WO2016031273A1 - 超音波観測装置、超音波観測システム、超音波観測装置の作動方法 - Google Patents

超音波観測装置、超音波観測システム、超音波観測装置の作動方法 Download PDF

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三宅　達也
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Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic observation apparatus, an ultrasonic observation system, and an operation method of an ultrasonic observation apparatus that generate an image including an elastic image based on an ultrasonic signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves.
  • a series of images acquired by such an ultrasonic observation apparatus is temporarily stored in an image memory or the like. Then, the user selects an appropriate image as an image for calculating elasticity information or an image for saving medical charts from a series of images stored in the image memory.
  • an area where the amount of distortion in the image is larger than a predetermined threshold may be colored and displayed.
  • all the frame images are colored. Not necessarily. Therefore, when a user selects an appropriate image, it is necessary to search not only a frame image with a color added but also a frame image without a color, and it takes a lot of time to select an appropriate image. .
  • WO2011 / 010626 discloses a technique for automatically extracting an appropriate image based on a compression state on a living body.
  • References used for extraction in this publication include an average value of displacement, an average value of elasticity information, a displacement of pressure, a variation in pressure in the beam line direction, and the like.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-213545 discloses that elastic volume data composed of a plurality of two-dimensional elastic images including a noise image is determined as a noise volume in order to provide a high-quality three-dimensional elastic image.
  • An ultrasonic diagnostic apparatus that does not display a three-dimensional elastic image based on elastic volume data determined to be a noise volume is described.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-118152 discloses various data (pressure data, displacement frame data, etc.) used in the process of generating a strain elastic image (elastic frame data) in order to provide a high-quality elastic image. Evaluate the value of image display for each measurement point in the region of interest (ROI) based on elastic frame data), identify useless information and useful information, and finally leave the useless information as an image It describes a technique that prevents it from being masked.
  • ROI region of interest
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an ultrasonic observation apparatus, an ultrasonic observation system, and an operation method of the ultrasonic observation apparatus that can automatically extract an appropriate image without depending on the ROI size. It is intended to provide.
  • An ultrasonic observation apparatus is an ultrasonic observation apparatus that generates an ultrasonic image based on an ultrasonic signal generated from an ultrasonic wave transmitted and reflected to a subject.
  • a transmission unit that transmits a drive signal for generating the ultrasonic wave to be transmitted, a reception unit that receives the ultrasonic signal generated from the ultrasonic wave reflected by the subject, and the reception unit
  • a displacement measuring unit that measures the displacement of the subject based on the ultrasonic signal
  • an elastic image generating unit that generates an elastic image based on the displacement measured by the displacement measuring unit
  • the elastic image generating unit A storage unit that stores one or more elastic images, and an appropriate image determination region for determining an appropriate image from the one or more elastic images stored in the storage unit are ROIs that are regions of interest.
  • a proper image determination unit for determining whether or not.
  • the ultrasonic observation system receives the drive signal from the ultrasonic observation apparatus and the transmission unit, transmits the ultrasonic wave to the subject, and reflects the ultrasonic wave reflected by the subject.
  • An ultrasonic probe that receives a sound wave, generates the ultrasonic signal, and transmits the ultrasonic signal to the receiving unit.
  • An operation method of an ultrasonic observation apparatus is an operation method of an ultrasonic observation apparatus that generates an ultrasonic image based on an ultrasonic signal generated from an ultrasonic wave transmitted to a subject and reflected.
  • a transmitting unit transmitting a drive signal for generating the ultrasonic wave to be transmitted to the subject; and a receiving unit transmitting the ultrasonic signal generated from the ultrasonic wave reflected by the subject ,
  • a step in which the displacement measuring unit measures the displacement of the subject based on the ultrasonic signal received by the receiving unit, and an elastic image generating unit is based on the displacement measured by the displacement measuring unit.
  • Generating an elastic image a storage unit storing one or more elastic images generated by the elastic image generation unit, and a determination region setting unit stored in the storage unit. More than A step of setting an appropriate image determination region for determining an appropriate image from the elastic image according to the size of the ROI that is the region of interest, and a characteristic calculation unit calculating the region characteristic of the appropriate image determination region And a step of determining whether or not the elastic image in which the appropriate image determination area is set is an appropriate image based on the area characteristics.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasound observation system in Embodiment 1 of the present invention.
  • region where the distortion amount in ROI is more than predetermined value is displayed in the said Embodiment 1.
  • FIG. The figure which shows the example of the position of the displacement source with respect to ROI in the said Embodiment 1.
  • FIG. In the said Embodiment 1, the figure which shows the example of the appropriate image determination area
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a first position when an appropriate image determination area is sequentially scanned in the ROI according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a second position when an appropriate image determination region is sequentially scanned in the ROI according to the first embodiment.
  • FIG. The figure which shows the example which carries out fixed value division
  • FIG. The figure which shows the 1st division example at the time of carrying out variable value division
  • FIG. 5 is a flowchart showing elasticity image extraction processing in the ultrasonic observation system of the first embodiment. 5 is a flowchart showing single area processing in the first embodiment. 3 is a flowchart showing a sequential scan process in the first embodiment. 5 is a flowchart showing fixed value division processing in the first embodiment. The flowchart which shows the fluctuation value division
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic observation system.
  • This ultrasonic observation system generates an ultrasonic image based on an intracorporeal probe 2 that transmits ultrasonic waves to a subject and receives ultrasonic waves reflected by the subject, and an ultrasonic signal obtained from the received ultrasonic waves. And an ultrasonic observation apparatus 1 that performs the operation.
  • the body cavity probe 2 is an ultrasound probe to be used by being inserted into a body cavity, and includes an ultrasound transducer configured by arranging a large number of vibration elements, from the ultrasound transmission / reception surface of the ultrasound transducer. An ultrasonic wave is transmitted to the subject, the ultrasonic wave reflected by the subject is received by the ultrasonic wave transmitting / receiving surface of the ultrasonic transducer, and an ultrasonic signal is generated from the received ultrasonic wave.
  • the body cavity probe 2 is configured as a convex type ultrasonic probe, a radial type ultrasonic probe, or the like.
  • the ultrasonic observation apparatus 1 includes a transmission unit 11, a transmission / reception switching unit 14, a reception unit 15, a phasing addition unit 16, a signal processing unit 17, a displacement measurement unit 21, an elastic image generation unit 22, and a memory.
  • the transmission unit 11 transmits a drive signal for generating an ultrasonic wave to be transmitted to the subject, and includes a transmission waveform generation unit 12 and a transmission delay unit 13.
  • the transmission waveform generator 12 generates a signal waveform for driving each vibration element constituting the ultrasonic transducer and outputs it as a drive signal.
  • the transmission delay unit 13 adjusts the drive timing of each vibration element constituting the ultrasonic transducer by delaying the drive signal generated by the transmission waveform generation unit 12. Thereby, the focus and direction of the ultrasonic beam transmitted from the ultrasonic transducer are controlled, and the ultrasonic wave can be converged to a desired position (depth).
  • the transmission / reception switching unit 14 includes, for example, a multiplexer that sequentially selects a plurality of vibration elements for performing transmission / reception of ultrasonic waves, and transmits a drive signal from the transmission unit 11 to the ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic signal (echo signal) from is transmitted to the receiving unit 15.
  • the receiving unit 15 receives the ultrasonic signal from the transmission / reception switching unit 14 and performs processing such as amplification and conversion to a digital signal, for example.
  • the phasing adder 16 delays the ultrasonic signal and adds the signals after matching the phases.
  • the signal processing unit 17 performs coordinate conversion and interpolation processing on the ultrasonic signal from the phasing addition unit 16 to create an ultrasonic image as a display image.
  • the displacement measurement unit 21 measures the displacement of the subject based on the ultrasonic signal from the phasing addition unit 16.
  • the elastic image generation unit 22 includes a strain calculation unit 23. Based on the displacement measured by the displacement measuring unit 21, the strain calculating unit 23 calculates a strain amount of a region of interest (ROI: Region of interest) for elastic image display (see ROI 34 in FIGS. 2 to 12). Then, the elastic image generation unit 22 calculates the elastic modulus of the subject based on the strain amount calculated by the strain calculation unit 23. Since the elastic image generation unit 22 calculates the elastic modulus for each coordinate of the subject, the calculation result is an elastic image in which the elastic modulus is distributed on two-dimensional coordinates. The elastic image generation unit 22 generates the elastic image for each frame, for example, and generates one or more elastic images. The elastic image generation unit 22 further calculates the distortion amount of the ROI 34 based on the displacement measured by the displacement measurement unit 21, and colors the pixels of the elastic image in which the distortion amount is a predetermined value or more.
