[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2009098973A1 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2009098973A1
WO2009098973A1 PCT/JP2009/051300 JP2009051300W WO2009098973A1 WO 2009098973 A1 WO2009098973 A1 WO 2009098973A1 JP 2009051300 W JP2009051300 W JP 2009051300W WO 2009098973 A1 WO2009098973 A1 WO 2009098973A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
tissue
tomographic
displacement
elastic
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/051300
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Waki
Original Assignee
Hitachi Medical Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corporation filed Critical Hitachi Medical Corporation
Publication of WO2009098973A1 publication Critical patent/WO2009098973A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0825—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the breast, e.g. mammography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4245—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient
    • A61B8/4254—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient using sensors mounted on the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A61B8/463—Displaying means of special interest characterised by displaying multiple images or images and diagnostic data on one display
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • G01S7/52042—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation determining elastic properties of the propagation medium or of the reflective target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52068—Stereoscopic displays; Three-dimensional displays; Pseudo 3D displays
    • G01S7/52069—Grey-scale displays

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and specifically, a tomographic image in which an elastic image representing the hardness or softness of a tissue of a subject is obtained on a living body simulation image such as an illustration or a photograph simulating the subject.
  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays or records a mark indicating a position in a superimposed manner.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus transmits ultrasonic waves to the inside of the subject via the ultrasonic probe and receives an ultrasonic echo signal corresponding to the structure of the living tissue from the inside of the subject.
  • An image such as an image is generated and used for diagnosis.
  • RF signal frame data is acquired while applying pressure to an object with an ultrasonic probe by a manual or mechanical method, and a pair with different acquisition times is acquired. Based on the RF signal frame data, a displacement of each part of the living body caused by the compression is obtained, and an elastic image representing the hardness or softness of the living tissue is generated based on the displacement data.
  • Patent Document 2 a tomographic image of a subject is displayed, and a probe mark indicating a scanning position of a probe is provided at a position where a tomographic image on an illustration (body mark) image simulating a living body is acquired. It is described that it is displayed in a superimposed manner. If the tomographic image and the living body simulation image on which the probe mark is superimposed are recorded in association with each other, it is considered that the tomographic image can be easily associated with the examination site where the image is acquired after the ultrasonic examination.
  • Patent Document 2 displays information such as an examination site by marking the living body simulated image with respect to the elastic image, or records the living body simulated image marked with the testing site in association with the elasticity image. Is not considered.
  • the technique described in Patent Document 2 detects a living body simulated image by detecting the coordinates of the probe with a sensor such as a magnetic sensor attached to the ultrasonic probe and aligning it with the coordinates of the living body simulated image.
  • the inspection site of the tomographic image is marked on the top.
  • the elastic image is displaced in the tissue of the tomographic site by repeatedly applying pressure to the subject using, for example, an ultrasonic probe, or using pressure changes such as the pulsation of the subject. It is generated based on a pair of RF signal frame data obtained in the generated state. Therefore, it is difficult to detect that the elastic image has been properly acquired with the technique described in Patent Document 2, and it is difficult to grasp the acquisition position of the elastic image.
  • an object of the present invention is to realize an ultrasonic diagnostic apparatus capable of detecting a tomographic region of a subject from which an elasticity image has been acquired and displaying or recording an image obtained by superimposing the tomographic region on a living body simulated image.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject, and a reflected echo signal that is measured by the ultrasonic probe.
  • Elastic image that generates the elasticity image representing the hardness or softness of the tissue of the tomographic region based on the phasing and adding means for generating the RF signal frame data of the tomographic region of the specimen and a pair of RF signal frame data having different acquisition times
  • biological simulation image generation means for generating a biological simulation image that simulates a subject, a position sensor that is attached to an ultrasonic probe and detects the three-dimensional coordinate position and orientation of the probe, and a position sensor
  • a tomographic part detecting means for detecting position information of a tomographic part of the subject based on an output from the tissue, a tissue displacement detecting means for detecting that the tissue of the tomographic part of the subject is displaced, and a displacement of the tissue is detected
  • the tissue displacement detection means by providing the tissue displacement detection means, it is possible to detect that the tissue of the tomographic site of the subject is displaced, so that it is detected that the elasticity image has been appropriately acquired. can do. Therefore, a mark can be superimposed on the position where the elastic image on the living body simulated image is acquired based on the position information of the tomographic part of the subject when this is detected.
  • the examination efficiency can be improved, and by recording in the memory in association with the elastic image generated when the tissue displacement is detected , Can be linked efficiently to post-test diagnosis and treatment policy decisions.
  • the tissue displacement detection means can be configured in the following manner. First, among the three-dimensional coordinates of the ultrasonic probe detected by the position sensor attached to the ultrasonic probe, the tomography is caused by a periodic change in coordinates on at least one of the coordinate axes corresponding to the displacement direction of the tissue. The displacement of the tissue at the site can be detected. This can be applied to the case where an elastic image is acquired while the probe is repeatedly pressed / released with respect to the subject to cause displacement in the tissue at the tomographic site. In this case, since the probe position is periodically displaced due to the compression / release operation, the three-dimensional coordinates of the probe position sensor are monitored, and at least on any coordinate axis corresponding to the tissue displacement direction. By detecting a periodic change in coordinates, the tissue displacement of the tomographic site can be detected.
  • the image processing apparatus includes a tomographic image forming unit that generates a tomographic image of a tomographic region of the subject based on the RF signal frame data, a unit that sets a tracking point in the tomographic image, and a unit that detects the position of the tracking point.
  • the tissue displacement detection means can detect the displacement of the tissue at the tomographic site based on a periodic change in the direction corresponding to the displacement direction of the tissue at the position of the tracking point.
  • the tissue displacement detection means measures the displacement of the distance in the direction corresponding to the tissue displacement direction between the plurality of tracking points, and periodically changes the measured value of the displacement.
  • the displacement of the tissue at the tomographic site can be detected.
  • the tissue displacement detection means when the correlation coefficient obtained by the correlation calculation means becomes larger than a preset threshold value, The displacement of the tissue at the tomographic site can be detected.
  • the correlation value by the cross-correlation calculation of the pair of RF signal frame data is relatively low, whereas the probe causes the subject to be inspected.
  • the correlation value becomes relatively high, and by detecting this, the displacement of the tissue at the tomographic site can be detected.
  • the probe position is fixed and there is no displacement in the tissue of the tomographic site, the pair of RF signal frame data almost match and the correlation value indicates the upper limit. Can be excluded.
  • the tissue displacement detecting means can detect the displacement of the tissue at the tomographic site by a periodic change in the measurement value of the pressure sensor. It can. This can be applied to both the case where the compression / release operation is performed by the probe and the case where the change in the internal pressure of the subject is used. In either case, since the detection value of the pressure sensor changes periodically, the displacement of the tissue at the tomographic site can be detected by detecting this.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus capable of detecting a tomographic region of a subject from which an elastic image has been acquired and displaying or recording an image obtained by superimposing the tomographic region on a living body simulated image.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment.
