JP6803044B2 - 計測装置および計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、計測装置および計測方法に関するものである。

乳がんは世界的に罹患率が高く、その早期発見のためのスクリーニング手法は、死亡率低下・ＱＯＬ（Quality of life）向上の観点から極めて重要である。標準的スクリーニング手法であるマンモグラフィの乳がんの死亡率低下への貢献は否定できないものの、万能なスクリーニング手法にはなり得ていない。特にデンスブレストと呼ばれる乳腺が多い女性が対象の際には、がんの発見感度が著しく低下することが指摘されている。このため、マンモグラフィ代替あるいは補助手段が求められている。

このような代替・補助手段の一つとして、超音波ＣＴ（Ultrasound Computed Tomography）が注目されている。超音波ＣＴは、計測対象を３６０°取り囲む形で多数の超音波送受波器を配置し、各送受波器からの送信波を同一あるいは異なる送受波器で受信することにより対象から透過した音響信号（透過波）および対象から反射した音響信号（反射波）を計測する。

このような計測により、通常の超音波診断装置と同一の生体情報（形態情報）に加えて音速あるいは減衰といった病態に深く関連する機能的情報を所得することができる。超音波ＣＴにおいては、Ｘ線を用いないため侵襲性が低い、デンスブレストによる感度低下がない、術者依存性が低いといった他の手段にない特長を有している。この特性を活用した、乳がん検査用の超音波ＣＴ装置として特許文献１に示すような計測装置に関する技術が開示されている。

米国特許出願公開第２０１５／０００５６３５号公報

上記特許文献１に開示されている技術においては、水中に配置された超音波送受信器から被検対象（例えば、***）への超音波送受が行われているが、二つある***をそれぞれ別個に計測する構成になっている。これは二つを同時に計測する構成にすると、必要になる構成要素がほぼ倍になり、装置のサイズが大きくなってしまったり、費用が上昇してしまったりするためである。

乳がんのスクリーニングにおいては主に***内の腫瘤を発見し、その腫瘤の性状を計測することが主たる手段となるため、***を片方ずつ計測しても同時に計測しても検出感度に変化がないと考えられる。

しかしながら、***の検査を行う際に乳がんのみの検出では被験者は別途良性疾患に関する検査を受信する必要があることになるため非効率であり、乳がんの検査において同時に良性の疾患の検出も行える方が好ましい。

ところが、乳がん以外の良性の***疾患のスクリーニングへの超音波ＣＴの適用においては、片方ずつの計測が問題となる。

例えば、乳腺症の検査を行う上では、双方の***の特性の違いが重要な指標となるため、双方を同時に計測できない場合には、***間の結果の違いが疾病により生じたものか、あるいは計測間での計測条件の変化により見かけ上異なって見えるのかわからない。

本発明の目的は、互いに対応する被検対象（例えば、***）を別々に計測した場合に、計測条件の変化の有無に応じた情報を出力する計測装置を提供することを目的とする。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態による計測装置は、被検対象へ超音波を照射して、被検対象を計測する計測装置であって、超音波を照射する照射部と、第１被検対象へ超音波を照射させると共に、照射部から予め定められた距離に位置する参照物体へ超音波を照射させるように照射部を制御する第１照射制御部と、第１被検対象へ照射部により超音波が照射された際に、参照物体へ前記照射部により超音波が照射された結果である第１参照物体結果を取得する第１結果取得部と、第１被検対象に超音波が照射された後に、第１被検対象に対応する第２被検対象へ超音波を照射させると共に、照射部から参照物体へ超音波を照射させるように照射部を制御する第２照射制御部と、第２被検対象へ照射部により超音波が照射された際に、参照物体へ照射部により超音波が照射された結果である第２参照物体結果を取得する第２結果取得部と、第１結果取得部により取得された第１参照物体結果と、第２結果取得部により取得された第２参照物体結果とを比較する比較部と、比較部による比較に基づいた情報を生成する生成部と、生成部により生成された情報を出力する出力部と、を備えるものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、互いに対応する被検対象を別々に計測した場合に、計測条件の変化の有無に応じた情報を出力することができる。

