JP7230255B2 - 解析装置及び解析プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、解析装置及び解析プログラムに関する。

近年、各種の医用画像診断装置において、被検体内の組織の断層像を画像化するだけでなく、組織の性状を表すパラメータ（「組織性状パラメータ」とも表記）を画像化することが行われている。例えば、超音波診断装置では、組織の硬さの分布を画像化するエラストグラフィと呼ばれる技術が利用されている。

また、組織性状パラメータの画像化においては、画像に含まれる所望の領域のパラメータ値を計測することで、定量性のある情報を提供することが行われている。例えば、超音波診断装置によるエラストグラフィを用いて肝臓の線維化を画像化し、線維化した領域の硬さの程度に応じて数段階の線維化ステージに分類することが行われている。

特開２０１５－０９２９３８号公報 特開２００１－０５４５２０号公報

本発明が解決しようとする課題は、組織性状の解析を精度良く行うことができる解析装置及び解析プログラムを提供することである。

実施形態の解析装置は、解析部と、指標値算出部と、決定部と、統計値算出部とを備える。解析部は、被検体に対して行なわれたスキャンの結果を解析することにより、関心領域内の複数位置それぞれについて、せん断波に基づく組織性状パラメータを算出する。指標値算出部は、前記関心領域に含まれる複数の小領域それぞれについて、前記組織性状パラメータの分布情報を取得し、前記分布情報をトレーニングされた機械学習の入力とすることにより、小領域毎の前記組織性状パラメータの安定度を示す指標値を算出する。決定部は、前記複数の小領域それぞれの前記指標値と、閾値とを比較することにより、前記関心領域内に計測領域を決定する。統計値算出部は、前記計測領域の決定に用いた前記組織性状パラメータと同一の前記組織性状パラメータに基づいて、前記計測領域における統計値を算出する。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係る指標値算出機能の処理を説明するための図である。 図３は、第１の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置による効果を説明するための図である。 図８Ａは、第２の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。 図８Ｂは、第２の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。 図９は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、その他の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、その他の実施形態に係る指標値算出機能の処理を説明するための図である。 図１２は、その他の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１３は、その他の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。 図１４は、その他の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するための図である。 図１５は、その他の実施形態に係る情報処理装置の構成例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る解析装置及び解析プログラムを説明する。なお、以下の実施形態では、解析装置の一例として超音波診断装置について説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、解析装置としては、超音波診断装置以外にも、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ－ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ－ＣＴ装置、又はこれらの装置群等の医用画像診断装置が適用可能である。また、解析装置としては、医用画像診断装置に限らず、任意の医用情報処理装置が適用可能である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３とを有する。超音波プローブ１０１、入力装置１０２、及びディスプレイ１０３は、装置本体１００に接続される。なお、被検体Ｐは、超音波診断装置１の構成に含まれない。

超音波プローブ１０１は、複数の振動子（例えば、圧電振動子）を有し、これら複数の振動子は、後述する装置本体１００が有する送受信回路１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０１が有する複数の振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１０１は、振動子に設けられる整合層と、振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。

超音波プローブ１０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号（エコー信号）として超音波プローブ１０１が有する複数の振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

なお、第１の実施形態は、図１に示す超音波プローブ１０１が、複数の圧電振動子が一列で配置された１次元超音波プローブである場合や、一列に配置された複数の圧電振動子が機械的に揺動される１次元超音波プローブである場合、複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブである場合のいずれであっても適用可能である。

入力装置１０２は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１００に対して受け付けた各種設定要求を転送する。

ディスプレイ１０３は、超音波診断装置１の操作者が入力装置１０２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された超音波画像データ等を表示したりする。

装置本体１００は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置であり、図１に示すように、送受信回路１１０と、信号処理回路１２０と、画像処理回路１３０と、画像メモリ１４０と、記憶回路１５０と、処理回路１６０とを有する。送受信回路１１０、信号処理回路１２０、画像処理回路１３０、画像メモリ１４０、記憶回路１５０、及び処理回路１６０は、相互に通信可能に接続される。

送受信回路１１０は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ１０１に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ１０１から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

なお、送受信回路１１０は、後述する処理回路１６０の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

また、送受信回路１１０は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延部、加算器等を有し、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延部は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部によって処理された反射波信号の加算処理を行って反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。

送受信回路１１０は、被検体Ｐの２次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から２次元方向に超音波ビームを送信させる。そして、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、送受信回路１１０は、被検体Ｐの３次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から３次元方向に超音波ビームを送信させる。そして、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号から３次元の反射波データを生成する。

信号処理回路１２０は、例えば、送受信回路１１０から受信した反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理等を行って、サンプル点ごとの信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。信号処理回路１２０により生成されたＢモードデータは、画像処理回路１３０に出力される。

また、信号処理回路１２０は、例えば、送受信回路１１０から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。具体的には、信号処理回路１２０は、反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。信号処理回路１２０により得られた運動情報（血流情報）は、画像処理回路１３０に送られ、平均速度画像、分散画像、パワー画像、若しくはこれらの組み合わせ画像としてディスプレイ１０３にカラー表示される。

また、信号処理回路１２０は、図１に示すように、解析機能１２１を実行する。ここで、例えば、図１に示す信号処理回路１２０の構成要素である解析機能１２１が実行する処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で超音波診断装置１の記憶装置（例えば、記憶回路１５０）に記録されている。信号処理回路１２０は、各プログラムを記憶装置から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の信号処理回路１２０は、図１の信号処理回路１２０内に示された機能を有することとなる。なお、解析機能１２１が実行する処理機能については、後述する。

画像処理回路１３０は、信号処理回路１２０により生成されたデータから超音波画像データを生成する。画像処理回路１３０は、信号処理回路１２０が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度で表したＢモード画像データを生成する。また、画像処理回路１３０は、信号処理回路１２０が生成したドプラデータから移動体情報を表すドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。

ここで、画像処理回路１３０は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像処理回路１３０は、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像処理回路１３０は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行う。また、画像処理回路１３０は、超音波画像データに、付帯情報（種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等）を合成する。

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像処理回路１３０が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、画像処理回路１３０は、信号処理回路１２０が３次元のデータ（３次元Ｂモードデータ及び３次元ドプラデータ）を生成した場合、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、ボリュームデータを生成する。そして、画像処理回路１３０は、ボリュームデータに対して、各種レンダリング処理を行って、表示用の２次元画像データを生成する。

画像メモリ１４０は、画像処理回路１３０が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１４０は、信号処理回路１２０が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１４０が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像処理回路１３０を経由して表示用の超音波画像データとなる。

記憶回路１５０は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行うための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、記憶回路１５０は、必要に応じて、画像メモリ１４０が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、記憶回路１５０が記憶するデータは、図示しないインタフェースを介して、外部装置へ転送することができる。

処理回路１６０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１６０は、入力装置１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路１５０から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路１１０、信号処理回路１２０、及び画像処理回路１３０の処理を制御する。また、処理回路１６０は、画像メモリ１４０が記憶する表示用の超音波画像データをディスプレイ１０３にて表示するように制御する。

また、処理回路１６０は、図１に示すように、指標値算出機能１６１と、決定機能１６２と、統計値算出機能１６３と、表示制御機能１６４とを実行する。ここで、例えば、図１に示す処理回路１６０の構成要素である指標値算出機能１６１と、決定機能１６２と、統計値算出機能１６３と、表示制御機能１６４とが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で超音波診断装置１の記憶装置（例えば、記憶回路１５０）に記録されている。処理回路１６０は、各プログラムを記憶装置から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１６０は、図１の処理回路１６０内に示された各機能を有することとなる。なお、指標値算出機能１６１、決定機能１６２、統計値算出機能１６３、及び表示制御機能１６４が実行する各処理機能については、後述する。

上記説明において用いた「プロセッサ（回路）」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１５０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１５０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