  • 1 ultrasonic diagnostic device 10 subject, 12 ultrasonic probe, 18 phasing addition unit, 20 tomographic image configuration unit, 28 RF frame data selection unit, 30 displacement measurement unit, 32 elastic information calculation unit, 34 elastic image Composition part, 42 interface part, 48 position information sensor, 50 coordinate calculation part, 51 tissue displacement detection part, 52 mark creation part, 54 biological simulated image composition part, 56 memory, 65, 66 tracking points, 67 displacement measurement value, 70, 71 RF signal frame data, 73 pressure measurement value, 74 tissue displacement detection switch, 85 living body simulated image, 86 elastic image acquisition mark, 87 pressure state display, 101 elastic mark, 102 elastic scale bar, 150 compression mark, 160 Blood flow mark, 161 blood flow scale bar
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment.
  • the ultrasound diagnostic apparatus 1 includes an ultrasound probe 12 that is used in contact with the subject 10 and a time interval between the subject 10 via the ultrasound probe 12.
  • a transmitter 14 that repeatedly transmits ultrasonic waves
  • a receiver 16 that receives time-series reflected echo signals generated from the subject 10
  • a transmission / reception controller 17 that controls the transmitter 14 and the receiver 16
  • a receiver 16 Is provided with a phasing addition unit 18 that performs phasing addition of the reflected echo received in (1).
  • a tomographic image forming unit 20 that forms a tomographic image such as a black and white tomographic image of the subject, and an output signal of the tomographic image forming unit 20 are displayed on an image display
  • a black-and-white scan converter 22 is provided for conversion to suit the 26 display.
  • the RF signal frame data output from the phasing addition unit 18 is stored, the RF frame data selection unit 28 that selects at least two pieces of frame data, and the displacement measurement unit that measures the displacement of the biological tissue of the subject 10 30, an elastic information calculation unit 32 that obtains strain or elastic modulus from the displacement information measured by the displacement measurement unit 30, and an elastic image configuration unit that forms a color elastic image from the strain or elastic modulus calculated by the elastic information calculation unit 32 34, and a color scan converter 36 for converting the output signal of the elastic image construction unit 34 so as to match the display of the image display 26.
  • an image control unit 44 that outputs various control signals to each unit constituting the ultrasonic diagnostic apparatus, and an interface unit 42 that inputs an instruction from the examiner and outputs the instruction to the image control unit 44 are provided. .
  • the ultrasonic probe 12 is formed by arranging a plurality of transducers, and has a function of transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the subject 10 via the transducers.
  • the transmission unit 14 generates a transmission pulse for generating an ultrasonic wave by driving the ultrasonic probe 12, and has a function of setting a convergence point of the transmitted ultrasonic wave to a certain depth. Yes.
  • the receiving unit 16 amplifies the reflected echo signal received by the ultrasonic probe 12 with a predetermined gain to generate an RF signal, that is, a received signal.
  • the phasing / adding unit 18 receives the RF signal amplified by the receiving unit 16 and performs phase control, and forms an ultrasonic beam at one or a plurality of convergence points to generate RF signal frame data.
  • the tomographic image construction unit 20 receives the RF signal frame data from the phasing addition unit 18 and performs signal processing such as gain correction, log compression, detection, contour enhancement, and filter processing to obtain tomographic image data.
  • the monochrome scan converter 22 includes an A / D converter that converts tomographic image data from the tomographic image construction unit 20 into a digital signal, a frame memory that stores a plurality of converted tomographic image data in time series, and a control It is configured to include a controller.
  • the black and white scan converter 22 acquires tomographic frame data in the subject stored in the frame memory as one image, and reads out the acquired tomographic frame data in synchronization with the television.
  • the RF frame data selection unit 28 stores a plurality of RF signal frame data from the phasing addition unit 18, and selects one set, that is, two RF signal frame data from the stored RF signal frame data group. For example, the RF signal frame data generated from the phasing adder 18 based on the time series, that is, the frame rate of the image, is sequentially stored in the RF frame data selector 28, and the stored RF signal frame data (N) is first stored. At the same time, select one RF signal frame data (X) from the RF signal frame data group (N-1, N-2, N-3 ... NM) stored in the past in time. select.
  • N, M, and X are index numbers assigned to the RF signal frame data, and are natural numbers.
  • the displacement measuring unit 30 performs one-dimensional or two-dimensional correlation processing from the selected set of data, that is, the RF signal frame data (N) and the RF signal frame data (X), and corresponds to each point of the tomographic image.
  • a one-dimensional or two-dimensional displacement distribution related to the displacement or movement vector in the living tissue, that is, the direction and magnitude of the displacement is obtained.
  • a block matching method is used to detect the movement vector.
  • the block matching method divides an image into blocks consisting of N ⁇ N pixels, for example, focuses on the block in the region of interest, searches the previous frame for the block that most closely matches the block of interest, and refers to this Then, predictive encoding, that is, processing for determining the sample value by the difference is performed.
  • the elasticity information calculation unit 32 calculates the strain value or elasticity of the living tissue corresponding to each point on the tomographic image from the measurement value output from the displacement measurement unit 30, for example, the movement vector and the pressure value output from the pressure measurement unit 46.
  • the modulus is calculated, and an elastic image signal, that is, elastic frame data is generated based on the strain and elastic modulus.
  • the strain data is calculated by spatially differentiating the movement amount of the living tissue, for example, the displacement.
  • the Young's modulus Ym determines the elastic modulus of the living tissue corresponding to each point of the tomographic image, two-dimensional elastic image data can be obtained continuously.
  • the nugget ratio is a ratio of a simple tensile stress applied to an object and a strain generated in parallel to the tension.
  • the elastic image construction unit 34 is configured to include a frame memory and an image processing unit, and secures elastic frame data output in time series from the elastic information calculation unit 32 in the frame memory. In contrast, image processing is performed.
  • the color scan converter 36 has a function of adding hue information to the elastic frame data from the elastic image construction unit 34. That is, the light is converted into the three primary colors of light, that is, red (R), green (G), and blue (B) based on the elastic frame data. For example, elastic data having a large strain is converted into a red code, and simultaneously elastic data having a small strain is converted into a blue code.
  • the switching addition unit 24 includes a frame memory, an image processing unit, and an image selection unit.
  • the frame memory stores tomographic image data from the black and white scan converter 22, elastic image data from the color scan converter 36, and image data output from the biological simulated image control unit 44 described later.
  • the image processing unit has a function of combining the tomographic image data and the elasticity image data secured in the frame memory by changing the combining ratio.
  • the luminance information and hue information of each pixel of the composite image is obtained by adding the information of the black and white tomographic image and the color elastic image at the composite ratio.
  • the image selection unit selects an image to be displayed on the image display 26 from the tomographic image data, the elasticity image data in the frame memory, the composite image data of the image processing unit, and the biological simulation image data.
  • the probe 12 is provided with a position information sensor 48 such as a magnetic sensor, an angular velocity sensor, or an infrared sensor. Further, a coordinate calculation unit 50 that calculates the three-dimensional coordinate position of the probe based on the output of the position information sensor 48, and a tissue displacement detection unit 51 that detects that the tissue of the tomographic part of the subject is displaced, A mark creation unit 52 is provided that generates an elastic image acquisition mark, an elastic mark, or the like based on the output of the coordinate calculation unit 50 and the output of the tissue displacement detection unit 51.
