている。

一方、超音波エラストグラフィー法は、腫瘤性病変を含む生体組織の変形を、超音波パルスの微小な位相変化によって計算することで、組織歪の２次元的マッピング像を再構成および表示する技術である。なお、腫瘤性病変を含む生体組織の変形を行なうための方法としては、上述したように超音波プローブにより圧迫および開放する方法の他に、超音波パルスの機械的作用によって圧迫させる方法（例えば、ＡＲＦＩ（Acoustic Radiation Force Impulse）など）が知られている。

このように、超音波エラストグラフィー法は、腫瘤性病変を含む生体組織の弾性率を計測して画像化する技術であるが、超音波エラストグラフィー法により表示される２次元的マッピング像を用いた診断結果と、実際にＢモード画像を観察することで得られる経験的な診断結果とには、乖離がある場合があった。水などの液体は、圧縮性が極めて低い物質であるが、皮膜に包まれた液体は、容易に変形する。このため、例えば、腫瘤に液体が内包されている場合、弾性率の計測誤差は、大きくなってしまう。また、腫瘤性病変を含む生体組織近傍に血管や血流がある場合も、弾性率の計測誤差は、大きくなってしまう。このように、従来、臨床で経験されていた「柔らかさ」すなわち「変形し易さ」と、物理定数としての弾性率には、乖離がある。

かかる理由により、超音波エラストグラフィー法により再構成される２次元的マッピング像は、腫瘤性病変の悪性度診断の最終的な根拠とすることが困難であり、現状では、腫瘤性病変の悪性度診断は、超音波プローブによる圧迫および開放を行ないながらのＢモード画像の観察により行なわれることが多い。

特開２００５−１２４６３６号公報

ところで、上記したＢモード画像の観察では、超音波診断装置の本質的な表示法により、Ｂモード画像（超音波画像）における観察対象の視認性が悪くなってしまうという課題があった。図１４Ａおよび図１４Ｂは、従来技術の課題を説明するための図である。

通常、静置された物体を上から圧迫した状態を横から見た場合、図１４Ａに示すように、物体は、下方向に圧縮され、物体内の観察対象となる部位も、下方向に移動する。ここで、超音波診断装置は、超音波プローブの表面が常にゼロｃｍとなる超音波画像を表示する。したがって、超音波画像を観察すると、図１４Ｂに示すように、生体組織は、上方向に圧縮され、生体組織内の観察対象（腫瘤）は、上方向に移動することとなる。すなわち、生体組織および観察対象（腫瘤）は、超音波画像において、実際の運動方向とは逆方向に移動するように描出されるため、超音波画像の観察者は、観察対象の動きの状態を把握することが困難であった。このため、観察者は、実際の運動方向とは逆方向に移動する観察対象の動きの状態を把握できるように、観察技術を向上させる必要があった。

また、観察対象は、超音波プローブによる圧迫および開放により変形するとともに平行移動してしまう。したがって、観察者は、変形と移動とが同時に起こる中で、変形の度合いを観察する必要が生じるため、錯覚などを起こす場合があった。

なお、上記では、腫瘤性病変の悪性度診断時に超音波プローブによる圧迫および開放を行ないながら超音波画像を観察する際に、観察対象の視認性が悪くなってしまうという課題があったことについて説明した。しかし、一般的に、超音波プローブを被検体の体表にあてて、当該体表下部の生体組織を観察する場合であっても、超音波プローブの移動にともない被検体の体表が圧迫され、観察対象となる生体組織が移動することがある。すなわち、上記した超音波診断装置の本質的な表示法では、腫瘤性病変の悪性度診断時のみならず、超音波画像を用いた画像診断時において、超音波画像における観察対象の視認性が悪くなってしまうという課題があった。

そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、超音波画像における観察対象の視認性を向上させることが可能となる超音波診断装置、画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、超音波診断装置が、被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された前記複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で局所領域の動きベクトルを算出する算出部と、前記算出部により算出された前記動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成する補正画像生成部と、前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する表示制御部と、を備える。

また、請求項２４記載の本発明は、画像処理装置が、被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された前記複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で局所領域の動きベクトルを算出する算出部と、前記算出部により算出された前記動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成する補正画像生成部と、前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する表示制御部と、を備える。

また、請求項２７記載の本発明は、画像処理方法であって、算出部が、被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿って生成された複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で局所領域の動きベクトルを算出し、補正画像生成部が、前記算出部により算出された前記動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成し、表示制御部が、前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する、ことを含む。

請求項１、２４または２７の発明によれば、超音波画像における観察対象の視認性を向上させることが可能となる。

図１は、実施例１に係る超音波診断装置を説明するための図である。 図２は、実施例１に係る画像処理部の構成を説明するための図である。 図３は、監視用ＲＯＩを説明するための図である。 図４は、補正画像生成部を説明するための図（１）である。 図５は、補正画像生成部を説明するための図（２）である。 図６は、実施例１に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。 図７は、実施例２に係る画像処理部の構成を説明するための図である。 図８は、観察用ＲＯＩを説明するための図である。 図９は、実施例２に係る動きベクトル算出部および変形度算出部を説明するための図である。 図１０Ａは、実施例２に係る変形度算出部および制御部を説明するための図（１）である。 図１０Ｂは、実施例２に係る変形度算出部および制御部を説明するための図（２）である。 図１０Ｃは、実施例２に係る変形度算出部および制御部を説明するための図（３）である。 図１１は、実施例２に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。 図１２は、実施例２の第１の変形例を説明するための図である。 図１３は、実施例２の第２の変形例を説明するための図である。 図１４Ａは、従来技術の課題を説明するための図（１）である。 図１４Ｂは、従来技術の課題を説明するための図（２）である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る超音波診断装置、画像処理装置および画像処理方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、この発明に係る画像処理方法を実行する超音波診断装置を実施例として説明する。

まず、実施例１に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、実施例１に係る超音波診断装置を説明するための図である。図１に示すように、実施例１に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とから構成される。

超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生し、さらに、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材などを有する。

超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像を表示したりする。

入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボールなどを有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求（例えば、関心領域の設定要求など）を転送する。なお、本実施例１に係る入力装置３は、後述する画像処理部１５による画像処理の開始および終了を操作者から受け付けるための「処理実行スイッチ」を有する。

装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置であり、図１に示すように、送信部１１と、受信部１２と、Ｂモード処理部１３と、ドプラ処理部１４と、画像処理部１５と、画像メモリ１６と、制御部１７と、内部記憶部１８とを有する。

送信部１１は、トリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために用いられる圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。

受信部１２は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号を増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。

このように、送信部１１および受信部１２は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。

Ｂモード処理部１３は、受信部１２から反射波データを受け取り、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。

ドプラ処理部１４は、受信部１２から受け取った反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。

画像処理部１５は、Ｂモード処理部１３が生成したＢモードデータや、ドプラ処理部１４が生成したドプラデータから、超音波画像を生成する。具体的には、画像処理部１５は、ＢモードデータからＢモード画像を生成し、ドプラデータからドプラ画像を生成する。また、画像処理部１５は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示画像としての超音波画像（Ｂモード画像やドプラ画像）を生成する。さらに、画像処理部１５は、生成した超音波画像に対して後に詳述する画像処理を行なう。

