JP5897227B1 - 医用診断装置、医用診断装置の作動方法および医用診断装置の作動プログラム - Google Patents
医用診断装置、医用診断装置の作動方法および医用診断装置の作動プログラム Download PDFInfo
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る医用診断装置である超音波観測装置の構成を示すブロック図である。同図に示す超音波観測装置1は、超音波を用いて診断対象である検体を観測するための装置である。
A(f,z)=2αzf ・・・(1)
ここで、αは減衰率と呼ばれる。また、zは超音波の受信深度であり、fは周波数である。
分類対象の属性(分類属性)は正常組織と悪性腫瘍組織であり、分類に使用する特徴量はミッドバンドフィットの標準偏差Sd. Mである。この場合、特徴量の値が0≦Sd. M<M11である画素には赤が割り当てられ、M11≦Sd. M<M12である組織に対応する画素にはピンクが割り当てられる。これに対して、特徴量の値がSd. M≧M12である画素には色が割り当てられない(図7では「マスク」と記載)。色が割り当てられない範囲の特徴量に対応する組織は、正常組織である。この意味でSd. M=M12は、正常組織と悪性腫瘍組織とを分離するための閾値である。特徴量と色の対応づけは、例えば、悪性腫瘍組織における腫瘍の程度に応じて設定される。
分類対象の属性は悪性腫瘍組織と良性腫瘍組織であり、分類に使用する特徴量はミッドバンドフィットの平均Mean Mである。この場合、特徴量の値が0≦Mean M<M21である画素には色が割り当てられない。これに対し、特徴量の値がM21≦Mean M<M22である画素には青が割り当てられ、M22≦Mean M<M23である画素には水色が割り当てられ、M23≦Mean M<M24である画素には黄色が割り当てられ、M24≦Mean M<M25である画素にはピンクが割り当てられ、Mean M≧M25である画素には赤が割り当てられる。
分類対象の属性は要経過観察組織と良性腫瘍組織であり、分類に使用する特徴量は切片の標準偏差Sd. Iである。この場合、特徴量の値が0≦Sd. I<I1には赤が割り当てられ、I1≦Sd. I<I2である画素にはピンクが割り当てられ、I2≦Sd. I<I3である画素には水色が割り当てられ、I3≦Sd. I<I4である画素には青が割り当てられる。これに対し、特徴量の値がSd. I≧I4である画素には色が割り当てられない。
分類対象の属性は要経過観察組織と悪性腫瘍組織であり、分類に使用する特徴量はミッドバンドフィットの平均Mean Mおよび切片の標準偏差Sd. Iの関数として算出されるd(Mean M, Sd. I)である(以下、単にdと記載する)。このdは、具体的には2つの特徴量Mean MとSd. Iの線型結合として定義される。この場合、特徴量dの値が0≦d<d1である画素には赤が割り当てられ、d1≦d<d2である画素にはピンクが割り当てられ、d2≦d<d3である画素には緑が割り当てられ、d3≦d<d4である画素には黄色が割り当てられる。これに対し、特徴量の値がd≧d4の画素には色が割り当てられない。
検査内容表示領域202は、画面上部に設けられ、分類項目、分類に用いる特徴量、分類属性、検体ID、カラーバーの両極に対する分類属性を表す用語(後述)等の情報を表示する。図15では、分類項目が腫瘍スクリーニングである場合を例示している。
画像表示領域203は、Bモード画像の各画素に対して分類結果に基づく色を重畳した合成画像を表示する。画像表示領域203は、関心領域231を表示するとともに、関心領域231内の属性を対応する色で表示する。図15では、悪性腫瘍組織として、赤色の領域D1およびピンク色の領域D2を表示している。
色特性表示領域204は、画像表示領域203で表示する色と特徴量の値との関係を示すカラーバーを表示する。
本発明の実施の形態1では、分類のために必要な、周波数特徴量の値域と、値域に対応する視覚情報(色とマスク)と、値域と視覚情報との間を関連づける情報(カラーテーブル)とが、分類情報の一部として、予め、分類情報記憶部81に記憶されていた。実施の形態1における分類情報は、全て、分類部44による分類以前に、病理検査等により組織の属性が明らかな検体から導かれた情報であった。本発明の実施の形態2に係る医用診断装置は、病理検査等により検査対象組織の属性が明らかになった検体における該検査対象部位の特徴量を既知検体情報として蓄積しながら、分類情報を更新していく機能を有する。
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、超音波観測装置1は、用途に応じて超音波探触子2の種類が異なることに鑑み、超音波探触子2の種類に応じて選択可能な分類項目を変更するようにしてもよい。超音波探触子2の種類と選択可能な分類項目の対応は、分類情報記憶部81に記憶させておけばよい。この場合、超音波観測装置1が備える超音波探触子2の種類は、予め装置自身が認識可能な構成を有している。具体的には、例えば超音波探触子2として、超音波内視鏡が用いられていれば、超音波内視鏡における処理装置接続側の端部に超音波内視鏡の種類を処理装置に判別させるための接続ピンを設けておけばよい。これにより、処理装置は、接続された超音波内視鏡の接続ピンの形状に応じて超音波内視鏡の種類を判定することができる。
2 超音波探触子
3 送受信部
4、12 演算部
5 画像処理部
6 入力部
7 表示部
8、13 記憶部
9 制御部
21 超音波振動子
31 信号増幅部
41 増幅補正部
42 周波数解析部
43 特徴量算出部
44 分類部
51 Bモード画像データ生成部
52 特徴量画像データ生成部
81 分類情報記憶部
101 選択画面
102 枠カーソル
121 分類情報設定部
131 属性判定済画像記憶部
132 既知検体情報記憶部
201 特徴量画像
202 検査内容表示領域
203 画像表示領域
204 色特性表示領域
231 関心領域
431 減衰補正部
432 近似部
C1、C2 周波数スペクトル
