JP6960521B2 - 音響波診断装置および音響波診断装置の制御方法 - Google Patents
音響波診断装置および音響波診断装置の制御方法 Download PDFInfo
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Description
しかしながら、キャリパを配置する位置および計測ルールは、ユーザによって異なることがあり、自動で設定されたキャリパの位置に対して手動で修正したい場合がある。そこで、キャリパの設定を手動モードに切り替えて、ユーザが正しいと考える位置まで手動でキャリパを移動させようとすると、操作の手間が大きく、特に、小型端末の場合には、より精密な操作が要求されるため、ユーザの負担および操作時間が増大するという問題がある。
もしくは、キャリパ可動範囲制限部は、キャリパの周辺における計測対象のエッジの近似直線を算出し、キャリパに接続された計測線が近似直線に対して垂直な方向を向いたまま移動するようにキャリパの可動範囲を制限することもできる。
もしくは、キャリパ可動範囲制限部は、計測線の両端に位置する2つのキャリパのそれぞれの周辺における計測対象のエッジの2本の近似直線を算出し、計測線が2本の近似直線の平均の角度に対して垂直な方向を向いたまま移動するようにキャリパの可動範囲を制限することもできる。
より具体的には、キャリパ可動範囲制限部は、計測対象のエッジらしさに応じて推奨度を算出することができる。
もしくは、キャリパ可動範囲制限部は、キャリパに接続される計測線と計測対象の慣性主軸との角度差に応じて推奨度を算出することもできる。
また、キャリパ可動範囲制限部は、算出された推奨度が定められた基準値より低い位置では、キャリパの可動範囲を輪郭上に制限することを解除することができる。
また、音響波画像は、超音波画像または光音響画像であることが好ましい。
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、アレイトランスデューサ2を備えており、アレイトランスデューサ2に、送信部3および受信部4がそれぞれ接続されている。また、受信部4に、画像生成部5が接続されており、画像生成部5に、表示制御部6および表示部7が順次接続されている。また、画像生成部5に計測部8が接続され、計測部8は、表示制御部6に接続している。また、計測部8に、検出計測アルゴリズム設定部9および輪郭検出部10が接続されており、輪郭検出部10に、キャリパ可動範囲制限部11が接続されている。また、キャリパ可動範囲制限部11は、表示制御部6に接続されている。
計測対象に関連する計測項目とは、計測対象および計測内容の少なくとも一方を示すことができる項目のことであり、計測対象には、臓器等の対象部位の名前、腫瘍、のう胞、出血等の病変の名前および異常に関する項目等を含むことができる。また、計測内容には、計測対象の長さおよび面積等を含むことができる。そのため、例えば、計測項目は、計測対象の名前のみ、病変の名前のみ、異常に関する項目のみ、計測対象の名前とその計測内容、病変の名前とその計測内容、異常に関する項目とその計測内容のうちいずれか1つを含むことができる。計測項目が計測対象のみを含む場合には、例えば、操作部16を介してユーザから指定された計測対象に対して長さを計測するのか、大きさを計測するのか等の計測内容が対応付けられる。具体的には、例えば、計測対象と計測内容とを対応付けたテーブルを格納部17または図示しない外部メモリ等に記憶させておき、このテーブルに基づいて、計測対象に対応した計測内容が選択される。
例えば、計測対象を検出するアルゴリズムについては、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方法がある。類似度の算出には、単純なテンプレートマッチングの他に、例えば、Csurka et al.: Visual Categorization with Bags of Keypoints, Proc. of ECCV Workshop on Statistical Learning in Computer Vision, pp.59-74 (2004)に記載されている機械学習手法、あるいは、Krizhevsk et al.: ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks, Advances in Neural Information Processing Systems 25, pp.1106-1114 (2012)に記載されているディープラーニングを用いた一般画像認識手法等を用いることができる。
プロセッサ19の輪郭検出部10は、超音波画像に画像解析を施すことにより、計測部8により検出された計測対象の輪郭を検出する。この際に、例えば、輪郭検出部10は、ディープラーニング等を用いた一般画像認識手法および機械学習手法等を用いて計測対象の輪郭を抽出することができる。
プロセッサ19の表示制御部6は、装置制御部12の下、画像生成部5により生成されたBモード画像、計測部8により算出されたキャリパ等の計測結果、キャリパ可動範囲制限部11により制限されたキャリパの可動範囲等に所定の処理を施して、表示部7にBモード画像、キャリパ等の計測結果、キャリパの可動範囲等を表示させる。