本発明の一実施の形態である計測装置の構成例について概要を示した図である。 本発明の一実施の形態における参照物体の一例を示した図である。 本発明の一実施の形態における信号処理部の機能構成例について示した図である。 本発明の一実施の形態における反射波の信号強度の変化を示すグラフである。 本発明の一実施の形態における比較結果生成部が生成する情報の例を示す図である。 本発明の一実施の形態における温度値を取得する処理の流れの例について概要を示した図である。 本発明の一実施の形態における領域情報を生成する処理の流れの例について概要を示した図である。 本発明の一実施の形態における校正画像を生成する処理の流れの例について概要を示した図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。一方で、ある図において符号を付して説明した部位について、他の図の説明の際に再度の図示はしないが同一の符号を付して言及する場合がある。

＜システム構成＞
図１は、本発明の一実施形態である計測装置の構成例について概要を示した図である。本実施の形態の計測装置１（超音波ＣＴ装置）は、超音波を被検体１５の***１６（被検対象）に照射して、左右の***１６を別々に計測する装置である。計測装置１は、被検体１５の左右の***１６を計測する。この計測装置１は、例えば、検査室に設けられる。

計測装置１のユーザは、計測結果を用いることにより、被検体１５の***１６の検査を行う。なお、***１６以外を被検対象とするようにしてもよい（例えば、両足、両腕等）。

計測装置１は、制御部２と、水槽３と、当該水槽３の軸方向に平行移動可能なリングアレイ４と、参照物体５（参照物体５ａ、参照物体５ｂ等）と、予備タンク６と、被検対象の画像を生成する信号処理部７と、記憶部８と、入出力部９と、ベッド１０とを有する。

制御部２は、計測装置１の各部を制御する部分である。制御部２は、入出力部９が受け付けた指示等に応じた制御信号を各部へ送出することにより、各部を制御する。例えば、制御部２は、リングアレイ４を軸方向（図１の上下方向）に移動させ、リングアレイ４の圧電素子を動作させる。また、制御部２は、当該リングアレイ４の圧電素子の動作状況を信号処理部７へ通知する。また、制御部２は、水槽３に含まれている温水の温度制御をしたり、予備タンク６の水圧制御をしたりする。制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を含むコンピュータにより実現される。

水槽３は、ベッド１０と接続している水槽である。この水槽３には、温水が満たされる。水槽３の形状は、円柱状である。ベッド１０には、挿入口があり、この挿入口に***１６を挿入することにより、被検体１５の***１６を水槽３に挿入することができる。

リングアレイ４は、水槽３の内部に設けられている。リングアレイ４は、超音波送受信器である圧電素子をアレイ上に複数有する。リングアレイ４の圧電素子は、制御部２から送出される制御信号に基づいて超音波を照射する。すなわち、リングアレイ４は、照射部として機能する。また、リングアレイ４の圧電素子は、各圧電素子から照射した超音波による透過波または反射波を受信する。リングアレイ４の圧電素子は、受信した透過波または反射波を信号処理部７へ送出する。

照射超音波の中心周波数を１．５ＭＨｚとすると、水中での超音波の波長は約１ｍｍである。圧電素子のピッチを０．５ｍｍとすると、圧電素子は、２０４８チャネルで、直径３２６ｍｍのリングアレイ４が構成される。圧電素子は、５１２チャネルの位相を揃えて超音波（平面波）を照射する。これに応じて、上記圧電素子は、反射波を、対向する位置の圧電素子は、透過波を５１２チャネルで受信する。これによって、計測装置１は、撮影視野（Field of View、 FOV）を直径２３０ｍｍ確保することができる。リングアレイ４上で駆動させる５１２チャネルの圧電素子を４チャネルずつずらして照射することを繰り返すことで、信号処理部７は、被検体１５の***１６の周囲３６０度からの透過波及び反射波の信号を０．７度ずつ５１２ビュー得ることができる。圧電素子の軸方向の厚みを１ｍｍとし、水槽３の軸方向に０．５ｍｍピッチでリングアレイ４を変位させて上記撮影を繰り返す。これにより、信号処理部７は、２０ｍｍの変位で４０スライスのデータを得る。上記手順で、計測装置１は、被検体１５の***１６の三次元情報を得る。