G11、G12、G21、G22、G31、G32、G41、G42、G51、G52 グループ
Tb テーブル
Claims (15)
- 検体から受信した受信信号から得られる周波数スペクトル情報または輝度情報に基づいた量であって前記検体の組織の属性に関連する量である複数種類の特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部が算出した前記複数種類の特徴量のうち、分類目的ごとに割り当てられた複数の分類項目から予め選択された分類項目に応じて定められる特徴量を用いて前記検体の組織の属性を分類し、分類結果に応じた視覚情報を前記受信信号に基づく画像の各画素に対して割り当てる分類部と、
前記受信信号に基づく画像の各画素に割り当てられた前記視覚情報を重畳した特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成部と、
を備えたことを特徴とする医用診断装置。 - 前記分類項目に対応する分類対象の組織の属性、分類に用いるべき特徴量の種類、および該特徴量の値に応じた視覚情報を対応づけた情報のうち少なくとも1つを含む分類情報を記憶する分類情報記憶部をさらに備え、
前記分類部は、
前記分類情報記憶部を参照して前記分類および前記視覚情報の割り当てを行うことを特徴とする請求項1に記載の医用診断装置。 - 前記属性が既知である検体からの受信信号および前記受信信号に基づいて算出された情報のうち少なくとも一方を含む既知検体情報を該属性と関連付けて記憶する既知検体情報記憶部と、
前記既知検体情報記憶部が記憶する前記既知検体情報を用いて前記分類情報を設定する分類情報設定部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載の医用診断装置。 - 前記特徴量算出部は、
前記検体の所定の領域から受信した前記受信信号をもとに複数のパラメータを抽出し、該複数のパラメータを用いて特徴量を算出することを特徴とする請求項1に記載の医用診断装置。 - 前記特徴量算出部は、
前記複数のパラメータのうち同じ種類のパラメータの統計量を前記特徴量として算出することを特徴とする請求項4に記載の医用診断装置。 - 前記視覚情報は、色空間を構成する変数であることを特徴とする請求項1に記載の医用診断装置。
- 前記視覚情報は、輝度であることを特徴とする請求項1に記載の医用診断装置。
- 前記特徴量画像データ生成部が生成した前記特徴量画像データに対応する特徴量画像を表示する表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の医用診断装置。
- 前記分類項目の選択入力を受け付ける入力部をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の医用診断装置。
- 検体に対して超音波を送信するとともに前記検体によって反射された超音波エコーを変換した電気的なエコー信号を前記受信信号として受信する超音波探触子をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の医用診断装置。
- 前記エコー信号の周波数を解析することによって周波数スペクトルを算出する周波数解析部をさらに備え、
前記特徴量算出部は、
前記周波数スペクトルを用いて前記複数種類の特徴量を算出することを特徴とする請求項10に記載の医用診断装置。 - 前記特徴量算出部は、
前記受信信号に基づく画像の各画素の輝度からテクスチャ解析によって得られるテクスチャ特徴量を前記複数種類の特徴量として算出することを特徴とする請求項1に記載の医用診断装置。 - 検体から受信した受信信号に基づいて診断用の画像データを生成する医用診断装置の作動方法であって、
特徴量算出部が、前記受信信号から得られる周波数スペクトル情報または輝度情報における複数種類の特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
分類部が、前記複数種類の特徴量のうち、分類目的ごとに割り当てられた複数の分類項目から予め選択された分類項目に応じて定められる特徴量を用いて前記検体の組織の属性を分類し、分類結果に応じた視覚情報を前記受信信号に基づく画像の各画素に対して割り当てる分類ステップと、
特徴量画像データ生成部が、前記受信信号に基づく画像の各画素に割り当てられた前記視覚情報を重畳した特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成ステップと、
を有することを特徴とする医用診断装置の作動方法。 - 検体から受信した受信信号に基づいて診断用の画像データを生成する医用診断装置に、 特徴量算出部が、前記受信信号から得られる周波数スペクトル情報または輝度情報における複数種類の特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
分類部が、前記複数種類の特徴量のうち、分類目的ごとに割り当てられた複数の分類項目から予め選択された分類項目に応じて定められる特徴量を用いて前記検体の組織の属性を分類し、分類結果に応じた視覚情報を前記受信信号に基づく画像の各画素に対して割り当てる分類ステップと、
特徴量画像データ生成部が、前記受信信号に基づく画像の各画素に割り当てられた前記視覚情報を重畳した特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成ステップと、
を実行させることを特徴とする医用診断装置の作動プログラム。 - 前記受信信号の周波数を解析することによって周波数スペクトルを算出する周波数解析部をさらに備え、
前記特徴量算出部は、
前記周波数解析部が解析した周波数スペクトルを一次式で近似し、前記一次式の傾き、前記一次式の切片、および前記傾きと前記切片と前記周波数スペクトルの周波数帯域に含まれる特定の周波数とを用いて定まる強度のうち、少なくとも1つを前記複数種類の特徴量として抽出する近似部を有することを特徴とする請求項1に記載の医用診断装置。
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