格納部17は、超音波診断装置1の動作プログラム等を格納するもので、HDD(Hard
Disc Drive:ハードディスクドライブ)、SSD(Solid State Drive:ソリッドステートドライブ)、FD(Flexible Disc:フレキシブルディスク)、MOディスク(Magneto-Optical disc:光磁気ディスク)、MT(Magnetic Tape:磁気テープ)、RAM(Random Access Memory:ランダムアクセスメモリ)、CD(Compact Disc:コンパクトディスク)、DVD(Digital Versatile Disc:デジタルバーサタイルディスク)、SDカード(Secure Digital card:セキュアデジタルカード)、USBメモリ(Universal Serial Bus memory:ユニバーサルシリアルバスメモリ)等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
まず、ステップS1において、超音波画像が取得され、取得された超音波画像が表示部7に表示される。この超音波画像として、プローブ18を用いてその場で撮像されたものを使用することができる。また、図示しない画像メモリ等に記憶された過去の超音波画像を使用することもできる。
続くステップS4において、計測部8は、ステップS3で検出された計測対象を計測するためのキャリパを超音波画像上に配置し、配置されたキャリパを用いて計測対象に対する計測を行う。この際に、計測部8は、検出計測アルゴリズムにより計測項目に応じて定められたルールに基づいて、計測対象の計測を行う。例えば、計測項目が胆嚢のサイズである場合には、計測部8は、図6に示すように、胆嚢Gを表す領域の内壁上に配置された2つのキャリパC1およびC2を端点とする計測線ML1の長さを計測する。
ステップS11において、計測部8は、ステップS9で修正されたキャリパおよびステップS10で得られた計測値等の計測結果を表示部7に表示する。これにより、超音波診断装置1の動作が終了する。
なお、実施の形態1では、キャリパC1およびC2のうち一方のキャリパC1をカーソルAによりドラッグしてキャリパC1の位置を修正する例を示したが、キャリパの修正方法は、これに限定されない。
例えば、図9に示すように、計測線ML3の傾きを一定の方向に保ったまま、カーソルAを用いて計測線ML3を移動させることにより、キャリパC1およびC2の位置を移動させることができる。この際に、キャリパC1およびC2は、計測線ML3の移動に追従して、計測線ML3と同一の方向に沿った計測線を形成するように、計測対象の輪郭E1上を移動する。図9に示す例では、このようにしてキャリパC1およびC2の位置がそれぞれキャリパC1AおよびC2Aの位置に修正されることにより、計測線ML3が計測線ML4に修正されている。
これにより、例えば、一定の方向に沿って延びる計測線を用いて計測を行うことが一般的に推奨されている計測対象に関する計測結果を、操作部16を介したマニュアル操作により修正する場合に、ユーザが容易に且つ正確に修正することができる。
また、例えば、操作部16がタッチパネルにより構成されている場合に、図10に示すように、超音波画像上の計測対象を表す領域内の2点をユーザの指F等によりタップされたままドラッグさせ、ユーザによりタップされた2点を通るような計測線を形成するように、キャリパC1およびC2を移動させることもできる。図10に示す例では、計測線ML5上の2点がユーザによりタップされたままドラッグされ、キャリパC1およびC2が計測対象の輪郭E1上を移動することによりキャリパC1AおよびC2Aに修正されて、新たな計測線ML6が得られている。
これにより、ユーザは、より直観的に且つ容易にキャリパC1およびC2を修正することができる。
また、キャリパ可動範囲制限部11は、計測対象の輪郭E1上の各点において、キャリパの位置の修正に対する推奨度を算出し、算出された推奨度に応じてキャリパに接続される計測線の表示方式を変化させることができる。ここで、計測対象の輪郭E1の各点における推奨度として、例えば、輪郭E1における超音波画像のエッジらしさを表す指標を用いることができる。この際に、推奨度は、超音波画像上の対象となる点と周囲の点とのコントラスト等を用いて画像解析により算出されることができる。また、例えば、推奨度として、キャリパに接続される計測線の長さと輪郭E1の最大径との差分に応じて算出される値を用いることもできる。また、例えば、推奨度として、キャリパに接続される計測線と計測対象の慣性主軸との角度差に応じて算出される値を用いることもできる。
これにより、ユーザは、計測対象の輪郭E1上において一定の値よりも大きい推奨度を有する位置を把握しながらキャリパC1およびC2を修正するため、より正確に且つ容易にキャリパC1およびC2を修正することができる。