また、上記の圧電素子の内、後述する参照物体５へ超音波を照射する圧電素子があり、当該圧電素子が参照物体５へ照射した超音波からの反射波を受信する。参照物体５へ超音波を照射する圧電素子が予め定められており、制御部２が当該圧電素子を識別する情報を記憶している。

参照物体５は、リングアレイ４の内部に設けられた棒状の部材である。参照物体５は、図示されない支持材により、リングアレイ４の参照物体５に照射する圧電素子から距離が固定された状態で水槽３の中に設置されている。参照物体５は、水槽３の中に４つ設置されている。ここで、図２を用いて、参照物体５を説明する。図２は、参照物体５の一例であり、水槽３の底面から見た図である。図２に示すように、水槽３の底面から見ると、参照物体５は、リングアレイ４と***１６との間に位置することになる。参照物体５は、直径０．５ｍｍの金属製の棒である。参照物体５に照射する圧電素子から１０ｍｍ離れた位置にある。なお、参照物体５の材質は、プラスチックでもよい。リングアレイ４の圧電素子が、参照物体５に超音波を照射すると、当該圧電素子は、参照物体５から反射波を受信する。当該圧電素子は、信号処理部７へ当該反射波を送信する。

図１に戻り、予備タンク６は、温水を浄化等する装置である。具体的に、予備タンク６は、制御部２からの制御信号に応じて、予備タンク６で保持する温水を浄化・温度調整・脱気して、その温水をポンプを介して水槽３に送出する。なお、水槽３の下部および予備タンク６の内部には温度計が取り付けられており、それぞれの水温をモニタすることができる。ただし、被検体１５は、血流によって体温が一定に保たれることから、被検体１５の***１６が水槽３内に存在する際には温度勾配が生じる可能性がある。

信号処理部７は、リングアレイ４の圧電素子が受信した反射波・透過波の信号を取得し、これらの信号を画像処理演算して、左右の***１６の画像を生成する部分である。また、信号処理部７は、各々の***１６の撮影時の条件（計測条件）の差異に基づいた情報を生成する。信号処理部７は、ＣＰＵ、ＧＰＵ等を含むコンピュータにより実現される。画像生成等の詳細は、後述する。

記憶部８は、各種情報を記憶する部分である。例えば、記憶部８は、リングアレイ４の圧電素子が受信した反射波・透過波の信号を記憶したり、後述する入出力部９から取得した情報を記憶したりする。記憶部８は、具体的には、メモリやハードディスクドライブである。

入出力部９は、計測装置１のユーザによる入力（計測指示等の入力）を受け付けたり、計測装置１が処理した内容を表示出力したりする部分である。例えば、入出力部９は、ユーザによる入力により、リングアレイ４を用いてどのように撮影するかを示す撮影条件情報を受け付ける。この撮影条件情報は、記憶部８に記憶される。また、入出力部９は、信号処理部７により生成された画像等の情報を出力する。入出力部９は、具体的には、タッチパネル、キーボード、モニタ（ディスプレイ）である。

なお、制御部２、信号処理部７、および記憶部８は、ベッド１０の下部に設けられてもよい。

＜検査手順＞
ここで、検査手順を説明する。問診を済ませて、検査着に着替えた被検体１５が、検査室に入室し、ベッド１０へうつ伏せになり、水槽３に一方の***１６を挿入する。この状態において、入出力部９が計測装置１のユーザから、水槽３へ温水を満たす旨の指示を受け付ける。そして、入出力部９は、制御部２に対して、上記の指示を示す情報を送出する。これに応じて、制御部２は、予備タンク６に対して水槽３へ温水を満たす旨の制御信号を送出する。予備タンク６は、制御部２による制御信号に応じて、ポンプを介して水槽３に温水を満たす。

この状態において、入出力部９が、計測装置１のユーザから、一方の***１６の計測指示を受け付け、当該計測指示を示す情報を制御部２へ送出する。これに応じて、制御部２は、リングアレイ４における***１６へ超音波を照射可能な圧電素子と、参照物体５へ超音波を照射可能な圧電素子とに超音波の照射指示を示す制御信号を送出し、リングアレイ４の圧電素子に超音波を照射させる。このように、制御部２は、一方の***１６へ超音波を照射させると共に、参照物体５へ超音波を照射させるように制御する。すなわち、制御部２は、第１照射制御部として機能する。