  • a position information sensor 48 such as a magnetic sensor, an angular velocity sensor, or an infrared sensor.
  • a coordinate calculation unit 50 that calculates the three-dimensional coordinate position of the probe based on the output of the position information sensor 48
  • a tissue displacement detection unit 51 that detects that the tissue of the tomographic part of the subject is displaced
  • a mark creation unit 52 is provided that generates an elastic image acquisition mark, an elastic mark, or the like based on
  • a living body simulation image such as an illustration or a photograph simulating the subject is generated, and an elastic image acquisition mark generated by the mark creating unit 52 or an elastic image of the elasticity image is obtained at the position where the elasticity image on the living body simulation image is acquired.
  • a living body simulated image constructing unit 54 that superimposes a simulated mark such as an elastic mark graded according to the hardness or softness of the tissue in the setting region, and positional information of the tomographic site of the subject from which the elastic image was acquired,
  • a memory 56 for storing information such as elasticity information is provided.
  • tissue displacement detection unit 51 that detects that the tissue of the tomographic site of the subject is displaced will be described.
  • the present embodiment is an example applied when an elastic image is generated by performing a compression / release operation on a subject using a probe. For example, if an elastic image is generated while repeatedly pressing / releasing to produce a slight strain change from a state in which the probe is applied to the subject and a certain amount of stress is applied, the probe is attached to the probe.
  • a signal detected by the position information sensor 48 is input to the coordinate calculation unit 50, and the coordinate calculation unit 50 performs division processing on the three-dimensional coordinate axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis as shown in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of changes in the coordinate position of the probe on the X-axis, Y-axis, and Z-axis coordinate axes of the three-dimensional coordinates of the probe output from the coordinate calculation unit 50.
  • the coordinate 61 on the X axis and the coordinate 62 on the Y axis are not substantially constant and displaced, and the coordinate 63 on the Z axis is periodically displaced up and down.
  • the tissue displacement detection unit 51 monitors the output from the coordinate calculation unit 50, and detects the periodic change in the coordinate position of the probe on the Z axis as in this embodiment, so that the probe is periodically It is determined that the subject is moving, that is, the subject is periodically pressed / released. Thereby, it can be automatically detected that the tissue of the tomographic site is displaced, and as a result, it can be detected that an appropriate elastic image has been acquired.
  • the probe is pressed / released in a substantially vertical direction with respect to the subject lying on the bed, and therefore the coordinates of the probe are periodically changed only in the Z-axis direction. It has fluctuated. Therefore, depending on how the three coordinate axes are taken, the axes whose coordinates vary vary. For example, when a periodic change appears on only one of the three coordinate axes, a periodic change appears on any two axes, or a periodic change appears on all three axes. In short, it is possible to detect that an appropriate elasticity image has been acquired if a periodic change in coordinates on at least one of the three coordinate axes corresponding to the tissue displacement direction is detected.
  • tissue displacement detection when an elastic image is generated by performing a compression / release operation on a subject using a probe, or a pressure change is periodically applied to a tissue due to, for example, pulsation of the subject. This is an example applied to any of the cases where an elastic image is generated using.
  • tracking points 65 and 66 are set in the generated tomographic image.
  • the tracking point may be set by, for example, displaying a tomographic image on the image display 26 and setting by the inspector via the interface unit 42, or by arbitrarily setting a plurality of tracking points on the tomographic image. You may comprise so that it may be set.
  • these tracking points 65 and 66 are tracked using various methods such as a block matching method by the displacement measuring unit 30 or the like, for example, and a movement destination is obtained.
  • the tissue displacement detector 51 measures the displacement of the distance in the direction corresponding to the displacement direction of the tissue between the tracking points 65 and 66.
  • the case where the tissue is displaced in the vertical direction is taken as an example, and in this case, the displacement measurement value 67 periodically changes as shown on the right side of FIG.
  • the tissue displacement detector 51 can detect the displacement of the tissue at the tomographic site by detecting this periodic change.
  • two tracking points are set.
  • three or more tracking points are set, and the displacement of the distance between these two arbitrary points is measured, and the measured value of the displacement is measured. Changes may be detected periodically.
  • one tracking point is set, and periodic changes in the direction corresponding to the displacement direction of the tissue at the position of the tracking point are detected. It is also possible to detect the displacement.
  • This embodiment is particularly effective when it is easier to obtain a stable elastic image by using the movement of a tissue or body in which changes in internal pressure such as the heart and blood vessels occur.
  • the probe position is fixed and the probe position does not move, but it corresponds to the tissue displacement direction of the tracking point on the tomographic image. If the direction displacement is periodic, it is effective because it can be detected that the tissue of the tomographic site is displaced.
  • the cross-correlation calculation of the pair of RF signal frame data 70 and 71 selected by the RF frame data selection unit 28 is performed by the displacement measurement unit 30 having a function as a correlation calculation unit. And input to the tissue displacement detector.
  • the tissue displacement detector 51 detects the displacement of the tissue at the tomographic site based on the calculated correlation coefficient (correlation value). That is, the tissue displacement detection unit 51 monitors the correlation coefficient output from the correlation calculation unit, and when the correlation coefficient becomes larger than a preset threshold as shown on the right side of FIG. Detect tissue displacement.
  • the correlation coefficient of the pair of RF signal frame data is relatively low, but the probe When generating an elasticity image while performing compression / release operations on the subject, or when generating an elasticity image using pressure changes due to the pulsation of the subject, the correlation value is relatively high Is to be used. In other words, for example, when moderate compression is obtained or when moderate displacement can be detected, the degree of correlation between the RF signal frame data increases. By detecting this, the tissue at the tomographic site is displaced. And that the elasticity image is acquired.
  • the pair of RF signal frame data almost match and the correlation coefficient Indicates an upper limit (for example, 1.0), and in such a case, it can be appropriately excluded from detection of tissue displacement.
  • tissue displacement detection when an elastic image is generated by performing a compression / release operation on a subject using a probe, or a pressure change is periodically applied to a tissue due to, for example, pulsation of the subject. This is an example applied to any of the cases where an elastic image is generated using.
  • the tissue displacement detection unit 51 takes in the measurement value of the pressure measurement unit 46 and measures the pressure measurement value 73 as shown in FIG. The displacement of the tissue at the fault site is detected by the periodic change of.
  • the displacement of the tissue is automatically detected by the ultrasonic diagnostic apparatus to detect the acquisition of the elastic image, but is not limited thereto.
  • the inspector manually acquires the elasticity image via the ultrasonic probe 12 or the interface unit 42 with reference to the image display 26 in real time while taking the elasticity image. Is an example of instructing.
  • the tissue displacement detection unit 51 detects that an elastic image has been acquired by a signal input via the ultrasonic probe 12 or the interface unit.
  • a button-shaped tissue displacement detection switch 74 that can be pushed down by the examiner is provided.
  • the examiner operates the tissue displacement detection switch 74 by depressing the tissue displacement detection switch 74 when it is determined that an appropriate elastic image is generated by appropriate compression while referring to the image display 26.
