JP2017169793A - 超音波診断装置及び超音波画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記複数フレームの超音波画像信号を解析して、所定条件を満たす対象画像部分が含まれるときに、前記対象画像部分が含まれる前記超音波画像信号のフレームを評価対象フレームであると判定する評価対象判定部と、前記評価対象フレームであると判定されたフレームの前記超音波画像信号における前記対象画像部分の信号から、疾患の程度を定量的に表す疾患スコアを算出する疾患スコア算出部と、前記診断画像を生成して表示器に表示させる表示制御部とを備え、前記診断画像は、前記複数フレームから選択されたフレームの前記超音波画像と、前記選択されたフレームの疾患の程度を表す疾患活動性情報提示部と、前記選択されたフレームに対応する前記角度情報を表す角度情報画像部分とを含むことを特徴とする。
<構成について>
以下、実施形態に係る超音波診断装置1100、超音波画像処理方法、超音波診断装置1100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。
<1.超音波診断システム1000の全体構成>
実施形態に係る超音波診断装置1100の概略構成を説明する。図1は、超音波診断装置1100を含む超音波診断システム1000の外観図である。図2は、超音波診断システム1000の機能ブロック図である。
(1−1)プローブユニット1001
プローブユニット1001は、超音波プローブ1001aと、角度情報検出部1001bとで構成されている。
超音波プローブ1001aは、例えば、1次元方向(以下、「振動子配列方向」とする)に配列された複数の圧電素子(不図示)からなる振動素子列を有し、超音波送受信部1011から供給されたパルス状の電気信号(以下、「送信超音波信号」とする)をパルス状の超音波に変換する。このとき、超音波プローブ1001aは、振動素子側外表面を被検体の皮膚表面に接触させた状態で、複数の振動素子から発せられる超音波から構成される超音波ビームを測定対象に向けて送信する。そして、超音波プローブ1001aは、被検体からの複数の反射超音波を受信し、複数の振動素子によりこれら反射超音波をそれぞれ電気信号(以下、「受信超音波信号」とする)に変換し、受信超音波信号を超音波送受信部1011に出力する。
(1−2)表示器1008
表示器1008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からの画像出力を表示画面に表示する。表示器1008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。
入力受付部1009は、入力デバイスであり、操作者からの超音波診断装置1100に対する各種設定・操作等の各種操作入力を受け付け、制御部1010に出力する。操作者より入力される情報は、患者名、検査日時、画面の再生・停止命令、保存命令、画質調整、等である。これら入力情報は、記憶部1020に記憶される。
超音波診断装置1100は、超音波プローブ1001aを介して超音波診断のための超音波信号送受信と、受信した反射超音波信号の画像化を行う。以下、超音波診断装置1100の構成について説明する。図2は、超音波診断装置1100の構成を示す機能ブロック図であって、超音波診断装置1100に、プローブユニット1001、表示器1008、入力受付部1009が接続された状態を示している。
制御部1010は、超音波送受信部1011、Bモード処理部1012、ドプラモード処理部1013、角度情報取得部1014、疾患定量化部1015、表示制御部1016、経過判定部1017を備える。超音波送受信部1011、Bモード処理部1012、ドプラモード処理部1013、角度情報取得部1014、疾患定量化部1015、表示制御部1016、経過判定部1017は、それぞれ、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Ingegrated Circuit)などのハードウェアにより実現される。あるいは、CPU(Central Processing Unit)やGPU(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。
以上が超音波診断システム1000を構成する各装置についての説明である。
次に、超音波診断装置1100に含まれる各要素の構成について説明する。
(2−1)超音波送受信部1011
超音波送受信部1011は、超音波プローブ1001aと接続される。超音波送受信部1011は、超音波プローブ1001aに対して超音波ビームを送信させるためのパルス状の送信超音波信号を供給する送信処理を行う。具体的には、超音波送受信部1011は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、遅延回路を備えている。クロック発生回路は、超音波ビームの送信タイミングを決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路は、各振動素子を駆動するパルス信号を発生させるための回路である。遅延回路は、超音波ビームの送信タイミングを各振動素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やステアリングを行うための回路である。
なお、ビームフォーミングでは、超音波プローブ1001aから取得した受信超音波信号を増幅した後AD変換したRF信号を整相加算して深さ方向に連なった音響線信号を生成する。ここで、RF信号とは、例えば、振動素子配列方向と超音波の送信方向であって振動素子配列と垂直な方向からなる複数の信号からなり、各信号は反射超音波の振幅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る。音響線信号とは、整相加算処理後のRF信号を構成する深さ方向に連続したデータのことである。
(2−2)Bモード処理部1012
Bモード処理部1012では、超音波送受信部1011より入力された音響線信号に基づきBモード画像信号を生成する。生成されたBモード画像信号は記憶部1020に記憶される。
ドプラモード処理部1013では、超音波送受信部1011から入力された音響線信号に対して自己相関演算を施して、生体内の血流の時間変化を表示するドプラ信号のソースデータとなるドプラ成分を抽出する。そして、平均速度や分散、パワー等の血流情報の強度をカラーで表現するドプラモード画像信号を生成する。
角度情報取得部1014は、角度情報検出部1001bと接続される。角度情報取得部1014は、角度情報検出部1001bが検出した超音波プローブ1001aの被検体に対する角度情報を角度情報検出部1001bから取得し、記憶部1020に記憶させるための回路である。
疾患定量化部1015は、記憶部1020に記憶されているBモード画像信号とドプラモード画像信号を解析して、リウマチ疾患の程度を定量化する。定量化の方法については後述する。定量化された結果は、超音波画像信号のフレーム毎に記憶部1020に記憶される。
表示制御部1016は、記憶部1020に記憶されているBモード画像信号やドプラモード画像信号に基づき超音波画像を作成する。そして、検査者名、患者名、時間情報、超音波診断装置の設定情報、疾患定量化部1015で算出したスコア、角度情報などを超音波画像に重畳して診断画像を生成し、生成した診断画像を外部接続される表示器1008に表示させる。なお、超音波診断装置1100は、必要に応じて、プローブユニット1001、入力受付部1009、表示器1008の一部又は全部を含めた構成としてもよい。
経過判定部1017は、記憶部1020に記憶されている前回の計測におけるリウマチ疾患程度の定量化された結果を基に、前回計測時と比較して疾患が改善しているか、現状維持であるか、悪化しているかについての判定を行う。
(2−8)記憶部1020
記憶部1020は、フレーム毎に取得されたBモード画像信号及びドプラモード画像信号を記憶する記憶装置である。超音波走査が行われる毎に、Bモード画像信号及びドプラモード画像信号が記憶部1020に入力され、記憶される。また、記憶部1020は、疾患定量化部1015により算出される疾患スコア(疾患の程度を定量的に表す数値である。本実施形態においては、疾患スコアとは、腫脹の程度を表す腫脹疾患スコアと、炎症の程度を表す炎症疾患スコアとを意味する。詳しくは、後述する。)を記憶する。