また、制御部２は、リングアレイ４の何れの圧電素子を動作させているかを示す情報を信号処理部７にも送出する。また、制御部２は、一方の***１６を撮影しているかを示す情報を信号処理部７に対して送出する。

上記のように、信号処理部７は、リングアレイ４の圧電素子により照射された超音波による透過波および反射波の信号を受信する。信号処理部７は、受信した透過波および反射波を用いて一方の***１６の計測画像（画像１）を生成し、当該計測画像を入出力部９へ出力する。この計測画像は、***１６の断層画像である。また、信号処理部７は、参照物体５へ照射した超音波による反射波の信号に基づいて温度を計測する。計測装置１のユーザが、入出力部９により出力された計測画像が適切であることを確認した後に、被検体１５が他方の***１６を水槽３に挿入する。

この状態において、入出力部９が、計測装置１のユーザから、他方の***１６の計測指示を受け付け、当該計測指示を示す情報を制御部２へ送出する。これに応じて、制御部２は、リングアレイ４における***１６へ超音波を照射可能な圧電素子と、参照物体５へ超音波を照射可能な圧電素子とに超音波の照射指示を示す制御信号を送出し、リングアレイ４の圧電素子に超音波を照射させる。このように、制御部２は、他方の***１６へ超音波を照射させると共に、参照物体５へ超音波を照射させるように制御する。すなわち、制御部２は、第２照射制御部として機能する。

また、制御部２は、リングアレイ４の何れの圧電素子を動作させているかを示す情報を信号処理部７にも送出する。また、制御部２は、他方の***１６を撮影していることを示す情報を信号処理部７に対して送出する。

信号処理部７は、受信した透過波および反射波を用いて他方の***１６の計測画像（画像２）を生成し、当該計測画像を入出力部９へ出力する。また、信号処理部７は、参照物体５へ照射した超音波による反射波の信号に基づいて温度を計測する。

＜信号処理部＞
図３等を用いて、信号処理部７の詳細を説明する。図３は、信号処理部７の機能構成例について示した図である。本実施の形態の信号処理部７は、画像信号処理部７１と、参照物体信号処理部７２と、比較部７３と、比較結果生成部７４とを有する。

画像信号処理部７１は、リングアレイ４の圧電素子から受信した透過波および反射波を用いて***１６の計測画像を生成する部分である。制御部２は、リングアレイ４に対して、***１６へ超音波を照射可能な圧電素子に超音波の照射指示を示す制御信号を送出している際に、その旨を画像信号処理部７１にも送出している。画像信号処理部７１は、制御部２から受信した情報からリングアレイ４の何れの圧電素子から受信した透過波または反射波であるか特定する。また、画像信号処理部７１は、一方の***１６の計測であるか他方の***１６の計測であるかを示す情報を制御部２から受信し、何れの***１６を計測しているかを特定する。

画像信号処理部７１は、計測画像を生成すると、入出力部９へ出力すると共に、記憶部８へ出力したり、比較結果生成部７４へ送出したりする。

参照物体信号処理部７２は、それぞれの***１６へリングアレイ４の圧電素子により超音波が照射された際に、参照物体５へリングアレイ４の圧電素子により超音波が照射された結果を取得する部分である。参照物体信号処理部７２は、一方の***１６の計測であるか他方の***１６の計測であるかを示す情報を制御部２から受信し、何れの***１６を計測しているかを特定する。

また、参照物体信号処理部７２は、制御部２から受信した情報からリングアレイ４の何れの圧電素子から受信した反射波であるか特定する。ここで、４つの参照物体５のそれぞれに添え字ｎ (１≦ｎ≦Ｎ：Ｎは参照物体５の数)を付す。この場合、参照物体信号処理部７２は、参照物体５に対応する圧電素子Ｅ（ｎ）から照射（送波）し、Ｅ（ｎ）で受信（受波）した反射波の信号強度が最大となる時刻Ｔｉｍｅ（ｎ）を受信した反射波から特定する。すなわち、参照物体信号処理部７２は、参照物体５のそれぞれに対応するリングアレイ４の圧電素子から受信した所定期間における反射波の信号強度を特定し、信号強度が最大となる時刻を特定する。なお、参照物体信号処理部７２は、反射波が予め定められている閾値を最初に超える時刻を特定するようにしてもよい。