  • the tissue displacement detection unit 51 receives a signal resulting from this push-down operation, and detects that the tissue displacement and elasticity image of the tomographic site have been acquired.
  • the tissue displacement detection switch is not limited to the button switch, but may be any switch that can be arbitrarily operated by the examiner.
  • a voice receiver such as a microphone is provided as the interface unit 42, and it is possible to detect that an elastic image has been acquired by instructing acquisition of the elastic image using this.
  • a predetermined phrase audio signal is recorded in the memory, and the tissue displacement detection unit 51 uses a pattern recognition between the audio signal received by the microphone and the recorded audio signal to record the audio signal. It is detected that the displacement of the tissue at the tomographic site and the detected elastic image are acquired when the corresponding audio signal, such as matching or similar to the received audio signal, is received by the microphone.
  • the tissue displacement detector 51 detects the displacement of the tissue at the tomographic site by any one of the modes as described above or by appropriately combining them. After the displacement of the tissue at the tomographic site is detected, a simulated living body image and a simulation superimposed on the living body simulated image on the image display 26 by the mark creating unit 52, the living body simulated image constructing unit 54, and the like that function as simulated image display means A mark is displayed.
  • the present embodiment is an example in which an elastic image acquisition mark indicating a tomographic site from which an elastic image has been acquired is superimposed and displayed on a living body simulation image.
  • a case where an image simulating the breast of a subject is applied as a living body simulation image is shown.
  • ultrasound is transmitted and received while performing a probe operation (S75), and processing of ultrasonic images such as tomographic images and elastic images is performed as described above. (S76) These images are displayed (S77).
  • the living body simulated image construction unit 54 obtains the elasticity image acquisition mark generated by the mark creation unit 52 and the tomographic position information and elasticity image of the subject from which the elasticity image stored in the memory 56 is acquired. Using the obtained information such as the output transition of the pressure measuring unit 46 as appropriate, a living body simulation image is constructed by superimposing an elastic image acquisition mark at a corresponding position on the living body simulation image (S81). As a result, the ultrasound image and the living body simulation image on which the simulation mark is superimposed are appropriately combined and displayed on the image display.
  • an elastic image acquisition mark 86 indicating a tomographic part from which the elastic image has been acquired is displayed at a corresponding position on the biological simulation image 85, as shown in FIG. Are superimposed and displayed.
  • the elastic image acquisition mark 86 includes information on the scanning position and orientation of the ultrasonic probe.
  • an inspector who performs ultrasonic imaging can visually check at which position of the subject the elastic image has been acquired by referring to the living body simulated image.
  • the living body simulation image 85 on which the elastic image acquisition mark 86 is superimposed is stored in the memory, a diagnostician or the like who makes a diagnosis with reference to the stored image visually refers to the living body simulation image. It can be confirmed at which position of the specimen the elasticity image was acquired.
  • the elastic image acquisition marks 86 may be displayed one by one in real time, or as shown on the right side of the figure.
  • the elastic image acquisition mark 86 superimposed in the past on the biological simulated image is left, and the mark may be sequentially superimposed and displayed on the biological simulated image. According to this, since the part where the elasticity image of the subject is acquired can be grasped at a glance, it is possible to prevent the image from being missed or to avoid wasteful imaging of the same part. .
  • the coordinate calculation unit 50 aligns the coordinate system of the three-dimensional coordinates detected by the position information sensor with the coordinate system of the subject while ultrasonically imaging a specific part such as the nipple of the subject. Thereby, the ultrasonic imaging position on the living body simulation image can be specified.
  • FIG. 9 shows a state in which the inspector refers to the living body simulation image generated in the first embodiment of the display during the ultrasonic imaging, and after the inspection and recording in the memory, the examiner refers to the state. It is assumed that For example, when a diagnostician or the like selects an arbitrary elasticity image acquisition mark via an interface such as a mouse, keyboard, trackball, or screen touch sensor, a graph of the output transition of the pressure sensor associated with the selected mark, pressure A pressure state display 87 including the average amplitude of the pressure obtained from the output transition of the sensor and the average value of the pressure obtained from the output transition of the pressure sensor is made.
  • an elastic image for example, when pressing with a probe, it is very important whether the compression is performed appropriately. If the degree of compression is different, a desired elastic image can be acquired. It becomes difficult.
  • the diagnostician selects an elastic image acquisition mark of interest while referring to the biological simulated image once recorded in the memory, an elastic image is acquired at the tomographic location. It is possible to display the pressure conditions at the time. Therefore, it is possible to operate the probe so as to satisfy the same compression condition while referring to this. In this way, by providing multifaceted information to the diagnostician, the diagnostician can obtain an elastic image again with good reproducibility with reference to the displayed pressure conditions and the like. It may be used effectively.
  • the selection of the elastic image acquisition mark is not limited to the input from the interface, but may be automatically set so as to be switched every set time.
  • the elastic image Information obtained in the process of obtaining the information may be appropriately stored in a memory and displayed according to the selection of the mark. Further, a plurality of elastic image acquisition marks may be selected and a plurality of detailed information may be displayed, or graphs or the like may be superimposed and displayed.
  • the present embodiment is an example in which an elastic mark representing the hardness or softness of a set region in a tomographic site where an elastic image is acquired, that is, a tissue (tumor) of interest, is superimposed and displayed on a living body simulation image.
  • ultrasound is transmitted and received while performing a probe operation (S90), and processing of ultrasonic images such as tomographic images and elastic images is performed as described above. (S91), these images are displayed (S92).
  • the living body simulated image construction unit 54 includes the elasticity mark generated by the mark creation unit 52, the tomographic position information of the subject from which the elasticity image stored in the memory 56 is acquired, and the elasticity information of the tissue in the setting area of the elasticity image Using the information such as the output transition of the pressure measurement unit 46 obtained in the process of obtaining the elasticity image as appropriate, a simulated biological image is constructed by superimposing a simulated mark at a corresponding position on the simulated biological image (S96). ). As a result, the ultrasound image and the living body simulation image on which the simulation mark is superimposed are appropriately combined and displayed on the image display.
  • the elastic marks 101 when the elastic image is acquired, the elastic marks 101 may be displayed one by one in real time, or the elastic marks 101 superimposed in the past on the living body simulated image are left. Alternatively, each time an elastic image is acquired, the marks may be sequentially superimposed and displayed on the biological simulated image. In this embodiment, an example of hue gradation is given. However, for example, the hardness or softness of the tissue may be displayed with gradation according to a numerical value or luminance.
  • a simulation mark is superimposed and displayed on a living body simulation image, but may be displayed in association with a tomographic image or a part of an elasticity image.
  • the elasticity mark 101 represents not the elasticity information of the entire acquired elasticity image but the elasticity information of the region of interest where the elasticity image is set, that is, the tissue of interest such as a tumor. Therefore, it is necessary to set a region of interest tissue from the elastic image.
  • the tissue of interest such as a tumor shows low echo (low reflection level). That is, first, binarization processing is performed on the black and white tomographic image, and the position or distribution of the tumor is detected by setting a low echo area as a mask area.