次に、疾患定量化部1015の詳細構成について、図面を参照しながら説明する。図3は、疾患定量化部1015のブロック図である。
疾患定量化部1015は、超音波画像取得部2001、評価対象判定部2002、疾患スコア算出部2003、代表疾患フレーム選択部2004から構成される。疾患スコア算出部2003は、形態定量化部2003A及び炎症定量化部2003Bから構成される。疾患定量化部1015は、記憶部1020に記憶されているBモード画像信号4001及びドプラモード画像信号4002を入力とし、疾患の程度を示す疾患スコア4003、疾患スコア4003の、例えば最大値である最大疾患スコア4004を記憶部1020に出力する。
超音波画像取得部2001は、記憶部1020に記憶されている複数フレームのBモード画像信号4001及びドプラモード画像信号4002からフレーム毎にBモード画像信号4001及びドプラモード画像信号4002を読み出す。
(3−2)評価対象判定部2002
評価対象判定部2002は、超音波画像取得部2001から出力されるBモード画像信号4001とドプラモード画像信号4002を入力とし、両画像を解析して、操作者による適切な手技の下で取得された超音波画像であるか否かを判定し、判定結果を形態定量化部2003A及び炎症定量化部2003Bへ出力する。
i)関節検出部3001
関節検出部3001は、超音波画像取得部2001から出力されるBモード画像信号4001を入力とし、超音波画像信号のフレーム毎に超音波画像信号中に関節部位を示す対象画像部分が含まれるか否かを判定する。判定結果は、〔関節有り〕〔関節無し〕のいずれかであり、手技判定部3004へ出力される。判定方法については後述する。
圧迫検出部3002は、超音波画像取得部2001から出力されるBモード画像信号4001を入力とし、超音波画像信号のフレームは超音波プローブによる被検体の体表への圧迫が無い状態で取得されているか否かを画像から判定する。判定結果は、〔圧迫有り〕〔圧迫無し〕のいずれかであり、手技判定部3004へ出力される。判定方法については後述する。
モーションノイズ検出部3003は、超音波画像取得部2001から出力されるBモード画像信号4001及びドプラモード画像信号4002を入力とし、超音波画像信号のフレームにおけるドプラモード画像信号4002がモーションノイズに起因したものであるか否かを判定する。判定結果は、〔モーションノイズ有り〕〔モーションノイズ無し〕のいずれかであり、手技判定部3004へ出力される。判定方法については後述する。
手技判定部3004は、関節検出部3001、圧迫検出部3002、モーションノイズ検出部3003、それぞれの判定結果を入力とする。そして、判定結果が〔関節包有り〕であるときに、適切な手技の下で得られた画像と判定する。あるいは、判定結果が〔関節包有り〕であって、さらに、〔圧迫無し〕又は〔モーションノイズ無し〕の少なくとも1又は両方を満たすときに適切な手技の下で得られた画像と判定してもよい。このとき、手技判定部3004は、形態定量化部2003Aと炎症定量化部2003Bに対して〔定量化実行〕を出力する。それ以外の場合は〔定量化中止〕を出力する。
図3に戻り、疾患スコア算出部2003の構成について説明する。上述のとおり疾患スコア算出部2003は、形態定量化部2003A及び炎症定量化部2003Bから構成される。
(4−1)形態定量化部2003A
先ず、形態定量化部2003Aの構成について説明する。形態定量化部2003Aには、超音波画像取得部2001から出力されるBモード画像信号4001と、評価対象判定部2002の判定結果とが入力される。判定結果が〔定量化中止〕の場合は、形態定量化部2003Aは定量化を実施せず疾患スコアを無効にする。一方、判定結果が〔定量化実行〕である場合は、Bモード画像信号4001中の滑膜肥厚を示す画像部分の大きさや骨を示す画像部分の輝度パターンに基づき疾患スコアを算出する。形態定量化部2003Aにより算出された疾患スコアは腫張スコア(GS)と称呼する。腫張スコアは記憶部1020に記憶される。腫張スコアの算出方法については後述する。
次に、炎症定量化部2003Bの構成について説明する。炎症定量化部2003Bには、超音波画像取得部2001から出力されるドプラモード画像信号4002と、評価対象判定部2002の判定結果と、形態定量化部2003Aからの滑膜肥厚を示す情報とが入力される。判定結果が〔定量化中止〕の場合は、炎症定量化部2003Bは定量化を実施せず疾患スコアを無効にする。一方、判定結果が〔定量化実行〕である場合は、ドプラモード画像信号4002中の関節包5と骨表面との間に位置する滑膜肥厚6におけるドプラ信号が検出された画像領域の大きさから疾患スコアを算出する。炎症定量化部2003Bにより算出された疾患スコアは炎症スコア(PD)と称呼する。炎症スコアは記憶部1020に記憶される。炎症スコアの算出方法については後述する。
代表疾患フレーム選択部2004には、形態定量化部2003Aと炎症定量化部2003Bで算出され記憶部1020に記憶された疾患スコア(腫張スコア、炎症スコア)が入力される。そして、所定の数値処理に基づき最適な1以上の疾患スコア(代表疾患スコア)を選択し、選択された代表疾患スコアに対応する代表疾患フレームを選択する。例えば、複数フレームにおける疾患スコアの最大値を代表疾患スコアとして選択してもよい。または、複数フレームにおける疾患スコアの中央値又は平均値を代表疾患スコアとして選択する構成としてもよい。代表疾患スコアが中央値又は平均値である場合、代表疾患スコアの値と一致する疾患スコアを示すフレームが存在する場合には、当該フレームが代表疾患フレームとして選択される。代表疾患スコアと一致する疾患スコアを示すフレームが存在しない場合には、代表疾患スコアに最も近い疾患スコアの値を示すフレームを代表疾患スコアとして選択してもよい。選択された1以上の代表疾患スコア及び代表疾患フレームは、記憶部1020に出力され記憶される。
1.超音波診断装置1100の動作
次に、リウマチ検査を行う場合の超音波診断装置1100の動作について、手指関節の例を用いて説明する。手指関節のリウマチ検査では、被検体の全ての手指関節から選択される関節(診断部位)に対して検査を行う。1つの関節に対する検査では、関節内の異なる複数の断面において超音波検査を行う。
図6は、実施形態に係る超音波診断装置1100における疾患スコア算出処理の内容を示すフローチャートである。なお、超音波診断装置1100全体を制御する不図示のメインルーチンが別途有り、当該メインルーチンにおいて、当該疾患スコア算出処理のサブルーチンがコールされる毎に実行される。当該疾患スコア算出処理のサブルーチンは、1つの診断部位についての超音波測定が開始されることによりコールされる。本実施形態においては、具体的には、図24に示す超音波測定開始前の表示画面において、操作者あによりSTARTボタン151がタッチされることによりコールされる。
ステップS1000において、超音波画像取得部2001は、記憶部1020に記憶されている複数フレームのBモード画像信号4001及びドプラモード画像信号4002からフレーム毎にBモード画像信号4001及びドプラモード画像信号4002を読み出す(即ち、超音波画像信号を読み出す)。
ここで、ステップS1001において、超音波画像に対象画像部分が含まれていないと判断された場合、即ち、超音波画像に関節が含まれていないと判断された場合、(ステップS1001:No)、超音波画像に関節が含まれていないことを操作者に知らせるメッセージを表示器1008に表示させるように、表示制御部1016に対して指示する(ステップS1006)。そして、ステップS1005に進んで、必要な全てのフレームの超音波画像信号について疾患スコア算出処理が完了したか否かについて判定する。
ステップS1005において、全ての必要なフレームの超音波画像について疾患スコア算出処理が完了したと判断された場合(ステップS1005:Yes)、ステップS1009に進んで代表疾患スコア及びそれに対応する代表疾患フレームを選択し、終了する。
ステップS1004における疾患スコアの算出は、疾患スコア算出部2003(図4参照)が行う。形態定量化部2003Aは、腫張スコアを記憶部1020に出力し、記憶部1020はこれを記憶する。炎症定量化部2003Bは、炎症スコアを記憶部1020に出力し、記憶部1020はこれを記憶する。