図４は、反射波の信号強度の変化を示すグラフである。縦軸は信号強度（単位は、例えば、ミリボルト）であり、横軸は、時刻（単位は、例えば、マイクロ秒）である。圧電素子Ｅ（１）の信号強度のグラフをＧ１、圧電素子Ｅ(２)の信号強度のグラフをＧ２とする。この場合、参照物体信号処理部７２は、圧電素子Ｅ（１）について、時刻ｔ１を特定する。また、参照物体信号処理部７２は、圧電素子Ｅ（２）について、時刻ｔ２を特定する。これにより、参照物体信号処理部７２は、最大信号強度になるまでの時間を特定することができる。

次に、参照物体信号処理部７２は、圧電素子Ｅ（ｎ）と当該圧電素子に対応する参照物体５との距離と、最大信号強度になるまでの時間とに基づいて、それぞれの水の音速を算出する。また、この音速は、温度の依存性があるため、参照物体信号処理部７２は、当該依存性に基づき、算出した音速から各参照物体５周囲の温度である温度Ｔｅｍｐ（ｎ）を算出する。参照物体信号処理部７２は、予め音速と温度とを対応付けた情報を予め記憶しておき、当該情報を用いて音速から温度を算出する。続いて、参照物体信号処理部７２は、各参照物体５周囲の温度の分散値σを算出する。

参照物体信号処理部７２は、算出した分散値σと、予め設定している閾値ｍａｘ＿σとを比較して、分散値σの方が小さい場合、各Ｔｅｍｐ（ｎ）を記憶する。このように、参照物体信号処理部７２は、一方の***１６へ超音波を照射した際における、参照物体５へ超音波が照射されたことによる結果（参照物体５からの反射波による結果である第１参照物体結果）として各Ｔｅｍｐ（ｎ）を取得する。

また、参照物体信号処理部７２は、一方の***１６の各Ｔｅｍｐ（ｎ）を算出する方法と同様に、他方の***１６へ超音波を照射した際における、参照物体５へ超音波が照射されたことによる結果（参照物体５からの反射波による結果である第２参照物体結果）として各Ｔｅｍｐ（ｎ）を取得する。すなわち、参照物体信号処理部７２は、それぞれの***１６を計測時における、参照物体５周囲の温度情報をそれぞれ取得する。上述のように、参照物体信号処理部７２は、第１結果取得部、第２結果取得部として機能する。

なお、参照物体信号処理部７２で各Ｔｅｍｐ（ｎ）を記憶してもよいし、記憶部８で各Ｔｅｍｐ（ｎ）を記憶してもよい。また、参照物体信号処理部７２は、算出した分散値σと、予め設定している閾値ｍａｘ＿σとを比較して、分散値σの方が大きい場合、温度ムラがある旨を入出力部９に出力させて、ユーザに温度ムラがあることを通知する。計測装置１自体に異常が無い場合、再度計測を行う。

参照物体信号処理部７２は、それぞれの***１６を計測している際における参照物体５周囲の温度情報をそれぞれ取得した後、比較部７３へその旨を通知すると共に、それぞれの***１６を計測した際における、それぞれのＴｅｍｐ（ｎ）を比較部７３へ送出する。また、参照物体信号処理部７２は、一方の***１６を計測した時における、各Ｔｅｍｐ（ｎ）の分散値σと、他方の***１６を計測した時における、各Ｔｅｍｐ（ｎ）の分散値σとを比較結果生成部７４へ送出する。なお、参照物体信号処理部７２は、これらの分散値σを記憶部８に登録してもよい。

比較部７３は、参照物体信号処理部７２により取得された、一方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）と、他方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）とを比較する部分である。比較部７３は、一方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）と、他方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）とを参照物体信号処理部７２から取得する。

ここで、一方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）を、Ｔｅｍｐ（１、ｎ）とし、他方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）を、Ｔｅｍｐ（２、ｎ）とする。この場合、比較部７３は、Δ（ｎ）＝Ｔｅｍｐ（１、ｎ）−Ｔｅｍｐ（２、ｎ）を求める。すなわち、比較部７３は、一方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）と、他方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）とを比較した結果として、それぞれのＴｅｍｐ（ｎ）の差分値を算出する。この差分値は、参照物体５の周囲の領域における温度の差異を示す情報である。比較部７３は、算出したΔ（ｎ）を比較結果生成部７４へ送出する。

