JP6937914B2 - 音響波診断装置および音響波診断装置の制御方法 - Google Patents
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Description
また、ユーザは、計測に最適な超音波画像を取得する際に、表示部に順次表示される超音波画像を目視することにより、計測に最適な断面を判断する必要があるため、特に、不慣れなユーザが計測を行う際には、計測に最適な断面を表す超音波画像を取得することが困難なことがあった。
あるいは、保存制御部は、最適画像判定部により、現在フレームの音響波画像が計測対象の最適な断面を含むと判定された場合に、現在フレームの音響波画像と計測結果とを、それぞれ追加して画像メモリに保存することもできる。
また、計測結果は、計測値を含み、最適画像判定部は、撮影中の連続する複数フレームのうち、現在フレームの音響波画像における計測値が最大である場合に、現在フレームの音響波画像が計測対象の最適な断面を含むと判定することができる。
また、計測対象認識部は、認識する計測対象の計測対象らしさを表す尤度を算出し、最適画像判定部は、撮影中の連続する複数フレームのうち、現在フレームの音響波画像における尤度が最大である場合に、現在フレームの音響波画像が計測対象の最適な断面を含むと判定することもできる。
この際に、保存制御部は、撮影中の連続する複数フレームのうち、最適画像判定部により、計測対象の最適な断面を含むと判定されたフレームの音響波画像にフラグを付与して画像メモリに保存し、操作部を介したユーザの操作に基づいて、画像メモリに保存された複数の音響波画像のうちフラグが付与された音響波画像を選択して表示部に表示させることができる。
この際に、被検体に向けて音響波を送受信するための音響波プローブを備え、計測制御スイッチは、音響波プローブに配置されていることが好ましい。
実施の形態1
図1に、本発明の実施の形態1に係る超音波診断装置1の構成を示す。図1に示すように、超音波診断装置1は、振動子アレイ2を備えており、振動子アレイ2に、それぞれ送信部3および受信部4が接続されている。受信部4には、AD(Analog Digital:アナログデジタル)変換部5、画像生成部6、表示制御部7および表示部8が順次接続されており、表示部8に重ねて操作部15が配置されている。また、画像生成部6に計測対象認識部9および計測部10がそれぞれ接続されており、計測対象認識部9に、計測部10が接続され、計測部10に、表示制御部7が接続されている。また、計測対象認識部9に、計測アルゴリズム設定部12が接続されており、計測アルゴリズム設定部12に、計測部10が接続されている。
さらに、振動子アレイ2、送信部3および受信部4により、超音波プローブ21が構成されており、AD変換部5、画像生成部6、表示制御部7、計測対象認識部9、計測部10、計測アルゴリズム設定部12および装置制御部13により、プロセッサ22が構成されている。
プロセッサ22の画像生成部6は、図2に示すように、信号処理部17、DSC(Digital Scan Converter:デジタルスキャンコンバータ)18および画像処理部19が直列接続された構成を有している。信号処理部17は、装置制御部13からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、設定された音速に従う各素子データにそれぞれの遅延を与えて加算(整相加算)を施す、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が生成される。また、信号処理部17は、生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織に関する断層画像情報であるBモード画像信号を生成する。このように生成されたBモード画像信号は、DSC18に出力される。
また、例えば、計測対象認識部9は、典型的なパターンデータをテンプレートとして予め記憶しておき、画像内をテンプレートでサーチしながらパターンデータに対する類似度を算出し、類似度が閾値以上かつ最大となった場所に計測対象が存在するとみなすことにより、計測対象を判別することもできる。