ここで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、生体組織の硬さを測定し、測定した硬さの分布を映像化するエラストグラフィ（Elastography）を実行可能な装置である。具体的には、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、音響放射力を与えて生体組織に変位を発生させることで、エラストグラフィを実行可能な装置である。

すなわち、第１の実施形態に係る送受信回路１１０は、音響放射力に基づいて生体組織に変位を発生させるプッシュパルスを超音波プローブ１０１から送信させる。そして、第１の実施形態に係る送受信回路１１０は、プッシュパルスに基づいて発生する生体組織の変位を観測する観測用パルスを超音波プローブ１０１から送信させる。観測用パルスは、プッシュパルスにより発生したせん断波（Shear Wave）と呼ばれる横波の伝播速度を、走査領域内の各サンプル点で観測するために送信される。通常、観測用パルスは、走査領域内の各走査線に対して、複数回（例えば、１００回）、送信される。送受信回路１１０は、走査領域内の各走査線で送信された観測用パルスの反射波信号から、反射波データを生成する。なお、上記の観測用パルスにより走査される走査領域は、エラストグラフィにより生体組織の硬さが表示される領域（以下、「表示ＲＯＩ（Region Of Interest）」とも表記）に対応する。

そして、信号処理回路１２０において、解析機能１２１は、表示ＲＯＩ内の各走査線で複数回送信された観測用パルスの反射波データを解析して表示ＲＯＩの硬さの分布を示す硬さ分布データを算出する。具体的には、解析機能１２１は、プッシュパルスによって発生したせん断波の伝播速度を各サンプル点で測定することで、表示ＲＯＩの硬さ分布データを生成する。すなわち、解析機能１２１は、被検体Ｐに対して行なわれたスキャンの結果を解析することにより、組織性状パラメータとしての伝播速度を算出する。なお、解析機能１２１は、解析部の一例である。言い換えると、解析機能１２１は、被検体に対して行なわれたスキャンの結果を解析することにより、関心領域内の複数位置それぞれについて、組織性状パラメータを算出する。

例えば、解析機能１２１は、観測用パルスの反射波データを周波数解析する。これにより、解析機能１２１は、各走査線の複数のサンプル点それぞれで、運動情報（組織ドプラデータ）を複数時相に渡って生成する。そして、解析機能１２１は、各走査線の複数のサンプル点それぞれで得られた複数時相の組織ドプラデータの速度成分を時間積分する。これにより、解析機能１２１は、各走査線の複数のサンプル点それぞれの変位を複数時相に渡って算出する。続いて、解析機能１２１は、各サンプル点で変位が最大となる時間を求める。そして、解析機能１２１は、各サンプル点で最大変位が得られた時間を、各サンプル点にせん断波が到達した到達時間として決定する。続いて、解析機能１２１は、各サンプル点におけるせん断波の到達時間の空間的微分を行うことで、各サンプル点でのせん断波の伝播速度を算出する。なお、せん断波の到達時間としては、各サンプル点で変位が最大となる時間ではなく、例えば、各サンプル点における変位の変化量が最大となる時間を用いても良い。

そして、解析機能１２１は、表示ＲＯＩ内の各サンプル点におけるせん断波の伝播速度の情報を、硬さ分布データとして生成する。硬い組織ではせん断波の伝播速度が大きく、柔らかい組織では伝播速度が小さくなる。すなわち、せん断波の伝播速度の値は、組織の硬さ（弾性率）を示す値となる。上記の場合、観測用パルスは、組織ドプラ用の送信パルスである。なお、上記のせん断波の伝播速度は、各サンプル点で変位が最大となる時間（到達時間）に基づくのではなく、例えば、解析機能１２１が、隣接する走査線における組織の変位の相互相関により検出することで算出する場合であっても良い。

なお、解析機能１２１は、せん断波の伝播速度から、弾性率（ヤング率、せん断弾性率）を算出し、算出した弾性率により硬さ分布データを生成しても良い。せん断波の伝播速度、ヤング率及びせん断弾性率は、いずれも生体組織の硬さを表す物理量（指標値）として用いることができる。

そして、画像処理回路１３０は、硬さ分布データの各サンプル点におけるせん断波の伝播速度に応じた画像値を、表示ＲＯＩ内の各位置に割り当てることで、硬さ画像データを生成する。画像処理回路１３０によって生成された硬さ画像データは、例えば、硬さ画像としてＢモード画像上に重畳されてディスプレイ１０３に表示される。なお、硬さ画像は、せん断波の伝播速度に基づく画像であり、組織性状パラメータに基づく画像の一例である。

以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成の一例を説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、組織性状の解析を精度良く行うために、以下の各処理を実行する。すなわち、第１の実施形態に係る処理回路１６０は、指標値算出機能１６１と、決定機能１６２と、統計値算出機能１６３と、表示制御機能１６４とを実行する。

なお、以下の実施形態では、組織性状を表すパラメータ（「組織性状パラメータ」とも表記）として、生体組織の硬さを表す「せん断波の伝播速度」が適用される場合を説明する。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、任意の組織性状パラメータが適用可能である。なお、他の組織性状パラメータについては、後述する。

指標値算出機能１６１は、組織性状パラメータのばらつきに関する指標値を算出する。例えば、指標値算出機能１６１は、スキャンが行われた領域に含まれる複数の小領域それぞれについて、指標値を算出する。なお、指標値算出機能１６１は、指標値算出部の一例である。言い換えると、指標値算出機能１６１は、関心領域に含まれる複数の小領域それぞれについて、組織性状パラメータのばらつきに関する指標値を算出する。

図２は、第１の実施形態に係る指標値算出機能１６１の処理を説明するための図である。図２の左図には、エラストグラフィにより画像化された表示ＲＯＩを例示する。また、図２の右図には、図２の左図の表示ＲＯＩに対応するＲａｗ Ｄａｔａ（スキャンコンバージョン前）におけるサンプル位置を例示する。なお、図２の右図において、横方向（方位方向）は、表示ＲＯＩのビーム数に対応し、縦方向（深さ方向）は、各ビームにおいて受信されるサンプル数に対応する。

図２に示すように、指標値算出機能１６１は、表示ＲＯＩに対応する硬さ画像を複数の小領域に分割する。具体的には、指標値算出機能１６１は、表示ＲＯＩの方位方向を所定のビーム数間隔で、表示ＲＯＩの深さ方向を所定のサンプル数間隔でそれぞれ分割する（図２の右図）。指標値算出機能１６１により分割された各領域（以下、「分割領域」と表記）には、複数のサンプル点が含まれる。なお、分割領域は、小領域の一例である。

そして、指標値算出機能１６１は、せん断波の伝播速度の分散値を分割領域ごとに算出する。例えば、指標値算出機能１６１は、それぞれの分割領域に含まれる複数のサンプル点それぞれにおけるせん断波の伝播速度を用いて、せん断波の伝播速度の分散値を分割領域ごとに算出する。

このように、指標値算出機能１６１は、組織性状パラメータのばらつきに関する指標値として、せん断波の伝播速度の分散値を分割領域ごとに算出する。なお、上述した指標値算出機能１６１の説明は、あくまで一例に過ぎず、上記の説明に限定されるものではない。例えば、指標値算出機能１６１は、分散値に限らず、標準偏差や残差平方和を指標値として算出してもよい。

また、上記の説明では、硬さ画像を分割した分割領域を小領域として用いる場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、指標値が算出される小領域は、例えば、硬さ画像上に離散的に配置される任意形状の領域であってもよい。

決定機能１６２は、指標値に基づいて計測領域を決定する。例えば、決定機能１６２は、複数の小領域それぞれの指標値と閾値との比較に基づいて、計測領域を決定する。なお、以下において、計測領域を「計測ＲＯＩ」とも表記する。また、決定機能１６２は、決定部の一例である。言い換えると、決定機能１６２は、組織性状パラメータを用いた解析により、関心領域内に計測領域を決定する。また、決定機能１６２は、複数の小領域それぞれの指標値と閾値を比較することにより、計測領域を決定する。