  • the tissue 112 in the mask region is cut out, and the elasticity information of the cut out tissue is averaged to create the elastic mark 101.
  • the elastic mark need not be circular, and the shape can also be expressed and displayed using tumor distribution information.
  • the subject can be referred to when the diagnostician refers to this. It is possible to easily determine which part of the eye should be examined in detail.
  • the elastic mark is represented as a simple mark gradationized by, for example, hue or numerical value, a part that is relatively hard and may have a lesion tissue on the living body simulated image is seen at a glance. Can be grasped. Then, if necessary, it is possible to carry out a detailed examination by, for example, performing ultrasound imaging again, and determine a diagnosis and a treatment policy.
  • the present embodiment is an example in which an elastic image that is a basis for generating the elastic mark is displayed via the elastic mark superimposed on the living body simulation image.
  • the elasticity mark 101 is superimposed on the biological simulation image 85 and that the elasticity image corresponding to each elasticity mark is recorded in the memory in association with each elasticity mark 101.
  • FIG. 13 shows the state in which the examiner refers to the simulated biological image generated in the third embodiment of the display during the ultrasonic imaging, or after being inspected and recorded in the memory, the examiner refers to the state. It is assumed that For example, when a diagnostician or the like selects an arbitrary elasticity image acquisition mark via an interface such as a mouse, keyboard, trackball, or screen touch sensor, the elasticity image associated with the selected mark is called from the memory and elastic. An image display 120 is made.
  • the diagnostician for example, after the diagnostician is once recorded in the memory, if the elastic image acquisition mark of interest is selected while being displayed and referring to the living body simulation image, the elastic image at the tomographic point is referred to. can do. In this way, by providing information to the diagnostician from multiple angles, the diagnostician determines the overall tumor status of the subject while referring to the displayed living body simulation image and elasticity mark. On the other hand, it is possible to make a diagnosis or determine a treatment policy by calling an elastic image and referring to a point of interest in detail.
  • the present embodiment is an example in which elastic marks are displayed in a gradation on a biological simulation image. That is, when the elastic mark is displayed, if it is detected at two or more locations, there is a high possibility that the objects inside are continuous. Therefore, as shown in FIG. 14, it is possible to express it with gradation by using information on the elasticity between two points and the distance between them.
  • the examiner when the examiner conducts the examination and determines that the subject is a continuous object (tumor), the continuity can be displayed by expressing the two points with gradation. As a result, it can be reflected in the chart information without repeating the compression, which is effective in shortening the examination time.
  • the present embodiment is an example in which only the elastic marks that are gradations within a threshold value range that is greater than or equal to a preset threshold value, or within a threshold value range are displayed. That is, for example, as shown in FIG. 15, by using an elastic scale bar 102 or the like, a threshold value is set in advance, or an examination person or a diagnosis person can arbitrarily set and adjust the examination. Only information necessary for the person / diagnostic can be displayed on the living body simulated image. It is also possible to automatically set this threshold value for each examination site.
  • an elastic mark that is harder than a predetermined threshold value that is, a lesion may be necessary and a detailed examination is necessary, can be displayed.
  • diagnosis and treatment policy can be determined. Since the display of the living body simulated image and the elasticity mark simply provides information such as the tissue elasticity of the subject to the examiner / diagnostic, it may not be practical even if there is too much information. In this case, the present embodiment is effective.
  • an elastic mark is displayed on a living body simulation image generated in three dimensions. That is, as shown in FIG. 16 (a), on the living body simulated image 85 generated in three dimensions, the positional information of the tomographic part of the subject when the elastic image is acquired, and the surface of the tomographic part of the subject
  • the elastic mark 101 can be superimposed and displayed in consideration of the depth information from.
  • the compression mark 150 indicating the position of the contact surface of the ultrasonic probe with the subject when the elastic image is acquired may be displayed in an overlapping manner. Can do.
  • the depth information from the ultrasonic transmission / reception unit in the medical chart as illustration information.
  • it can be expressed in three dimensions as an elastic mark of the tumor, which is effective in that it is easy to grasp after examination.
  • the compression mark 150 is provided on the body surface, and the elastic mark 101 is provided inside and displayed simultaneously, thereby making it possible to easily associate the relationship between the compression location and the image.
  • This embodiment is an example in which a blood flow mark is superimposed and displayed on a living body simulation image in addition to a simulation mark, and blood flow information is obtained based on a reflected echo signal measured by an ultrasonic probe. It is presupposed that blood flow mark generation means for generating a blood flow mark that is graded according to the blood flow velocity of the tomographic site of the subject is provided.
  • the speed or abundance of blood flow can be detected by a method using a known Doppler effect, and a blood flow mark gradated according to the detection result can be generated. Then, as shown in FIG. 17, the blood flow mark 160 can be made smaller than the elastic mark 101 and displayed on the elastic mark 101 together. In addition, a blood flow scale bar 161 indicating the speed of blood flow or the degree of abundance can be displayed.
  • blood flow information and elasticity information can be simultaneously displayed on a living body simulated image and used as medical chart information to improve diagnosis accuracy and efficiency.
  • the blood flow mark 160 can be easily recognized by distinguishing both, such as a star mark and the elastic mark 101 as a circle mark. Visibility can be improved by distinguishing between blood flow marks such as black and white gradation and elastic marks such as color gradation. Further, only the portion where the blood flow mark and the elasticity mark overlap may be displayed on the living body illustration.
  • an ultrasonic inspection is performed after performing calibration and positioning with reference to a specific position of the subject such as a nipple. Then, as shown in FIG. 18, when the ultrasonic probe is moved to a location where an elastic image has been acquired in the past (if the position of the elastic mark 101 and the probe mark 170 indicating the probe position overlap each other) ), A display such as “PUSH” can be displayed on the image display 26 to prompt the examiner to perform an elastic image acquisition operation. At that time, elastic images acquired in the past may be displayed together.
  • the burden on the inspector can be reduced and the efficiency of the inspection can be increased.
  • the reproducibility can be improved by displaying the pressure condition when the elastic image is acquired.