ここで、アルゴリズムとは、計測等の目的を達成するための計算手段を定めたものであって、例えば、ソフトウェアのプログラムとして装置に実装され、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)により実行されるものである。計測アルゴリズム設定部12に設定される計測アルゴリズムとしては、一般的に使用される公知のアルゴリズムを使用することができる。
超音波診断装置1の表示部8は、図示しない表示画面を有しており、表示制御部7の制御の下、画像生成部6により生成された超音波画像、計測部10により算出された計測結果等を、表示画面に表示する。また、表示部8は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)、有機ELディスプレイ(Organic Electroluminescence Display)等のディスプレイ装置を含む。
まず、ステップS1において、超音波診断装置1は、操作部15を介したユーザからの指示により、超音波画像の撮影を開始する。この際に、超音波プローブ21がユーザにより操作されて被検体の体表に接触し、振動子アレイ2に対して送信部3から駆動信号が順次供給されることにより、振動子アレイ2から被検体内に超音波ビームが送信される。さらに、超音波プローブ21の受信部4は、被検体からの超音波エコーを受信して受信信号に変換し、受信信号がAD変換部5および画像生成部6により処理されることにより、超音波画像が順次生成される。実施の形態1の超音波診断装置1においては、このようにして超音波画像の撮影が開始されると、以降のステップS2〜ステップS7の処理が自動的に行われる。
このようにして現在フレームの超音波画像が表示部8に表示されると、ステップS3において、計測対象認識部9は、現在フレームの超音波画像に含まれている計測対象を自動的に認識する。
また、表示部8において、超音波画像と共に計測結果が順次表示されていくため、ユーザは、計測結果を確認しながら計測対象の最適な断面を探索することができる。これにより、例えば、超音波診断に不慣れなユーザでも、計測対象の最適な断面を含む超音波画像を容易に取得し、正確に計測を行うことができる。
例えば、図5に示すように、現在フレームの超音波画像U2に胆嚢A2と門脈A3の2つの計測対象が含まれている場合には、ステップS3において、計測対象認識部9により、計測対象として胆嚢A2と門脈A3が認識される。次に、計測アルゴリズム設定部12により、ステップS3で認識された胆嚢A2に対応する計測アルゴリズムと門脈A4に対応する計測アルゴリズムが、ステップS4において設定される。
実施の形態1では、現在フレームの超音波画像が計測対象の最適な断面を含むか否かを、ユーザが判断しているが、超音波診断装置により自動的に判断されることもできる。
図6に、実施の形態2に係る超音波診断装置1Aの構成を示す。実施の形態2の超音波診断装置1Aは、図1に示す実施の形態1の超音波診断装置1において、装置制御部13の代わりに装置制御部13Aを備え、保存制御部23、画像メモリ24、最適画像判定部25、通知部26が追加されたものである。
プロセッサ22Aの保存制御部23は、最適画像判定部25により、現在フレームの超音波画像が最適画像であると判定される毎に、現在フレームの超音波画像と、現在フレームの超音波画像に対して計測部10により得られた計測結果とを、画像メモリ24に保存する。この際に、保存制御部23は、例えば、最適画像および計測結果を画像メモリ24に上書き保存することができる。また、保存制御部23は、例えば、最適画像および計測結果を画像メモリ24に追加して保存することもできる。
現在フレームの超音波画像が生成されると、ステップS2において、現在フレームの超音波画像が表示部8に表示される。
ステップS5において、計測部10により、ステップS4で設定された計測アルゴリズムに基づいて、ステップS3で認識された計測対象の計測がなされる。
ステップS6において、計測部10は、図4に示すように、ステップS5で得られた計測結果を、現在フレームの超音波画像に重畳して表示させる。
ステップS9において、保存制御部23は、現在フレームの超音波画像と計測結果を画像メモリ24に保存する。このようにして、最適画像を画像メモリ24に保存しておくことにより、ユーザは、超音波診断が終了した後で、画像メモリ24に保存された最適画像およびその計測結果を確認することができる。