ステップS1009において、代表疾患フレーム選択部2004(図3参照)は、記憶部1020に記憶された疾患スコア(腫張スコア、炎症スコア)を入力とし、所定の数値処理に基づき1以上の最適な疾患スコアである代表疾患スコアを選択し、それに対応する超音波画像信号のフレームである代表疾患フレームを選択する。
以下、各ステップにおける超音波診断装置1100の動作について説明する。
(2)関節検出の処理
図6のフローにおけるステップS1001の処理(関節検出処理)は、関節検出部3001(図4参照)により行われる。
図8は、関節検出処理の内容を示すフローチャートである。図9(a)、(b)は、関節探索処理に用いる関節検出窓を示す模式図である。ここでは、関節検出部3001(図4参照)は、記憶部1020(図2参照)に記憶されている1フレームのBモード画像信号を、超音波画像取得部2001を介して取得し、関節部位を示す画像の探索を行う。
先ず、図10に示すように、Bモード画像301上の左上隅部に関節検出窓302を初期位置として設定し、関節の典型的な画像パターンを示すテンプレート305と関節検出窓302内のBモード画像部分との類似度を算出する(ステップS20011)。類似度は、テンプレート305と関節検出窓302内のBモード画像部分との輝度情報の誤差値を画素毎に算出し、関節検出窓302に含まれる全画素において総和することにより算出する。あるいは、類似度は、テンプレート305と関節検出窓302内のBモード画像部分との輝度情報の相関値を算出して求める。
算出した類似度が最大値よりも大きい場合には新たに算出した類似度を最大値として関節検出窓302の位置を保存する(ステップS20012:Yes、ステップS20013)。算出した類似度が最大値以下である場合には、ステップS20014に進む。
評価値は、上述のテンプレートマッチング法以外に、例えば、機械学習法により得られるHaar−Likeフィルタを用いた関節パターン/非関節パターンの識別器でもよい。図12は、機械学習法を用いる関節検出器の一例を示す模式図である。機械学習法を用いた関節探索処理では、関節部位の典型的な画像パターンを示すテンプレート305の代わりに、複数のHaar−Likeフィルタ306a〜gから構成される関節検出器306を用いて、図11に示すフローと同様の処理を行う。各Haar−Likeフィルタ306a〜gは、輝度変化を検出するフィルタであり、検出窓内におけるその位置・大きさ・輝度変化に対する感度・重みは、アダブーストのような機械学習法により得ることができる。この各フィルタの出力値は、ステップS20016において関節位置を特定するときに算出され、各フィルタの出力値と学習により得た重みとの線形結合和を類似度として算出する。
図6のステップS1002において、1フレームの超音波画像におけるドプラモード画像信号がモーションノイズに起因したものであるか否かの判定は、モーションノイズ検出部3003(図4参照)が行う。本明細書において、モーションノイズとは、操作者がプローブユニット1001を大きく動かすことで、血流とは異なる要因により生じるドプラ信号を指す。
1フレームの超音波画像にドプラ信号が現れている場合には、
1)フレームのBモード画像信号と直前フレームのBモード画像信号との間の画素毎の輝度変動値(以後、「フレーム間輝度差分」と表記する。)を算出し、
2)1フレームのBモード画像信号中のドプラ信号が現れている領域(以後、「ドプラ信号検出領域」と表記する。)の占める面積比を算出し、
3)1フレームのBモード画像信号内の高輝度領域中のドプラ信号検出領域の占める面積比によりモーションノイズの存在の可能性を判定する。
最初に、ステップS3001において、モーションノイズ検出部3003は、フレームのBモード画像信号の前フレームのBモード画像信号との間の画素毎の輝度変動値を算出する。輝度変動値はフレーム間の相関値であり、操作者が超音波プローブを大きく動かすとフレーム間の相関値は低くなる。相関値の代わりに、画素値の誤差和を用いてもよい。
図14(a)、(b)は、モーションノイズが発生している1フレームのBモード画像の一例を示す模式図である。図14(a)では、Bモード画像301中の大きな範囲にドプラ信号検出領域301Aが存在する。ドプラ信号は、血流速を示す信号として用いられているが、原理的には、血流に限らず物質の動きを捉える信号である。従って、操作者がプローブユニット1001を大きく動かすと、被検体がプローブユニット1001に対して大きく動いたことになり、これが被検体内の物質の一部の動きとしてドプラ信号を発生させることがある。このような場合、図14(a)に示すように、ドプラ信号検出領域301Aは、Bモード画像301全体の大きな範囲を占める。従って、Bモード画像301中ドプラ信号検出領域301Aの面積比が大きい場合には、モーションノイズが発生していると判定することができる。
図6のステップS1003では、圧迫検出部3002(図4参照)は、超音波プローブ1001aが被検体の体表を圧迫しているか否かを判定する。超音波画像を取得する際に被検体の体表が超音波プローブ1001aにより圧迫されていると、被検体中の新生血管が圧迫され、超音波画像中において炎症反応として現れない可能性がある。そのため、被検体の体表が超音波プローブ1001aにより圧迫されている場合に取得した超音波画像は、リウマチ疾患の評価対象画像として適切でなく評価対象から除外する。
ステップS1003における具体的な判定は、Bモード画像信号において、被検体の体表と超音波プローブ1001aの表面との間に、所定の基準を満たす厚さの超音波ジェル媒体層を示す画像部分が存在するか否かに基づいて行う。
ステップS4001において、圧迫検出部3002(図4参照)は、Bモード画像中のジェル判定領域307の輝度の平均値と分散値を算出し、算出した分散値から、超音波ジェル媒体層の輝度分布が一様であるという特徴を抽出する。
次に、ステップS4002において、ジェル判定の評価値qを算出して閾値と比較する。ジェル判定領域307の輝度の平均値をGx、分散をGy、gd、geを定数とすると、ジェル判定評価値qは[数2]で与えられる。
一方、ジェル判定評価値qが閾値より大きい場合は、十分な厚さの超音波ジェル媒体層7が存在しないと考えられるため、〔圧迫有り〕と判定し(ステップS4002:No、ステップS4004)、判定結果を手技判定部3004(図4参照)に出力する。
手技判定部3004(図4参照)は、図6のフローにおけるステップS1001の判定結果が〔関節有り〕、ステップS1002の判定結果が〔モーションノイズ無し〕、ステップS1003の判定結果が〔圧迫無し〕の場合に、対象フレームの画像は適切な手技の下で得られた画像であると判定し、当該フレームのデータと共に当該フレームが疾患スコア算出処理の対象であることを示す情報を、形態定量化部2003A(図4参照)及び炎症定量化部2003B(図4参照)に出力する。併せて、評価値が最大である関節検出窓302の位置を示す情報を形態定量化部2003A及び炎症定量化部2003Bに出力する。
(6)腫張スコア(GS)の算出
図6のステップS1004における疾患スコア算出処理は、疾患スコア算出部2003(図4参照)により行われる。より具体的には、疾患スコア算出部2003の形態定量化部2003A(図4参照)が、Bモード画像の滑膜肥厚の大きさ・輝度・骨びらんの程度から疾患スコア(腫張スコア)を算出する。図17は、疾患スコア算出処理の内容を示すフローチャートである。
最初に、形態定量化部2003Aは、評価値が最大である関節検出窓302(図9(b)参照)の位置を示す情報に基づき関節部位を示すBモード画像301の部分を特定し(S5001)、関節検出窓302内のBモード画像の部分から骨を検出する(S5002)。
骨1及び骨2は、関節検出窓302の垂直中心位置308よりも下方の関節検出窓302内に存在する。そのため、関節検出窓302の垂直中心位置308よりも下方の領域内のBモード画像の部分を探索範囲とする。関節検出窓302の垂直中心位置308を始点として下方に向けた方向を探索方向309(図中矢印方向)として、探索方向309の輝度変化を検出する(S5002)。検出輝度が低輝度から高輝度となる方向に探索処理を行うことにより境界の誤検出を低減することができる。Bモード画像301中、骨1及び骨2は高輝度であるので、動的輪郭モデル(SNAKES)等を用いて、骨1及び骨2と周囲の画像部分との境界1A、2Aを検出することができる。このとき、図18に示すように、検出された境界1B、2Bが探索方向309において急激に変化しており、かつ、探索方向309における境界位置の変化が探索方向309と垂直な方向において滑らかに変化している場合に、その境界1B、2Bは骨1及び骨2の境界1A、2Aであると特定することができる。