図３、図４、及び図５は、第１の実施形態に係る決定機能１６２の処理を説明するための図である。図３において、縦方向は指標値（伝播速度の分散値）に対応し、横方向は任意の分割領域に対応する。

図３に示すように、決定機能１６２は、各分割領域の伝播速度の分散値と、閾値とをそれぞれ比較して、伝播速度の分散値が閾値以上であるか否かを判定する。図３に示す例では、伝播速度の分散値が閾値以上である分割領域を白丸で示し、閾値未満である分割領域を黒丸で示す。言い換えると、決定機能１６２は、分割領域ごとに、各分割領域の伝播速度の分散値が閾値以上（白丸）であるか閾値未満（黒丸）であるかを判定する。なお、分散値との比較に用いられる閾値は、例えば、当該分割領域における組織性状パラメータのばらつきが大きいと判定される値であり、過去の参考値に基づいて操作者により予め登録される。つまり、分散値が閾値以上の分割領域は、ノイズを含むと判断される。

そして、図４に示すように、例えば、決定機能１６２は、指標値（分散値）と閾値との比較結果に基づいて、ＳＤｍａｐを生成する。ここで、ＳＤｍａｐは、各分割領域の分散値と閾値との比較結果を、Ｒａｗ Ｄａｔａ上の対応する位置に示した情報である。図４に示す例では、分散値が閾値以上である分割領域を「白丸」で示し、分散値が閾値未満である分割領域を「黒丸」で示す。つまり、決定機能１６２は、組織性状パラメータがノイズであると判断される領域を「白丸」で示し、ノイズでないと判断される領域を「黒丸」で示したＳＤｍａｐを生成する。

そして、決定機能１６２は、ＳＤｍａｐに基づいて計測ＲＯＩを決定する。例えば、決定機能１６２は、ばらつきが小さいと判定される分割領域を組み合わせた領域の中から、計測ＲＯＩを少なくとも一つ決定する。言い換えると、決定機能１６２は、ばらつきが大きいと判定される「白丸」で示された分割領域を採用せず（Reject）、ばらつきが小さいと判定される「黒丸」で示された分割領域の中から、計測ＲＯＩを決定する。

ここで、決定機能１６２は、予め設定された情報（ルール）に基づいて、計測ＲＯＩを決定する。例えば、決定機能１６２は、予め設定された形状及び大きさの領域を計測ＲＯＩとして決定する。また、決定機能１６２は、予め設定された数の領域を計測ＲＯＩとして決定する。

図５に示す例では、「ばらつきが小さい全ての分割領域を計測ＲＯＩとする」というルールに基づいて、決定機能１６２が計測ＲＯＩを決定する場合を説明する。この場合、決定機能１６２は、ＳＤｍａｐにおいて「黒丸」で示された全ての分割領域を組み合わせた領域を計測ＲＯＩ（Ｒ１）として決定する（図５の左図）。決定された計測ＲＯＩ（Ｒ１）は、例えば、後述の表示制御機能１６４によって表示ＲＯＩ上に表示される（図５の右図）。

このように、決定機能１６２は、各分割領域における伝播速度の分散値に基づいて、計測領域を決定する。なお、上述した決定機能１６２の説明は、あくまで一例に過ぎず、上記の説明に限定されるものではない。例えば、図３に例示の座標系や、図４及び図５に例示のＲａｗ Ｄａｔａ及びＳＤｍａｐは、説明の都合上図示したものであり、これらはディスプレイ１０３に表示させなくてもよい。また、決定機能１６２は、分散値に限らず、標準偏差や残差平方和を指標値として算出してもよい。

また、図４では、スキャンコンバージョン前のＲａｗ Ｄａｔａ上でＳＤｍａｐを生成する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、スキャンコンバージョン後の画像データ（表示ＲＯＩに対応する画像）上でＳＤｍａｐを生成しても良い。Ｒａｗ Ｄａｔａにおけるサンプル位置と画像データにおける画素位置は対応づけられているため、スキャンコンバージョンの前後にかかわらず、同様に処理を実行可能である。なお、ここでのスキャンコンバージョンは、各走査線間の補間処理を含まなくても良い。

また、図５では、スキャンコンバージョン前のＲａｗ Ｄａｔａ上で計測ＲＯＩを決定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、スキャンコンバージョン後の画像データ上で計測ＲＯＩを決定しても良い。

また、図５では、１つの計測ＲＯＩが決定される場合を説明したが、これに限らず、例えば、任意数の計測ＲＯＩが決定されてもよい。また、「ばらつきが小さい全ての分割領域を計測ＲＯＩとする」というルールに限らず、例えば、種々のルールにより計測ＲＯＩを決定してもよい。例えば、「ばらつきが小さい全ての分割領域のうち最大径の円形（最大内接円）の領域を計測ＲＯＩとする」のように、任意の形状及び大きさのルールに基づいて、計測ＲＯＩを決定してもよい。また、例えば、「分散値の平均値が最小となる所定形状の領域を計測ＲＯＩとする」のように、分散値を基準とするルールに基づいて、計測ＲＯＩを決定してもよい。また、図５における計測ＲＯＩ（Ｒ１）の枠線は、必ずしも表示されなくてもよいし、操作者によって表示／非表示が適宜切り替えられてもよい。

なお、上記のルールにおいて、計測ＲＯＩの形状を規定する場合には、表示ＲＯＩで表示される形状として規定されるのが好ましい。これは、例えば、セクタ走査で収集された走査線の信号列（つまり、Ｒａｗ Ｄａｔａ）は、表示画像の座標系と一致しないためである。換言すると、例えば、セクタ走査で収集されたＲａｗ Ｄａｔａ上で形状を規定しても、スキャンコンバージョンにより表示画像の座標系に変換される際に、規定された形状が変形されてしまうためである。このため、計測ＲＯＩの形状を規定する場合には、表示ＲＯＩで表示される形状として規定するのが好ましい。例えば、表示ＲＯＩで表示される形状として「円形」と規定されていれば、スキャンコンバージョンの前後にかかわらず、表示ＲＯＩ上で「円形」の計測ＲＯＩを表示することができる。具体的には、スキャンコンバージョン後の画像データ上で処理を行う場合には、規定された「円形」をそのまま適用することで、「円形」の計測ＲＯＩを設定することができる。また、スキャンコンバージョン前のＲａｗ Ｄａｔａ上で処理を行う場合には、走査線の信号列に対応する形状に「円形」を変形（逆変形）させた上で適用することで、「円形」の計測ＲＯＩを設定することができる。

統計値算出機能１６３は、計測領域における組織性状パラメータの統計値を算出する。例えば、統計値算出機能１６３は、計測ＲＯＩにおける伝播速度の平均値を算出する。なお、統計値算出機能１６３は、統計値算出部の一例である。言い換えると、統計値算出機能１６３は、計測領域における組織性状パラメータの統計値を算出する。

図５に示す例では、統計値算出機能１６３は、計測ＲＯＩ（Ｒ１）に含まれる複数のサンプル点それぞれにおけるせん断波の伝播速度を用いて、せん断波の伝播速度の平均値を算出する。なお、統計値算出機能１６３は、複数の計測ＲＯＩが決定された場合には、計測ＲＯＩごとに、せん断波の伝播速度の平均値を算出する。

このように、統計値算出機能１６３は、計測領域における組織性状パラメータの統計値を算出する。なお、上記の例では、統計値として平均値を算出する場合を説明したが、これに限らず、中央値、分散値、標準偏差、及び残差平方和など、解析内容に応じて任意の統計値を算出することができる。