  • ROI Region of interest
  • the memory unit 24 is a storage unit that temporarily stores one or more elastic images generated by the elastic image generating unit 22.
  • the determination area setting unit 25 sets an appropriate image determination area 37 (see FIGS. 4 to 12 and the like) for determining an appropriate image from one or more elastic images stored in the memory unit 24, and the size of the ROI 34. Set according to.
  • the characteristic calculation unit 26 calculates the region characteristics of the appropriate image determination region 37 set by the determination region setting unit 25. Specifically, the characteristic calculation unit 26 is calculated by, for example, the average value of the displacement of the appropriate image determination region 37 measured by the displacement measurement unit 21, the variance of the displacement, the deviation of the displacement, and the elastic image generation unit 22. At least one of the average value of the elasticity information of the appropriate image determination area 37, the dispersion of the elasticity information, and the deviation of the elasticity information is calculated as the area characteristic.
  • the characteristic calculation unit 26 also includes the number of colored pixels in the appropriate image determination area 37, the total area of the colored pixels, the ratio of the number of colored pixels to the total number of pixels in the appropriate image determination area 37, and the entire appropriate image determination area 37. At least one of the ratio of the total area of the colored pixels to the area may be calculated as the region characteristic.
  • the body cavity probe 2 which is an ultrasonic probe is further provided with a pressure detection unit for detecting the pressure of the ultrasonic transmission / reception surface that transmits and receives ultrasonic waves, and the characteristic calculation unit 26 displays the detection result of the pressure detection unit. At least one of the average value of pressure, the rate of change of pressure, the dispersion of pressure, and the deviation of pressure in the appropriate image determination region 37 obtained based on the region characteristic is calculated. It doesn't matter.
  • the proper image determination unit 27 determines whether the proper image determination region 37 is a proper region based on the region characteristics calculated by the property calculation unit 26. Furthermore, the appropriate image determination unit 27 causes the determination region setting unit 25 to reset the appropriate image determination region 37 as necessary when it is not the appropriate region. Thus, when at least one of the appropriate image determination areas 37 set in the ROI 34 of the elastic image is an appropriate area, the appropriate image determination unit 27 determines that the elastic image in which the appropriate image determination area 37 is set is an appropriate image. It comes to judge.
  • the image display unit 31 includes a display device such as a monitor, and displays a display image from the signal processing unit 17. That is, the image display unit 31 displays an ultrasonic image in the ultrasonic diagnostic mode. In the elastic image observation mode, the image display unit 31 displays the elastic image from the elastic image generation unit 22 or displays the elastic image superimposed on the ultrasonic image. Here, when displaying an elastic image, the image display unit 31 further displays an appropriate image determination region 37 from the appropriate image determination unit 27 superimposed on the elastic image as necessary.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state where an area where the amount of distortion in the ROI 34 is equal to or greater than a predetermined value is displayed, and FIG.
  • a probe image 33 showing the position of the body cavity probe 2 itself as an image and an ROI 34 for elastic image display are displayed.
  • the in-body cavity probe 2 shown as the probe image 33 in FIG. 2 has a radius of curvature R of, for example, 10 mm or less, and the radius of curvature R is relatively small.
  • the ROI 34 is assumed to have a central angle of approximately 180 °, for example.
  • an area 35 composed of pixels having a distortion amount equal to or larger than a predetermined value is displayed as shown in FIG. 2, for example.
  • This area 35 is generated as an image colored in a specific color, for example, by the elastic image generation unit 22 and displayed on the image display unit 31 so that it can be easily distinguished from other parts. Therefore, in the example shown in FIG. 2, a colored area and an uncolored area exist in the ROI 34 of the elastic image.
  • the ultrasonic probe is the body cavity probe 2 that is used by being inserted into the body cavity
  • displacement of the living body due to pulsation or pulsation is used to generate an elastic image.
  • a displacement source 36 such as a pulsation source or a pulsation source
  • the strain amount becomes a predetermined value or more by receiving an appropriate pressure in the ROI 34 in the region shown in FIG. No. 35, and a distortion amount greater than a predetermined value does not occur in other regions.
  • the radius of curvature R of the body cavity probe 2 is small or the center angle of the ROI 34 is wide, it is not expected that the entire ROI 34 is displayed in color.
  • the image shown in FIG. 2 should be determined to be a proper image. Therefore, in the present embodiment, as will be described below, an area for determining an appropriate image is set according to the size of the elastic image display ROI 34, and the area characteristics in the set area are calculated. Whether or not the image is appropriate is determined according to the calculated characteristics.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an elastic image extraction process in the ultrasonic observation system.
  • an ultrasonic signal is transmitted from the transmitter 11 to the body cavity probe 2.
  • ultrasonic waves are transmitted from the body cavity probe 2 toward the subject.
  • the body cavity probe 2 receives the ultrasonic wave reflected by the subject, generates an ultrasonic signal (echo signal), and transmits it to the ultrasonic observation apparatus.
  • an ultrasonic signal (echo signal) is received by the reception unit 15 via the transmission / reception switching unit 14 and processed by the phasing addition unit 16 and the displacement measurement unit 21.
  • the strain amount of the ROI 34 is calculated for each coordinate position, and the elastic image generation unit 22 generates an elastic image based on the calculated strain amount.
  • Such an elastic image is acquired in units of frames, for example, thereby acquiring one or more elastic images (step S1).
  • the one or more elastic images acquired in this way are stored in the memory unit 24 (step S2).
  • the first elastic image is selected from the elastic images stored in the memory unit 24 (step S3).
  • the size of the ROI 34 of the selected elasticity image (the size of this ROI 34 can be set by the user, for example, is set to a predetermined size when there is no user setting) is equal to or smaller than a predetermined threshold value.
  • the determination area setting unit 25 determines whether or not the central angle of the ROI 34 is equal to or smaller than a predetermined threshold value.
  • the threshold value used for the determination may be appropriately determined according to the size of the displacement source 36 and the like.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the appropriate image determination region 37 set when the central angle of the ROI 34 is larger than a predetermined threshold value
  • FIG. 5 is a case where the central angle of the ROI 34 is equal to or smaller than the predetermined threshold value. It is a figure which shows the example of the appropriate image determination area
  • step S5 single region processing is performed (step S5).
  • This single area process is a process for setting the entire ROI 34 in the appropriate image determination area 37, as will be described later with reference to FIG.
  • step S4 determines that the central angle of the ROI 34 is larger than the predetermined threshold, a part of the ROI 34 will be described later as described in step S7, step S9, or step S10. Is set as the appropriate image determination area 37.
  • the threshold value is 60 °
  • the center angle of the ROI 34 is about 180 ° (that is, larger than 60 °) as shown in FIG.
  • the center angle of the ROI 34 is about 30 ° (that is, 60 ° or less) as shown in FIG. 5
  • the entire ROI 34 is set as the appropriate image determination region 37.
  • step S4 If it is determined in step S4 that the central angle of the ROI 34 is larger than the predetermined threshold value, it is further determined whether or not the setting for sequentially scanning the partial areas is made (step S6).
  • step S7 sequential scanning processing is performed.
  • the determination area setting unit 25 offsets the partial area from the reference position by an offset amount so that the entire ROI 34 is covered with the partial area at all moving positions. This is a process of sequentially moving and setting each of the partial areas at each movement position as the appropriate image determination area 37.
  • step S6 If it is determined in step S6 that the sequential scan is not set, it is determined whether or not the fixed value division of the partial area is set (step S8).
  • step S9 when it is determined that fixed value division is set, fixed value division processing is performed (step S9).
  • the determination area setting unit 25 divides the entire ROI 34 into a plurality of partial areas, and each of the partial areas is converted into the appropriate image determination area 37. This is a process of setting, and is a process of setting the number of divisions into the partial area of the entire ROI 34 based on a fixed value.
  • variable value division processing is performed (step S10).
  • the determination region setting unit 25 divides the entire ROI 34 into a plurality of partial regions, and each of the partial regions is converted into an appropriate image determination region 37.