  • the present invention is not limited to the breast, and can be applied to places where ultrasonic image diagnosis is possible, such as the thyroid gland, liver, and prostate.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

　弾性画像が取得された被検体の断層部位を検出して、これを生体模擬画像上に重畳した画像を表示或いは記録できる超音波診断装置を実現する。 　本発明の超音波診断装置1は、被検体10との間で超音波を送受信して得られた取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータに基づいて断層部位の弾性画像を生成する弾性画像構成部34と、生体模擬画像を生成する生体模擬画像構成部54と、超音波探触子の3次元座標位置及び姿勢を検出する位置情報センサ48と、位置情報センサからの出力に基づいて断層部位の位置情報を検出する座標演算部50を備えるとともに、断層部位の組織変位を検出する組織変位検出部51を備えている。よって、組織変位検出部51で組織の変位が検出されたときの被検体の断層部位の位置情報に基づいて生体模擬画像上の該当位置に弾性画像取得マークを重畳して表示或いは記録することができる。

Description

超音波診断装置
　本発明は、超音波診断装置に関し、具体的には、被検体を模擬したイラストもしくは写真などの生体模擬画像上に、被検体の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像が取得された断層位置を示すマークを重畳して表示又は記録する超音波診断装置に関する。
　超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体内部に超音波を送信するとともに、被検体内部から生体組織の構造に応じた超音波の反射エコー信号を受信し、例えば超音波断層像等の画像を生成して診断に用いるものである。
　また、近年、例えば特許文献1などに記載されているように、手動又は機械的な方法により超音波探触子で被検体に圧迫を与えながらRF信号フレームデータを取得し、取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータに基づいて、圧迫により生じた生体各部の変位を求め、その変位データに基づいて生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を生成することが行われている。
　ところで、特許文献2には、被検体の断層画像を表示するとともに、生体を模擬したイラスト(ボディマーク)画像上の断層画像を取得した位置に、探触子の走査位置を意味するプローブマークを重畳表示することが記載されている。この断層画像とプローブマークが重畳された生体模擬画像とを関連付けて記録すれば、超音波検査後に断層画像とその画像を取得した検査部位とを容易に関連付けることが可能になると考えられる。
特開2000-060853号公報 特開2007-202829号公報
　しかしながら、特許文献2に記載された技術は、弾性画像に関して、検査部位などの情報を生体模擬画像にマークして表示したり、検査部位がマークされた生体模擬画像を弾性画像と関連付けて記録したりすることについては考慮されていない。
　すなわち、特許文献2に記載の技術は、超音波探触子に装着された磁気センサなどのセンサで探触子の座標を検出して生体模擬画像の座標と位置合わせをすることにより生体模擬画像上に断層画像の検査部位をマークするものである。一方、弾性画像は、上述のように、例えば超音波探触子で被検体に圧迫を繰り返し与えたり、被検体の拍動などの圧力変化を利用したりして、断層部位の組織に変位が生じている状態で得られた一対のRF信号フレームデータに基づいて生成されるものである。したがって、単に特許文献2に記載の技術だけでは、弾性画像が適切に取得されていることを検出することができず、弾性画像の取得位置を把握することが困難となる。
　そこで、本発明は、弾性画像が取得された被検体の断層部位を検出して、これを生体模擬画像上に重畳した画像を表示或いは記録できる超音波診断装置を実現することを課題とする。
　上記課題を解決するため、本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて被検体の断層部位のRF信号フレームデータを生成する整相加算手段と、取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータに基づいて断層部位の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を生成する弾性画像構成手段と、被検体を模擬した生体模擬画像を生成する生体模擬画像生成手段と、超音波探触子に装着されて探触子の3次元座標位置及び姿勢を検出する位置センサと、位置センサからの出力に基づいて被検体の断層部位の位置情報を検出する断層部位検出手段と、被検体の断層部位の組織が変位していることを検出する組織変位検出手段と、組織の変位が検出されたときの被検体の断層部位の位置情報に基づいて生体模擬画像上の該当位置に弾性画像取得マークを重畳する表示器を備える。また、マークが重畳された模擬画像を、表示器に表示するか、又は組織の変位が検出されたときに生成された弾性画像と関連付けてメモリに記録する手段とを備えてなる。
　すなわち、本発明は、組織変位検出手段を設けることにより、被検体の断層部位の組織が変位していることを検出することが可能となるので、弾性画像が適切に取得されていることを検出することができる。したがって、これが検出された際の被検体の断層部位の位置情報に基づいて、生体模擬画像上の弾性画像が取得された位置にマークを重畳することができる。マークが重畳された模擬画像を表示器にリアルタイムに表示することにより、検査効率を高めることができ、また組織の変位が検出されたときに生成された弾性画像と関連付けてメモリに記録することにより、検査後の診断や治療方針の決定に効率的に結びつけることができる。
　また、組織変位検出手段は、以下のような態様で構成することができる。まず、超音波探触子に装着された位置センサにより検出された超音波探触子の3次元座標のうち、少なくとも組織の変位方向に対応するいずれかの座標軸における座標の周期的な変化により断層部位の組織の変位を検出することができる。これは、探触子の被検体に対する圧迫/解除動作を繰り返し行って断層部位の組織に変位を生じさせながら弾性画像を取得する場合に適用することができる。この場合、圧迫/解除動作のために探触子位置が周期的に変位するので、探触子の位置センサの3次元座標を監視して、少なくとも組織の変位方向に対応するいずれかの座標軸における座標の周期的な変化を検出することにより、断層部位の組織変位を検出することができる。
　また、RF信号フレームデータに基づいて、被検体の断層部位の断層画像を生成する断層画像構成手段と、断層画像に追跡点を設定する手段と、追跡点の位置を検出する手段とを備えている場合、組織変位検出手段は、追跡点の位置の組織の変位方向に対応する方向の周期的な変化により断層部位の組織の変位を検出することができる。
　これは、探触子により被検体に圧迫を加える場合だけではなく、被検体の例えば血管の拍動による周期的な内部圧力の変化により組織が変位することを利用して弾性画像を取得する場合にも特に有効に適用できる。つまり、これによれば、探触子位置を固定しており探触子位置が動かない場合でも、断層画像上の追跡点の組織の変位方向に対応する方向の変位が周期的であれば、断層部位の組織が変位していることを検出することができる。
　また、同様の追跡点を複数設定する場合、組織変位検出手段は、複数の追跡点間の組織の変位方向に対応する方向の距離の変位を計測し、この変位の計測値の周期的な変化により断層部位の組織の変位を検出することができる。
　また、RF信号フレームデータの相互相関演算を行う相関演算手段を備えている場合、組織変位検出手段は、相関演算手段により得られた相関係数があらかじめ設定された閾値より大きくなった場合に、断層部位の組織の変位を検出することができる。