また、キャリパ可動範囲制限部11は、図12に示すように、計測対象の輪郭E1上の位置が有する推奨度に応じて、キャリパC1およびC2が接続する計測線の色、太さ、線種の少なくとも1つを変化させることができる。図12に示す例では、キャリパC1がキャリパC1Aの位置に修正されることにより計測線ML1が計測線ML7に修正され、キャリパC1がキャリパC1Bの位置に修正されることにより計測線ML1が計測線ML8に修正されており、これらの計測線ML1、ML7およびML8は、得輪郭E1上の位置の推奨度に応じて、色、太さ、線種等の表示態様がそれぞれ異なっている。
このように、輪郭E1上の位置の推奨度に応じて計測線の表示態様を変えることにより、ユーザが輪郭E1上の位置の推奨度を容易に把握することができる。
また、キャリパ可動範囲制限部11は、操作部16を介したユーザによるキャリパの位置の修正を学習し、学習の結果に基づいて、キャリパの可動範囲を計測対象の輪郭E1上の一部にさらに制限することができる。例えば、キャリパ可動範囲制限部11は、図14に示すように、ユーザによるキャリパC1およびC2の修正結果を学習して、キャリパC1の可動範囲を、計測部8により設定されたキャリパC1の位置から左右に一定の長さを有する範囲R2内にさらに制限し、キャリパC2の可動範囲を、計測部8により設定されたキャリパC2の位置から左右に一定の長さを有する範囲R3内にさらに制限する。
これにより、キャリパC1およびC2の可動範囲が、ユーザが修正する位置の傾向に合わせて制限されるため、ユーザは、キャリパC1およびC2をより容易に修正することができる。
また、計測対象の輪郭が閉曲線となるような超音波画像を用いて計測対象の径を計測する際に、ユーザによっては、計測対象の径が最大となるように計測線を配置する場合と、計測対象の慣性主軸に沿って計測線を配置する場合とがある。このように、ユーザにより複数の計測ルールが存在する計測対象に対しては、ユーザの修正結果に応じて次回以降の計測ルールを設定することができる。
このように、ユーザの修正結果に応じて計測対象に対する計測ルールを設定することにより、次回以降の計測において、ユーザが使用する計測ルールに合わせた計測を行うことができる。
また、実施の形態1では、計測対象の輪郭が閉曲線により構成されている例について説明しているが、計測対象の輪郭が閉曲線ではなく、複数の曲線により構成されている場合でも、本発明を適用することができる。例えば、計測対象が下大静脈の径および総胆管の径等の管構造を有する部位の径である場合に、図16に示すように、計測対象の輪郭E2は、2本の曲線CU1およびCU2により構成され、曲線CU1上に配置されたキャリパC6および曲線CU2上に配置されたキャリパC7を端点とする計測線ML12が配置される。
また、計測対象が下大静脈の径および総胆管の径等の管構造を有する部位の径であり、計測対象の輪郭が閉曲線ではなく複数の曲線により構成されている場合に、キャリパ可動範囲制限部11は、キャリパの周辺における計測対象のエッジの近似直線を算出し、キャリパに接続された計測線が近似直線に対して垂直な方向を向いたまま移動するようにキャリパの可動範囲を制限することができる。
このようにして、キャリパC6〜C9の可動範囲を制限することにより、ユーザは、キャリパC6〜C9の位置をより容易に修正することができる。
このように、ステップS3で計測対象の検出がなされる際に計測対象の輪郭が検出される場合には、ステップS8においてキャリパ可動範囲制限部11により、ステップS3で検出された計測対象の輪郭上にキャリパの可動範囲が制限される。
実施の形態1では、超音波診断装置について説明しているが、本発明は、光音響波診断装置等の、超音波診断装置以外の音響波診断装置に対しても適用することができる。図19に、実施の形態2に係る光音響波診断装置1Aの構成を示す。この光音響波診断装置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、プローブ18の代わりにプローブ31を備え、送信部3の代わりにレーザ光源32を備えたものである。
また、受信部4、画像生成部5、表示制御部6、計測部8、検出計測アルゴリズム設定部9、輪郭検出部10、キャリパ可動範囲制限部11、装置制御部12、計測項目指定受付部13、位置指定受付部14および修正受付部15により、プロセッサ19Aが構成されている。
キャリパ可動範囲制限部11は、光音響画像において、計測部8により設定されたキャリパが操作部16を介してユーザにより修正される際に、キャリパの可動範囲を輪郭検出部10により検出された計測対象の輪郭上に制限する。このようにして可動範囲を制限されたキャリパが、操作部16を介してユーザにより移動されて修正されると、計測部8は、修正されたキャリパに基づいて、計測対象の計測を行い、計測結果を表示部7に表示する。
以上のように、光音響波診断装置1A等の音響波診断装置においても、本発明が適用される。
Claims (14)
- 取得した音響波画像を表示する表示部と、
ユーザが入力操作を行うための操作部と、
前記操作部を介して計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定受付部と、