  • An appropriate image that is determined to be an appropriate area by the appropriate image determination unit 27, which is a process of setting, and changes the number of divisions of the entire ROI 34 into a partial area between a lower limit value and an upper limit value This process is performed until the determination area 37 is found.
  • step S11 it is determined whether there is another unprocessed elastic image in the memory unit 24 (step S11).
  • step S12 If it is determined that there is another elastic image, the next elastic image is selected from the unprocessed elastic images (step S12) to step S4, and the above-described processing is repeated. Do it.
  • step S11 If it is determined in step S11 that there is no unprocessed elastic image, the elastic image stored in the memory unit 24 based on the processing result of step S5, step S7, step S9, or step S10. It is determined whether or not a proper image exists in the image (step S13).
  • step S13 if it is determined that a proper image is present, all the proper images are extracted and displayed on, for example, the image display unit 31 (step S14), and then it is determined that there is no proper image. If this is the case, the process returns from the elastic image extraction process to a main process (not shown).
  • FIG. 14 is a flowchart showing single area processing.
  • step S5 in FIG. 13 the entire elastic image display ROI 34 is set in the appropriate image determination area 37 as described above with reference to FIG. 5 (step S21).
  • step S22 the area characteristic of the appropriate image determination area 37 is calculated (step S22), and it is determined based on the calculated area characteristic whether the set appropriate image determination area 37 is an appropriate area (step S23). Then, the process returns to the process shown in FIG.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the sequential scanning process.
  • step S7 of FIG. 13 When entering this process in step S7 of FIG. 13, first, the appropriate image determination area 37 having a predetermined angle (for example, 60 °, which is the same as the threshold value in step S4) is set as a reference in the elastic image display ROI 34. The position is set (step S31).
  • a predetermined angle for example, 60 °, which is the same as the threshold value in step S4
  • step S32 the area characteristic of the appropriate image determination area 37 is calculated (step S32), and based on the calculated area characteristic, it is determined whether or not the set appropriate image determination area 37 is an appropriate area (step S33).
  • step S34 it is determined whether or not there is an area in the ROI 34 that has not yet been determined whether or not it is an appropriate area (step S34), and if it is determined that there is an undetermined area,
  • the appropriate image determination area 37 is moved by a predetermined offset amount (for example, an offset angle of 30 °) to set a new appropriate image determination area 37 (step S35), and the process returns to step S32 to perform the above-described processing.
  • a predetermined offset amount for example, an offset angle of 30 °
  • FIGS. 6 to 8 sequential scanning is performed in which the appropriate image determination area 37 sequentially moves within the ROI 34, for example, by 30 °.
  • 6 is a diagram showing an example of the first position when the appropriate image determination area 37 is sequentially scanned in the ROI 34.
  • FIG. 7 is a diagram showing the second position when the appropriate image determination area 37 is sequentially scanned in the ROI 34.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example, and FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a third position when the appropriate image determination region 37 is sequentially scanned in the ROI 34.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the fixed value dividing process.
  • the elastic image display ROI 34 is divided into partial regions based on the fixed values (step S41).
  • the fixed value is, for example, the size of the partial area (angle of the partial area) or the number of divisions.
  • the fixed value is set to the partial region angle 60 °.
  • the entire ROI 34 is divided into three partial areas as shown in FIG. 9, and each partial area is divided into the first to third appropriate image determination areas 37a.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which the proper image determination area is divided into fixed values in the ROI 34.
  • the angle of the partial region is a fixed value
  • the number of divisions differs according to the central angle ⁇ of the ROI 34 (for example, when the central angle ⁇ is 120 °, the number of divisions is two).
  • the ROI 34 is divided into three partial areas as shown in FIG. 9 (equal division as a preferable division example) as described above.
  • the number of divisions may be given as a fixed value corresponding to the size of the central angle ⁇ of the ROI 34.
  • the fixed value is 2 when the central angle ⁇ is 60 ° ⁇ ⁇ 120 °, and the fixed value is 3 when 120 ° ⁇ ⁇ 180 °.
  • the first partial area of the divided partial areas is set as the appropriate image determination area 37 (for example, the first appropriate image determination area 37a) (step S42), and the area of the appropriate image determination area 37 is set.
  • the characteristic is calculated (step S43), and based on the calculated area characteristic, it is determined whether or not the set appropriate image determination area 37 is an appropriate area (step S44).
  • step S45 it is determined whether or not there is an unprocessed partial area (partial area that has not been determined whether or not it is an appropriate area) in the ROI 34 (step S45). If it is determined, the next partial area is set as a new appropriate image determination area 37 (step S46), and the process returns to step S43 to perform the above-described processing.
  • step S45 when it is determined in step S45 that there is no unprocessed partial area, the process returns to the process shown in FIG.
  • FIG. 17 is a flowchart showing the variable value dividing process.
  • a lower limit value ni of the division number is set as an initial value to a variable n indicating the division number (step S51).
  • the lower limit ni is, for example, 2 (when the number of divisions is 1, since the single area process of step S5 is performed, a preferred example of the lower limit is 2 here).
  • the elastic image display ROI 34 is divided into n partial regions (equal division as a preferred division example) (step S52), and the first partial region among the divided partial regions is determined as an appropriate image.
  • the area 37 is set (step S53).
  • step S54 the area characteristic of the appropriate image determination area 37 is calculated (step S54), and it is determined based on the calculated area characteristic whether the set appropriate image determination area 37 is an appropriate area (step S55).
  • step S56 whether or not the elastic image to be processed is an appropriate image is determined based on whether or not the appropriate image determination area 37 is determined as an appropriate area in step S55 (step S56).
  • Step S57 If it is determined that the elasticity image to be processed is not an appropriate image, is there an unprocessed partial area (a partial area that has not yet been determined whether or not it is an appropriate area) in the ROI 34? (Step S57), if it is determined that there is an unprocessed partial area, the next partial area is set as a new appropriate image determination area 37 (step S58), and the process returns to step S54. The above processing is performed.
  • step S57 if it is determined in step S57 that there is no unprocessed partial area, the variable n indicating the number of divisions is increased by 1 (step S59), and then is n greater than the upper limit value nf of the number of divisions? It is determined whether or not (step S60).
  • n is equal to or less than the upper limit value nf of the number of divisions
  • the process returns to step S52, and the processing based on the newly set number of divisions n is performed as described above.
  • the number of appropriate image determination areas 37 is two (37a and 37b) shown in FIG. 10, three (37a to 37c) shown in FIG. 11, and shown in FIG.
  • the variation value division which increases sequentially like four (37a-37d) is performed.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a first division example when the appropriate image determination area 37 is divided into variable values in the ROI 34
  • FIG. 11 is a second division when the appropriate image determination area 37 is divided into variable values in the ROI 34
  • FIG. 12 is a diagram showing an example
  • FIG. 12 is a diagram showing a third example of division when the appropriate image determination area 37 is divided into variable values in the ROI 34.
  • step S60 If it is determined in step S60 that n is larger than the upper limit value nf, or if it is determined in step S56 that the elastic image to be processed is an appropriate image, the processing shown in FIG. Return to
  • the division number n is changed from the lower limit value ni to the upper limit value nf.
  • the division number n may be changed from the upper limit value nf to the lower limit value ni. It may be changed in an appropriate order between nf and less.
  • the lower limit ni in step S51 and the upper limit nf in step S60 of FIG. 17 may be set automatically based on the design value, or may be set manually by the user. It doesn't matter.
  • the determination area setting unit 25 or the appropriate image determination unit 27 or the like provides a table that gives a predetermined value according to the central angle of the ROI 34 in advance. Each value may be determined with reference to a table based on the size of the central angle of the ROI 34 set by the user or the like.
  • step S5 the single region process in step S5, the sequential scan in step S7, the fixed value division in step S9, and the variable value division in step S10 are automatically set.
  • the single region process in step S5 the sequential scan in step S7, the fixed value division in step S9, and the variable value division in step S10 are automatically set.
  • the appropriate image determination unit 27 when it is determined that the appropriate image determination area 37 is the appropriate area, the appropriate image determination unit 27 further superimposes the area determined to be the appropriate area on the elastic image. It may be displayed on the display unit 31 and clearly shown to the user. In this case, the appropriate image determination unit 27 generates a signal for displaying the appropriate image determination region 37 determined to be appropriate so as to be superimposed on the elastic image, and transmits the signal to the image display unit 31.
  • the intra-body cavity probe 2 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and an extracorporeal ultrasonic probe may be used.