なお、図示しないが、例えば、超音波診断装置1Aに、音声を発生するためのスピーカ等を備えた音声発生部が設け、通知部26による通知を、音声発生部を介して音声としてユーザに通知することもできる。
これにより、更新されたフレームの超音波画像における計測が完了し、ステップS7において、計測がなされるフレームが次のフレームに更新される。
また、最適画像判定部25は、複数の計測値のそれぞれに対して、計測値が最大となるフレームを最適画像として判定することもできる。この際に、保存制御部23は、複数の計測値のそれぞれに対して、最適画像および計測結果を画像メモリ24に保存することができる。
実施の形態2では、最適画像判定部25により最適画像であると判断された超音波画像が、保存制御部23により画像メモリ24に保存されているが、撮影中の複数フレームの超音波画像を画像メモリ24に保存し、保存された複数フレームの超音波画像を、表示部8に表示させることもできる。ここで、実施の形態3に係る超音波診断装置は、図6に示す実施の形態2の超音波診断装置1Bと同一である。
ここで、説明のため、最適画像判定部25は、胆嚢A1の長軸方向の長さすなわち計測線ML1の長さが最大となるフレームの超音波画像を最適画像として判定するとする。また、表示バーBは、図10に示すように、横方向Dに沿って左右に延びているとする。
また、例えば、最適画像判定部25は、計測部10により得られた計測値が最小となるフレームの超音波画像を最適画像であると判定することもできる。この際に、保存制御部23は、計測値が最小となる最適画像に対してフラグを付与し、画像メモリ24に保存することができる。
図11に、実施の形態4に係る超音波診断装置1Bの構成を示す。実施の形態4の超音波診断装置1Bは、図1に示す実施の形態1の超音波診断装置1において、装置制御部13の代わりに装置制御部13Bを備え、超音波プローブ21の代わりに、計測制御スイッチ27が設けられた超音波プローブ21Bを備えたものである。
さらに、AD変換部5、画像生成部6、表示制御部7、計測対象認識部9、計測部10、計測アルゴリズム設定部12および装置制御部13Bにより、プロセッサ22Bが構成されている。
このようにして、超音波プローブおよび光音響波プローブ等の音響波プローブを用いて、超音波画像、光音響波画像、および、超音波画像と光音響波画像とを重畳させた合成画像に対して、計測対象の計測を行うことができる。
Claims (14)
- 撮影中の連続する複数フレームの音響波画像を表示部に順次表示する音響波診断装置であって、
前記表示部に表示されている現在フレームの音響波画像に含まれる計測対象を自動的に認識する計測対象認識部と、
前記計測対象となり得る複数の部位および病変箇所に対応する複数の計測アルゴリズムを記憶しており、且つ、記憶された前記複数の部位および病変箇所に対応する前記複数の計測アルゴリズムのうち前記計測対象認識部により認識された前記計測対象に対する計測アルゴリズムを設定する計測アルゴリズム設定部と、
前記計測アルゴリズム設定部により設定された前記計測アルゴリズムに基づいて前記計測対象を計測し、計測結果を前記現在フレームの前記音響波画像に重畳して前記表示部に表示させる計測部と
を備えた音響波診断装置。 - 画像メモリと、
撮影中の連続する前記複数フレームのうち、前記現在フレームの前記音響波画像が前記計測対象の最適な断面を含むか否かを判定する最適画像判定部と、
前記最適画像判定部により、前記現在フレームの前記音響波画像が前記計測対象の最適な断面を含むと判定された場合に、前記現在フレームの前記音響波画像と前記計測結果とを前記画像メモリに保存する保存制御部と
を備える請求項1に記載の音響波診断装置。 - ユーザが入力操作を行うための操作部を備え、
前記保存制御部は、前記操作部を介したユーザの操作に基づいて、前記保存制御部により前記画像メモリに保存されている前記音響波画像を前記表示部に表示させる請求項2に記載の音響波診断装置。 - 前記保存制御部は、前記最適画像判定部により、前記現在フレームの前記音響波画像が前記計測対象の最適な断面を含むと判定された場合に、前記現在フレームの前記音響波画像と前記計測結果とを、それぞれ上書きして前記画像メモリに保存する請求項3に記載の音響波診断装置。