画像メモリ１６は、画像処理部１５が生成した超音波画像や、画像処理部１５が超音波画像を画像処理することで生成した画像を記憶するメモリである。

制御部１７は、超音波診断装置における処理全体を制御する。具体的には、制御部１７は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１８から読込んだ各種制御プログラムおよび各種設定情報に基づき、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３、ドプラ処理部１４および画像処理部１５の処理を制御する。また、制御部１７は、画像メモリ１６が記憶する超音波画像などをモニタ２にて表示するように制御する。

内部記憶部１８は、超音波送受信、画像処理および表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見など）や、診断プロトコルや各種設定情報などの各種データを記憶する。また、内部記憶部１８は、必要に応じて、画像メモリ１６が記憶する画像の保管などにも使用される。なお、内部記憶部１８が記憶するデータは、図示しないインターフェース回路を経由して、外部の周辺装置へ転送することができる。

このように、実施例１に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１から送信した超音波の反射波に基づいて超音波画像を生成するが、以下、詳細に説明する画像処理部１５の処理により、超音波画像における観察対象の視認性を向上させることが可能となるように構成されている。以下、実施例１に係る画像処理部１５が実行する画像処理について、図２などを用いて詳細に説明する。なお、以下では、乳がんの検査において、被検体Ｐの***を撮影したＢモード画像に腫瘤性病変が見つかったことから、医師または技師が、被検体Ｐの***にあてた超音波プローブ１により圧迫および開放することで、時系列に沿って表示される超音波画像を参照しながら腫瘤性病変の悪性度を診断する場合について説明する。

図２は、実施例１に係る画像処理部の構成を説明するための図である。図２に示すように、実施例１に係る画像処理部１５は、画像生成部１５ａと、動きベクトル算出部１５ｂと、補正画像生成部１５ｃとを有する。

画像生成部１５ａは、超音波画像として、ＢモードデータからＢモード画像を生成し、ドプラデータからドプラ画像を生成する。そして、画像生成部１５ａは、生成した超音波画像を画像メモリ１６に格納する。具体的には、実施例１において、画像生成部１５ａは、医師または技師が被検体Ｐの***にあてた超音波プローブ１により圧迫および開放を順次行なった際に、Ｂモード処理部１３が時系列に沿って順次生成した複数のＢモードデータから、時系列に沿った複数のＢモード画像を生成する。

そして、制御部１７は、画像生成部１５ａが時系列に沿ってＢモード画像を順次生成して画像メモリ１６に新規に格納するごとに、画像メモリ１６から新規に格納されたＢモード画像を順次読み出してモニタ２に表示させる。

ここで、制御部１７は、入力装置３が有する「処理実行スイッチ」を操作者がＯＮにすると、動きベクトル算出部１５ｂおよび補正画像生成部１５ｃによる画像処理を開始するように、画像処理部１５を制御する。

まず、動きベクトル算出部１５ｂは、画像生成部１５ａにより生成された複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像の間で局所領域の動きベクトルを算出する。具体的には、動きベクトル算出部１５ｂは、画像生成部１５ａにより新規の超音波画像である新規画像が生成されるごとに、新規画像の局所領域と、当該新規画像の直前に生成された超音波画像の局所領域との動きベクトルを算出する。

ここで、局所領域とは、動きベクトルを監視するために予め設定された関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）であり、以下では、「監視用ＲＯＩ」と記載する。ここで、監視用ＲＯＩの位置と、監視用ＲＯＩの大きさと、監視用ＲＯＩの形状との設定情報とは、予め内部記憶部１８に格納されている。図３は、監視用ＲＯＩを説明するための図である。

例えば、乳がんの腫瘤性病変の性状診断である場合、動きベクトル算出部１５ｂは、図３に示すように、内部記憶部１８に予め可能されている設定情報により、監視用ＲＯＩの位置を超音波画像（Ｂモード画像）の中心に設定し、監視用ＲＯＩの大きさおよび形状を例えば、直径５ｍｍの正円と設定する。なお、本実施例１では、監視用ＲＯＩの設定情報が予め内部記憶部１８に格納されている場合について説明するが、これらの設定情報は、超音波画像を参照した操作者により、診断ごとに設定される場合であってもよい。

以下、動きベクトル算出部１５ｂによる処理が、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である画像「ｉ」と画像「ｉ＋１」との間で実行される場合について説明する。動きベクトル算出部１５ｂは、画像「ｉ」の監視用ＲＯＩ内の画像パターンと、画像「ｉ＋１」との監視用ＲＯＩ内の画像パターンとの類似度を識別することで、画像「ｉ」および画像「ｉ＋１」間の動きベクトルを算出する。

動きベクトルの算出法としては、既存のアルゴリズムが適用可能である。しかし、超音波診断装置のリアルタイムの動画表示という性質上、動きベクトル算出部１５ｂは、１秒間に、例えば、３０フレーム程度の処理を行なう必要がある。このため、動きベクトル算出部１５ｂは、高速処理が可能なアルゴリズムとして、例えば、輝度値の絶対差の総和（ＳＡＤ：Sum of Absolute Difference）の最小化という手法を用いる。

すなわち、動きベクトル算出部１５ｂは、画像「ｉ＋１」の監視用ＲＯＩの位置を上下左右に微小に移動させて、ＳＡＤを算出する。具体的には、動きベクトル算出部１５ｂは、移動させた監視用ＲＯＩ内にある各画素の輝度値（画像値）と、画像「ｉ」の監視用ＲＯＩ内にある各画素の輝度値との輝度差の絶対値を、対応する画素間で算出し、算出した絶対値の総和（ＳＡＤ）を算出する。そして、動きベクトル算出部１５ｂは、算出したＳＡＤが最小となった場合の画像「ｉ＋１」の監視用ＲＯＩの位置と、画像「ｉ」の監視用ＲＯＩの位置とから、画像「ｉ」に対する画像「ｉ＋１」の動きベクトル「ベクトルＶ（ｉ＋１）」を算出する。

かかる処理により、動きベクトル算出部１５ｂは、画像「１」に対する画像「２」の動きベクトル「ベクトルＶ（２）」、画像「２」に対する画像「３」の動きベクトル「ベクトルＶ（３）」、画像「３」に対する画像「４」の動きベクトル「ベクトルＶ（４）」などを順次算出する。

そして、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトル算出部１５ｂにより算出された動きベクトルにおける超音波の走査線方向成分に基づいて、２つの超音波画像のうち生成時期の遅い超音波画像（画像「ｉ」の次に生成された新規画像である画像「ｉ＋１」）を補正した補正画像を生成する。図４および５は、補正画像生成部を説明するための図である。

まず、補正画像生成部１５ｃは、図４に示すように、動きベクトル算出部１５ｂにより算出された動きベクトル「ベクトルＶ」を、超音波の走査線方向成分（超音波プローブ１の振動子面に対する垂直成分）である「ベクトルＶｙ」と、超音波の走査線方向に直交する成分（超音波プローブ１の振動子面に対する平行成分）である「ベクトルＶｘ」とに分離する。

そして、補正画像生成部１５ｃは、図５に示すように、「ベクトルＶｙ」と大きさが同じであり、かつ、「ベクトルＶｙ」と方向が逆となる「ベクトルＶｃ」を算出する。そして、補正画像生成部１５ｃは、算出した「ベクトルＶｃ」に基づいて、新規画像を補正した補正画像を生成し、生成した補正画像を画像メモリ１６に格納する。