先ず、探索方向309と垂直な方向に沿った滑膜肥厚6の長さの平均値及び最大値を算出する(ステップS5004)。
続いて、形態定量化部2003A(図4参照)は、骨びらん7の程度を算出する(ステップS5006)。骨びらん7の程度が高い場合、疾患の程度が高いと評価することができる。
iii)腫張スコアの算出
図17のフローに戻って、次に、形態定量化部2003A(図4参照)は、疾患スコアの1つである腫張スコアを算出する(ステップS5007)。腫張スコアは、滑膜肥厚6の大きさをGSx、滑膜肥厚6の輝度をGSy、骨びらんの程度をGSzとし、GSa、GSb、GScを定数とすると、[数3]で与えられる。
(7)炎症スコア(PD)の算出
(7−1)新生血管の特定
関節リウマチをはじめとする関節疾患の評価を行うための画像診断として、血流の存在する領域を特定し、疾患に起因する新生血管の有無を判定することが行われている。被検体内において物質が移動すると、当該移動に起因してドプラ信号が生じる。血液の移動である血流は、血液中の赤血球等を含めた物質の移動であるためドプラ信号が生じ、これにより血流の存在する領域を特定することができる。
新生血管と既存血管とを区別し、新生血管を特定する方法として、例えば、以下のような方法を用いることができる。
また、新生血管は、通常、滑膜肥厚領域内に発生することから、血流領域の関節中心部からの水平距離が近いほど新生血管である可能性が高い。さらに、既存血管は、通常、皮膚又は骨に沿った方向に配置されていることから、血流領域の形状と、皮膚表面又は骨表面の形状との一致度が高いほど、既存血管である可能性が高く、一致度が低いほど新生血管である可能性が高い。そこで、血流領域の形状と、皮膚表面又は骨表面の形状との一致度に関する特徴量(以下、「相対特徴量」と称する。)を、ドプラモード画像から抽出する。
なお、本実施形態においては、上記方法によって新生血管を特定するのに加えて、新生血管である可能性が一定の閾値未満であるが、新生血管である可能性がある程度高い領域を、新生血管可能部分として特定する。その際、例えば、新生血管であると判定するための閾値を第1閾値とすると、第1閾値よりも低い第2閾値を設定し、新生血管である可能性が第2閾値以上第1閾値未満である領域を新生血管可能部分であると特定してもよい。
図17のフローにおいて、炎症定量化部2003B(図4参照)は、形態定量化部2003A(図4参照)からの滑膜肥厚6を示す位置情報を入力とし、ドプラモード画像信号に基づき炎症スコアを算出する(ステップS5008)。
ステップS5005において形態定量化部2003Aが特定した滑膜肥厚6の範囲に基づいて、炎症定量化部2003Bは、滑膜肥厚6を関心領域(ROI:Region of Interest)として設定し、関心領域の占める面積(PDy)を算出する。さらに、炎症定量化部2003Bは、関心領域である滑膜肥厚6に含まれる各画素において、新生血管であると特定された領域の画素の占める面積(PDx)を算出する。炎症スコアは、新生血管であると特定された領域の画素の占める面積(PDx)を関心領域の占める面積(PDy)で除した値として[数4]で与えられる。
このように、既存血管と新生血管とを区別し、新生血管であるであると特定された領域のみを用いて炎症スコア(PD)を算出することにより、疾患の程度をより正確に評価することができる。
上記構成により、評価対象フレームのBモード画像信号とドプラモード画像信号における対象画像部分の信号から、疾患の程度を定量化した疾患スコアを評価対象フレーム毎に算出することができ、疾患の程度の評価における客観性の向上を図ることができる。
図6のフローにおけるステップS1009では、代表疾患フレーム選択部2004(図3参照)は、記憶部1020(図2参照)に記憶された疾患スコア(腫張スコア、炎症スコア)を入力とし、所定の数値処理に基づき1以上の代表疾患スコアを選択し、当該代表疾患スコアに対応するフレームを代表疾患フレームとして選択する。そして、代表疾患フレーム選択部2004は、選択された代表疾患スコア及び代表疾患フレームを記憶部1020に出力し、記憶部1020はこれらを記憶する。
これにより、代表疾患スコアの選択基準を、医師や病院による検査指針、疾患の状態、被験者の特性等の各種条件に基づいて適宜設定することが可能となる。
(1)操作画面
次に、超音波診断装置1100の操作画面について説明する。当該操作画面は、表示制御部1016の指示により表示器1008のディスプレイに表示される。本実施形態においては、表示器1008は、タッチパネル式のディスプレイを備え、超音波診断装置1100への入力は、当該タッチパネルを介して行われる。即ち、表示器1008は、入力受付部1009の機能も兼ねている。
図24に、超音波測定開始前の表示画面の一例を示す。図24に示すように、表示画面には、Bモード画像部分101、ドプラモード画像部分102、腫張スコア表示部分103、炎症スコア表示部分104、代表腫脹スコア情報画像部分105、代表炎症スコア情報画像部分106、メッセージ表示部107、フレーム番号表示部108が含まれる。表示画面には、さらに、腫脹時系列表示部分110、炎症時系列表示部分120、腫脹角度疾患情報表示部130、炎症角度疾患情報表示部140、検査ボタン部150、診断部位表示部160、操作ボタン部170が含まれる。
また、本実施形態においては、図24に示すように、診断部位アイコン162は、測定済みの診断部位についてはベタ塗りの円で表示され、未測定の診断部位については、中空の円で表示される。しかしこれに限られず、互いに区別することが可能であればよく、例えば、測定済みの診断部位と未測定の診断部位とで、互いに異なる色で表示される構成であってもよい。
図29は、1つの診断部位(関節)についての計測が正常に終了した後に表示器1008(図1、図2参照)に表示される、当該診断部位の診断画像の一例を示す図である。診断画像には、疾患活動性情報提示部20及び超音波画像部分21が含まれる。超音波画像部分21は、Bモード画像部分101及びドプラモード画像部分102から成り、Bモード画像部分101には、Bモード画像が表示され、ドプラモード画像部分102には、ドプラモード画像が表示される。1つの診断部位(関節)についての計測が正常に終了した後に表示される診断画像における超音波画像部分21に表示されるのは、当該診断部位における代表疾患フレームの超音波画像(Bモード画像及びドプラモード画像)である。
疾患活動性情報提示部20は、疾患スコア情報画像部分22、角度疾患情報画像部分26、及びバー100を含む。なお、疾患活動性情報提示部20は、疾患スコア情報画像部分22、角度疾患情報画像部分26、バー100の全部を含む構成に限られず、これらのうち、何れか1つ又は2つのみを含む構成としてもよい。
腫脹時系列表示部分110は、長尺な矩形状のバー111及び逆三角形の時系列インディケータ112aを有する。バー111は、1つの診断部位の測定において取得された超音波診断画像のフレームのシーケンス全体を表す。時系列インディケータ112aは、当該シーケンスにおける代表疾患フレームの位置を示す。図29に示す例では、フレーム番号表示部108に示されているように、シーケンス全体のフレーム数は256フレームであり、代表疾患フレームはその中の114番目のフレームである。従って、バー111は256フレームを表し、時系列インディケータ112aは、その中の114番目のフレームに相当する位置を示している。
バー111における各フレームに対応する位置には、それぞれのフレームの腫脹スコアが、色、明度、彩度、模様のうちの少なくとも1つを異ならせることにより表示されている。本実施形態においては、図29に示されるように、腫脹スコアは4段階に区分され、それぞれ異なる模様(模様無しを含む)で表示されている。即ち、バー111は、シーケンス全体のフレーム数を表すとともに、シーケンスにおける腫脹スコアの変化を示す時系列腫脹情報を表す。
また、時系列インディケータ112a、112b、122a、122bの形状は逆三角形に限られず、直線、矢印、円、菱形等の任意の形状とすることができる。
角度疾患情報表示部24は、腫脹角度疾患情報表示部130及び炎症角度疾患情報表示部140からなる。