  • an extracorporeal ultrasonic probe specifically a linear ultrasonic probe
  • the threshold value to be compared with the size of the ROI 34 in step S4 in FIG. is not limited to this.
  • the appropriate image determination area 37 is set according to the size of the ROI 34, and it is determined whether the elastic image is an appropriate image based on the area characteristics of the appropriate image determination area 37. As a result, an appropriate image can be automatically extracted regardless of the size of the ROI 34.
  • the entire ROI 34 is set as the appropriate image determination area 37, and when it is larger than the threshold value, the partial area is set as the appropriate image determination area 37.
  • An appropriate determination can be made according to the size of 36.
  • variable value division it is possible to cope with a change in the size of the region receiving the pressure from the displacement source 36.
  • the number of colored pixels in the appropriate image determination area 37 the total area of the colored pixels, the ratio of the number of colored pixels to the total number of pixels in the appropriate image determination area 37, and the number of colored pixels relative to the area of the entire appropriate image determination area 37
  • appropriate determination using colored pixels can be performed.
  • the appropriate image determination area 37 determined to be appropriate is displayed so as to be superimposed on the elastic image, the appropriate image determination area 37 from which the elastic image is determined to be an appropriate image is displayed. The user can easily confirm.
  • the ultrasonic observation system mainly including the ultrasonic observation apparatus has been described.
  • an operation method of operating the ultrasonic observation apparatus or the ultrasonic observation system as described above may be used, or an ultrasonic observation may be performed on a computer. It may be a processing program for operating the apparatus or the ultrasonic observation system as described above, a non-temporary recording medium readable by a computer for recording the processing program, or the like.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various aspects of the invention can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment.
  • the constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

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Abstract

　超音波信号に基づき被検体の変位を計測する変位計測部（２１）と、計測した変位に基づいて弾性画像を生成する弾性画像生成部（２２）と、生成された１つ以上の弾性画像を記憶するメモリ部（２４）と、適正画像判定用の適正画像判定領域をＲＯＩのサイズに応じて弾性画像に設定する判定領域設定部（２５）と、適正画像判定領域の領域特性を算出する特性算出部（２６）と、領域特性に基づいて弾性画像が適正画像であるか否かを判定する適正画像判定部（２７）と、を有する超音波観測装置（１）。

Description

超音波観測装置、超音波観測システム、超音波観測装置の作動方法
　本発明は、超音波を送受信して得られる超音波信号に基づき弾性画像を含む画像を生成する超音波観測装置、超音波観測システム、超音波観測装置の作動方法に関する。
　圧迫力により生じる生体組織の歪み量から、生体組織の硬さあるいは軟らかさを表す弾性画像を生成する超音波観測装置が実用化されている。
　こうした超音波観測装置において取得された一連の画像は、画像メモリなどに一旦記憶される。そして、画像メモリに記憶された一連の画像の中から、弾性情報を計算するための画像やカルテ保存用の画像として適正な画像を、ユーザが選択するようになっている。
　ところで、弾性画像観察モードに設定されている際に、画像中における歪み量が所定の閾値よりも大きい領域を色付けして表示することが行われる場合があるが、全てのフレーム画像に色付けがなされるとは限らない。従って、ユーザが適正な画像を選択する場合には、色付けがなされたフレーム画像だけでなく、色付けされていないフレーム画像も含めて探す必要があり、適正画像の選択に非常に手間がかかっている。
　こうした点に対応するために、例えば、ＷＯ２０１１／０１０６２６号公報には、生体への圧迫状態に基づいて、適正な画像を自動で抽出する技術が開示されている。該公報において抽出に用いる基準は、変位の平均値、弾性情報の平均値、圧力の変位、ビームライン方向の圧力のばらつきなどとなっている。
　また、日本国特開２０１２－２１３５４５号公報には、クオリティが高い３次元弾性画像を提供するために、ノイズ画像を含む複数の２次元弾性画像によって構成された弾性ボリュームデータをノイズボリュームとして判定し、ノイズボリュームと判定された弾性ボリュームデータによる３次元弾性画像を非表示にする超音波診断装置が記載されている。
　さらに、日本国特開２００５－１１８１５２号公報には、質の高い弾性画像を提供するために、歪み弾性画像（弾性フレームデータ）の生成過程で利用される各種データ（圧力データ、変位フレームデータ、弾性フレームデータ）に基づいて、関心領域（ＲＯＩ）内の各計測点について画像表示する価値を評価し、無益な情報と有益な情報とを識別して、無益な情報を最終的に画像として残さない（マスキングして隠す）ようにする技術が記載されている。
　しかしながら、上記ＷＯ２０１１／０１０６２６号公報に記載された超音波診断装置では、例えば下記の理由（１）、（２）により、適正な画像を描出することができないことがある。
（１）超音波内視鏡等の体腔内プローブのような小型のプローブの場合には、プローブの曲率半径が小さいために、弾性画像表示用のＲＯＩ（Region of Interest：関心領域）サイズが大きいと、全てのビームライン方向の圧力が均一にならない。
（２）超音波内視鏡等の体腔内プローブのような場合には、術者の圧迫によって変位を生じさせることが困難であり、生体の変位として拍動や脈動による変位を利用することになるために、拍動や脈動などの変位源のある方向しか安定した圧力を得られない。