例えば、補正画像生成部１５ｃは、画像「２」を処理する場合、画像「１」に対する画像「２」の動きベクトル「ベクトルＶ（２）」の垂直成分である「ベクトルＶ（２）ｙ」を算出し、「ベクトルＶ（２）ｙ」の逆ベクトル「ベクトルＶ（２）ｃ」を算出する。そして、補正画像生成部１５ｃは、画像「２」を「ベクトルＶ（２）ｃ」により移動させることで補正画像「２」を生成する。

また、補正画像生成部１５ｃは、画像「３」を処理する場合、画像「２」に対する画像「３」の動きベクトル「ベクトルＶ（３）」の垂直成分である「ベクトルＶ（３）ｙ」を算出し、「ベクトルＶ（３）ｙ」の逆ベクトル「ベクトルＶ（３）ｃ」を算出する。そして、補正画像生成部１５ｃは、画像「３」を『「ベクトルＶ（２）ｃ」＋「ベクトルＶ（３）ｃ」』により移動させることで補正画像「３」を生成する。

また、補正画像生成部１５ｃは、画像「４」を処理する場合、画像「３」に対する画像「４」の動きベクトル「ベクトルＶ（４）」の垂直成分である「ベクトルＶ（４）ｙ」を算出し、「ベクトルＶ（４）ｙ」の逆ベクトル「ベクトルＶ（４）ｃ」を算出する。そして、補正画像生成部１５ｃは、画像「３」を『「ベクトルＶ（２）ｃ」＋「ベクトルＶ（３）ｃ」＋「ベクトルＶ（４）ｃ」』により移動させることで補正画像「４」を生成する。かかる補正画像においては、監視用ＲＯＩの垂直方向の位置が略一定となる。

ここで、本実施例１に係る補正画像生成部１５ｃは、以下に説明する閾値処理により補正画像を生成するか否かを判定する。すなわち、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトルの垂直成分の大きさが、内部記憶部１８に予め記憶されている閾値（例えば、２ｍｍ）以上である場合に、補正画像の生成対象となる超音波画像（新規画像である画像「ｉ＋１」）から補正画像を生成する。一方、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値より小さい場合、画像「ｉ＋１」から補正画像を生成しないと判定する。

なお、動きベクトル算出部１５ｂは、補正画像「ｉ」と画像「ｉ＋１」との間で監視用ＲＯＩの動きベクトル「ベクトルＶ（ｉ＋１）」を算出する場合であってもよい。かかる場合、補正画像生成部１５ｃは、「ベクトルＶ（ｉ＋１）」の垂直成分の逆ベクトルである「ベクトルＶｃ（ｉ＋１）」により画像「ｉ＋１」を移動させることで、画像「ｉ＋１」を補正した補正画像「ｉ＋１」を生成する。

図１および２に示す制御部１７は、補正画像生成部１５ｃにより生成された補正画像を画像メモリ１６から読み出して、読み出した補正画像をモニタ２に表示させるように制御する。なお、制御部１７は、補正画像生成部１５ｃにより画像「ｉ＋１」から補正画像が生成されなかった場合、画像「ｉ＋１」を画像メモリ１６から読み出してモニタ２に表示させる。

かかる表示制御処理により、モニタ２は、監視用ＲＯＩの垂直方向の位置が略一定となる超音波画像（Ｂモード画像）を動画表示する。

なお、制御部１７は、上述したように、「処理実行スイッチ」を操作者がＯＮにすることで、動きベクトル算出部１５ｂおよび補正画像生成部１５ｃによる処理を実行するように制御する。そして、制御部１７は、「処理実行スイッチ」を操作者がＯＦＦにすることで、動きベクトル算出部１５ｂおよび補正画像生成部１５ｃによる処理を停止するように制御する。

次に、図６を用いて、実施例１に係る超音波診断装置の処理について説明する。図６は、実施例１に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図６では、監視用ＲＯＩおよび補正画像生成に用いられる閾値の設定が予め行なわれた後の処理について説明する。

図６に示すように、実施例１に係る超音波診断装置は、入力装置３が有する「処理実行スイッチ」を操作者がＯＮにすることで、処理開始要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、処理開始要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、超音波診断装置は、待機状態となる。

一方、処理開始要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部１７は、画像生成部１５ａにより超音波画像が生成されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、超音波画像が生成されていない場合（ステップＳ１０２否定）、制御部１７は、超音波画像が生成されるまで待機する。

一方、超音波画像が生成された場合（ステップＳ１０２肯定）、制御部１７は、生成された超音波画像をモニタ２にて表示するように制御し（ステップＳ１０３）、表示した画像を画像「ｉ」と設定する（ステップＳ１０４）。

そして、制御部１７は、新規の超音波画像が生成されたか否かを判定し（ステップＳ１０５）、新規の超音波画像が生成されていない場合（ステップＳ１０５否定）、新規の超音波画像が生成されるまで待機する。

一方、新規の超音波画像が生成された場合（ステップＳ１０５肯定）、制御部１７は、新規に生成された超音波画像を画像「ｉ＋１」と設定し（ステップＳ１０６）、動きベクトル算出部１５ｂは、画像「ｉ」と画像「ｉ＋１」との間で、監視用ＲＯＩの動きベクトルを算出する（ステップＳ１０７）。

そして、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトル算出部１５ｂにより算出された動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ここで、動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値より小さい場合（ステップＳ１０８否定）、制御部１７は、画像「ｉ＋１」をモニタ２にて表示するように制御する（ステップＳ１１１）。

一方、動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値以上である場合（ステップＳ１０８肯定）、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトルの垂直成分に基づいて、画像「ｉ＋１」の補正画像を生成する（ステップＳ１０９）。そして、制御部１７は、画像「ｉ＋１」を補正した補正画像をモニタ２にて表示するように制御する（ステップＳ１１０）。

その後、制御部１７は、入力装置３が有する「処理実行スイッチ」を操作者がＯＦＦにすることで、処理停止要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ここで、処理停止要求を受け付けない場合（ステップＳ１１２否定）、制御部１７は、画像「ｉ＋１」を画像「ｉ」と設定し（ステップＳ１１３）、ステップＳ１０５に戻って、新規の超音波画像が生成されたか否かを判定する。すなわち、制御部１７は、ステップＳ１１３にて画像「ｉ」として設定した超音波画像と、ステップＳ１０６にて画像「ｉ＋１」として設定する新規画像である画像「ｉ＋１」との間で処理が実行されるように制御する。

一方、処理停止要求を受け付けた場合（ステップＳ１１２肯定）、制御部１７は、動きベクトル算出部１５ｂおよび補正画像生成部１５ｃによる処理を終了する。

上述してきたように、実施例１では、画像生成部１５ａは、時系列に沿った複数の超音波画像を生成し、動きベクトル算出部１５ｂは、画像生成部１５ａにより生成された複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像の間で監視用ＲＯＩの動きベクトルを算出する。そして、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトル算出部１５ｂにより算出された動きベクトルにおける超音波の走査線方向成分に基づいて、２つの超音波画像のうち生成時期の遅い超音波画像を補正した補正画像を生成する。そして、制御部１７は、補正画像生成部１５ｃにより生成された補正画像をモニタ２に表示させるように制御する。