腫脹角度疾患情報表示部130は、腫脹角度情報画像部分131及び腫脹角度疾患情報画像部分132を含む。
炎症角度情報画像部分141は、被検体断面アイコン143及び角度インディケータ144aを含む。被検体断面アイコン143は、被検体断面アイコン133と同様に、被検体の断面を模式的に表すアイコン画像である。角度インディケータ144aは、角度インディケータ134aと同様に、超音波プローブ1001a(図2参照)の診断部位に対する角度を表す逆三角形の画像である。角度インディケータ134aは、今回の測定における代表疾患フレームに対応する角度情報を示し、角度インディケータ134bは、前回の代表疾患フレームに対応する角度情報を示す。
また、腫脹角度情報画像部分131と炎症角度情報画像部分141とにより、角度情報画像部分25が構成される。腫脹角度疾患情報画像部分132と炎症角度疾患情報画像部分142とにより、角度疾患情報画像部分26が構成される。
続いて、超音波プローブ1001aを介して取得した複数フレームの超音波画像信号に基づいて、制御部1010が診断画像を生成して、表示器1008に表示させる処理について、フローチャートを参照しつつ以下に説明する。図30は、診断画像生成表示処理の内容の一例を示すフローチャートである。超音波診断装置1100全体を制御する不図示のメインルーチンにおいて、当該診断画像生成表示処理のサブルーチンがコールされる毎に実行される。本実施形態においては、具体的には、図6のフローにおけるステップS1005で1つの手指関節(診断部位)に対する測定が完了したと判定されると、診断画像生成表示処理のサブルーチンがコールされる。
次に、記憶部1020に記憶されている角度情報を取得する(ステップS6002)。
続いて、取得した超音波画像信号に基づいて、図6に示す疾患スコア算出処理を実行する(ステップS6003)。
図31は、図30のフローにおけるステップS6005の表示処理の内容を示すフローチャートである。
先ず、選択されたフレームのフレームIDを取得する(ステップS7001)。選択されたフレームは、ここでは、代表疾患フレームである。
続いて、当該表示処理の対象である診断部位についての角度疾患データセットを取得する(ステップS7003)。ここで、角度疾患データセットとは、1つの診断部位について取得された全てのフレームの疾患スコアと角度情報(フレーム毎に互いに関連付けられている)のセットのことであり、診断部位ごとに記憶部1020に記憶されている。なお、角度疾患データセットに超音波画像が含まれていてもよく、この場合、超音波画像、疾患スコア、及び角度情報は、フレーム毎に互いに関連付けられている。
次に、選択されたフレームに対応する角度情報に基づいて、角度情報画像を生成する(ステップS7005)。
さらに、角度疾患情報データセットから角度疾患情報画像を生成する(ステップS7007)。
そして、超音波画像、代表疾患スコア、角度情報画像、時系列疾患情報画像、及び角度疾患情報画像を含む診断画像を生成し、表示器1008(図1、図2参照)に表示させる(ステップS7008)。
メッセージ表示部107には、Bモード画像部分101に表示された滑膜肥厚領域410、ドプラモード画像部分102に表示された新生血管及び新生血管可能部分、代表腫脹スコア情報画像部分105に表示された代表腫脹スコア及び、代表炎症スコア情報画像部分106に表示された代表炎症スコアの何れかについて、修正の必要があれば、修正を促すメッセージが表示される。
先ず、代表腫脹スコアの修正方法について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置1100においては、表示器1008に表示された診断画像のBモード画像部分101に表示されたBモード画像において、滑膜肥厚領域410であると判定された部分が実際よりも大きすぎる又は小さすぎる場合に、正しい滑膜肥厚領域410の範囲を、タッチペン8を用いてタッチパネル上に描いて指定することにより修正することができる。例えば、図32に示すように、修正前の滑膜肥厚領域410aが大きすぎる場合は、タッチペン8で正しい滑膜肥厚領域の範囲をタッチパネル上に描いて指定する。すると、図33に示すように、修正後の滑膜肥厚領域410bが表示される。
なお、Max GSを手動で修正可能としてもよい。例えば、図32に示すように、修正前最大腫脹スコア情報画像部分105a1に表示されている修正前の最大GSスコア(MaxGS)が3である(と判定されている)場合に、正しいMaxGSが2である場合、修正後最大腫脹スコア情報画像部分105a2をタッチすることにより、図33に示すように、修正後最大腫脹スコア情報画像部分105a2に表示された数字の2が反転表示され、MaxGSが2に修正されるとしてもよい。
さらには、自動的に修正されたMax GS及び最大滑膜肥厚領域面積をさらに手動で修正可能としてもよい。
次に、代表炎症スコアの修正方法について、図32〜図35を参照して以下に説明する。ドプラモード画像部分102に表示されたドプラモード画像において、実際には新生血管でない部分が、誤って新生血管421であると判定された場合及び、実際には新生血管421である部分が、誤って新生血管可能部分431であると判定された場合の修正方法について先ず説明する。
なお、Max PD、最大新生血管面積、Max Vasをそれぞれ手動で修正可能としてもよい。手動による修正方法については、代表腫脹スコア情報画像部分105におけるMax GS及び最大滑膜肥厚面積の修正方法と同様の方法により行ってもよい。
何らかの修正が行われると、図33に示すように、メッセージ表示部107に、さらに修正がなければ修正後のデータの保存を促すメッセージが表示される。そして、全ての修正が終了すると、操作ボタン部170の保存ボタン171をタッチして、修正後のデータを記憶部1020(図2参照)に保存する。修正後のデータの保存が完了すると、図34に示すように、メッセージ表示部107に、修正後データの保存が完了した旨を知らせるメッセージが表示される。
続いて、代表疾患スコアについての修正処理について、フローチャートを参照しつつ、以下に説明する。図35は、制御部1010により行われる代表疾患スコア修正処理の内容の一例を示すフローチャートである。
ステップS8001で代表疾患フレームの修正を受付けていない場合、次に、滑膜肥厚領域が修正されたかどうかについて判定する(ステップS8001:No、ステップS8002)。当該判定は、具体的には、タッチパネル上において、タッチペン8により滑膜肥厚領域410が修正されたかどうかを判定する。
ステップS8002で滑膜肥厚領域の修正を受付けていない場合、続いて、最大腫脹スコアが修正されたかどうかについて判定する(ステップS8002:No、ステップS8003)
最大腫脹スコアの修正を受付けた場合、修正後の最大腫脹スコアを表示させ、保存を促すメッセージを表示させる(ステップS8003:Yes、ステップS8011、ステップS8017)。
最大滑膜肥厚領域面積の修正を受付けた場合、修正後の最大滑膜肥厚面積を表示させ、保存を促すメッセージを表示させる(ステップS8004:Yes、ステップS8012、ステップS8017)。
新生血管の修正を受付けた場合、修正後の新生血管を表示させ、保存を促すメッセージを表示させる(ステップS8005:Yes、ステップS8013、ステップS8017)。なお、修正後の新生血管の表示には、修正後の最大炎症スコア、新生血管面積、及び最大Vasの再計算及び再計算の結果の表示も含む。
最大炎症スコアの修正を受付けた場合、修正後の最大炎症スコアを表示させ、保存を促すメッセージを表示させる(ステップS8006:Yes、ステップS8014、ステップS8017)。
最大新生血管面積の修正を受付けた場合、修正後の最大新生血管面積を表示させ、保存を促すメッセージを表示させる(ステップS8007:Yes、ステップS8015、ステップS8017)。
Max Vasの修正を受付けた場合、修正後のMax Vasを表示させ、保存を促すメッセージを表示させる(ステップS8008:Yes、ステップS8016、ステップS8017)。
ステップS8017で保存を促すメッセージを表示させた後、保存指示を受付けたかどうかを判定する(ステップS8017、ステップS8018)。具体的には、保存ボタン171を操作者がタッチした時に、保存指示を受付けたと判定する。