比較結果生成部７４は、比較部７３により比較された結果に基づいた情報を生成する部分である。比較結果生成部７４は、比較部７３からΔ（ｎ）を取得する。比較結果生成部７４は、Δ（ｎ）の値に基づいた情報として、各参照物体５の周囲の領域におけるΔ（ｎ）を示す情報を生成する。図５に、比較結果生成部７４が生成する情報の例を示す。図５に示すように、４つの領域２０（領域２０ａ〜領域２０ｄ）があり、この領域２０は、各参照物体５の周囲の温度で計測されたと推定する領域である。撮影範囲は、各参照物体５の近傍のいずれかの領域に属することになる。参照物体５が等間隔に４つ配置されていたため、それぞれの領域２０は、円を４つに分割した形になる。

比較結果生成部７４は、取得したΔ（ｎ）の値に応じた表示色で領域２０を色分けする。このように、比較結果生成部７４は、一方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）と、他方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）との差異を示す情報（比較部７３により比較された結果に基づいた情報）を生成する。

また、比較結果生成部７４は、一方の***１６の計測画像および他方の***１６の計測画像を画像信号処理部７１から取得し、比較部７３から取得したΔ（ｎ）に基づいて一方の***１６および他方の***１６の何れかの計測画像を校正するようにしてもよい。比較結果生成部７４は、一方の***１６を計測した時における各Ｔｅｍｐ（ｎ）の分散値σと、他方の***１６を計測した時における各Ｔｅｍｐ（ｎ）の分散値σとを記憶部８または参照物体信号処理部７２から取得し、それぞれの分散値σを比較する。比較結果生成部７４は、分散値σが高い方の計測画像をΔ（ｎ）の値に応じて計測画像を校正する。

比較結果生成部７４は、生成した情報を入出力部９へ送出する。入出力部９は、画像信号処理部７１から取得した一方の***１６の計測画像および他方の***１６の計測画像を表示出力する。入出力部９は、一方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）と、他方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）との差異に基づく情報をさらに表示する。これにより、比較を行う画像同士で違いがあった場合それが組織性状の違いを示しているのか、それとも計測条件の違いを示しているかの情報提示が可能となる。

また、入出力部９は、校正された計測画像を取得した場合、当該計測画像と、校正対象でない計測画像とを表示してもよい。このように、入出力部９は、比較結果生成部７４により生成された情報を出力する。

＜処理の流れ（温度値の取得）＞
図６は、本実施の形態における温度値を取得する処理の流れの例について概要を示した図である。まず、参照物体信号処理部７２は、各参照物体５に対応する圧電素子が受信した信号（反射波の信号）が最大信号強度になる時刻を特定する（Ｓ１）。続いて、参照物体信号処理部７２は、圧電素子から参照物体５までの距離と、特定した時刻とに基づいて音速を算出し、当該音速により各参照物体５に対応する温度を算出する（Ｓ２）。続いて、参照物体信号処理部７２は、算出した温度の分散値を算出する（Ｓ３）。また、参照物体信号処理部７２は、分散値が閾値未満である場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、算出した温度を比較部７３へ送出する（Ｓ５）。また、参照物体信号処理部７２は、算出した分散値が閾値以上である場合（Ｓ４：Ｎｏ）、温度ムラがある旨を入出力部９へ送出し、その旨を出力させる（Ｓ６）。

＜処理の流れ（領域情報の生成）＞
図７は、本実施の形態における領域情報を生成する処理の流れの例について概要を示した図である。まず、比較部７３は、一方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）と、他方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）との差分値（差異を示す情報）を算出する。すなわち、比較部７３は、画像１および画像２における参照物体５周囲の領域の温度差を算出する（Ｓ１１）。続いて、比較結果生成部７４は、取得した温度差に応じた表示色で色分けされた領域の情報を生成し、入出力部９が当該情報を出力する（Ｓ１２）。