表示制御機能１６４は、組織性状パラメータに基づく画像上に、計測領域を表示させる。また、例えば、表示制御機能１６４は、統計値算出機能１６３によって算出された統計値をディスプレイ１０３に表示させる。なお、表示制御機能１６４は、表示制御部の一例である。

例えば、図５に示したように、表示制御機能１６４は、計測ＲＯＩ（Ｒ１）を表示ＲＯＩ上に表示させる。また、表示制御機能１６４は、統計値算出機能１６３によって算出された計測ＲＯＩ（Ｒ１）における伝播速度の平均値を、計測ＲＯＩ（Ｒ１）に対応づけて表示させる。

また、例えば、表示制御機能１６４は、小領域を、組織性状パラメータに基づく画像上に表示させてもよい。例えば、表示制御機能１６４は、図５のＳＤｍａｐ上に示されている複数の分割領域を、表示ＲＯＩ上に表示させる。

図６は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。図６に示す処理手順は、例えば、計測対象である硬さ画像がディスプレイ１０３に表示されている場合に、計測を開始する旨の指示を操作者が行うことにより開始される。

図６に示すように、計測を開始する旨の指示を受け付けると（ステップＳ１０１肯定）、処理回路１６０は、ステップＳ１０２以下の処理を開始する。なお、計測を開始する旨の指示を受け付けるまで（ステップＳ１０１否定）、処理回路１６０は、待機状態である。

続いて、指標値算出機能１６１は、硬さ画像を複数の分割領域に分割する（ステップＳ１０２）。例えば、指標値算出機能１６１は、表示ＲＯＩの方位方向を所定のビーム数間隔で、表示ＲＯＩの深さ方向を所定のサンプル数間隔でそれぞれ分割する。

そして、指標値算出機能１６１は、分割領域ごとに伝播速度の分散値を算出する（ステップＳ１０３）。例えば、指標値算出機能１６１は、それぞれの分割領域に含まれる複数のサンプル点それぞれにおけるせん断波の伝播速度を用いて、せん断波の伝播速度の分散値を分割領域ごとに算出する。

そして、決定機能１６２は、各分割領域の伝播速度の分散値と閾値とを比較する（ステップＳ１０４）。例えば、決定機能１６２は、各分割領域の伝播速度の分散値と、閾値とをそれぞれ比較して、伝播速度の分散値が閾値以上であるか否かを判定する。そして、決定機能１６２は、分散値と閾値との比較結果に基づいて、ＳＤｍａｐを生成する。

そして、決定機能１６２は、比較結果に基づいて、計測ＲＯＩを決定する（ステップＳ１０５）。例えば、決定機能１６２は、ＳＤｍａｐに基づいて計測ＲＯＩ（Ｒ１）を決定する。具体的には、決定機能１６２は、予め設定された情報（ルール）に基づいて、所定の形状及び大きさ、若しくは所定数の領域を計測ＲＯＩとして決定する。

そして、表示制御機能１６４は、決定した計測ＲＯＩを硬さ画像上に表示させる（ステップＳ１０６）。例えば、表示制御機能１６４は、決定された計測ＲＯＩ（Ｒ１）を硬さ画像の表示ＲＯＩ上に表示させる。

そして、統計値算出機能１６３は、計測ＲＯＩにおける伝播速度の平均値を算出する（ステップＳ１０７）。例えば、統計値算出機能１６３は、計測ＲＯＩ（Ｒ１）に含まれる複数のサンプル点それぞれにおけるせん断波の伝播速度を用いて、せん断波の伝播速度の平均値を算出する。

そして、表示制御機能１６４は、伝播速度の平均値を表示させる（ステップＳ１０８）。例えば、表示制御機能１６４は、統計値算出機能１６３によって算出された計測ＲＯＩ（Ｒ１）における伝播速度の平均値を、計測ＲＯＩ（Ｒ１）に対応づけて表示させる。

なお、上述した図６の処理手順は、あくまで一例に過ぎず、上記の例に限定されるものではない。例えば、図６の処理手順は、必ずしも上述した順序で実行されなくてもよい。例えば、計測ＲＯＩを表示させる処理（ステップＳ１０６）は、伝播速度の平均値を表示させる処理（ステップＳ１０８）と同時に実行されてもよい。また、例えば、計測ＲＯＩを表示させる処理（ステップＳ１０６）は、必ずしも実行されなくてもよい。つまり、計測ＲＯＩが表示されなくとも、決定された計測ＲＯＩの計測結果が表示されればよい。

上述してきたように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１において、解析機能１２１は、被検体Ｐに対して行なわれたスキャンの結果を解析することにより組織性状パラメータを算出する。そして、指標値算出機能１６１は、組織性状パラメータのばらつきに関する指標値を算出する。そして、決定機能１６２は、指標値に基づいて計測領域を決定する。統計値算出機能１６３は、計測領域における組織性状パラメータの統計値を算出する。これによれば、超音波診断装置１は、組織性状の解析を精度良く行うことを可能にする。

図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１による効果を説明するための図である。図７には、Ｂモード画像上の表示ＲＯＩに対応する硬さ画像において、２つの円形の計測ＲＯＩが設定される場合を例示する。

図７の表示ＲＯＩには、概ね均一な硬さ（せん断波の伝播速度）の硬さ画像が表示されているものの、部分的に硬さが異なる領域が数カ所存在している。このような領域は、例えば、近傍の構造物や血管などの影響により生じたノイズであり、組織本来の硬さ（組織性状）を示していないと考えられる。ここで、手動的に計測ＲＯＩが指定されると、計測ＲＯＩにノイズが含まれてしまう場合がある。図示の例では、左側の計測ＲＯＩにノイズが含まれている。このため、左側の計測ＲＯＩを用いて計測を行うと、計測結果（例えば、硬さの平均値）にもノイズが含まれることとなる。

そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、硬さ画像において計測を行う場合に、硬さを表す組織性状パラメータである伝播速度の分散値を小領域ごとに算出し、伝播速度のばらつきが少ない領域に計測ＲＯＩを設定する。これにより、超音波診断装置１は、例えば、図７の右側の計測ＲＯＩのように、ノイズを含まない領域を計測ＲＯＩとして設定することができるので、組織性状の解析を精度良く行うことを可能にする。

また、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、せん断波の伝播速度に基づく硬さ画像を用いて計測を行う場合には、計測対象である伝播速度そのものを直接的に評価して、計測ＲＯＩを決定する。このため、超音波診断装置１は、計測対象である組織性状パラメータのばらつきが少ない安定的な領域を計測ＲＯＩとして決定することが可能となる。

また、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、上述した処理により自動的に計測ＲＯＩを決定する。このため、超音波診断装置１は、操作者に煩雑な操作を行わせることなく、簡易な操作で適切な計測ＲＯＩを設定することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、超音波診断装置１が自動的に計測ＲＯＩを決定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１は、計測ＲＯＩの候補となる計測候補領域（「計測候補ＲＯＩ」とも表記）を決定し、決定した計測候補ＲＯＩの中から操作者により選択された領域を計測ＲＯＩとして決定してもよい。

第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、図１に例示した超音波診断装置１と同様の構成を備え、決定機能１６２の処理の一部が相違する。そこで、第２の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、説明を省略する。

決定機能１６２は、指標値と閾値の比較に基づいて、計測候補ＲＯＩを決定する。例えば、決定機能１６２は、複数の小領域それぞれの指標値と閾値との比較に基づいて、計測候補領域を少なくとも一つ決定する。そして、決定機能１６２は、少なくとも一つの計測候補領域の中から、計測領域を決定する。

例えば、決定機能１６２は、ＳＤｍａｐに基づいて計測ＲＯＩを決定する。例えば、決定機能１６２は、ばらつきが小さいと判定される分割領域を組み合わせた領域の中から、計測候補ＲＯＩを少なくとも一つ決定する。