保存指示を受付けた場合、更新完了メッセージを表示させ(ステップS8018:Yes、ステップS8019)、終了する。
そして、図35に示すフローは、代表疾患スコアの修正に限られず、代表疾患フレーム以外のフレームにおける疾患スコアの修正に用いられてもよい。
(4)全診断部位の計測完了後の診断結果の表示画面
図36に、全診断部位の計測完了後の表示画面の一例を示す。全ての診断部位(本実施形態においては、手指関節)における全ての超音波画像についての評価が完了すると、全体の検査結果を示す全体診断画像が表示される。
なお、各診断部位の代表疾患スコア(代表腫脹スコア、代表炎症スコア)が、前回と比較して改善されているか、現状維持か、悪化しているかについての判定は、制御部1010の経過判定部1017(図2参照)が行う。
以上、本発明を実施形態に係る超音波診断装置に基づいて説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例を実施することができる。
なお、説明の重複を避けるため、実施形態と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。
全診断部位の計測完了後において、疾患スコア算出部2003(図3参照)が、被検体の全診断部位の総合的な疾患の程度を定量的に表す総合疾患スコアを算出し、図37に示すように、各診断部位の疾患スコアの表示に加えて、当該総合疾患スコアの経時変化を表すグラフ206を、全体診断画像に含めて表示させてもよい。また、総合疾患スコアの数値を全体診断画像に含めて表示器1008(図1、図2参照)に表示させてもよい。
(変形例2)
全診断部位の計測完了後において、図38に示すように、推奨薬剤、使用頻度の高い薬剤、現在投薬中の薬剤等を表示する画像部分207及び、今回処方する薬剤の候補を表示する画像部分208を全体診断画像に含めて表示器1008(図1、図2参照)に表示させてもよい。
さらには、当該受付けた薬剤の選択が、外部へ送信され、処方箋作成に供されるとしてもよい。
実施形態においては、被検体が手であって、診断部位が手指関節である場合について説明した。しかし、リウマチが発生する部位は手指関節に限られず、他の関節に対しても、本発明の基本的な構成を適用することができる。変形例3においては、被検体が手首である場合を例に説明する。この場合、手首の複数箇所が、診断部位である。
腫脹角度疾患情報表示部230の被検体断面アイコン233及び、炎症角度疾患情報表示部240の被検体断面アイコン243は、手首の断面を示す長円形のアイコン画像である。当該断面は、腕の長手方向に直交し、手首の診断部位を通る仮想平面における断面であり、言わば、横断面である。腫脹角度疾患情報画像部分232及び炎症角度疾患情報画像部分242は、それぞれ炎症角度疾患情報表示部240の被検体断面アイコン243の外周に沿ってこれらを囲むように帯状に配置されている。被検体断面アイコン233、被検体断面アイコン243、腫脹角度疾患情報画像部分232、及び炎症角度疾患情報画像部分242は、形状が実施形態と異なっている点以外は、同じである。
診断部位表示部260は、診断部位アイコン162及び測定中診断部位アイコン163が、手首に位置している点が実施形態と異なっている。それ以外は、実施形態に係る診断部位表示部260と同様である。
上記実施形態においては、手技判定部3004は、図6のフローにおいて、ステップS1001の判定結果が〔関節有り〕、ステップS1002の判定結果が〔モーションノイズ無し〕、ステップS1003の判定結果が〔圧迫無し〕の場合に、対象フレームの画像は適切な手技の下で得られた画像であると判定し、〔定量化実行〕を形態定量化部2003Aと炎症定量化部2003Bへ出力し、疾患スコアを算出させる構成とした。そして、それ以外の場合には、メッセージ表示部107に警告メッセージを表示させる構成とした。
あるいは、手技判定部3004は、ステップS1001の判定結果が〔関節有り〕であって、さらに、ステップS1002の判定結果が〔圧迫無し〕又はステップS1003の判定結果が〔モーションノイズ無し〕の少なくとも1又は両方を満たすときに適切な手技の下で得られた画像と判定し、疾患スコアを算出させてもよい。
(変形例5)
また、上記実施形態では、疾患スコアを[数3][数4]としたが、リウマチ疾患に関連するスコアであれば、これに限定されない。
また、上記実施形態では、疾患の程度を定量化した疾患スコアの一例として、リウマチを例に疾患スコアを選択して疾患の評価を行う手法を説明した。しかしながら、本発明の手法を用いることができる疾患の種類はリウマチに限定されず、超音波画像から疾患の程度を定量化することができるものであれば、他の疾患に対して適用することが可能である。例えば、器官内の腫瘍の大きさや腫瘍内の新生血管の面積比を超音波画像から定量化して、がん疾患の程度を定量化するために本開示の手法を用いることができる。
上記実施形態に係る超音波診断装置1100では、記憶装置である記憶部1020を超音波診断装置1100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1100に外部から接続される構成であってもよい。
上記実施形態においては、超音波プローブは、複数の圧電素子が一次元方向に配列された超音波プローブ構成を示した。しかしながら、超音波プローブの構成は、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が2次元に配列された超音波プローブを用いることも可能である。2次元に配列された超音波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照射方向を制御することができる。
また、超音波プローブは、送受信処理部の一部の機能を含んでいてもよい。例えば、送受信処理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、超音波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、超音波プローブ内で受信電気信号に基づき受信信号を生成する構成を採ることができる。
実施形態に係る超音波診断装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるLSIとして実現される。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。
(変形例11)
上記実施形態に係る制御部1010においては、各機能ブロックは、独立したハードウェアによる構成として説明したが、これに限られない。例えば、各機能ブロックを必要に応じて一体としたCPUおよびソフトウェアによって、その機能を実現する構成であってもよい。
また、実施形態に係る、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。
(変形例12)
さらに、本発明は上記プログラムであってもよいし、上記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。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。
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実行させてもよい。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。
上記実施形態の各フローにおける各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って、実施形態に示された順序に必ずしも限定されるものではなく、実施形態に示された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、実施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。