　また、日本国特開２０１２－２１３５４５号公報や日本国特開２００５－１１８１５２号公報に記載の技術でも、同様の課題を考慮したものとはなっていない。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＲＯＩサイズに依ることなく、適正な画像を自動で抽出することができる超音波観測装置、超音波観測システム、超音波観測装置の作動方法を提供することを目的としている。
　本発明のある態様による超音波観測装置は、被検体へ送信して反射された超音波から生成された超音波信号に基づき超音波画像を生成する超音波観測装置であって、前記被検体へ送信する前記超音波を生成するための駆動信号を送信する送信部と、前記被検体により反射された前記超音波から生成された前記超音波信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記超音波信号に基づき前記被検体の変位を計測する変位計測部と、前記変位計測部で計測した変位に基づいて弾性画像を生成する弾性画像生成部と、前記弾性画像生成部で生成された１つ以上の前記弾性画像を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された１つ以上の前記弾性画像の中から適正な画像を判定するための適正画像判定領域を、関心領域であるＲＯＩのサイズに応じて設定する判定領域設定部と、前記適正画像判定領域の領域特性を算出する特性算出部と、前記領域特性に基づいて前記適正画像判定領域が設定された前記弾性画像が適正な画像であるか否かを判定する適正画像判定部と、を有している。
　本発明のある態様による超音波観測システムは、前記超音波観測装置と、前記送信部からの前記駆動信号を受けて前記超音波を前記被検体へ送信し、前記被検体により反射された前記超音波を受けて前記超音波信号を生成し前記受信部へ送信する超音波プローブと、を有している。
　本発明のある態様による超音波観測装置の作動方法は、被検体へ送信して反射された超音波から生成された超音波信号に基づき超音波画像を生成する超音波観測装置の作動方法であって、送信部が、前記被検体へ送信する前記超音波を生成するための駆動信号を送信するステップと、受信部が、前記被検体により反射された前記超音波から生成された前記超音波信号を受信するステップと、変位計測部が、前記受信部で受信した前記超音波信号に基づき前記被検体の変位を計測するステップと、弾性画像生成部が、前記変位計測部で計測した変位に基づいて弾性画像を生成するステップと、記憶部が、前記弾性画像生成部で生成された１つ以上の前記弾性画像を記憶するステップと、判定領域設定部が、前記記憶部に記憶された１つ以上の前記弾性画像の中から適正な画像を判定するための適正画像判定領域を、関心領域であるＲＯＩのサイズに応じて設定するステップと、特性算出部が、前記適正画像判定領域の領域特性を算出するステップと、適正画像判定部が、前記領域特性に基づいて前記適正画像判定領域が設定された前記弾性画像が適正な画像であるか否かを判定するステップと、を有している。
本発明の実施形態１における超音波観測システムの構成を示すブロック図。 上記実施形態１において、ＲＯＩにおける歪み量が所定値以上である領域が表示される様子を示す図。 上記実施形態１において、ＲＯＩに対する変位源の位置の例を示す図。 上記実施形態１において、ＲＯＩの中心角が所定の閾値よりも大きい場合に設定される適正画像判定領域の例を示す図。 上記実施形態１において、ＲＯＩの中心角が所定の閾値以下である場合に設定される適正画像判定領域の例を示す図。 上記実施形態１のＲＯＩにおいて適正画像判定領域を順次スキャンする際の第１の位置の例を示す図。 上記実施形態１のＲＯＩにおいて適正画像判定領域を順次スキャンする際の第２の位置の例を示す図。 上記実施形態１のＲＯＩにおいて適正画像判定領域を順次スキャンする際の第３の位置の例を示す図。 上記実施形態１のＲＯＩにおいて適正画像判定領域を固定値分割する例を示す図。 上記実施形態１のＲＯＩにおいて適正画像判定領域を変動値分割する際の第１の分割例を示す図。 上記実施形態１のＲＯＩにおいて適正画像判定領域を変動値分割する際の第２の分割例を示す図。 上記実施形態１のＲＯＩにおいて適正画像判定領域を変動値分割する際の第３の分割例を示す図。 上記実施形態１の超音波観測システムにおける弾性画像抽出処理を示すフローチャート。 上記実施形態１における単一領域処理を示すフローチャート。 上記実施形態１における順次スキャン処理を示すフローチャート。 上記実施形態１における固定値分割処理を示すフローチャート。 上記実施形態１における変動値分割処理を示すフローチャート。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施形態１］
　図１から図１７は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は超音波観測システムの構成を示すブロック図である。
　この超音波観測システムは、被検体へ超音波を送信し、被検体により反射された超音波を受信する体腔内プローブ２と、受信した超音波から得られる超音波信号に基づき超音波画像を生成する超音波観測装置１と、を備えている。
　体腔内プローブ２は、体腔内へ挿入して用いるための超音波プローブであって、多数の振動素子を配列して構成された超音波振動子を備え、超音波振動子の超音波送受信面から被検体へ超音波を送信し、被検体により反射された超音波を超音波振動子の超音波送受信面で受信して、受信した超音波から超音波信号を生成する。この体腔内プローブ２は、具体的には、コンベックス型の超音波プローブ、あるいはラジアル型の超音波プローブなどとして構成されている。
　超音波観測装置１は、送信部１１と、送受信切替部１４と、受信部１５と、整相加算部１６と、信号処理部１７と、変位計測部２１と、弾性画像生成部２２と、メモリ部２４と、判定領域設定部２５と、特性算出部２６と、適正画像判定部２７と、画像表示部３１と、を備えている。
　送信部１１は、被検体へ送信する超音波を生成するための駆動信号を送信するものであって、送信波形生成部１２と、送信遅延部１３と、を含んでいる。
　送信波形生成部１２は、超音波振動子を構成する各振動素子を駆動するための信号波形を生成して駆動信号として出力するものである。
　送信遅延部１３は、送信波形生成部１２により生成された駆動信号を遅延させることにより、超音波振動子を構成する各振動素子の駆動タイミングを調節するものである。これにより、超音波振動子から送信される超音波ビームの焦点と方向が制御され、超音波を所望の位置（深度）に収束させることができる。
　送受信切替部１４は、例えば、超音波の送受波を行うための複数の振動素子を順次選択するマルチプレクサを含み、送信部１１からの駆動信号を超音波振動子へ送信すると共に、超音波振動子からの超音波信号（エコー信号）を受信部１５へ送信する。
　受信部１５は、送受信切替部１４からの超音波信号を受信して、例えば増幅やデジタル信号への変換などの処理を行う。
　整相加算部１６は、超音波信号を遅延させて位相を合わせてから加算する。
　信号処理部１７は、整相加算部１６からの超音波信号に座標変換や補間処理を行って、超音波画像を表示用画像として作成する。
　変位計測部２１は、整相加算部１６からの超音波信号に基づき、被検体の変位を計測する。
　弾性画像生成部２２は、歪み計算部２３を備えている。この歪み計算部２３は、変位計測部２１により計測された変位に基づき、弾性画像表示用の関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）（図２～図１２のＲＯＩ３４参照）の歪み量を計算する。そして、弾性画像生成部２２は、歪み計算部２３により計算された歪み量に基づき、被検体の弾性率を演算する。この弾性画像生成部２２は、被検体の各座標毎に弾性率を演算するために、演算結果は２次元座標上に弾性率が分布する弾性画像となる。弾性画像生成部２２による弾性画像の生成は、例えばフレーム毎に行われ、１つ以上の弾性画像が生成される。弾性画像生成部２２は、さらに、変位計測部２１で計測した変位に基づいてＲＯＩ３４の歪み量を計算し、歪み量が所定値以上となる弾性画像の画素に色付けを行う。
　メモリ部２４は、弾性画像生成部２２により生成された１つ以上の弾性画像を一時的に記憶する記憶部である。
　判定領域設定部２５は、メモリ部２４に記憶された１つ以上の弾性画像の中から適正な画像を判定するための適正画像判定領域３７（図４～図１２等参照）を、ＲＯＩ３４のサイズに応じて設定する。
　特性算出部２６は、判定領域設定部２５により設定された適正画像判定領域３７の領域特性を算出する。具体的に、特性算出部２６は、例えば、変位計測部２１により計測された適正画像判定領域３７の変位の平均値と、変位の分散と、変位の偏差と、弾性画像生成部２２により算出された適正画像判定領域３７の弾性情報の平均値と、弾性情報の分散と、弾性情報の偏差と、の内の少なくとも１つを、領域特性として算出する。また、特性算出部２６は、適正画像判定領域３７の、色付き画素数と、色付き画素の合計面積と、適正画像判定領域３７全体の画素数に対する色付き画素数の割合と、適正画像判定領域３７全体の面積に対する色付き画素の合計面積の割合と、の内の少なくとも１つを、領域特性として算出しても良い。
　なお、超音波プローブである体腔内プローブ２に、超音波を送受する超音波送受信面の圧力を検出するための圧力検出部をさらに設けて、特性算出部２６が、圧力検出部の検出結果に基づき得られた、適正画像判定領域３７の、圧力の平均値と、圧力の変化率と、圧力の分散と、圧力の偏差と、の内の少なくとも１つを、領域特性として算出するようにしても構わない。