＜処理の流れ（校正画像の生成）＞
図８は、本実施の形態における校正画像を生成する処理の流れの例について概要を示した図である。まず、比較部７３は、一方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）と、他方の***１６へ超音波を照射した際における各Ｔｅｍｐ（ｎ）との差分値（差異を示す情報）を算出する。すなわち、比較部７３は、画像１および画像２における参照物体５周囲の領域の温度差を算出する（Ｓ２１）。続いて、比較結果生成部７４は、一方の***１６を計測した時における各Ｔｅｍｐ（ｎ）の分散値σと、他方の***１６を計測した時における各Ｔｅｍｐ（ｎ）の分散値σとを記憶部８または参照物体信号処理部７２から取得する（Ｓ２２）。他方の***１６の計測画像（画像２）の分散値の方が大きい場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、比較結果生成部７４は、画像２を温度差に基づいて校正する（Ｓ２４）。一方の***１６の計測画像（画像１）の分散値が、他方の***１６の計測画像（画像２）の分散値以上である場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、画像１を温度差に基づいて校正する（Ｓ２５）。

＜作用効果＞
以上説明したように、本発明の一実施の形態である計測装置１では、制御部２が一方の***１６へ超音波を照射させるようにリングアレイ４の圧電素子を制御すると共に、リングアレイ４の圧電素子から予め定められた距離に位置する参照物体５へ超音波を照射させるように、リングアレイ４の圧電素子を制御する。参照物体信号処理部７２は、一方の***１６へ超音波を照射させた際に、参照物体５へ超音波を照射させた結果（参照物体５周囲の温度情報）を取得する。また、制御部２が他方の***１６（一方の***１６に対応する***１６）へ超音波を照射させるようにリングアレイ４を制御すると共に、リングアレイ４の圧電素子から参照物体５へ超音波を照射させるように、リングアレイ４の圧電素子を制御する。参照物体信号処理部７２は、他方の***１６へ超音波を照射させた際に、参照物体５へ超音波を照射させた結果を取得する。

比較部７３は、一方の***１６へ超音波を照射させた際に、参照物体５へ超音波を照射させた結果と、他方の***１６へ超音波を照射させた際に、参照物体５へ超音波を照射させた結果とを比較する。比較結果生成部７４は、比較部７３による比較に基づいた情報（例えば、画像１と画像２との温度を比較した情報）を生成し、入出力部９で当該情報を出力する。

このように、計測装置１は、比較部７３による比較に基づいた情報を出力するので、互いに対応する被検対象（例えば、***）を別々に計測した場合に、計測条件（温度）の変化の有無に応じた情報を出力することができる。

また、参照物体５の形状が、棒状であるので位置を固定させることができ、置き方による依存性がない。

また、参照物体５の材質は、金属、プラスチックの何れかである。この場合、変形しづらいので安定した結果が得られる。

また、参照物体信号処理部７２は、一方の***１６へ超音波を照射させた際に、参照物体５へ超音波を照射させたことによる反射波に基づいた結果を取得し、他方の***１６へ超音波を照射させた際に、参照物体５へ超音波を照射させたことによる反射波に基づいた結果を取得する。この場合、透過波と比較して、被検対象を通過しない分、より正確に計測条件の変化の有無を判断することができる。

また、比較結果生成部７４は、画像１と画像２との温度の差異を示す情報を出力する。この場合、計測装置１は、***１６間の結果の違いが疾病により生じたものなのか、あるいは計測間での計測条件の変化により見かけ上異なって見えるのかの違いを判断し得る情報を提供することができる。

なお、上述の実施形態では、参照物体５の形態が棒状である場合について述べたが、これに代えて、ゲル状の既知の音響特性を有する固体を用いてもよい。

また、上述の実施形態では、参照物体信号処理部７２が、参照物体５からの反射波による結果を取得する場合について述べたが、これに代えて参照物体５を通過する透過波による結果を取得するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、参照物体５が４つである場合について述べたが、より多くの参照物体５を設けるようにしてもよいし、１つのみ参照物体５を設けるようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、制御部２および信号処理部７がＣＰＵ等を有するコンピュータにより実現する旨記載した。これに代えて、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-programmable Gate Array）等の回路により実現してもよいし、制御部２及び信号処理部７の機能を有するソフトウェアにより実現されてもよい。