前記計測項目指定受付部により受け付けられた前記計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定する検出計測アルゴリズム設定部と、
前記操作部を介して前記表示部に表示された前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける位置指定受付部と、
前記位置指定受付部により受け付けられた前記計測対象の位置と前記検出計測アルゴリズム設定部により設定された前記検出計測アルゴリズムとに基づいて、前記計測対象を検出し、検出された前記計測対象に対してキャリパを設定して計測を行い、且つ計測結果を前記表示部に表示させる計測部と、
前記音響波画像上の前記計測対象の輪郭を検出する輪郭検出部と、
前記操作部を介した前記キャリパの位置の修正依頼に応じて、前記キャリパに接続された計測線が定められた方向を向いたまま移動するように、前記キャリパの可動範囲を前記輪郭検出部により検出された前記輪郭上に制限するキャリパ可動範囲制限部と、
前記操作部を介してなされた前記キャリパの位置の修正を受け付ける修正受付部と
を備え、
前記計測部は、前記修正受付部により受け付けられた前記キャリパの位置の修正に基づいて前記計測対象に対する計測を行って計測結果を前記表示部に表示させる音響波診断装置。 - 取得した音響波画像を表示する表示部と、
ユーザが入力操作を行うための操作部と、
前記操作部を介して計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定受付部と、
前記計測項目指定受付部により受け付けられた前記計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定する検出計測アルゴリズム設定部と、
前記操作部を介して前記表示部に表示された前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける位置指定受付部と、
前記位置指定受付部により受け付けられた前記計測対象の位置と前記検出計測アルゴリズム設定部により設定された前記検出計測アルゴリズムとに基づいて、前記計測対象を検出し、検出された前記計測対象に対してキャリパを設定して計測を行い、且つ計測結果を前記表示部に表示させる計測部と、
前記音響波画像上の前記計測対象の輪郭を検出する輪郭検出部と、
前記キャリパの周辺における前記計測対象のエッジの近似直線を算出し、前記操作部を介した前記キャリパの位置の修正依頼に応じて、前記キャリパに接続された計測線が前記近似直線に対して垂直な方向を向いたまま移動するように、前記キャリパの可動範囲を前記輪郭検出部により検出された前記輪郭上に制限するキャリパ可動範囲制限部と、
前記操作部を介してなされた前記キャリパの位置の修正を受け付ける修正受付部と
を備え、
前記計測部は、前記修正受付部により受け付けられた前記キャリパの位置の修正に基づいて前記計測対象に対する計測を行って計測結果を前記表示部に表示させる音響波診断装置。 - 取得した音響波画像を表示する表示部と、
ユーザが入力操作を行うための操作部と、
前記操作部を介して計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定受付部と、
前記計測項目指定受付部により受け付けられた前記計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定する検出計測アルゴリズム設定部と、
前記操作部を介して前記表示部に表示された前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける位置指定受付部と、
前記位置指定受付部により受け付けられた前記計測対象の位置と前記検出計測アルゴリズム設定部により設定された前記検出計測アルゴリズムとに基づいて、前記計測対象を検出し、検出された前記計測対象に対してキャリパを設定して計測を行い、且つ計測結果を前記表示部に表示させる計測部と、
前記音響波画像上の前記計測対象の輪郭を検出する輪郭検出部と、
計測線の両端に位置する2つの前記キャリパのそれぞれの周辺における前記計測対象のエッジの2本の近似直線を算出し、前記操作部を介した前記キャリパの位置の修正依頼に応じて、前記計測線が前記2本の近似直線の平均の角度に対して垂直な方向を向いたまま移動するように、前記キャリパの可動範囲を前記輪郭検出部により検出された前記輪郭上に制限するキャリパ可動範囲制限部と、
前記操作部を介してなされた前記キャリパの位置の修正を受け付ける修正受付部と
を備え、
前記計測部は、前記修正受付部により受け付けられた前記キャリパの位置の修正に基づいて前記計測対象に対する計測を行って計測結果を前記表示部に表示させる音響波診断装置。 - 前記キャリパ可動範囲制限部は、前記輪郭上の各点における前記キャリパの位置修正の推奨度を算出し、算出された前記推奨度に応じて前記キャリパに接続される計測線の表示方式を変化させる請求項1〜3のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 前記キャリパ可動範囲制限部は、前記計測対象のエッジらしさに応じて前記推奨度を算出する請求項4に記載の音響波診断装置。