したがって、実施例１では、表示される画像における観察対象の位置を垂直方向にて略一定とすることができ、超音波画像における観察対象の視認性を向上させることが可能となる。また、実施例１では、動きベクトルにおける超音波の走査線方向成分に基づいて補正処理を行なうので、例えば、操作者が他の部位を観察するために超音波プローブ１を体表に沿って移動させても、操作者にとっては不要となる動きベクトルの水平成分による補正処理が行なわれることを回避することができる。

また、実施例１によれば、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値以上である場合に補正画像を生成し、制御部１７は、補正画像生成部１５ｃにより補正画像が生成されなかった場合、画像処理対象となる画像をモニタ２に表示させる。したがって、実施例１によれば、微小な移動しか検出されなかった場合に不要な補正画像の生成処理を回避することができ、画像処理に関する負荷を軽減することが可能となる。

また、実施例１では、動きベクトル算出部１５ｂおよび補正画像生成部１５ｃは、操作者から処理実行要求を受け付けた場合に動きベクトルの算出処理および補正画像の生成処理を実行し、操作者から処理停止要求を受け付けた場合に動きベクトルの算出処理および補正画像の生成処理を停止する。したがって、実施例１によれば、操作者の所望の時期のみ表示される画像の補正処理を実行することが可能となる。なお、実施例１によれば、補正画像が動きベクトルの垂直成分に基づいて生成されるので、「処理実行スイッチ」がＯＮである場合に、操作者が他の部位を観察するために超音波プローブ１を体表に沿って移動させても、操作者にとっては不要な動きベクトルの水平成分による補正処理が行なわれることを回避することができる。

なお、上記の処理は、***の腫瘤性病変を観察する場合だけでなく、一般的に、超音波プローブ１を被検体Ｐの体表にあてて、当該体表下部の生体組織を観察する場合であっても実行可能である。

実施例１では、一つの監視用ＲＯＩが用いられる場合について説明したが、実施例２では、複数の監視用ＲＯＩが用いられる場合について、図７、図８、図９、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃを用いて説明する。なお、図７は、実施例２に係る画像処理部の構成を説明するための図であり、図８は、観察用ＲＯＩを説明するための図であり、図９は、実施例２に係る動きベクトル算出部および変形度算出部を説明するための図であり、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、実施例２に係る変形度算出部および制御部を説明するための図である。

実施例２に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した実施例１に係る超音波診断装置と同様に構成される。しかし、実施例２に係る画像処理部１５は、図７に示すように、図２を用いて説明した実施例１に係る画像処理部１５と比較して、関心領域位置情報取得部１５ｄおよび変形度算出部１５ｅをさらに有する点が異なる。以下、これらを中心に説明する。

まず、実施例２において、操作者は、Ｂモード画像において観察対象となる領域を観察用関心領域（観察用ＲＯＩ）として設定する。例えば、操作者は、入力装置３が有する描画機能を用いて、図８に示すように、Ｂモード画像にて観察された腫瘤性病変の輪郭をおおまかにトレースすることで観察用ＲＯＩ２０を設定する。図８に示す一例では、観察用ＲＯＩ２０が楕円にてＢモード画像上に描画されている。

関心領域位置情報取得部１５ｄは、Ｂモード画像にて描画された観察用ＲＯＩ２０の位置情報を取得する。そして、実施例２に係る動きベクトル算出部１５ｂは、関心領域位置情報取得部１５ｄにより取得された観察用ＲＯＩ２０のＢモード画像における位置情報に基づいて、複数の監視用ＲＯＩを設定する。

例えば、動きベクトル算出部１５ｂは、図９の左図に示すように、観察用ＲＯＩ２０の略中央部分に監視用ＲＯＩ２１を設定する。ここで、監視用ＲＯＩ２１は、上述した補正画像の生成用の動きベクトルを算出するために用いられる。そして、動きベクトル算出部１５ｂは、例えば、図９の左図に示すように、観察用ＲＯＩ２０の輪郭部分に４箇所の監視用ＲＯＩ２２〜２５を設定する。図９の左図に示す一例では、楕円である観察用ＲＯＩ２０において長辺の２端点と短辺の２端点との４箇所に監視用ＲＯＩ２２〜２５それぞれが設定されている。ここで、監視用ＲＯＩ２２〜２５は、描画された観察用ＲＯＩ２０の変形の様子を解析するための動きベクトルを算出するために用いられる。

なお、動きベクトル算出部１５ｂは、複数の監視用ＲＯＩの設定を、例えば、内部記憶部１８に予め記憶されている設定情報に基づいて実行する。あるいは、複数の監視用ＲＯＩの設定は、Ｂモード画像を参照した操作者により観察用ＲＯＩの設定とともに実行される場合であってもよい。また、図９の左図に示す一例では、各監視用ＲＯＩの形状が正方形となっているが、各監視用ＲＯＩの形状は、実施例１で説明したように正円である場合であってもよい。このように、実施例２では、超音波画像に描出された観察用ＲＯＩ２０において、監視用ＲＯＩ２１〜監視用ＲＯＩ２５が複数の局所領域として設定される。なお、以下では、監視用ＲＯＩ２１を「第１の局所領域」と記載し、監視用ＲＯＩ２２〜監視用ＲＯＩ２５を「第１の局所領域以外の局所領域」と記載する場合がある。

かかる状態で、操作者は、「処理実行スイッチ」をＯＮにして、超音波プローブ１を使って被検体Ｐの***体表の圧迫および解放を行なう。

そして、動きベクトル算出部１５ｂは、画像生成部１５ａにより生成された複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像（画像「ｉ」および画像「ｉ＋１」）の間で監視用ＲＯＩ２１〜２５それぞれの動きベクトルを算出する。例えば、動きベクトル算出部１５ｂは、実施例１で説明したＳＡＤを算出することで動きベクトルを算出する。

そして、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトル算出部１５ｂにより算出された監視用ＲＯＩ２１（第１の局所領域）の動きベクトルを用いて補正画像を生成する。すなわち、補正画像生成部１５ｃは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの垂直成分に基づいて、画像「ｉ＋１」の補正画像を生成する。

なお、実施例２においても、補正画像生成部１５ｃは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値以上である場合に、画像「ｉ＋１」の補正画像を生成し、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値より小さい場合、画像「ｉ＋１」の補正画像を生成しないと判定する。これにより、補正画像生成部１５ｃは、実施例１と同様に、監視用ＲＯＩ２１の垂直方向の位置が略一定となる補正画像を生成する。

そして、図７に示す変形度算出部１５ｅは、第１の局所領域以外の局所領域である監視用ＲＯＩ２２〜２５の動きベクトルに基づいて、観察用ＲＯＩ２０の変形度を算出する。一例を挙げると、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルと、監視用ＲＯＩ２１以外の監視用ＲＯＩ（監視用ＲＯＩ２２〜２５）の動きベクトルとに基づいて、観察用ＲＯＩ２０の変形度を算出する。