　適正画像判定部２７は、特性算出部２６により算出された領域特性に基づいて、適正画像判定領域３７が適正領域であるか否かを判定する。さらに、適正画像判定部２７は、適正領域でない場合には、必要に応じて判定領域設定部２５に適正画像判定領域３７を再設定させる。こうして、弾性画像のＲＯＩ３４に設定された適正画像判定領域３７の少なくとも１つが適正領域である場合に、適正画像判定部２７は、適正画像判定領域３７が設定された弾性画像が適正な画像であると判定するようになっている。
　画像表示部３１は、モニタ等の表示装置を有して構成されており、信号処理部１７からの表示用画像を表示する。すなわち、画像表示部３１は、超音波診断モードにおいては、超音波画像を表示する。また、画像表示部３１は、弾性画像観察モードにおいては、弾性画像生成部２２からの弾性画像を表示するか、または、弾性画像を超音波画像に重畳して表示する。ここに、画像表示部３１は、弾性画像を表示する際には、必要に応じて、さらに適正画像判定部２７からの適正画像判定領域３７を弾性画像に重畳して表示する。
　図２は、ＲＯＩ３４における歪み量が所定値以上である領域が表示される様子を示す図、図３はＲＯＩ３４に対する変位源の位置の例を示す図である。
　図示のように、画像表示部３１の画面３２には、体腔内プローブ２自体の位置を画像として示すプローブ画像３３と、弾性画像表示用のＲＯＩ３４と、が表示されている。ここで、図２にプローブ画像３３として示されている体腔内プローブ２は、プローブの曲率半径Ｒが例えば１０mm以下となっていて、曲率半径Ｒが比較的小さいものであるとする。さらに、ＲＯＩ３４は、中心角が例えば概略１８０°になっているものとする。
　このとき、ＲＯＩ３４において、歪み量が所定値以上となる画素で構成される領域３５が、例えば図２に示すように表示される。この領域３５は、弾性画像生成部２２により例えば特定色に色付けした画像として生成されて画像表示部３１に表示され、他の部分に対して容易に識別可能となっている。従って、図２に示す例では、弾性画像のＲＯＩ３４内に、色付けされた領域と、色付けされていない領域と、が存在することになる。
　このような画像を見て、診断や画像の保存に適した適正な画像であるか否かをユーザが判断する際に、ＲＯＩ３４全体に対して一部分しか色付けされていないために、適正な画像でないと判断することもあると想定される。
　しかし、超音波プローブが体腔内へ挿入して用いる体腔内プローブ２である場合には、弾性画像を生成するために、拍動や脈動による生体の変位を利用することになる。例えば、図３に示す位置に脈動源や拍動源などの変位源３６が存在する場合に、ＲＯＩ３４内において適度な圧力を受けて歪み量が所定値以上となるのは、図２に示す領域３５のみであり、それ以外の領域に所定値以上の歪み量が生じることはない。このように、体腔内プローブ２の曲率半径Ｒが小さい場合や、ＲＯＩ３４の中心角が広い場合には、ＲＯＩ３４全体が色付け表示されることは期待できない。
　従って、この場合には、図２に示す画像は適正な画像であると判断されるべきである。そこで本実施形態においては、以下に説明するように、弾性画像表示用のＲＯＩ３４のサイズに応じて適正な画像であることを判定するための領域を設定し、設定した領域内の領域特性を算出し、算出した特性に応じて適正な画像であるか否かを判定するようにしている。
　このような超音波観測システムにおいて弾性画像を生成する作用について、図１３を参照して説明する。図１３は超音波観測システムにおける弾性画像抽出処理を示すフローチャートである。
　超音波観測システムが図示しないメイン処理を実行している最中に弾性画像観察モードに設定されると、この弾性画像抽出処理が開始される。
　するとまず、送信部１１から体腔内プローブ２へ超音波信号を送信する。これにより体腔内プローブ２から被検体へ向けて超音波が送信される。体腔内プローブ２は、被検体により反射された超音波を受信して、超音波信号（エコー信号）を生成し、超音波観測装置へ送信する。
　超音波観測装置では、送受信切替部１４を介して超音波信号（エコー信号）を受信部１５で受信し、整相加算部１６および変位計測部２１で処理を行った後に、歪み計算部２３でＲＯＩ３４の歪み量を座標位置毎に計算し、計算された歪み量に基づき弾性画像生成部２２が弾性画像を生成する。このような弾性画像の取得が例えばフレーム単位で行われ、これにより、１枚以上の弾性画像が取得される（ステップＳ１）。
　こうして取得された１枚以上の弾性画像は、メモリ部２４に保存される（ステップＳ２）。
　その後、メモリ部２４に保存されている弾性画像の中から、第１の弾性画像が選択される（ステップＳ３）。
　すると、選択された弾性画像のＲＯＩ３４のサイズ（このＲＯＩ３４のサイズは、例えばユーザにより設定可能であり、ユーザ設定がない場合には所定サイズに設定される）が所定の閾値以下であるか否かを判定領域設定部２５が判定する（ステップＳ４）。ここでは、ＲＯＩ３４のサイズとして例えばＲＯＩ３４の中心角を判定するものとし、このＲＯＩ３４の中心角が所定の閾値以下であるか否かを判定領域設定部２５が判定する。なお、判定に用いる閾値は、変位源３６の大きさ等に応じて適切に定めると良い。
　ここで、図４は、ＲＯＩ３４の中心角が所定の閾値よりも大きい場合に設定される適正画像判定領域３７の例を示す図、図５は、ＲＯＩ３４の中心角が所定の閾値以下である場合に設定される適正画像判定領域３７の例を示す図である。
　上述したように、ＲＯＩ３４の中心角が大きいと変位源３６からの圧力がＲＯＩ３４全体に適切に及ぶのは難しいが、中心角が小さければＲＯＩ３４全体に適切な圧力が加わるようになると考えられる。
　そこで、ステップＳ４において、弾性画像表示用のＲＯＩ３４の中心角が所定の閾値以下であると判定された第１の場合には、単一領域処理を行う（ステップＳ５）。この単一領域処理は、後で図１４を参照して説明するように、ＲＯＩ３４全体を適正画像判定領域３７に設定する処理である。
　一方、ステップＳ４において、ＲＯＩ３４の中心角が所定の閾値よりも大きいと判定された第２の場合には、後でステップＳ７、ステップＳ９、またはステップＳ１０において説明するように、ＲＯＩ３４内の一部である部分領域を適正画像判定領域３７に設定する。
　具体例を挙げれば、閾値を６０°とする場合に、図４に示すようにＲＯＩ３４の中心角が約１８０°（つまり６０°よりも大きい）である場合には、ＲＯＩ３４内の一部の領域のみを適正画像判定領域３７とし、図５に示すようにＲＯＩ３４の中心角が約３０°（つまり６０°以下）である場合には、ＲＯＩ３４全体を適正画像判定領域３７とする。
　ステップＳ４において、ＲＯＩ３４の中心角が所定の閾値よりも大きいと判定された場合には、さらに、部分領域を順次スキャンする設定がなされているか否かを判定する（ステップＳ６）。
　ここで、順次スキャンが設定されていると判定された場合には、順次スキャン処理を行う（ステップＳ７）。この順次スキャン処理は、後で図１５を参照して説明するように、判定領域設定部２５が、全ての移動位置における部分領域によってＲＯＩ３４全体が覆われるように部分領域を基準位置からオフセット量ずつ順次移動させ、各移動位置における部分領域のそれぞれを適正画像判定領域３７に設定する処理である。
　また、ステップＳ６において、順次スキャンが設定されていないと判定された場合には、部分領域の固定値分割が設定されているか否かを判定する（ステップＳ８）。
　ここで、固定値分割が設定されていると判定された場合には、固定値分割処理を行う（ステップＳ９）。この固定値分割処理は、後で図１６を参照して説明するように、判定領域設定部２５が、ＲＯＩ３４全体を複数の部分領域に分割して、部分領域のそれぞれを適正画像判定領域３７に設定する処理であって、ＲＯＩ３４全体の部分領域への分割数を固定値に基づき設定する処理である。
　一方、ステップＳ８において、固定値分割が設定されていないと判定された場合には、変動値分割処理を行う（ステップＳ１０）。この変動値分割処理は、後で図１７を参照して説明するように、判定領域設定部２５が、ＲＯＩ３４全体を複数の部分領域に分割して、部分領域のそれぞれを適正画像判定領域３７に設定する処理であって、ＲＯＩ３４全体の部分領域への分割数を、下限値以上、上限値以下の間で変化させることを、適正画像判定部２７により適正な領域であると判定される適正画像判定領域３７が発見されるまで行う処理である。
　こうして、ステップＳ５、ステップＳ７、ステップＳ９、またはステップＳ１０の何れかの処理を行った場合には、メモリ部２４に未処理の他の弾性画像があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
　そして、他の弾性画像があると判定された場合には、未処理の弾性画像の中から次の弾性画像を選択して（ステップＳ１２）からステップＳ４へ行って、上述したような処理を繰り返して行う。
　また、ステップＳ１１において、未処理の弾性画像がないと判定された場合には、ステップＳ５、ステップＳ７、ステップＳ９、またはステップＳ１０の処理結果に基づいて、メモリ部２４に記憶されている弾性画像の中に適正画像が存在するか否かを判定する（ステップＳ１３）。