ここで、決定機能１６２は、予め設定された情報（ルール）に基づいて、計測候補ＲＯＩを決定する。例えば、決定機能１６２は、予め設定された形状及び大きさの計測候補ＲＯＩを決定する。また、決定機能１６２は、予め設定された数の計測候補ＲＯＩを決定する。

図８Ａ及び図８Ｂは、第２の実施形態に係る決定機能１６２の処理を説明するための図である。例えば、決定機能１６２は、図８Ａ及び図８Ｂに示すルールに基づいて、計測候補ＲＯＩを決定する。

図８Ａに示す例では、「ばらつきが小さい分割領域が２×２以上の正方形となる領域を計測候補ＲＯＩとする」というルールに基づいて、決定機能１６２が計測候補ＲＯＩを決定し、計測候補ＲＯＩの中から計測ＲＯＩを決定する場合を説明する。この場合、決定機能１６２は、ＳＤｍａｐにおいて「黒丸」で示された分割領域を組み合わせた領域のうち、分割領域が２×２以上の正方形となる領域を抽出し、計測候補ＲＯＩとして決定する。図８Ａの左図では、決定機能１６２は、計測候補ＲＯＩ（Ｒ２）、計測候補ＲＯＩ（Ｒ３）、計測候補ＲＯＩ（Ｒ４）、計測候補ＲＯＩ（Ｒ５）、及び計測候補ＲＯＩ（Ｒ６）を決定する。決定された各計測候補ＲＯＩは、表示制御機能１６４によって表示ＲＯＩ上に表示される（図８Ａの中央図）。そして、決定機能１６２は、決定された計測候補ＲＯＩの中から、計測ＲＯＩを選択する操作を操作者から受け付ける。例えば、決定機能１６２は、計測候補ＲＯＩ（Ｒ６）を計測ＲＯＩとして選択する操作を操作者から受け付けると、計測候補ＲＯＩ（Ｒ６）を計測ＲＯＩ（Ｒ６）として決定する。この場合、例えば、計測ＲＯＩ（Ｒ６）以外の計測候補ＲＯＩは非表示となり、計測ＲＯＩ（Ｒ６）のみが表示される（図８Ａの右図）。

図８Ｂに示す例では、「ばらつきが小さい全ての分割領域を計測候補ＲＯＩとする」というルールに基づいて、決定機能１６２が計測候補ＲＯＩを決定し、計測候補ＲＯＩの中に任意形状の計測ＲＯＩを決定する場合を説明する。この場合、決定機能１６２は、ＳＤｍａｐにおいて「黒丸」で示された全ての分割領域を組み合わせた領域を計測候補ＲＯＩ（Ｒ７）として決定する（図８Ｂの左図）。決定された計測候補ＲＯＩ（Ｒ７）は、例えば、表示制御機能１６４によって表示ＲＯＩ上に表示される（図８Ｂの中央図）。そして、決定機能１６２は、計測候補ＲＯＩ（Ｒ７）の範囲内において、任意形状の計測ＲＯＩを指定する操作を操作者から受け付ける。例えば、操作者は、表示ＲＯＩ上に表示された計測候補ＲＯＩ（Ｒ７）の枠線の範囲内において、円形の領域（Ｒ８）を計測ＲＯＩとして指定する操作を行う（図８Ｂの中央図）。この操作を受け付けると、決定機能１６２は、領域（Ｒ８）を計測ＲＯＩ（Ｒ８）として決定する。この場合、例えば、計測候補ＲＯＩ（Ｒ７）は非表示となり、計測ＲＯＩ（Ｒ８）のみが表示される（図８Ｂの右図）。

このように、決定機能１６２は、各分割領域における伝播速度の分散値に基づいて、計測候補領域を決定し、決定した計測候補領域の中から、計測領域を決定する。なお、上述した決定機能１６２の説明は、あくまで一例に過ぎず、上記の説明に限定されるものではない。例えば、上記の説明では、複数の計測候補ＲＯＩが決定される場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１つの計測候補ＲＯＩが決定される場合であってもよい。

また、例えば、図８Ａでは、複数の計測候補ＲＯＩの中から操作者が計測ＲＯＩを選択する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、決定機能１６２は、複数の計測候補ＲＯＩの中から自動的に計測ＲＯＩを選択してもよい。例えば、決定機能１６２は、「複数の計測候補ＲＯＩのうち最も大きい領域を計測ＲＯＩとする」というルールに基づいて、計測ＲＯＩを決定しても良い。この場合、決定機能１６２は、計測候補ＲＯＩ（Ｒ６）を計測ＲＯＩ（Ｒ６）として決定する。また、例えば、決定機能１６２は、「複数の計測候補ＲＯＩのうち最も分散値が低い領域を計測ＲＯＩとする」というルールに基づいて、計測ＲＯＩを決定しても良い。この場合、決定機能１６２は、各計測候補ＲＯＩの分散値を算出し、最も分散値が低い計測候補ＲＯＩを計測ＲＯＩとして決定する。

図９は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。図９に示す処理手順は、例えば、計測対象である硬さ画像がディスプレイ１０３に表示されている場合に、計測を開始する旨の指示を操作者が行うことにより開始される。なお、図９に示す処理手順のうち、ステップＳ２０１～ステップＳ２０４の処理は、図６に示したステップＳ１０１～ステップＳ１０４の処理と同様であるので、説明を省略する。

図６に示すように、決定機能１６２は、比較結果に基づいて、複数の計測候補ＲＯＩを決定する（ステップＳ２０５）。例えば、決定機能１６２は、ＳＤｍａｐに基づいて複数の計測候補ＲＯＩを決定する。具体的には、決定機能１６２は、予め設定された情報（ルール）に基づいて、所定の形状及び大きさ、若しくは所定数の領域を計測候補ＲＯＩとして決定する。

そして、表示制御機能１６４は、決定された複数の計測候補ＲＯＩを硬さ画像上に表示させる（ステップＳ２０６）。例えば、表示制御機能１６４は、決定された複数の計測候補ＲＯＩを表示ＲＯＩ上に表示させる。

そして、決定機能１６２は、計測ＲＯＩの選択を受け付ける（ステップＳ２０７）。例えば、決定機能１６２は、表示ＲＯＩ上に表示された複数の計測候補ＲＯＩの中から、計測ＲＯＩを選択する操作を操作者から受け付ける。この操作を受け付けると（ステップＳ２０７肯定）、決定機能１６２は、操作により選択された計測候補ＲＯＩを計測ＲＯＩとして決定する。なお、決定機能１６２は、計測ＲＯＩを選択する操作を受け付けるまで（ステップＳ２０７否定）、待機状態である。

そして、統計値算出機能１６３は、計測ＲＯＩにおける伝播速度の平均値を算出し（ステップＳ２０８）、算出した伝播速度の平均値を表示させる（ステップＳ２０９）。なお、ステップＳ２０８及びステップＳ２０９の処理は、図６に示したステップＳ１０７及びステップＳ１０８の処理と同様であるので、説明を省略する。

なお、上述した図９の処理手順は、あくまで一例に過ぎず、上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、決定された計測ＲＯＩについてのみ、統計値（伝播速度の平均値）を算出する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、統計値は、全ての計測候補ＲＯＩごとに算出されてもよい。これにより、例えば、操作者は、各計測候補ＲＯＩの統計値を参照した上で、各計測候補ＲＯＩの中から計測ＲＯＩを選択することができる。

このように、第２の実施形態に係る超音波診断装置１において、解析機能１２１は、被検体Ｐに対して行なわれたスキャンの結果を解析することにより組織性状パラメータを算出する。そして、指標値算出機能１６１は、組織性状パラメータのばらつきに関する指標値を算出する。そして、決定機能１６２は、指標値に基づいて計測候補領域を決定する。そして、表示制御機能１６４は、組織性状パラメータに基づく画像上に、計測候補領域を表示させる。これによれば、超音波診断装置１は、ノイズを含まない複数の計測候補ＲＯＩを操作者に提示するので、簡易な操作で組織性状の解析を精度良く行うことができる。