具体的には、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの垂直成分と監視用ＲＯＩ２２の動きベクトルの垂直成分との相対ベクトルを算出することで、監視用ＲＯＩ２２の垂直方向における移動量を算出する。また、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの垂直成分と監視用ＲＯＩ２３の動きベクトルの垂直成分との相対ベクトルを算出することで、監視用ＲＯＩ２３の垂直方向における移動量を算出する。

また、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの水平成分と監視用ＲＯＩ２４の動きベクトルの水平成分との相対ベクトルを算出することで、監視用ＲＯＩ２４の水平方向における移動量を算出する。また、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの水平成分と監視用ＲＯＩ２５の動きベクトルの水平成分との相対ベクトルを算出することで、監視用ＲＯＩ２５の水平方向における移動量を算出する。

これにより、変形度算出部１５ｅは、図９の右図に示すように、例えば、観察用ＲＯＩ２０が水平方向に拡張され、かつ、垂直方向に縮小されたことを示す変形度を算出することができる。

具体的には、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２４および監視用ＲＯＩ２５の水平方向における移動量から、図１０Ａに示すように、画像「ｉ＋１」における観察用ＲＯＩ２０の長辺の長さ「ａ」を変形度として算出する。同様に、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２２および監視用ＲＯＩ２３の垂直方向における移動量から、図１０Ａに示すように、画像「ｉ＋１」における観察用ＲＯＩ２０の短辺の長さ「ｂ」を変形度として算出する。

さらに、変形度算出部１５ｅは、画像「ｉ＋１」における観察用ＲＯＩの扁平率「（ａ−ｂ）／ａ」を算出する。すなわち、観察用ＲＯＩが楕円であることから、扁平率は、観察用ＲＯＩの変形度を示す指標としてさらに有用な値となる。

制御部１７は、実施例１と同様に、画像「ｉ＋１」から生成された補正画像、または、画像「ｉ＋１」をモニタ２に表示させるが、その際、変形度算出部１５ｅにより算出された観察用ＲＯＩの変形度の情報を表示画像に反映させる。

すなわち、制御部１７は、変形度算出部１５ｅにより算出された観察用ＲＯＩの変形度（「ａ」および「ｂ」）に基づいて、モニタ２にて表示される画像内の観察用ＲＯＩを変形するように制御する。

さらに、制御部１７は、モニタ２にて表示される画像内の観察用ＲＯＩの色を所定の色に変えるように制御する。具体的には、制御部１７は、図１０Ｂに示すように、変形度算出部１５ｅにより算出された扁平率「（ａ−ｂ）／ａ」の大小に応じて色調が変化するカラースケールに基づいて、観察用ＲＯＩの色を変えるように制御する。なお、制御部１７は、表示される画像が参照可能となるように、観察用ＲＯＩを半透明に着色するように制御する。

上記した制御部１７に制御により、モニタ２は、図１０Ｃに示すように、扁平率に応じた色調となり、かつ、変形度により変形された観察用ＲＯＩが重畳された補正画像「ｉ＋１」または画像「ｉ＋１」を表示する。

なお、上述した変形度を反映した表示画像は、例えば、補正画像生成部１５ｃや画像生成部１５ａの処理により生成することができる。

そして、制御部１７は、「処理実行スイッチ」を操作者がＯＦＦにすることで、動きベクトル算出部１５ｂ、補正画像生成部１５ｃおよび変形度算出部１５ｅによる処理を停止するように制御する。

なお、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルを用いずに、監視用ＲＯＩ２２〜２５の動きベクトルのみに基づいて、観察用ＲＯＩ２０の変形度を算出しても良い。かかる場合、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２２の動きベクトルの垂直成分と監視用ＲＯＩ２３の動きベクトルの垂直成分との相対ベクトルを算出することで、観察用ＲＯＩ２０の垂直方向における移動量を算出する。また、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２４の動きベクトルの水平成分と監視用ＲＯＩ２５の動きベクトルの水平成分との相対ベクトルを算出することで、観察用ＲＯＩ２０の水平方向における移動量を算出する。これによっても、変形度算出部１５ｅは、図１０の（Ａ）に示す観察用ＲＯＩ２０の長辺の長さ「ａ」と、観察用ＲＯＩ２０の短辺の長さ「ｂ」とを算出することができる。また、これによっても、実施例２では、図１０Ｃに示すように、変形度算出部１５ｅにより算出された値（長辺の長さ、短辺の長さ、および扁平率）に応じて、観察用ＲＯＩの形状および色が変化する画像を表示することができる。

次に、図１１を用いて、実施例２に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１１は、実施例２に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１１では、監視用ＲＯＩおよび補正画像生成に用いられる閾値の設定が予め行なわれた後の処理について説明する。

図１１に示すように、実施例２に係る超音波診断装置は、観察用ＲＯＩ２０の設定情報および処理開始要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。すなわち、実施例２に係る超音波診断装置は、操作者が入力装置３の描画機能によりＢモード画像において観察用ＲＯＩ２０を描画し、関心領域位置情報取得部１５ｄが、Ｂモード画像にて描画された観察用ＲＯＩ２０の位置情報を取得したか否かを判定する。さらに、実施例２に係る超音波診断装置は、入力装置３が有する「処理実行スイッチ」を操作者がＯＮにしたか否かを判定する。ここで、観察用ＲＯＩ２０の設定情報および処理開始要求を受け付けない場合（ステップＳ２０１否定）、超音波診断装置は、待機状態となる。

一方、観察用ＲＯＩ２０の設定情報および処理開始要求を受け付けた場合（ステップＳ２０１肯定）、制御部１７は、画像生成部１５ａにより超音波画像が生成されたか否かを判定する（ステップＳ２０２）。なお、動きベクトル算出部１５ｂは、関心領域位置情報取得部１５ｄが取得した観察用ＲＯＩ２０の位置情報に基づいて、観察用ＲＯＩに複数の監視用ＲＯＩ（図９に示す監視用ＲＯＩ２１〜２５）を設定する。

ここで、超音波画像が生成されていない場合（ステップＳ２０２否定）、制御部１７は、超音波画像が生成されるまで待機する。一方、超音波画像が生成された場合（ステップＳ２０２肯定）、制御部１７は、生成された超音波画像をモニタ２にて表示するように制御し（ステップＳ２０３）、表示した画像を画像「ｉ」と設定する（ステップＳ２０４）。

そして、制御部１７は、新規の超音波画像が生成されたか否かを判定し（ステップＳ２０５）、新規の超音波画像が生成されていない場合（ステップＳ２０５否定）、新規の超音波画像が生成されるまで待機する。

一方、新規の超音波画像が生成された場合（ステップＳ２０５肯定）、制御部１７は、新規に生成された超音波画像を画像「ｉ＋１」と設定し（ステップＳ２０６）、動きベクトル算出部１５ｂは、画像「ｉ」と画像「ｉ＋１」との間で、複数の監視用ＲＯＩそれぞれの動きベクトルを算出する（ステップＳ２０７）。

そして、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２１と監視用ＲＯＩ２２〜２５それぞれとの動きベクトルから、画像「ｉ＋１」における観察用ＲＯＩ２０の変形度を算出する（ステップＳ２０８）。すなわち、変形度算出部１５ｅは、観察用ＲＯＩ２０の長辺の長さ「ａ」および短辺の長さ「ｂ」と、観察用ＲＯＩの扁平率とを算出する。