- 前記キャリパ可動範囲制限部は、前記キャリパに接続される計測線の長さと前記輪郭の最大径との差分に応じて前記推奨度を算出する請求項4に記載の音響波診断装置。
- 前記キャリパ可動範囲制限部は、前記キャリパに接続される計測線と前記計測対象の慣性主軸との角度差に応じて前記推奨度を算出する請求項4に記載の音響波診断装置。
- 前記キャリパ可動範囲制限部は、前記推奨度に応じて前記計測線の色、太さ、線種の少なくとも1つを変化させる請求項5〜7のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 前記キャリパ可動範囲制限部は、算出された前記推奨度が定められた基準値より低い位置では、前記キャリパの可動範囲を前記輪郭上に制限することを解除する請求項4〜8のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 前記キャリパ可動範囲制限部は、前記ユーザによる前記キャリパの位置の修正を学習し、学習の結果に基づいて、前記キャリパの可動範囲を前記輪郭上の一部にさらに制限する請求項1〜9のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 前記音響波画像は、超音波画像または光音響画像である請求項1〜10のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 取得した音響波画像を表示し、
ユーザから計測対象に関連する計測項目の指定を受け付け、
受け付けられた前記計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定し、
前記ユーザから表示された前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付け、
受け付けられた前記計測対象の位置と設定された前記検出計測アルゴリズムとに基づいて、前記計測対象を検出し、検出された前記計測対象に対してキャリパを設定して計測を行い、且つ計測結果を表示し、
前記音響波画像上の前記計測対象の輪郭を検出し、
前記ユーザからの前記キャリパの位置の修正依頼に応じて、前記キャリパに接続された計測線が定められた方向を向いたまま移動するように、前記キャリパの可動範囲を検出された前記輪郭上に制限し、
前記ユーザからの前記キャリパの位置の修正を受け付け、
受け付けられた前記キャリパの位置の修正に基づいて前記計測対象に対する計測を行って計測結果を表示する音響波診断装置の制御方法。 - 取得した音響波画像を表示し、
ユーザから計測対象に関連する計測項目の指定を受け付け、
受け付けられた前記計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定し、
前記ユーザから表示された前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付け、
受け付けられた前記計測対象の位置と設定された前記検出計測アルゴリズムとに基づいて、前記計測対象を検出し、検出された前記計測対象に対してキャリパを設定して計測を行い、且つ計測結果を表示し、
前記音響波画像上の前記計測対象の輪郭を検出し、
前記キャリパの周辺における前記計測対象のエッジの近似直線を算出し、
前記ユーザからの前記キャリパの位置の修正依頼に応じて、前記キャリパに接続された計測線が前記近似直線に対して垂直な方向を向いたまま移動するように、前記キャリパの可動範囲を検出された前記輪郭上に制限し、
前記ユーザからの前記キャリパの位置の修正を受け付け、
受け付けられた前記キャリパの位置の修正に基づいて前記計測対象に対する計測を行って計測結果を表示する音響波診断装置の制御方法。 - 取得した音響波画像を表示し、
ユーザから計測対象に関連する計測項目の指定を受け付け、
受け付けられた前記計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定し、
前記ユーザから表示された前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付け、
受け付けられた前記計測対象の位置と設定された前記検出計測アルゴリズムとに基づいて、前記計測対象を検出し、検出された前記計測対象に対してキャリパを設定して計測を行い、且つ計測結果を表示し、
前記音響波画像上の前記計測対象の輪郭を検出し、
計測線の両端に位置する2つの前記キャリパのそれぞれの周辺における前記計測対象のエッジの2本の近似直線を算出し、
前記ユーザからの前記キャリパの位置の修正依頼に応じて、前記計測線が前記2本の近似直線の平均の角度に対して垂直な方向を向いたまま移動するように、前記キャリパの可動範囲を検出された前記輪郭上に制限し、
前記ユーザからの前記キャリパの位置の修正を受け付け、
受け付けられた前記キャリパの位置の修正に基づいて前記計測対象に対する計測を行って計測結果を表示する音響波診断装置の制御方法。
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