　そして、このステップＳ１３において、適正画像が存在すると判定された場合には適正画像を全て抽出して例えば画像表示部３１に表示してから（ステップＳ１４）、また、適正画像が存在しないと判定された場合にはそのまま、この弾性画像抽出処理から図示しないメイン処理へリターンする。
　次に、図１４は単一領域処理を示すフローチャートである。
　図１３のステップＳ５においてこの処理に入ると、図５を参照して上述したように、弾性画像表示用のＲＯＩ３４全体を適正画像判定領域３７に設定する（ステップＳ２１）。
　続いて、適正画像判定領域３７の領域特性を算出し（ステップＳ２２）、算出した領域特性に基づき、設定された適正画像判定領域３７が適正領域であるか否かを判定して（ステップＳ２３）、この処理から図１３に示す処理にリターンする。
　図１５は、順次スキャン処理を示すフローチャートである。
　図１３のステップＳ７においてこの処理に入ると、まず、所定角度（例えば、ステップＳ４において閾値となった角度と同一の６０°）の適正画像判定領域３７を、弾性画像表示用のＲＯＩ３４内の基準位置に設定する（ステップＳ３１）。
　続いて、適正画像判定領域３７の領域特性を算出し（ステップＳ３２）、算出した領域特性に基づき、設定された適正画像判定領域３７が適正領域であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。
　そして、ＲＯＩ３４内に、適正領域であるか否かをまだ判定していない領域があるか否かを判定して（ステップＳ３４）、未判定領域があると判定された場合には、ＲＯＩ３４内において適正画像判定領域３７を所定のオフセット量（例えば、オフセット角度３０°）だけ移動して新たな適正画像判定領域３７を設定し（ステップＳ３５）、ステップＳ３２へ戻って上述した処理を行う。
　これにより、図６～図８に示すように、適正画像判定領域３７がＲＯＩ３４内を順に例えば３０°ずつ移動する順次スキャンが行われる。ここに、図６はＲＯＩ３４において適正画像判定領域３７を順次スキャンする際の第１の位置の例を示す図、図７はＲＯＩ３４において適正画像判定領域３７を順次スキャンする際の第２の位置の例を示す図、図８はＲＯＩ３４において適正画像判定領域３７を順次スキャンする際の第３の位置の例を示す図である。
　こうしてＲＯＩ３４の一端から他端までのスキャンが実施されて、ステップＳ３４において未判定領域がないと判定された場合には、この処理から図１３に示す処理にリターンする。
　図１６は、固定値分割処理を示すフローチャートである。
　図１３のステップＳ９においてこの処理に入ると、まず、弾性画像表示用のＲＯＩ３４を、固定値に基づき部分領域に分割する（ステップＳ４１）。ここに固定値は、例えば、部分領域のサイズ（部分領域の角度）、あるいは分割数である。
　例えば、ＲＯＩ３４の中心角θが６０°よりも大きい（θ≦６０°の場合にはステップＳ５の単一領域処理となるため）ことを想定した上で、固定値を部分領域の角度６０°に設定する。この場合に、ＲＯＩ３４の中心角θが例えば１８０°であると、図９に示すようにＲＯＩ３４全体が３つの部分領域に分割され、それぞれの部分領域が第１～第３の適正画像判定領域３７ａ～３７ｃに順に設定される。図９は、ＲＯＩ３４において適正画像判定領域を固定値分割する例を示す図である。このような部分領域の角度を固定値とするケースでは、分割数はＲＯＩ３４の中心角θに応じて異なる（例えば、中心角θが１２０°の場合には分割数は２などとなる）。
　また、固定値を分割数３とした場合に、ＲＯＩ３４は、上述と同様に、図９に示すような３つの部分領域に分割（好ましい分割例としては等分割）される。このとき、分割数はＲＯＩ３４の中心角θの大きさに応じた固定値として与えるようにすると良い。例えば、中心角θが、６０°＜θ≦１２０°のときに固定値を２、１２０°＜θ≦１８０°のときに固定値を３、とする等である。
　続いて、分割された部分領域の内の第１の部分領域を適正画像判定領域３７（例えば第１の適正画像判定領域３７ａ）に設定して、（ステップＳ４２）、適正画像判定領域３７の領域特性を算出し（ステップＳ４３）、算出した領域特性に基づき、設定された適正画像判定領域３７が適正領域であるか否かを判定する（ステップＳ４４）。
　そして、ＲＯＩ３４内に、未処理の部分領域（適正領域であるか否かをまだ判定していない部分領域）があるか否かを判定して（ステップＳ４５）、未処理の部分領域があると判定された場合には、次の部分領域を新たな適正画像判定領域３７に設定し（ステップＳ４６）、ステップＳ４３へ戻って上述した処理を行う。
　こうして、ステップＳ４５において未処理の部分領域がないと判定された場合には、この処理から図１３に示す処理にリターンする。
　図１７は、変動値分割処理を示すフローチャートである。
　図１３のステップＳ１０においてこの処理に入ると、まず、分割数を示す変数ｎに、分割数の下限値ｎｉを初期値として設定する（ステップＳ５１）。ここに、下限値ｎｉは、例えば２である（分割数を１とする場合は、ステップＳ５の単一領域処理となるために、ここでは下限値の好適例を２としている）。
　次に、弾性画像表示用のＲＯＩ３４をｎ個の部分領域に分割（好ましい分割例としては等分割）して（ステップＳ５２）、分割された部分領域の内の第１の部分領域を適正画像判定領域３７に設定する（ステップＳ５３）。
　続いて、適正画像判定領域３７の領域特性を算出し（ステップＳ５４）、算出した領域特性に基づき、設定された適正画像判定領域３７が適正領域であるか否かを判定する（ステップＳ５５）。
　そして、処理対象の弾性画像が適正な画像であるか否かを、ステップＳ５５において適正画像判定領域３７が適正領域と判定されたか否かによって判定する（ステップＳ５６）。
　ここで、処理対象の弾性画像が適正な画像でないと判定された場合には、ＲＯＩ３４内に、未処理の部分領域（適正領域であるか否かをまだ判定していない部分領域）があるか否かを判定して（ステップＳ５７）、未処理の部分領域があると判定された場合には、次の部分領域を新たな適正画像判定領域３７に設定し（ステップＳ５８）、ステップＳ５４へ戻って上述した処理を行う。
　一方、ステップＳ５７において未処理の部分領域がないと判定された場合には、分割数を示す変数ｎを１つ増加させてから（ステップＳ５９）、ｎが分割数の上限値ｎｆよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０）。
　ここでｎが分割数の上限値ｎｆ以下であると判定された場合には、ステップＳ５２へ戻って、新たに設定された分割数ｎに基づく処理を上述したように行う。
　これにより、図１０～図１２に示すように、適正画像判定領域３７の数が、図１０に示す２つ（３７ａ，３７ｂ）、図１１に示す３つ（３７ａ～３７ｃ）、図１２に示す４つ（３７ａ～３７ｄ）、のように順次増加する変動値分割が行われる。ここに、図１０はＲＯＩ３４において適正画像判定領域３７を変動値分割する際の第１の分割例を示す図、図１１はＲＯＩ３４において適正画像判定領域３７を変動値分割する際の第２の分割例を示す図、図１２はＲＯＩ３４において適正画像判定領域３７を変動値分割する際の第３の分割例を示す図である。
　また、ステップＳ６０においてｎが上限値ｎｆよりも大きいと判定された場合、またはステップＳ５６において処理対象の弾性画像が適正な画像であると判定された場合には、この処理から図１３に示す処理にリターンする。
　なお、ここでは分割数ｎを下限値ｎｉから上限値ｎｆまで変化させたが、上限値ｎｆから下限値ｎｉまで変化させても良いし、これらの例に限らず、下限値ｎｉ以上、上限値ｎｆ以下の間で適宜の順序で変化させても構わない。
　なお、（１）図１３のステップＳ４においてＲＯＩ３４のサイズと比較する閾値、（２）図１５のステップＳ３１における適正画像判定領域３７の角度およびステップＳ３５におけるオフセット量、（３）図１６のステップＳ４１における固定値、（４）図１７のステップＳ５１における下限値ｎｉおよびステップＳ６０における上限値ｎｆは、設計値に基づいて自動的に設定するようにしても良いし、ユーザが手動で設定するようにしても構わない。このとき、（２）、（３）、および（４）については、さらに、ＲＯＩ３４の中心角の大きさに応じた所定値を与えるテーブルを判定領域設定部２５あるいは適正画像判定部２７等が予め記憶しておき、ユーザ等により設定されたＲＯＩ３４の中心角の大きさに基づいて、テーブルを参照して各値を決定するようにしても良い。
　また、上述では、ステップＳ５の単一領域処理、ステップＳ７の順次スキャン、ステップＳ９の固定値分割、ステップＳ１０の変動値分割の何れの処理を行うかを自動的に設定したが、ユーザが手動で選択することができるようにしても勿論構わない。
　さらに、上述した各処理において、適正画像判定領域３７が適正領域であると判定した場合には、適正画像判定部２７が、さらに、適正領域であると判定した領域を弾性画像に重畳して画像表示部３１に表示させユーザに明示するようにしても良い。この場合には、適正画像判定部２７が、適正であると判定した適正画像判定領域３７を弾性画像に重畳して表示するための信号を生成して、画像表示部３１へ送信する。
　そして、上述では体腔内プローブ２を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、体外式の超音波プローブであっても構わない。そして、体外式の超音波プローブ、具体的にリニア型の超音波プローブである場合には、図１３のステップＳ４においてＲＯＩ３４のサイズと比較する閾値を、例えば、直線スキャン方向の長さとすれば良い。