そして、補正画像生成部１５ｃは、動きベクトル算出部１５ｂにより算出された監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。ここで、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値より小さい場合（ステップＳ２０９否定）、制御部１７は、観察用ＲＯＩが変形度に応じた色および形状で描画された画像「ｉ＋１」をモニタ２にて表示するように制御する（ステップＳ２１２）。

一方、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの垂直成分の大きさが閾値以上である場合（ステップＳ２０９肯定）、補正画像生成部１５ｃは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの垂直成分に基づいて、画像「ｉ＋１」の補正画像を生成する（ステップＳ２１０）。そして、制御部１７は、観察用ＲＯＩが変形度に応じた色および形状で描画された画像「ｉ＋１」の補正画像をモニタ２にて表示するように制御する（ステップＳ２１１）。

そして、制御部１７は、入力装置３が有する「処理実行スイッチ」を操作者がＯＦＦにすることで、処理停止要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２１３）。ここで、処理停止要求を受け付けない場合（ステップＳ２１３否定）、制御部１７は、画像「ｉ＋１」を画像「ｉ」と設定し（ステップＳ２１４）、ステップＳ２０５に戻って、新規の超音波画像が生成されたか否かを判定する。すなわち、制御部１７は、ステップＳ２１４にて画像「ｉ」として設定した超音波画像と、ステップＳ２０６にて画像「ｉ＋１」として設定する新規画像である画像「ｉ＋１」との間で処理が実行されるように制御する。

一方、処理停止要求を受け付けた場合（ステップＳ２１３肯定）、制御部１７は、動きベクトル算出部１５ｂ、補正画像生成部１５ｃおよび変形度算出部１５ｅによる処理を終了する。

上述してきたように、実施例２では、関心領域位置情報取得部１５ｄは、超音波画像にて操作者により描画された観察用ＲＯＩ２０の位置情報を取得し、動きベクトル算出部１５ｂは、関心領域位置情報取得部１５ｄにより取得された観察用ＲＯＩ２０の超音波画像における位置情報に基づいて、複数の監視用ＲＯＩ（監視用ＲＯＩ２１〜２５）を設定する。そして、動きベクトル算出部１５ｂは、複数の監視用ＲＯＩそれぞれの動きベクトルを算出し、補正画像生成手段は、観察用ＲＯＩ２０内の略中央部分に設定された監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルを用いて補正画像を生成する。そして、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２１以外の監視用ＲＯＩ２２〜２５それぞれの動きベクトルに基づいて、観察用ＲＯＩ２０の変形度を算出する。例えば、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルと、監視用ＲＯＩ２１以外の監視用ＲＯＩ２２〜２５それぞれの動きベクトルとに基づいて、観察用ＲＯＩ２０の変形度を算出する。

したがって、実施例２によれば、超音波画像における観察対象の視認性を向上させるとともに、観察用ＲＯＩ２０の形状変化を示す指標を、超音波エラストグラフィー法などを用いることなく、通常用いられるＢモード画像から容易に算出することが可能となる。

また、実施例２によれば、制御部１７は、変形度算出部１５ｅにより算出された観察用ＲＯＩ２０の変形度（扁平率）に基づいて、モニタ２にて表示される画像内の観察用ＲＯＩ２０の色調を変化させるように制御する。また、実施例２によれば、制御部１７は、変形度算出部１５ｅによりにより算出された観察用ＲＯＩ２０の変形度（長辺および短辺の長さ）に基づいて、モニタ２にて表示される画像内の観察用ＲＯＩ２０を変形するように制御する。したがって、実施例２によれば、操作者は、観察対象の形状変化を自身が描画した観察用ＲＯＩが変形されることで認識し、さらに、観察用ＲＯＩの色調により観察対象の形状変化の度合いを認識することが可能となる。

なお、実施例２において、制御部１７は、変形度算出部１５ｅにより算出された長辺および短辺の長さ、または扁平率をモニタ２にて表示するように制御する場合であってもよい。かかる処理によっても、操作者は、観察対象の形状変化を認識することが可能となる。

なお、上記では、***の腫瘤性病変の輪郭が含まれるように観察用ＲＯＩ２０が設定される場合について説明した。しかし、観察用ＲＯＩ２０が設定される対象としては、例えば、甲状腺などで観察された腫瘤性病変や、***で観察されたのう胞（cyst）、或いは、血管や、腱など、様々な場合がある。

また、上記では、第１の局所領域以外の局所領域として、４つの監視用ＲＯＩ２２〜２５が設定される場合について説明した。しかし、第１の局所領域以外の局所領域として設定される監視用ＲＯＩの数は、任意に設定可能である。図１２は、実施例２の第１の変形例を説明するための図である。

例えば、実施例２の第１の変形例に係る動きベクトル算出部１５ｂは、図１２に示すように、観察用ＲＯＩ２０の輪郭の上下左右の位置に監視用ＲＯＩ２２〜２５を設定する。さらに、実施例２の第１の変形例に係る動きベクトル算出部１５ｂは、図１２に示すように、４つの監視用ＲＯＩ２２〜２５の他に、監視用ＲＯＩ２６〜２８を設定する。監視用ＲＯＩ２６および２７は、例えば、監視用ＲＯＩ２１を通り、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの方向と同一方向である直線が、観察用ＲＯＩ２０の輪郭と交わる位置にそれぞれ設定される。また、監視用ＲＯＩ２８および２９は、例えば、監視用ＲＯＩ２１を通り、監視用ＲＯＩ２１の動きベクトルの方向と垂直方向である直線が、観察用ＲＯＩ２０の輪郭と交わる位置にそれぞれ設定される。

すなわち、実施例２の第１の変形例に係る動きベクトル算出部１５ｂは、監視用ＲＯＩ２２〜２５を設定するだけでなく、超音波プローブ１により実際に生体組織に加えられている力の方向に応じて、監視用ＲＯＩ２６〜２８を設定する。これにより、変形度算出部１５ｅは、より正確な変形度を算出することができる。また、実施例２の第１の変形例に係る動きベクトル算出部１５ｂは、監視用ＲＯＩ２６〜２８のみを設定する場合であってもよい。

また、上記では、第１の局所領域の動きベクトルを用いて垂直方向のぶれを補正するとともに、第１の局所領域以外の局所領域の動きベクトルを用いて観察用ＲＯＩ２０の変形度が算出される場合について説明した。しかし、実施例２は、第１の局所領域の動きベクトルを用いた垂直方向のぶれの補正が行なわれない場合であってもよい。

すなわち、実施例２の第２の変形例に係る動きベクトル算出部１５ｂは、超音波画像にて関心領域が描画された場合、画像生成部１５ａにより生成された複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で当該関心領域にて設定される複数の局所領域それぞれの動きベクトル局所領域の動きベクトルを算出する。そして、実施例２の第２の変形例に係る変形度算出部１５ｅは、動きベクトル算出部１５ｂにより算出された複数の局所領域それぞれの動きベクトルに基づいて、前記関心領域の変形度を算出する。