（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

（分割領域の大きさの変更）
例えば、上記の実施形態では、予め設定された大きさの分割領域を用いる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、分割領域の大きさは、操作者の任意で変更可能である。

図１０は、その他の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示す処理手順のうち、ステップＳ３０１～ステップＳ３０７の処理は、図９に示したステップＳ２０１～ステップＳ２０７の処理と同様であるので、説明を省略する。

図１０に示すように、計測ＲＯＩの選択を受け付けるまで（ステップＳ３０７否定）、処理回路１６０は、待機状態である。この場合に、入力装置１０２は、分割領域の大きさを変更する指示を操作者から受け付けると（ステップＳ３０８肯定）、受け付けた指示を処理回路１６０へ出力する。そして、操作者により指示を入力装置１０２から受け付けると、処理回路１６０は、ステップＳ３０３の処理へ移行する。つまり、指標値算出機能１６１は、操作者からの指示に応じて分割領域の大きさを変更し、変更した大きさの分割領域を用いて、伝播速度の分散値を再算出する。

図１１は、その他の実施形態に係る指標値算出機能１６１の処理を説明するための図である。図１１に示すように、指標値算出機能１６１は、例えば、操作者からの指示に応じて、分割領域の大きさを３段階で変更する。具体的には、分割領域の大きさは、分割領域（小）、分割領域（中）、及び分割領域（大）の３段階で予め設定されている。各分割領域の大きさは、表示ＲＯＩに対して割り切れる（余りが生じない）大きさで設定されるのが好ましい。そして、この分割領域の大きさは、ダイヤルスイッチの操作と関連づけられている。例えば、操作者がダイヤルスイッチを操作することにより、分割領域の大きさが変更可能となる。そして、指標値算出機能１６１は、操作者からの指示に応じて、分割領域（小）、分割領域（中）、及び分割領域（大）のいずれかに設定する。そして、指標値算出機能１６１は、設定された大きさの分割領域を用いて、伝播速度の分散値を再算出する（ステップＳ３０３）。そして、ステップＳ３０４以降の処理が順に実行される。

一方、分割領域の大きさが変更されない場合には（ステップＳ３０８否定）、処理回路１６０は、ステップＳ３０７の処理へ移行する。つまり、処理回路１６０は、計測ＲＯＩの選択を受け付けるか、分割領域の大きさの変更を受け付けるまで、待機状態である。なお、ステップＳ３０９及びステップＳ３１０の処理は、図９に示したステップＳ２０８及びステップＳ２０９の処理と同様であるので、説明を省略する。

これにより、超音波診断装置１は、操作者の任意の大きさに分割領域を設定することができる。このため、例えば、操作者は、所望の計測ＲＯＩが１０ｍｍであれば、分割領域の大きさを１０ｍｍ（若しくは１０ｍｍの約数）に設定するなど、所望の計測ＲＯＩの大きさに合わせて任意の大きさに変更することができる。

（ばらつきの閾値の変更）
例えば、上記の実施形態では、予め設定された閾値を用いる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、閾値は、操作者の任意で変更可能である。

図１２は、その他の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示す処理手順のうち、ステップＳ４０１～ステップＳ４０７の処理は、図９に示したステップＳ２０１～ステップＳ２０７の処理と同様であるので、説明を省略する。

図１２に示すように、計測ＲＯＩの選択を受け付けるまで（ステップＳ４０７否定）、処理回路１６０は、待機状態である。この場合に、入力装置１０２は、閾値を変更する操作を操作者から受け付けると（ステップＳ４０８肯定）、受け付けた指示を処理回路１６０へ出力する。そして、操作者による指示を入力装置１０２から受け付けると、処理回路１６０は、ステップＳ４０４の処理へ移行する。つまり、決定機能１６２は、操作者からの操作に応じて閾値を変更し、変更した閾値を用いて、各分割領域の伝播速度の分散値と閾値との比較を行う（ステップＳ４０４）。

図１３は、その他の実施形態に係る決定機能１６２の処理を説明するための図である。図１３に示す例では、閾値を変更する操作を操作者から受け付けるために、ヒストグラムが表示される。このヒストグラムは、横方向がＳＤ（分散値）に対応し、縦方向が頻度（分割領域の数）に対応する。このヒストグラムにおいて、閾値は、縦方向のラインとして表される。図１３においては、ラインの右側は、ばらつきが大きいと判定される領域であり、ラインの左側は、ばらつきが小さいと判定される領域である。

ここで、操作者は、マウスなどの入力装置１０２を操作して、閾値のラインの位置を左右に変更する。ラインの位置を変更する操作を受け付けると、決定機能１６２は、受け付けた操作により指定されたラインの位置に閾値を変更する。そして、決定機能１６２は、変更した閾値と、各分割領域の伝播速度の分散値とを比較する（ステップＳ４０４）。そして、ステップＳ４０５以降の処理が順に実行される。

一方、閾値が変更されない場合には（ステップＳ４０８否定）、処理回路１６０は、ステップＳ４０７の処理へ移行する。つまり、処理回路１６０は、計測ＲＯＩの選択を受け付けるか、閾値の変更を受け付けるまで、待機状態である。なお、ステップＳ４０９及びステップＳ４１０の処理は、図９に示したステップＳ２０８及びステップＳ２０９の処理と同様であるので、説明を省略する。

これにより、超音波診断装置１は、操作者の任意の閾値に変更することができる。このため、例えば、操作者は、計測対象である部位に応じて、適切な閾値を設定することができる。なお、上述した閾値の変更は、あくまで一例に過ぎず、上記の説明に限定されるものではない。例えば、決定機能１６２は、計測対象の部位に応じて閾値を変更してもよい。例えば、部位ごとに適切な閾値を予め登録しておき、決定機能１６２は、操作者により指定された部位に応じた閾値を読み出すことで、閾値を決定しても良い。

（機械学習の適用）
上述した実施形態では、組織性状パラメータのばらつきに関する指標値を用いて計測ＲＯＩ（若しくは計測候補ＲＯＩ）を決定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１は、組織性状パラメータの分布情報に対して機械学習を適用することにより計測ＲＯＩ（若しくは計測候補ＲＯＩ）を決定することも可能である。

すなわち、指標値算出機能１６１は、関心領域に含まれる複数の小領域それぞれについて、組織性状パラメータの分布情報を取得する。そして、指標値算出機能１６１は、組織性状パラメータの分布情報をトレーニングされた機械学習の入力とすることにより、小領域毎の組織性状パラメータの安定度を示す指標値を算出する。そして、決定機能１６２は、複数の小領域それぞれの指標値と閾値を比較することにより、計測領域（若しくは計測候補領域）を決定する。

図１４は、その他の実施形態に係る超音波診断装置１の処理を説明するための図である。図１４には、その他の実施形態に係る超音波診断装置１の処理内容を、ステップＳ１０～ステップＳ１４の順に例示する。

図１４に示すように、ステップＳ１０において、指標値算出機能１６１は、表示ＲＯＩに対応する硬さ画像を複数の小領域（分割領域）に分割する。なお、この指標値算出機能１６１の処理は、図２を用いて説明した指標値算出機能１６１の処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ１１において、指標値算出機能１６１は、分割領域ごとにヒストグラムを生成する。例えば、指標値算出機能１６１は、各分割領域に含まれる画素（ビクセル）の硬さをプロットすることで、ヒストグラムを生成する。具体的には、このヒストグラムにおいて、縦軸は頻度（ビクセル数）に対応し、横軸は硬さ（伝播速度）に対応する。なお、ここでは一例として、３パターンのヒストグラムを例示するが、これに限定されるものではない。また、このヒストグラムは、組織性状パラメータの分布情報の一例である。