また、上述の実施形態では、参照物体信号処理部７２が、参照物体５へ超音波が照射されたことによる結果（参照物体５からの反射波による結果）として各Ｔｅｍｐ（ｎ）を算出する場合について述べた。これの代わりに、参照物体信号処理部７２は、各参照物体５に照射した際における音速を算出するようにしてもよい。音速と温度との間に依存性があるので、音速を比較しても温度の差異の有無を判断することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実現することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

本発明は、超音波を照射する計測装置に利用可能である。

１…計測装置、２…制御部、３…水槽、４…リングアレイ、５…参照物体、６…予備タンク、７…信号処理部、８…記憶部、９…入出力部、１０…ベッド、１５…被検体、１６…***、２０…領域、７１…画像信号処理部、７２…参照物体信号処理部、７３…比較部、７４…比較結果生成部。

Claims (6)

1. 被検対象へ超音波を照射して、前記被検対象を計測する計測装置であって、
   超音波を照射する照射部と、
   第１被検対象へ超音波を照射させると共に、前記照射部から予め定められた距離に位置する参照物体へ超音波を照射させるように前記照射部を制御する第１照射制御部と、
   前記第１被検対象へ前記照射部により超音波が照射された際に、前記参照物体へ前記照射部により超音波が照射された結果である第１参照物体結果を取得する第１結果取得部と、
   前記第１被検対象に超音波が照射された後に、前記第１被検対象に対応する第２被検対象へ超音波を照射させると共に、前記照射部から前記参照物体へ超音波を照射させるように前記照射部を制御する第２照射制御部と、
   前記第２被検対象へ前記照射部により超音波が照射された際に、前記参照物体へ前記照射部により超音波が照射された結果である第２参照物体結果を取得する第２結果取得部と、
   前記第１結果取得部により取得された第１参照物体結果と、前記第２結果取得部により取得された第２参照物体結果とを比較する比較部と、
   前記比較部による比較に基づいた情報を生成する生成部と、
   前記生成部により生成された情報を出力する出力部と、
   を備える計測装置。
2. 請求項１に記載の計測装置において、
   前記参照物体の形状が棒状である、計測装置。
3. 請求項２に記載の計測装置において、
   前記参照物体の材質が金属またはプラスチックである、計測装置。
4. 請求項１に記載の計測装置において、
   前記第１結果取得部は、前記第１参照物体結果として、前記参照物体からの反射波による結果を取得し、
   前記第２結果取得部は、前記第２参照物体結果として、前記参照物体からの反射波による結果を取得する、計測装置。
5. 請求項１に記載の計測装置において、
   前記生成部は、前記第１結果取得部により取得された第１参照物体結果と、前記第２結果取得部により取得された第２参照物体結果との差異を示す情報を生成する、計測装置。
6. 照射部が被検対象へ超音波を照射して、前記被検対象を計測する計測装置における計測方法であって、
   前記計測装置の第１照射制御部が、第１被検対象へ超音波を照射させると共に、前記照射部から予め定められた距離に位置する参照物体へ超音波を照射させるように前記照射部を制御する第１制御ステップと、
   前記計測装置の第１結果取得部が、前記第１被検対象へ前記照射部により超音波が照射された際に、前記参照物体へ前記照射部により超音波が照射された結果である第１参照物体結果を取得する第１結果取得ステップと、
   前記計測装置の第２照射制御部が、前記第１被検対象に超音波が照射された後に、前記第１被検対象に対応する第２被検対象へ超音波を照射させると共に、前記照射部から前記参照物体へ超音波を照射させるように前記照射部を制御する第２制御ステップと、
   前記計測装置の第２結果取得部が、前記第２被検対象へ前記照射部により超音波が照射された際に、前記参照物体へ前記照射部により超音波が照射された結果である第２参照物体結果を取得する第２結果取得ステップと、
   前記計測装置の比較部が、前記第１結果取得ステップで取得した第１参照物体結果と、前記第２結果取得ステップで取得した第２参照物体結果とを比較する比較ステップと、
   前記計測装置の生成部が、前記比較ステップによる比較に基づいた情報を生成する生成ステップと、
   前記計測装置の出力部が、前記生成ステップで生成した情報を出力する出力ステップと、
   を有する計測方法。