具体的には、実施例２の第２の変形例では、観察用ＲＯＩ２０の輪郭に複数の監視用ＲＯＩが設定される。図１３は、実施例２の第２の変形例を説明するための図である。

例えば、実施例２の第２の変形例では、図１３に示すように、楕円である観察用ＲＯＩ２０において長辺の２端点と短辺の２端点との４箇所に監視用ＲＯＩ２２〜２５のみが設定される。そして、動きベクトル算出部１５ｂは、監視用ＲＯＩ２２〜２５それぞれの動きベクトルを算出し、変形度算出部１５ｅは、監視用ＲＯＩ２２〜２５それぞれの動きベクトルに基づいて、観察用ＲＯＩ２０の変形度を算出する。

実施例２の第２の変形例でも、観察用ＲＯＩ２０の変形度を算出することで、例えば、図１０に例示するように、観察用ＲＯＩの形状および色が変化する画像を表示することができる。実施例２の第２の変形例では、垂直方向のぶれは補正されないので、超音波画像上にて表示される観察用ＲＯＩは、垂直方向に移動する場合があるものの、変形度に関する情報を操作者に提供することができる。したがって、実施例２の第２の変形例でも、超音波画像における観察対象の視認性を向上させることが可能となる。

ところで、上述した実施例１および２では、動きベクトルの算出が監視用ＲＯＩの画像内の類似度に基づいて行なわれる場合について説明した。しかし、動きベクトルの算出は、例えば、組織ドプラの速度情報などを用いることで行なわれる場合であってもよい。

すなわち、組織ドプラ法を実行可能であるドプラ処理部１４は、送信パルスごとの反射波データの位相変化を分析することで、被検体Ｐ内の生体組織の多点における速度情報を算出することが可能である。そこで、動きベクトル算出部１５ｂは、監視用ＲＯＩのフレーム間の移動距離（動きベクトル）を、ドプラ処理部１４が各フレームで算出した速度値と、フレーム間の時間とを乗算することで、算出することができる。かかる手法を用いることで、動きベクトル算出部１５ｂの処理時間を短縮することが可能となる。

また、上述した実施例１および２では、組織ドプラ法によるドプラ画像を画像処理部１５の画像処理対象とする場合であってもよい。すなわち、Ｂモード画像では境界や存在そのものが不鮮明で識別困難な腫瘤性病変も、仮に、変形の度合いが周囲組織と異なれば、組織ドプラ法での画像では、別な色として映像化されるため、腫瘤性病変の存在の確認が容易となる。したがって、組織ドプラ法によるドプラ画像を画像処理部１５の画像処理対象とすることで、医師による画像診断をより支援することが可能となる。

また、上述した実施例１および２では、腫瘤性病変の診断を行なう場合に画像処理部１５の画像処理が行なわれる場合について説明した。しかし、本実施例１および２で説明した画像処理は、一般的な超音波画像を用いた検査において行なわれる場合であってもよい。すなわち、超音波診断装置は、超音波プローブ１の移動にともない被検体の体表が圧迫されて観察対象となる生体組織が移動する場合であっても、観察対象の垂直方向における位置が略一定となる超音波画像を表示することができ、その結果、超音波画像における観察対象の視認性を向上させることが可能となる。

また、上述した実施例１および２では、時系列に沿って順次生成される超音波画像に対してリアルタイムで画像処理を行なう場合について説明した。しかし、画像処理部１５の画像処理は、超音波画像の生成とともにリアルタイムで実行される場合に限定されるものでなく、画像メモリ１６に格納済みの時系列に沿った複数の超音波画像を読み出して実行される場合であってもよい。

また、上述した実施例１および２では、超音波診断装置において超音波画像に対する画像処理が行なわれる場合について説明した。しかし、上述した実施例１および２の画像処理は、超音波診断装置とは独立に設置された画像処理装置により行なわれる場合であってもよい。具体的には、上述した実施例１および２の画像処理は、図２または図７に示す画像生成部１５ａ以外の画像処理部１５の機能を有する画像処理装置が、超音波診断装置、または各種の医用画像のデータを管理するシステムであるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Systems）のデータベースや、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムのデータベースから時系列に沿った複数の超音波画像を受信して、実行する場合であってもよい。

なお、上述した実施例１および２で説明した画像処理方法は、あらかじめ用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータである画像処理装置にて実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータである画像処理装置によって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

以上、説明したとおり、実施例１および実施例２によれば、超音波画像における観察対象の視認性を向上させることが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

以上のように、本発明に係る超音波診断装置、画像処理装置および画像処理方法は、超音波画像を用いて画像診断を行なう場合に有用であり、特に、超音波画像における観察対象の視認性を向上させることに適する。

１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
１０ 装置本体
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ Ｂモード処理部
１４ ドプラ処理部
１５ 画像処理部
１５ａ 画像生成部
１５ｂ 動きベクトル算出部
１５ｃ 補正画像生成部
１６ 画像メモリ
１７ 制御部
１８ 内部記憶部

Claims (29)