さらに、本実施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、説明したとおり、本発明の一態様に係る超音波診断装置は、超音波プローブを介して被検体から取得した複数フレームの超音波画像信号に基づいて、診断画像を生成する超音波診断装置であって、前記複数フレームの超音波画像信号を取得する超音波画像取得部と、前記複数フレームの超音波画像信号それぞれの取得時における、前記被検体に対する前記超音波プローブの角度についての角度情報を取得する角度情報取得部と、前記複数フレームの超音波画像信号を解析して、所定条件を満たす対象画像部分が含まれるときに、前記対象画像部分が含まれる前記超音波画像信号のフレームを評価対象フレームであると判定する評価対象判定部と、前記評価対象フレームであると判定されたフレームの前記超音波画像信号における前記対象画像部分の信号から、疾患の程度を定量的に表す疾患スコアを算出する疾患スコア算出部と、前記診断画像を生成して表示器に表示させる表示制御部とを備え、前記診断画像は、前記複数フレームから選択されたフレームの前記超音波画像と、前記選択されたフレームの疾患の程度を表す疾患活動性情報提示部と、前記選択されたフレームに対応する前記角度情報を表す角度情報画像部分とを含むことを特徴とする。
また、別の態様に係る超音波診断装置では、前記疾患活動性情報提示部は、前記複数フレームのそれぞれにおける前記疾患の程度とそれに対応する前記角度情報とを対応付けて表してもよい。
また、別の態様では、前記角度情報画像部分は、前記被検体の断面を表す被検体断面アイコンと、前記被検体断面アイコンの外側において前記被検体断面アイコンに対する相対的な位置により前記選択されたフレームに対応する前記角度情報を示す角度インディケータとからなってもよい。
また、別の態様では、前記疾患活動性情報提示部は、前記被検体断面アイコンの周囲を囲むように帯状に配置された帯状画像部分を含み、前記表示制御部は、前記帯状画像部分において、対応する角度における前記疾患スコアに基づいて、色、明度、彩度、模様のうちの少なくとも1つを異ならせることにより前記疾患の程度と前記角度情報とを対応付けて表してもよい。
また、別の態様では、前記疾患スコア算出部は、前記疾患スコアに対し所定の数値処理を行って、前記対象画像部分の疾患の程度を代表する代表疾患スコアを算出し、前記代表疾患スコアに対応する代表疾患フレームを選択し、前記表示制御部は、前記代表疾患フレームに対応する前記診断画像を表示させてもよい。
また、別の態様では、前記表示制御部は、記憶部に接続され、前記記憶部は、前記疾患スコア及び前記角度情報を、それぞれ対応するフレームに関連付けて記憶し、前記表示制御部は、過去の前記代表疾患フレームに対応する前記角度情報を前記記憶部より取得して、過去の前記角度インディケータを今回の前記角度インディケータに重畳して表示させてもよい。
また、別の態様では、前記制御部は、過去の前記代表疾患スコアを前記記憶部より取得し、今回と過去の前記代表疾患スコアとを比較して、疾患の程度が改善、悪化、現状維持の何れであるかについて判定する経過判定部をさらに有し、前記表示制御部は、前記経過判定部による判定結果を取得し、前記取得された前記判定結果を表示させてもよい。
また、別の態様では、前記制御部は、前記表示器に前記診断画像が表示されているときに、入力受付部を介して操作者から前記疾患スコアの修正を受付けると、前記受付けた修正を反映させた前記疾患スコアを、反映前の前記疾患スコアに代えて前記記憶部に記憶させてもよい。
また、別の態様では、前記表示制御部は、前記入力受付部を介して操作者から前記表示器に表示させるべき前記超音波画像のフレームの選択を受付けると、前記受付けたフレームに対応する前記診断画像を表示させてもよい。
また、別の態様では、前記制御部は、前記判定結果に基づいて処方薬の提案を行う提案部をさらに有し、前記表示制御部は、前記提案された処方薬を表示させてもよい。
係る構成により、薬剤の処方を容易に行うことができる。
また、別の態様では、前記制御部は、前記処方薬の提案に対する操作者の選択を、前記入力受付部を介して受付け、当該選択を前記記憶部に記憶させてもよい。
また、別の態様では、前記複数フレームの超音波画像信号は、連続的に取得され、前記診断画像は、前記連続的に取得された前記超音波画像信号のシーケンスを表すバーと、前記シーケンスにおける前記代表疾患フレームに対応する位置を前記バーに対して示す時系列インディケータを含んでもよい。
また、別の態様では、前記表示制御部は、前回の前記代表疾患フレームに対応する前記時系列インディケータを、今回の前記代表疾患フレームに対応する前記時系列インディケータに重畳して表示させてもよい。
また、別の態様では、前記疾患活動性情報提示部は、前記バーを含み、前記バーにおいて対応するフレームの前記疾患スコアに基づいて、色、明度、彩度、模様のうちの少なくとも1つを異ならせることにより前記シーケンスにおける前記疾患の程度の変化を表してもよい。
また、別の態様では、前記疾患活動性情報提示部は、前記選択されたフレームの前記疾患スコアを表してもよい。
また、別の態様では、前記超音波画像取得部は、複数の診断部位からそれぞれ前記超音波画像信号を取得し、
前記表示制御部は、前記被検体における前記複数の診断部位の位置をそれぞれ示す診断部位アイコンに、前記複数の診断部位のそれぞれについて対応する前記代表疾患スコアが重畳して表示された全体診断画像を表示させてもよい。
また、別の態様では、前記疾患スコア算出部は、前記複数の診断部位それぞれの前記代表疾患スコアに基づいて、前記被検体の総合的な疾患の程度を定量的に表す総合疾患スコアを算出し、前記表示制御部は、前記総合疾患スコアを前記全体診断画像に重畳して表示させてもよい。
また、別の態様では、前記記憶部は、前記総合疾患スコアを記憶し、前記表示制御部は、前記記憶部に記憶されている過去の前記総合疾患スコアを取得して、前記総合疾患スコアの経時変化を示す綜合疾患経時変化情報を前記全体診断画像に重畳して表示させてもよい。
また、別の態様では、前記所定の数値処理は、算出された前記疾患スコアのうち、(a)疾患が最も進行した状態を示す疾患スコアの最大値、(b)疾患の程度が平均的である状態を示す疾患スコアの平均値、又は、(c)疾患の程度が中間的である状態を示す疾患スコアの中央値、から選択される少なくとも1の数値と同一の疾患スコア、又は当該数値に最も近い疾患スコアを選択する処理であってもよい。
また、別の態様では、前記超音波画像信号は、Bモード画像信号及びドプラモード画像信号を含んでもよい。
また、別の態様では、前記疾患はリウマチであってもよい。
本発明の別の態様に係る超音波診断装置をリウマチの検査及び診断に供することにより、リウマチの検査及び診断をより効果的に行うことができる。
また、別の態様では、前記疾患活動性情報提示部は、疾患の程度及び前記角度情報をフレーム毎に対応付けて表してもよい。
≪補足≫
以上で説明した実施形態は、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。
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。
21 超音波画像部分(超音波画像)
22 疾患スコア情報画像部分
23 時系列疾患情報表示部
25、35 角度情報画像部分
26、36 角度疾患情報画像部分
100、111、121 バー
110 腫脹時系列表示部分
112a、112b、122a、122b 時系列インディケータ
120 炎症時系列表示部分
130、230 腫脹角度疾患情報表示部
131、231 腫脹角度情報画像部分
132、232 腫脹角度疾患情報画像部分
133、134、233、234 被検体断面アイコン
134a、134b、144a、144b 角度インディケータ
140、240 炎症角度疾患情報表示部
141、241 炎症角度情報画像部分
142、242 炎症角度疾患情報画像部分
202 診断部位アイコン
1000 超音波診断システム
1001 プローブユニット
1001a 超音波プローブ
1001b 角度情報検出部
1008 表示器
1009 入力受付部
1010 制御部
1014 角度情報取得部
1015 疾患定量化部
1016 表示制御部
1017 経過判定部
1020 記憶部
1100、2100 超音波診断装置
2001 超音波画像取得部
2002 評価対象判定部
2003 疾患スコア算出部
Claims (23)
- 超音波プローブを介して被検体から取得した複数フレームの超音波画像信号に基づいて、診断画像を生成する超音波診断装置であって、
前記複数フレームの超音波画像信号を取得する超音波画像取得部と、
前記複数フレームの超音波画像信号それぞれの取得時における、前記被検体に対する前記超音波プローブの角度についての角度情報を取得する角度情報取得部と、