　このような実施形態１によれば、適正画像判定領域３７をＲＯＩ３４のサイズに応じて設定し、適正画像判定領域３７の領域特性に基づいて弾性画像が適正な画像であるか否かを判定するようにしたために、ＲＯＩ３４のサイズに依ることなく、適正な画像を自動で抽出することが可能となる。
　また、ＲＯＩ３４のサイズが、閾値以下の場合にはＲＯＩ３４全体を適正画像判定領域３７に設定し、閾値よりも大きい場合には部分領域を適正画像判定領域３７に設定するようにしたために、変位源３６の大きさに応じて適切な判定を行うことが可能となる。
　さらに、順次スキャンを行う場合には、ＲＯＩ３４に対する変位源３６の位置に依存することなく、適切な判定が可能となる。
　そして、固定値分割を行う場合には、適正画像判定領域３７を移動する処理を要することなく、変位源３６の位置に依存しない適切な判定が可能となる。
　一方、変動値分割を行う場合には、変位源３６からの圧力を受ける領域の大きさが変化するのに対応することが可能となる。
　また、適正画像判定領域３７の、変位の平均値と、分散と、偏差と、弾性情報の平均値と、分散と、偏差と、の内の少なくとも１つを領域特性として算出する場合には、変位または弾性情報に応じた適切な判定が可能となる。
　さらに、適正画像判定領域３７の、色付き画素数と、色付き画素の合計面積と、適正画像判定領域３７全体の画素数に対する色付き画素数の割合と、適正画像判定領域３７全体の面積に対する色付き画素の合計面積の割合と、の内の少なくとも１つを領域特性として算出する場合には、色付き画素を利用した適切な判定が可能となる。
　そして、適正画像判定領域３７の、圧力の平均値と、圧力の変化率と、圧力の分散と、圧力の偏差と、の内の少なくとも１つを領域特性として算出する場合には、圧力に応じた適切な判定が可能となる。
　加えて、適正であると判定した適正画像判定領域３７を弾性画像に重畳して表示するようにしたために、弾性画像が適正画像であると判定される元となった適正画像判定領域３７を、ユーザが容易に確認することが可能となる。
　なお、上述では主として超音波観測装置を備える超音波観測システムについて説明したが、超音波観測装置または超音波観測システムを上述したように作動させる作動方法であっても良いし、コンピュータに超音波観測装置または超音波観測システムを上述したように作動させるための処理プログラム、該処理プログラムを記録するコンピュータにより読み取り可能な一時的でない記録媒体、等であっても構わない。
　また、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
　本出願は、２０１４年８月２５日に日本国に出願された特願２０１４－１７０７５２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (13)

  1. 　被検体へ送信して反射された超音波から生成された超音波信号に基づき超音波画像を生成する超音波観測装置であって、
    　前記被検体へ送信する前記超音波を生成するための駆動信号を送信する送信部と、
    　前記被検体により反射された前記超音波から生成された前記超音波信号を受信する受信部と、
    　前記受信部で受信した前記超音波信号に基づき前記被検体の変位を計測する変位計測部と、
    　前記変位計測部で計測した変位に基づいて弾性画像を生成する弾性画像生成部と、
    　前記弾性画像生成部で生成された１つ以上の前記弾性画像を記憶する記憶部と、
    　前記記憶部に記憶された１つ以上の前記弾性画像の中から適正な画像を判定するための適正画像判定領域を、関心領域であるＲＯＩのサイズに応じて設定する判定領域設定部と、
    　前記適正画像判定領域の領域特性を算出する特性算出部と、
    　前記領域特性に基づいて前記適正画像判定領域が設定された前記弾性画像が適正な画像であるか否かを判定する適正画像判定部と、
    　を有することを特徴とする超音波観測装置。
  2. 　前記判定領域設定部は、前記ＲＯＩのサイズが閾値以下である第１の場合には前記ＲＯＩ全体を前記適正画像判定領域に設定し、前記ＲＯＩのサイズが前記閾値よりも大きい第２の場合には前記ＲＯＩの一部である部分領域を前記適正画像判定領域に設定することを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
  3. 　前記判定領域設定部は、前記第２の場合には、全ての移動位置における前記部分領域によって前記ＲＯＩ全体が覆われるように前記部分領域を基準位置からオフセット量ずつ順次移動させ、各移動位置における前記部分領域のそれぞれを前記適正画像判定領域に設定することを特徴とする請求項２に記載の超音波観測装置。
  4. 　前記判定領域設定部は、前記第２の場合には、前記ＲＯＩ全体を複数の前記部分領域に分割して、前記部分領域のそれぞれを前記適正画像判定領域に設定することを特徴とする請求項２に記載の超音波観測装置。
  5. 　前記ＲＯＩ全体の前記部分領域への分割数は、固定値に基づき設定されることを特徴とする請求項４に記載の超音波観測装置。
  6. 　前記判定領域設定部は、前記ＲＯＩ全体の前記部分領域への分割数を、下限値以上、上限値以下の間で変化させることを、前記適正画像判定部により適正な領域であると判定される適正画像判定領域が発見されるまで行うことを特徴とする請求項４に記載の超音波観測装置。
  7. 　前記適正画像判定部は、前記領域特性に基づいて前記適正画像判定領域が適正であるか否かを判定し、１つ以上の前記適正画像判定領域が適正であると判定した場合に、前記適正画像判定領域を設定した前記弾性画像が適正な画像であると判定することを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
  8. 　前記特性算出部は、前記変位計測部により計測された前記適正画像判定領域の変位の平均値と、前記変位の分散と、前記変位の偏差と、前記弾性画像生成部により算出された前記適正画像判定領域の弾性情報の平均値と、前記弾性情報の分散と、前記弾性情報の偏差と、の内の少なくとも１つを、前記領域特性として算出することを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
  9. 　前記弾性画像生成部は、さらに、前記変位計測部で計測した変位に基づいて前記ＲＯＩの歪み量を計算し、前記歪み量が所定値以上となる前記弾性画像の画素に色付けを行い、
    　前記特性算出部は、前記適正画像判定領域の、色付き画素数と、前記色付き画素の合計面積と、前記適正画像判定領域全体の画素数に対する前記色付き画素数の割合と、前記適正画像判定領域全体の面積に対する前記色付き画素の合計面積の割合と、の内の少なくとも１つを、前記領域特性として算出することを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
  10. 　前記適正画像判定部は、さらに、適正であると判定した前記適正画像判定領域を前記弾性画像に重畳して表示するための信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
  11. 　請求項１に記載の超音波観測装置と、
    　前記送信部からの前記駆動信号を受けて前記超音波を前記被検体へ送信し、前記被検体により反射された前記超音波を受けて前記超音波信号を生成し前記受信部へ送信する超音波プローブと、
    　を有することを特徴とする超音波観測システム。
  12. 　前記超音波プローブは、前記超音波を送受する超音波送受信面の圧力を検出するための圧力検出部をさらに備え、
    　前記特性算出部は、前記圧力検出部の検出結果に基づき得られた、前記適正画像判定領域の、圧力の平均値と、前記圧力の変化率と、前記圧力の分散と、前記圧力の偏差と、の内の少なくとも１つを、前記領域特性として算出することを特徴とする請求項１１に記載の超音波観測システム。
  13. 　被検体へ送信して反射された超音波から生成された超音波信号に基づき超音波画像を生成する超音波観測装置の作動方法であって、
    　送信部が、前記被検体へ送信する前記超音波を生成するための駆動信号を送信するステップと、
    　受信部が、前記被検体により反射された前記超音波から生成された前記超音波信号を受信するステップと、
    　変位計測部が、前記受信部で受信した前記超音波信号に基づき前記被検体の変位を計測するステップと、
    　弾性画像生成部が、前記変位計測部で計測した変位に基づいて弾性画像を生成するステップと、
    　記憶部が、前記弾性画像生成部で生成された１つ以上の前記弾性画像を記憶するステップと、
    　判定領域設定部が、前記記憶部に記憶された１つ以上の前記弾性画像の中から適正な画像を判定するための適正画像判定領域を、関心領域であるＲＯＩのサイズに応じて設定するステップと、
    　特性算出部が、前記適正画像判定領域の領域特性を算出するステップと、
    　適正画像判定部が、前記領域特性に基づいて前記適正画像判定領域が設定された前記弾性画像が適正な画像であるか否かを判定するステップと、
    　を有することを特徴とする超音波観測装置の作動方法。
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