- 前記保存制御部は、前記最適画像判定部により、前記現在フレームの前記音響波画像が前記計測対象の最適な断面を含むと判定された場合に、前記現在フレームの前記音響波画像と前記計測結果とを、それぞれ追加して前記画像メモリに保存する請求項3に記載の音響波診断装置。
- 前記保存制御部により前記現在フレームの前記音響波画像と前記計測結果とが保存された場合に、ユーザに通知する通知部を備える請求項3〜5のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 前記計測結果は、計測値を含み、
前記最適画像判定部は、撮影中の連続する前記複数フレームのうち、前記現在フレームの前記音響波画像における前記計測値が最大である場合に、前記現在フレームの前記音響波画像が前記計測対象の最適な断面を含むと判定する請求項3〜6のいずれか一項に記載の音響波診断装置。 - 前記計測対象認識部は、認識する前記計測対象の計測対象らしさを表す尤度を算出し、
前記最適画像判定部は、撮影中の連続する前記複数フレームのうち、前記現在フレームの前記音響波画像における前記尤度が最大である場合に、前記現在フレームの前記音響波画像が前記計測対象の最適な断面を含むと判定する請求項3〜6のいずれか一項に記載の音響波診断装置。 - 前記保存制御部は、撮影中の連続する前記複数フレームのうち、前記現在フレームから定められた時間だけ過去に撮影されたすべてのフレームの前記音響波画像と前記計測結果とを前記画像メモリに保存する請求項3〜8のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 前記保存制御部は、撮影中の連続する前記複数フレームのうち、前記最適画像判定部により、前記計測対象の最適な断面を含むと判定されたフレームの前記音響波画像にフラグを付与して前記画像メモリに保存し、前記操作部を介したユーザの操作に基づいて、前記画像メモリに保存された前記複数の音響波画像のうち前記フラグが付与された前記音響波画像を選択して前記表示部に表示させる請求項9に記載の音響波診断装置。
- 前記計測対象認識部により、前記現在フレームの前記音響波画像において複数の前記計測対象が認識された場合に、
前記計測アルゴリズム設定部は、前記現在フレームの前記音響波画像における前記複数の計測対象に対してそれぞれ前記計測アルゴリズムを設定し、
前記計測部は、前記現在フレームの音響波画像における前記複数の計測対象に対して、それぞれ対応する前記計測アルゴリズムに基づいて前記複数の計測対象を計測し、複数の計測結果を前記現在フレームの前記音響波画像に重畳して前記表示部に表示させる請求項1〜10のいずれか一項に記載の音響波診断装置。 - 前記ユーザにより操作され且つ前記計測対象認識部による前記計測対象の認識と、前記計測アルゴリズム設定部による前記計測アルゴリズムの設定と、前記計測部による前記計測対象の計測からなる一連の計測動作の開始の指令および終了の指令を行うための計測制御スイッチを備える請求項1〜11のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 被検体に向けて音響波を送受信するための音響波プローブを備え、
前記計測制御スイッチは、前記音響波プローブに配置されている請求項12に記載の音響波診断装置。 - 撮影中の連続する複数フレームの音響波画像を表示部に順次表示する音響波診断装置の制御方法であって、
前記表示部に表示されている現在フレームの音響波画像に含まれる計測対象を自動的に認識し、
前記計測対象となり得る複数の部位および病変箇所に対応する複数の計測アルゴリズムを記憶しており、且つ、記憶された前記複数の部位および病変箇所に対応する前記複数の計測アルゴリズムのうち認識された前記計測対象に対する計測アルゴリズムを設定し、
設定された前記計測アルゴリズムに基づいて前記計測対象を計測し、
計測結果を前記現在フレームの前記音響波画像に重畳して前記表示部に表示する音響波診断装置の制御方法。
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