　つまり、断層画像を得るために探触子を適宜移動させているときは、一対のRF信号フレームデータの相互相関演算による相関値は比較的低くなるのに対して、探触子により被検体に圧迫/解除動作を行っているときは、相関値が比較的高くなるので、これを検出することにより、断層部位の組織の変位を検出することができる。ただし、探触子位置が固定されており、かつ断層部位の組織に変位が生じていないときには、一対のRF信号フレームデータがほぼ一致して相関値が上限を示すので、このような場合を適宜除外することができる。
　また、超音波探触子の被検体との接触面に圧力センサを設けた場合、組織変位検出手段は、圧力センサの計測値の周期的な変化により断層部位の組織の変位を検出することができる。これは、探触子により圧迫/解除動作を行う場合、及び被検体の内部圧力の変化を利用する場合のいずれにも適用することができる。いずれの場合も、圧力センサの検出値が周期的に変化するので、これを検出することにより、断層部位の組織の変位を検出することができる。
　本発明によれば、弾性画像が取得された被検体の断層部位を検出して、これを生体模擬画像上に重畳した画像を表示或いは記録できる超音波診断装置を実現することができる。
本実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。 組織変位検出の第1実施例を説明するための図。 組織変位検出の第2実施例を説明するための図。 組織変位検出の第3実施例を説明するための図。 組織変位検出の第4実施例を説明するための図。 組織変位検出の第5実施例を説明するための図。 超音波診断装置の全体動作、及び弾性画像取得マークを生成して生体模擬画像上に重畳表示する動作のフローチャート。 表示の第1実施例を説明するための図。 表示の第2実施例を説明するための図。 超音波診断装置の全体動作、及び弾性マークを生成して生体模擬画像上に重畳表示する動作のフローチャート。 表示の第3実施例を説明するための図。 弾性マークの生成手法を詳細に説明するための図。 表示の第4実施例を説明するための図。 表示の第5実施例を説明するための図。 表示の第6実施例を説明するための図。 表示の第7実施例を説明するための図。 表示の第8実施例を説明するための図。 表示の第9実施例を説明するための図。
符号の説明
　1　超音波診断装置、10　被検体、12　超音波探触子、18　整相加算部、20　断層画像構成部、28　RFフレームデータ選択部、30　変位計測部、32　弾性情報演算部、34　弾性画像構成部、42　インターフェース部、48　位置情報センサ、50　座標演算部、51　組織変位検出部、52　マーク作成部、54　生体模擬画像構成部、56　メモリ、65，66　追跡点、67　変位の計測値、70，71　RF信号フレームデータ、73　圧力の計測値、74　組織変位検出スイッチ、85　生体模擬画像、86　弾性画像取得マーク、87　圧力状態表示、101　弾性マーク、102　弾性スケールバー、150　圧迫マーク、160　血流マーク、161　血流スケールバー
発明を実施するための形態
　以下、本発明を適用してなる超音波診断装置の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。
　図1は、本実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。図1に示すように、超音波診断装置1には、被検体10に当接させて用いる超音波探触子12と、超音波探触子12を介して被検体10に時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信部14と、被検体10から発生する時系列の反射エコー信号を受信する受信部16と、送信部14と受信部16を制御する送受信制御部17と、受信部16で受信された反射エコーを整相加算する整相加算部18が備えている。
　また、整相加算部18からのRF信号フレームデータに基づいて被検体の例えば白黒断層画像などの濃淡断層画像を構成する断層画像構成部20と、断層画像構成部20の出力信号を画像表示器26の表示に合うように変換する白黒スキャンコンバータ22が備えられている。
　また、整相加算部18から出力されるRF信号フレームデータを記憶し、少なくとも2枚のフレームデータを選択するRFフレームデータ選択部28と、被検体10の生体組織の変位を計測する変位計測部30と、変位計測部30で計測された変位情報から歪み又は弾性率を求める弾性情報演算部32と、弾性情報演算部32で演算した歪み又は弾性率からカラー弾性画像を構成する弾性画像構成部34と、弾性画像構成部34の出力信号を画像表示器26の表示に合うように変換するカラースキャンコンバータ36が備えられている。
　また、超音波診断装置を構成する各部に対して各種の制御信号を出力する画像制御部44と、検査者からの指示を入力して画像制御部44に出力するインターフェース部42が備えられている。
　ここで、超音波診断装置1について詳細に説明する。超音波探触子12は、複数の振動子を配設して形成されており、被検体10に振動子を介して超音波を送受信する機能を有している。送信部14は、超音波探触子12を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成するとともに、送信される超音波の収束点をある深さに設定する機能を有している。また、受信部16は、超音波探触子12で受信した反射エコー信号について所定のゲインで増幅してRF信号すなわち受波信号を生成するものである。整相加算部18は、受信部16で増幅されたRF信号を入力して位相制御し、一点又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成してRF信号フレームデータを生成するものである。
　断層画像構成部20は、整相加算部18からのRF信号フレームデータを入力してゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行い、断層画像データを得るものである。また、白黒スキャンコンバータ22は、断層画像構成部20からの断層画像データをデジタル信号に変換するA/D変換器と、変換された複数の断層画像データを時系列に記憶するフレームメモリと、制御コントローラを含んで構成されている。この白黒スキャンコンバータ22は、フレームメモリに格納された被検体内の断層フレームデータを1画像として取得し、取得された断像フレームデータをテレビ同期で読み出すものである。
　RFフレームデータ選択部28は、整相加算部18からの複数のRF信号フレームデータを格納し、格納されたRF信号フレームデータ群から1組すなわち2つのRF信号フレームデータを選択する。例えば、整相加算部18から時系列すなわち画像のフレームレートに基づいて生成されるRF信号フレームデータをRFフレームデータ選択部28に順次記憶し、記憶されたRF信号フレームデータ(N)を第1のデータとして選択すると同時に、時間的に過去に記憶されたRF信号フレームデータ群(N-1、N-2、N-3・・・N-M)の中から1つのRF信号フレームデータ(X)を選択する。なお、ここでN、M、XはRF信号フレームデータに付されたインデックス番号であり、自然数とする。
　そして、変位計測部30は、選択された1組のデータすなわちRF信号フレームデータ(N)及びRF信号フレームデータ(X)から1次元或いは2次元相関処理を行って、断層画像の各点に対応する生体組織における変位や移動ベクトルすなわち変位の方向と大きさに関する1次元又は2次元変位分布を求める。ここで、移動ベクトルの検出にはブロックマッチング法を用いる。ブロックマッチング法とは、画像を例えばN×N画素からなるブロックに分け、関心領域内のブロックに着目し、着目しているブロックに最も近似しているブロックを前のフレームから探し、これを参照して予測符号化すなわち差分により標本値を決定する処理を行う。
　弾性情報演算部32は、変位計測部30から出力される計測値、例えば移動ベクトルと、圧力計測部46から出力される圧力値とから断層画像上の各点に対応する生体組織の歪みや弾性率を演算し、その歪みや弾性率に基づいて弾性画像信号すなわち弾性フレームデータを生成するものである。