前記複数フレームの超音波画像信号を解析して、所定条件を満たす対象画像部分が含まれるときに、前記対象画像部分が含まれる前記超音波画像信号のフレームを評価対象フレームであると判定する評価対象判定部と、
前記評価対象フレームであると判定されたフレームの前記超音波画像信号における前記対象画像部分の信号から、疾患の程度を定量的に表す疾患スコアを算出する疾患スコア算出部と、
前記診断画像を生成して表示器に表示させる表示制御部とを備え、
前記診断画像は、前記複数フレームから選択されたフレームの前記超音波画像と、前記選択されたフレームの疾患の程度を表す疾患活動性情報提示部と、前記選択されたフレームに対応する前記角度情報を表す角度情報画像部分とを含む
超音波診断装置。 - 前記疾患活動性情報提示部は、前記複数フレームのそれぞれにおける前記疾患の程度とそれに対応する前記角度情報とを対応付けて表す
請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記角度情報画像部分は、前記被検体の断面を表す被検体断面アイコンと、前記被検体断面アイコンの外側において前記被検体断面アイコンに対する相対的な位置により前記選択されたフレームに対応する前記角度情報を示す角度インディケータとからなる
請求項1又は2に記載の超音波診断装置。 - 前記疾患活動性情報提示部は、前記被検体断面アイコンの周囲を囲むように帯状に配置された帯状画像部分を含み、
前記表示制御部は、前記帯状画像部分において、対応する角度における前記疾患スコアに基づいて、色、明度、彩度、模様のうちの少なくとも1つを異ならせることにより前記疾患の程度と前記角度情報とを対応付けて表す
請求項3に記載の超音波診断装置。 - 前記疾患スコア算出部は、前記疾患スコアに対し所定の数値処理を行って、前記対象画像部分の疾患の程度を代表する代表疾患スコアを算出し、前記代表疾患スコアに対応する代表疾患フレームを選択し、
前記表示制御部は、前記代表疾患フレームに対応する前記診断画像を表示させる
請求項3又は4に記載の超音波診断装置。 - 前記表示制御部は記憶部に接続され、
前記記憶部は前記疾患スコア及び前記角度情報を、それぞれ対応するフレームに関連付けて記憶し、
前記表示制御部は、過去の前記代表疾患フレームに対応する前記角度情報を前記記憶部より取得して、過去の前記角度インディケータを今回の前記角度インディケータに重畳して表示させる
請求項5に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、過去の前記代表疾患スコアを前記記憶部より取得し、今回と過去の前記代表疾患スコアを比較して、疾患の程度が改善、悪化、現状維持の何れであるかについて判定する経過判定部をさらに有し、
前記表示制御部は、前記経過判定部による判定結果を取得し、前記取得された前記判定結果を表示させる
請求項6に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記表示器に前記診断画像が表示されているときに、入力受付部を介して操作者から前記疾患スコアの修正を受付けると、前記受付けた修正を反映させた前記疾患スコアを、反映前の前記疾患スコアに代えて前記記憶部に記憶させる
請求項6又は7に記載の超音波診断装置。 - 前記表示制御部は、前記入力受付部を介して操作者から前記表示器に表示させるべき前記超音波画像のフレームの選択を受付けると、前記受付けたフレームに対応する前記診断画像を表示させる
請求項8に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記判定結果に基づいて処方薬の提案を行う提案部をさらに有し、
前記表示制御部は、前記提案された処方薬を表示させる
請求項7から9の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記処方薬の提案に対する操作者の選択を、入力受付部を介して受付け、当該選択を前記記憶部に記憶させる
請求項10に記載の超音波診断装置。 - 前記複数フレームの超音波画像信号は、連続的に取得され、
前記診断画像は、前記連続的に取得された前記超音波画像信号のシーケンスを表すバーと、前記シーケンスにおける前記代表疾患フレームに対応する位置を前記バーに対して示す時系列インディケータを含む
請求項5から11の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記表示制御部は、前回の前記代表疾患フレームに対応する前記時系列インディケータを、今回の前記代表疾患フレームに対応する前記時系列インディケータに重畳して表示させる
請求項12に記載の超音波診断装置。 - 前記疾患活動性情報提示部は、前記バーを含み、前記バーにおいて対応するフレームの前記疾患スコアに基づいて、色、明度、彩度、模様のうちの少なくとも1つを異ならせることにより前記シーケンスにおける前記疾患の程度の変化を表す
請求項12又は13に記載の超音波診断装置。 - 前記疾患活動性情報提示部は、前記選択されたフレームの前記疾患スコアを表す
請求項1から14に記載の超音波診断装置。 - 前記超音波画像取得部は、複数の診断部位からそれぞれ前記超音波画像信号を取得し、
前記表示制御部は、前記被検体における前記複数の診断部位の位置をそれぞれ示す診断部位アイコンに、前記複数の診断部位のそれぞれについて対応する前記代表疾患スコアが重畳して表示された全体診断画像を表示させる
請求項5から12の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記疾患スコア算出部は、前記複数の診断部位それぞれの前記代表疾患スコアに基づいて、前記被検体の総合的な疾患の程度を定量的に表す総合疾患スコアを算出し、
前記表示制御部は、前記総合疾患スコアを前記全体診断画像に重畳して表示させる
請求項16に記載の超音波診断装置。 - 前記記憶部は、前記総合疾患スコアを記憶し、
前記表示制御部は、前記記憶部に記憶されている過去の前記総合疾患スコアを取得して、前記総合疾患スコアの経時変化を示す綜合疾患経時変化情報を前記全体診断画像に重畳して表示させる
請求項17に記載の超音波診断装置。 - 前記所定の数値処理は、算出された前記疾患スコアのうち、(a)疾患が最も進行した状態を示す疾患スコアの最大値、(b)疾患の程度が平均的である状態を示す疾患スコアの平均値、又は、(c)疾患の程度が中間的である状態を示す疾患スコアの中央値、から選択される少なくとも1の数値と同一の疾患スコア、又は当該数値に最も近い疾患スコアを選択する処理である
請求項5から18の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記超音波画像信号は、Bモード画像信号及びドプラモード画像信号を含む
請求項19に記載の超音波診断装置。 - 前記疾患はリウマチである
請求項1から20の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 超音波プローブを介して被検体から取得した複数フレームの超音波画像信号に基づいて、診断画像を生成する超音波画像処理方法であって、
前記複数フレームの超音波画像信号を取得する超音波画像取得ステップと、
前記複数フレームの超音波画像信号それぞれの取得時における、前記被検体に対する前記超音波プローブの角度についての角度情報を取得する角度情報取得ステップと、
前記複数フレームの超音波画像信号を解析して、所定条件を満たす対象画像部分が含まれるときに、前記対象画像部分が含まれる前記超音波画像信号のフレームを評価対象フレームであると判定する評価対象判定ステップと、
前記評価対象フレームであると判定されたフレームの前記超音波画像信号における前記対象画像部分の信号から、疾患の程度を定量的に表す疾患スコアを算出する疾患スコア算出ステップと、
前記複数フレームから選択されたフレームの前記超音波画像と、前記選択されたフレームの疾患の程度を表す疾患活動性情報提示部と、前記選択されたフレームに対応する前記角度情報を表す角度情報画像部分とを含む前記診断画像を生成して表示器に表示させる表示ステップとを含む
超音波画像処理方法。 - 前記疾患活動性情報提示部は、疾患の程度及び前記角度情報をフレーム毎に対応付けて表す
請求項22に記載の超音波画像処理方法。
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