1. 被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する画像生成部と、
   前記画像生成部により生成された前記複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で局所領域の動きベクトルを算出する算出部と、
   前記算出部により算出された前記動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成する補正画像生成部と、
   前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する表示制御部と、
   を備える、超音波診断装置。
2. 前記補正画像生成部は、前記動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向の成分の大きさが所定の閾値以上である場合に、前記第２の画像から補正画像を生成し、
   前記表示制御部は、前記補正画像生成部により前記第２の画像から補正画像が生成されなかった場合、当該第２の画像を所定の表示部に表示させるように制御する、請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記算出部および前記補正画像生成部は、所定の入力部を介して操作者から処理実行要求を受け付けた場合に前記動きベクトルの算出処理および前記補正画像の生成処理を実行し、前記所定の入力部を介して操作者から処理停止要求を受け付けた場合に前記動きベクトルの算出処理および前記補正画像の生成処理を停止する、請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 超音波画像にて関心領域が描画された場合、前記算出部は、当該関心領域にて設定される複数の局所領域それぞれの動きベクトルを算出し、
   前記補正画像生成部は、前記算出部により算出された前記複数の局所領域それぞれの動きベクトルのうち前記関心領域内の所定の位置にある第１の局所領域の動きベクトルを用いて前記補正画像を生成し、
   前記第１の局所領域以外の局所領域それぞれの動きベクトルに基づいて、前記関心領域の変形度を算出する変形度算出部、
   をさらに備える、請求項１に記載の超音波診断装置。
5. 前記表示制御部は、前記変形度算出部により算出された前記関心領域の変形度を、前記所定の表示部にて表示するように制御する、請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記表示制御部は、前記変形度算出部により算出された前記関心領域の変形度に基づいて、前記所定の表示部にて表示される画像内の関心領域の色調を変化させるように制御する、請求項４に記載の超音波診断装置。
7. 前記表示制御部は、前記変形度算出部により算出された前記関心領域の変形度に基づいて、前記所定の表示部にて表示される画像内の関心領域を変形するように制御する、請求項４に記載の超音波診断装置。
8. 前記反射波に基づいて前記被検体内の生体組織の速度情報を算出する速度情報算出部をさらに備え、
   前記算出部は、前記速度情報算出部により算出された前記速度情報に基づいて前記動きベクトルを算出する、請求項１に記載の超音波診断装置。
9. 被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する画像生成部と、
   超音波画像にて関心領域が描画された場合、前記画像生成部により生成された前記複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で当該関心領域にて設定される複数の局所領域それぞれの動きベクトル局所領域の動きベクトルを算出する算出部と、
   前記算出部により算出された前記複数の局所領域それぞれの動きベクトルに基づいて、前記関心領域の変形度を算出する変形度算出部と、
   を備える、超音波診断装置。
10. 前記変形度算出部により算出された前記関心領域の変形度を、前記所定の表示部にて表示するように制御する表示制御部をさらに備える、請求項９に記載の超音波診断装置。
11. 前記表示制御部は、前記変形度算出部により算出された前記関心領域の変形度に基づいて、前記所定の表示部にて表示される画像内の関心領域の色調を変化させるように制御する、請求項９に記載の超音波診断装置。
12. 前記表示制御部は、前記変形度算出部により算出された前記関心領域の変形度に基づいて、前記所定の表示部にて表示される画像内の関心領域を変形するように制御する、請求項９に記載の超音波診断装置。
13. 前記算出部により算出された前記複数の局所領域それぞれの動きベクトルのうち前記関心領域内の所定の位置にある第１の局所領域の動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成する補正画像生成部をさらに備え、
    前記表示制御部は、前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する、請求項９に記載の超音波診断装置。
14. 前記補正画像生成部は、前記動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向の成分の大きさが所定の閾値以上である場合に、前記第２の画像から補正画像を生成し、
    前記表示制御部は、前記補正画像生成部により前記第２の画像から補正画像が生成されなかった場合、当該第２の画像を所定の表示部に表示させるように制御する、請求項１３に記載の超音波診断装置。
15. 前記算出部および前記補正画像生成部は、所定の入力部を介して操作者から処理実行要求を受け付けた場合に前記動きベクトルの算出処理および前記補正画像の生成処理を実行し、前記所定の入力部を介して操作者から処理停止要求を受け付けた場合に前記動きベクトルの算出処理および前記補正画像の生成処理を停止する、請求項１３に記載の超音波診断装置。
16. 前記反射波に基づいて前記被検体内の生体組織の速度情報を算出する速度情報算出部をさらに備え、
    前記算出部は、前記速度情報算出部により算出された前記速度情報に基づいて前記動きベクトルを算出する、請求項９に記載の超音波診断装置。
17. 被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する画像生成部と、
    超音波画像にて関心領域が描画された場合、前記画像生成部により生成された前記複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で当該関心領域にて設定される複数の局所領域それぞれの動きベクトル局所領域の動きベクトルを算出する算出部と、
    前記算出部により算出された前記複数の局所領域それぞれの動きベクトルのうち前記関心領域内の所定の位置にある第１の局所領域の動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成する補正画像生成部と、
    前記第１の局所領域以外の局所領域それぞれの動きベクトルに基づいて、前記関心領域の変形度を算出する変形度算出部と、
    前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する表示制御部と、
    を備える、超音波診断装置。
18. 前記表示制御部は、前記変形度算出部により算出された前記関心領域の変形度を、前記所定の表示部にて表示するように制御する、請求項１７に記載の超音波診断装置。
19. 前記表示制御部は、前記変形度算出部により算出された前記関心領域の変形度に基づいて、前記所定の表示部にて表示される画像内の関心領域の色調を変化させるように制御する、請求項１７に記載の超音波診断装置。
20. 前記表示制御部は、前記変形度算出部により算出された前記関心領域の変形度に基づいて、前記所定の表示部にて表示される画像内の関心領域を変形するように制御する、請求項１７に記載の超音波診断装置。
21. 前記補正画像生成部は、前記動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向の成分の大きさが所定の閾値以上である場合に、前記第２の画像から補正画像を生成し、
    前記表示制御部は、前記補正画像生成部により前記第２の画像から補正画像が生成されなかった場合、当該第２の画像を所定の表示部に表示させるように制御する、請求項１７に記載の超音波診断装置。
22. 前記算出部および前記補正画像生成部は、所定の入力部を介して操作者から処理実行要求を受け付けた場合に前記動きベクトルの算出処理および前記補正画像の生成処理を実行し、前記所定の入力部を介して操作者から処理停止要求を受け付けた場合に前記動きベクトルの算出処理および前記補正画像の生成処理を停止する、請求項１７に記載の超音波診断装置。
23. 前記反射波に基づいて前記被検体内の生体組織の速度情報を算出する速度情報算出部をさらに備え、
    前記算出部は、前記速度情報算出部により算出された前記速度情報に基づいて前記動きベクトルを算出する、請求項１７に記載の超音波診断装置。
24. 被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する画像生成部と、
    前記画像生成部により生成された前記複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で局所領域の動きベクトルを算出する算出部と、
    前記算出部により算出された前記動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成する補正画像生成部と、
    前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する表示制御部と、
    を備える、画像処理装置。
25. 被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する画像生成部と、
    超音波画像にて関心領域が描画された場合、前記画像生成部により生成された前記複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で当該関心領域にて設定される複数の局所領域それぞれの動きベクトル局所領域の動きベクトルを算出する算出部と、
    前記算出部により算出された前記複数の局所領域それぞれの動きベクトルに基づいて、前記関心領域の変形度を算出する変形度算出部と、
    を備える、画像処理装置。
26. 被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する画像生成部と、
    超音波画像にて関心領域が描画された場合、前記画像生成部により生成された前記複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で当該関心領域にて設定される複数の局所領域それぞれの動きベクトル局所領域の動きベクトルを算出する算出部と、
    前記算出部により算出された前記複数の局所領域それぞれの動きベクトルのうち前記関心領域内の所定の位置にある第１の局所領域の動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成する補正画像生成部と、
    前記第１の局所領域以外の局所領域それぞれの動きベクトルに基づいて、前記関心領域の変形度を算出する変形度算出部と、
    前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する表示制御部と、
    を備える、画像処理装置。
27. 算出部が、被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿って生成された複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で局所領域の動きベクトルを算出し、
    補正画像生成部が、前記算出部により算出された前記動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成し、
    表示制御部が、前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する、
    ことを含む画像処理方法。
28. 超音波画像にて関心領域が描画された場合、算出部が、被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿って生成された複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で当該関心領域にて設定される複数の局所領域それぞれの動きベクトル局所領域の動きベクトルを算出し、
    変形度算出部が、前記算出部により算出された前記複数の局所領域それぞれの動きベクトルに基づいて、前記関心領域の変形度を算出する、
    ことを含む画像処理方法。
29. 超音波画像にて関心領域が描画された場合、算出部が、被検体に対して超音波プローブから送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿って生成された複数の超音波画像において、時系列に沿って連続する２つの超音波画像である第１の画像および第２の画像の間で当該関心領域にて設定される複数の局所領域それぞれの動きベクトル局所領域の動きベクトルを算出し、
    補正画像生成部が、前記算出部により算出された前記複数の局所領域それぞれの動きベクトルのうち前記関心領域内の所定の位置にある第１の局所領域の動きベクトルにおける前記超音波の走査線方向成分に基づいて、前記第２の画像を補正した補正画像を生成し、
    変形度算出部が、前記第１の局所領域以外の局所領域それぞれの動きベクトルに基づいて、前記関心領域の変形度を算出し、
    表示制御部が、前記補正画像生成部により生成された前記補正画像を所定の表示部に表示させるように制御する、
    ことを含む画像処理方法。

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