ステップＳ１２において、指標値算出機能１６１は、各分割領域のヒストグラムを機械学習の入力とする。この機械学習は、様々なヒストグラムの形状と、その形状に応じた安定スコア（安定度）との対応関係が予め学習されている。ここで、安定スコアとは、分割領域内の硬さがどれだけ安定しているか（どれだけ一定であるか）を表す指標値である。

例えば、ステップＳ１１の下段のグラフに例示するように、ノイズを含まない理想的な分割領域では各ピクセルの硬さが一定の値に近い（分散が小さい）ので、ヒストグラムは突き出た形状となる。この場合、安定スコアは高い値となる。一方、ステップＳ１１の中断及び上段のグラフに例示するように、分割領域内のノイズが増大するほど、分割領域内の各ピクセルの硬さが一定の値にならなくなる（分散が大きくなる）ので、ヒストグラムが平坦な形状に変化する。このように、ヒストグラムが平坦になるほど、安定スコアは低い値となる。

つまり、指標値算出機能１６１が各分割領域のヒストグラムを機械学習に入力すると、機械学習は、入力されたヒストグラムの形状に応じた安定スコアを出力する。なお、この機械学習は、操作者（若しくは超音波診断装置１の設計者）により予め作成されている。

ステップＳ１３において、指標値算出機能１６１は、各分割領域の安定スコアを算出する。例えば、指標値算出機能１６１は、機械学習により出力された安定スコアを各分割領域に割り当てる。つまり、指標値算出機能１６１は、突き出た形状のヒストグラムである分割領域には、安定スコア「５：推奨」を割り当てる。また、指標値算出機能１６１は、平坦な形状のヒストグラムである分割領域には、安定スコア「１：非推奨」を割り当てる。また、指標値算出機能１６１は、突き出た形状と平坦な形状の中間程度の形状のヒストグラムである分割領域には、安定スコア「３：及第点」を割り当てる。このように、指標値算出機能１６１は、表示ＲＯＩに含まれる各分割領域について、安定スコアを割り当てる。なお、安定スコアは、安定度の一例である。

ステップＳ１４において、決定機能１６２は、安定スコアＭａｐを作成する。例えば、決定機能１６２は、指標値算出機能１６１により算出された各分割領域の安定スコアを用いて、安定スコアＭａｐを作成する。ここで、安定スコアＭａｐは、各分割領域の安定スコアを表示ＲＯＩ上の対応する位置に示した情報である。図１４の例では、安定スコア「５：推奨」である分割領域を「黒丸」で示し、安定スコア「３：及第点」である分割領域を「白丸」で示し、安定スコア「１：非推奨」である分割領域を「三角」で示す。

例えば、決定機能１６２は、安定スコアＭａｐに基づいて、計測ＲＯＩを決定する。一例としては、決定機能１６２は、安定スコアが閾値以上となる複数の分割領域を組み合わせた領域の中から、任意の形状の計測ＲＯＩを少なくとも一つ決定する。ここで、閾値が「５」である場合には、決定機能１６２は、「黒丸」で示される複数の分割領域を組み合わせた領域の中から、任意の形状の計測ＲＯＩを少なくとも一つ決定する。なお、計測ＲＯＩを決定した後の処理については、上述した実施形態と同様であるので説明を省略する。

なお、図１４の内容はあくまで一例であり、図１４の内容に限定されるものではない。例えば、図１４では、「黒丸」の分割領域を組み合わせた領域の中から計測ＲＯＩを決定する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、決定機能１６２は、「黒丸」及び「白丸」で示される分割領域を組み合わせた領域の中から、計測ＲＯＩを決定してもよい。つまり、計測ＲＯＩの決定に用いられる安定スコアは、操作者が任意に設定可能である。

また、図１４では、安定スコアが３段階で評価される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、指標値算出機能１６１は、安定スコアを２段階で評価してもよいし、４段階以上で評価してもよい。つまり、何段階で安定スコアを評価するかについては、操作者が任意に設定可能である。

また、図１４では、計測ＲＯＩを決定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、決定機能１６２は、第２の実施形態にて説明したように、計測ＲＯＩに代えて計測候補ＲＯＩを決定してもよい。

（複数段階での評価）
また、例えば、上述した実施形態（図３）では、１つの閾値のみを用いて、ばらつきの大小を２段階（大きいか、小さいか）で評価する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、指標値算出機能１６１は、２つの閾値を用いて判定する場合には、図１４に例示したように、「推奨」、「及第点」、「非推奨」の３段階で評価可能である。この場合、図１４と同様に、「推奨」の領域を用いて計測ＲＯＩを決定してもよいし、「推奨」及び「及第点」の領域を用いて計測ＲＯＩを決定してもよい。また、指標値算出機能１６１は、３つ以上の閾値を用いて４段階以上で評価してもよい。

（解析装置）
また、例えば、上記の実施形態では、解析装置の一例として、超音波診断装置について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、解析装置としては、超音波診断装置１以外にも、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、ＳＰＥＣＴ装置、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ－ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ－ＣＴ装置、又はこれらの装置群等の医用画像診断装置が適用可能である。また、解析装置としては、医用画像診断装置に限らず、医用情報を処理可能な任意の情報処理装置（コンピュータ）が適用可能である。

図１５は、その他の実施形態に係る情報処理装置２００の構成例を示すブロック図である。情報処理装置２００は、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション等の装置である。

図１５に示すように、情報処理装置２００は、入力装置２０１、ディスプレイ２０２、記憶回路２１０、及び処理回路２２０を備える。入力装置２０１、ディスプレイ２０２、記憶回路２１０、及び処理回路２２０は、相互に通信可能に接続される。

入力装置２０１は、マウス、キーボード、タッチパネル等、操作者からの各種の指示や設定要求を受け付けるための入力装置である。ディスプレイ２０２は、医用画像を表示したり、操作者が入力装置２０１を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩを表示したりする表示装置である。

記憶回路２１０は、例えば、ＮＡＮＤ（Not AND）型フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）であり、医用画像データやＧＵＩを表示するための各種のプログラムや、当該プログラムによって用いられる情報を記憶する。

処理回路２２０は、情報処理装置２００における処理全体を制御する電子機器（プロセッサ）である。処理回路２２０は、解析機能２２１と、指標値算出機能２２２と、決定機能２２３と、統計値算出機能２２４と、表示制御機能２２５とを実行する。処理回路２２０が実行する各処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２１０内に記録されている。処理回路２２０は、各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能を実現する。

例えば、解析機能２２１は、図１に示した解析機能１２１と基本的に同様の処理を実行可能である。また、指標値算出機能２２２は、図１に示した指標値算出機能１６１と基本的に同様の処理を実行可能である。また、決定機能２２３は、図１に示した決定機能１６２と基本的に同様の処理を実行可能である。また、統計値算出機能２２４は、図１に示した統計値算出機能１６３と基本的に同様の処理を実行可能である。また、表示制御機能２２５は、図１に示した表示制御機能１６４と基本的に同様の処理を実行可能である。これによれば、情報処理装置２００は、上述した超音波診断装置１と同様に組織性状の解析を精度良く行うことができる。

（組織性状パラメータ）
また、例えば、上記の実施形態では、組織性状パラメータの一例として、せん断波の伝播速度が適用される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、せん断波の伝播速度に代えて、上述したせん断波の到達時間が適用されてもよいし、弾性率が適用されてもよい。

また、超音波診断装置１においては、例えば、カラードプラ法による血流の「速度」や組織ドプラ法（Tissue Doppler Imaging：ＴＤＩ）による組織の「変位」、生体組織の圧迫・解放などの微弱な振動により生じる歪みを画像化するストレイン・エラストグラフィによる組織の「歪み（ストレイン）」、減衰画像として表される生体内を伝播する超音波の「減衰」、受信信号の信号振幅分布のレイリー分布（Rayleigh distribution）からの逸脱度である「輝度局所分散値」などが組織性状パラメータとして適用可能である。解析機能１２１は、組織性状パラメータとして、スキャンが行われた各位置における伝播速度、到達時間、弾性率、速度、変位、歪み、減衰、及び輝度局所分散値のうちいずれかを算出する。また、超音波診断装置１により得られる組織性状パラメータ以外にも、例えば、ＭＲＩ装置を用いたエラストグラフィによる硬さのパラメータや、物質ごとのＸ線減弱係数の違いを利用してデュアルエナジーＣＴ（Dual energy CT）により解析した物質弁別に関するパラメータなどが組織性状パラメータとして適用可能である。言い換えると、被検体内の組織の断層像に用いるパラメータではなく、組織の性状を表すパラメータであれば適用可能である。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上記の実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、上記の実施形態で説明した解析方法は、予め用意された解析プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この解析プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この解析プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、組織性状の解析を精度良く行うことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 超音波診断装置
１２０ 信号処理回路
１２１ 解析機能
１６０ 処理回路
１６１ 指標値算出機能
１６２ 決定機能
１６３ 統計値算出機能
１６４ 表示制御機能

Claims (27)

1. 被検体に対して行なわれたスキャンの結果を解析することにより、関心領域内の複数位置それぞれについて、組織性状パラメータを算出する解析部と、
   前記関心領域に含まれる複数の小領域それぞれについて、前記組織性状パラメータを学習済みモデルへの入力とすることにより、前記小領域毎の前記組織性状パラメータの安定度を示す指標値を取得し、取得した前記指標値に基づいて、前記関心領域内に計測領域を決定する決定部と、
   を備えた解析装置。
2. 前記決定部は、前記複数の小領域それぞれの前記指標値と、閾値とを比較することにより、前記計測領域を決定する、
   請求項１に記載の解析装置。
3. 前記組織性状パラメータに基づく画像上に、前記計測領域を表示させる表示制御部を更に備えた、
   請求項１又は２に記載の解析装置。
4. 被検体に対して行なわれたスキャンの結果を解析することにより、関心領域内の複数位置それぞれについて、組織性状パラメータを算出する解析部と、
   前記関心領域に含まれる複数の小領域それぞれについて、前記組織性状パラメータを学習済みモデルへの入力とすることにより、前記小領域毎の前記組織性状パラメータの安定度を示す指標値を取得し、取得した前記指標値に基づいて、前記関心領域内に計測候補領域を決定する決定部と、
   を備えた解析装置。
5. 前記決定部は、前記複数の小領域それぞれの前記指標値と、閾値とを比較することにより、前記計測候補領域を決定する、
   請求項４に記載の解析装置。
6. 前記関心領域における前記被検体の画像上に、前記計測候補領域を表示させる表示制御部を更に備えた、
   請求項４又は５に記載の解析装置。
7. 前記決定部は、更に、前記計測候補領域内において、計測領域を決定する、
   請求項４～６のいずれか一つに記載の解析装置。
8. 前記計測領域における前記組織性状パラメータの統計値を算出する統計値算出部を更に備えた、
   請求項１～３及び７のいずれか一つに記載の解析装置。
9. 前記決定部は、前記複数の小領域それぞれの組織性状パラメータの分布情報を前記学習済みモデルへの入力とすることにより、各小領域の前記指標値を取得する、
   請求項１～８のいずれか一つに記載の解析装置。
10. 前記決定部は、前記分布情報として、各小領域に含まれる各画素の前記組織性状パラメータの値と、前記組織性状パラメータに応じた画素数とを前記学習済みモデルへの入力とすることにより、各小領域の前記指標値を取得する、
    請求項９に記載の解析装置。
11. 前記決定部は、前記複数の小領域それぞれについて、前記組織性状パラメータの値と前記画素数との対応関係を示すヒストグラムを前記学習済みモデルへの入力とすることにより、各小領域の前記指標値を取得する、
    請求項１０に記載の解析装置。
12. 前記決定部は、前記指標値として、各小領域内の前記組織性状パラメータがどれだけ安定しているかを表す安定スコアを取得する、
    請求項１～１１のいずれか一つに記載の解析装置。
13. 前記学習済みモデルは、様々な小領域に含まれる組織性状パラメータと、前記様々な小領域に含まれる組織性状パラメータに応じた画素数と、前記様々な小領域に含まれる組織性状パラメータがどれだけ安定しているかを表す安定スコアとの対応関係を学習したモデルである、
    請求項１～１２のいずれか一つに記載の解析装置。
14. 前記小領域を、前記組織性状パラメータに基づく画像上に表示させる表示制御部を更に備えた、
    請求項１～８のいずれか一つに記載の解析装置。
15. 前記小領域の大きさを変更する入力部を更に備えた、
    請求項１～８のいずれか一つに記載の解析装置。
16. 前記閾値を変更する入力部を更に備えた、
    請求項２又は５に記載の解析装置。
17. 前記決定部は、計測対象の部位に応じて前記閾値を変更する、
    請求項２又は５に記載の解析装置。
18. 前記決定部は、予め設定された形状及び大きさの前記計測候補領域を決定する、
    請求項４～７のいずれか一つに記載の解析装置。
19. 前記決定部は、前記比較の結果、前記安定度が高いと判定される複数の小領域を組み合わせた領域の中で、前記計測候補領域を少なくとも一つ決定する、
    請求項５に記載の解析装置。
20. 前記決定部は、前記計測候補領域を予め設定された数決定する、
    請求項１９に記載の解析装置。
21. 前記決定部は、最大径の円形の領域を前記計測候補領域として決定する、
    請求項１９に記載の解析装置。
22. 前記解析部は、前記組織性状パラメータとして、せん断波に基づくパラメータを算出する、
    請求項１～２１のいずれか一つに記載の解析装置。
23. 前記解析部は、前記組織性状パラメータとして、前記スキャンが行われた各位置における伝播速度、到達時間、弾性率、速度、変位、歪み、減衰、及び輝度局所分散値のうちいずれかを算出する、
    請求項１～２１のいずれか一つに記載の解析装置。
24. 前記統計値算出部は、前記統計値として、前記組織性状パラメータの平均値、中央値、分散値、標準偏差、及び残差平方和のうちいずれかを算出する、
    請求項８に記載の解析装置。
25. 前記学習済みモデルは、前記複数の小領域それぞれの前記組織性状パラメータが入力されることにより、前記複数の小領域それぞれの前記組織性状パラメータの安定度を示す指標値を出力する、
    請求項１～２４のいずれか一つに記載の解析装置。
26. 被検体に対して行なわれたスキャンの結果を解析することにより、関心領域内の複数位置それぞれについて、組織性状パラメータを算出し、
    前記関心領域に含まれる複数の小領域それぞれについて、前記組織性状パラメータを学習済みモデルへの入力とすることにより、前記小領域毎の前記組織性状パラメータの安定度を示す指標値を取得し、取得した前記指標値に基づいて、前記関心領域内に計測領域を決定する、
    各処理をコンピュータに実行させる解析プログラム。
27. 被検体に対して行なわれたスキャンの結果を解析することにより、関心領域内の複数位置それぞれについて、組織性状パラメータを算出し、
    前記関心領域に含まれる複数の小領域それぞれについて、前記組織性状パラメータを学習済みモデルへの入力とすることにより、前記小領域毎の前記組織性状パラメータの安定度を示す指標値を取得し、取得した前記指標値に基づいて、前記関心領域内に計測候補領域を決定する、
    各処理をコンピュータに実行させる解析プログラム。

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