　このとき、歪みのデータは、生体組織の移動量例えば変位を空間微分することによって算出される。また、弾性率のデータは、圧力の変化を歪みの変化で除することによって計算される。例えば、変位計測部30により計測された変位をL(X)、圧力計測部46により計測された圧力をP(X)とすると、歪みΔS(X)は、L(X)を空間微分することによって算出することができるから、ΔS(X)＝ΔL(X)/ΔXという式を用いて求められる。また、弾性率データのヤング率Ym(X)は、Ym＝(ΔP(X))/ΔS(X)という式によって算出される。このヤング率Ymから断層画像の各点に相当する生体組織の弾性率が求められるので、2次元の弾性画像データを連続的に得ることができる。なお、ング率とは、物体に加えられた単純引張り応力と、引張りに平行に生じるひずみに対する比である。
　弾性画像構成部34は、フレームメモリと画像処理部とを含んで構成されており、弾性情報演算部32から時系列に出力される弾性フレームデータをフレームメモリに確保し、確保されたフレームデータに対し画像処理を行うものである。
　カラースキャンコンバータ36は、弾性画像構成部34からの弾性フレームデータに色相情報を付与する機能を有したものである。つまり、弾性フレームデータに基づいて光の3原色すなわち赤(R)、緑(G)、青(B)に変換するものである。例えば、歪みが大きい弾性データを赤色コードに変換すると同時に、歪みが小さい弾性データを青色コードに変換する。　また、切替加算部24は、フレームメモリと、画像処理部と、画像選択部とを備えて構成されている。フレームメモリは、白黒スキャンコンバータ22からの断層画像データと、カラースキャンコンバータ36からの弾性画像データと、後述する生体模擬画像制御部44から出力される画像データを格納するものである。また、画像処理部は、フレームメモリに確保された断層画像データと弾性画像データとを合成割合を変更して合成する機能を有するものである。合成画像の各画素の輝度情報及び色相情報は、白黒断層画像とカラー弾性画像の各情報を合成割合で加算したものとなる。さらに、画像選択部は、フレームメモリ内の断層画像データ、弾性画像データ、画像処理部の合成画像データ、及び生体模擬画像データのうちから画像表示器26に表示する画像を選択するものである。
　続いて、本実施形態の超音波診断装置の特徴部について説明する。探触子12には、例えば磁気センサ、角速度センサ、赤外線センサなどの位置情報センサ48が設けられている。また、位置情報センサ48の出力に基づいて探触子の3次元座標位置を算出する座標演算部50と、被検体の断層部位の組織が変位していることを検出する組織変位検出部51と、座標演算部50の出力及び組織変位検出部51の出力に基づいて弾性画像取得マーク、或いは弾性マークなどを生成するマーク作成部52が備えられている。
　さらに、被検体を模擬したイラストもしくは写真などの生体模擬画像を生成するとともに、生体模擬画像上の弾性画像が取得された位置にマーク作成部52で生成された弾性画像取得マーク、或いは弾性画像の設定領域における組織の硬さ又は軟らかさに応じて階調化された弾性マークなどの模擬マークを重畳する生体模擬画像構成部54と、弾性画像が取得された被検体の断層部位の位置情報や弾性情報などの情報を保存するメモリ56が備えられている。
　続いて、被検体の断層部位の組織が変位していることを検出する組織変位検出部51の各実施例について説明する。
　(組織変位検出の第1実施例)
　本実施例は、探触子を用いて被検体に対して圧迫/解除動作を行って弾性画像を生成する場合に適用される例である。例えば、探触子を被検体に当てて一定の応力を与えた状態から、微小な歪み変化が生じるように圧迫/解除の動作を繰り返し行いながら弾性画像を生成すると、探触子に装着された位置情報センサ48で検出された信号が座標演算部50に入力され、座標演算部50において、図2に示すようなX軸Y軸Z軸の3次元の座標軸にて分割処理される。図2は、座標演算部50から出力される探触子の3次元座標のX軸，Y軸，Z軸の各座標軸における探触子の座標位置の変化の一例を示す図である。
　本実施例では、X軸における座標61、及びY軸における座標62は、ほぼ一定で変位しておらず、Z軸における座標63は、周期的に上下に変位している。組織変位検出部51は、座標演算部50からの出力を監視し、本実施例のようにZ軸における探触子の座標位置の周期的な変化を検出することにより、探触子が周期的に動いている、つまり被検体に対して周期的な圧迫/解除を行っていると判断する。これにより、断層部位の組織が変位していることを自動で検出することができ、その結果、適切な弾性画像が取得されたことを検出することができる。
　なお、本実施例では、例えばベッドに横たわった被検体に対してほぼ鉛直方向に探触子を圧迫/解除した場合を想定しているため、Z軸方向のみ探触子の座標が周期的に変動している。したがって、3つの座標軸の取り方によっては、座標が変動する軸は様々に異なる。例えば、3つの座標軸のうち、いずれか1軸のみに周期的な変化が現れる場合、いずれか2軸に周期的な変化が現れる場合、3軸全てに周期的な変化が現れる場合も考えられる。要は、3つの座標軸のうち、少なくとも組織の変位方向に対応するいずれかの座標軸における座標の周期的な変化が検出されれば、適切な弾性画像が取得されたことを検出することができる。
　(組織変位検出の第2実施例)
　本実施例は、探触子を用いて被検体に対して圧迫/解除動作を行って弾性画像を生成する場合、或いは、被検体の例えば拍動などにより組織に周期的に圧力変化が加わることを利用して弾性画像を生成する場合のいずれにも適用される例である。
　この例では、まず、図3左側に示すように、生成された断層画像に追跡点65，66が設定される。なお、追跡点の設定は、例えば画像表示器26に断層画像を表示して、インターフェース部42を介して検査者が設定してもよいし、断層画像上の任意の複数の追跡点が自動で設定されるように構成してもよい。
　続いて、これらの追跡点65，66が、例えば変位計測部30などによりブロックマッチング法など種々の手法を利用してトラッキングされて移動先が求められる。組織変位検出部51は、追跡点65，66間の組織の変位方向に対応する方向の距離の変位を計測する。例えば本実施例は、上下方向に組織が変位している場合を例に挙げており、この場合は、図3右側に示すように変位の計測値67が周期的に変化する。組織変位検出部51は、この周期的な変化を検出することにより断層部位の組織の変位を検出することができる。
　また、本実施例では、追跡点を2点設定したが、これに限らず3点以上追跡点を設定するとともに、これらの任意の2点間の距離の変位を計測して、変位の計測値の周期的に変化を検出してもよい。また、追跡点間の距離ではなく、例えば1点の追跡点を設定して、この追跡点の位置の組織の変位方向に対応する方向の周期的な変化を検出することにより、断層部位の組織の変位を検出することも可能である。
　本実施例は、心臓や血管など内圧の変化が生じる組織や体の動きを利用した方が安定した弾性画像を得やすい場合に特に有効である。つまり、この場合、探触子により体表から圧迫を行わないため、探触子位置を固定しており探触子位置は動かないが、断層画像上の追跡点の組織の変位方向に対応する方向の変位が周期的であれば、断層部位の組織が変位していることを検出することができるので有効である。
　(組織変位検出の第3実施例)
　本実施例は、探触子を用いて被検体に対して圧迫/解除動作を行って弾性画像を生成する場合、或いは、被検体の例えば拍動などにより組織に周期的に圧力変化が加わることを利用して弾性画像を生成する場合のいずれにも適用される例である。
　本実施例では、図4左側に示すようにRFフレームデータ選択部28で選択された一対のRF信号フレームデータ70，71の相互相関演算が、相関演算手段としての機能を有する変位計測部30で行われて組織変位検出部に入力される。組織変位検出部51は、演算された相関係数(相関値)に基づいて、断層部位の組織の変位を検出する。つまり、組織変位検出部51は、相関演算手段から出力される相関係数を監視し、図4右側に示すように、相関係数があらかじめ設定された閾値より大きくなった場合に、断層部位の組織の変位を検出する。
　本実施例は、例えば断層画像を得るために探触子を適宜移動させているようなときは、一対のRF信号フレームデータの相関係数は比較的低くなるのに対して、探触子により被検体に圧迫/解除動作を行いながら弾性画像を生成しているとき、或いは被検体の拍動などによる圧力変化を利用して弾性画像を生成しているときには、相関値が比較的高くなることを利用するものである。つまり、例えば適度な圧迫が得られた、或いは適度な変位を検出できた際には、RF信号フレームデータ間での相関度は高まるので、これを検出することにより、断層部位の組織が変位していること、及び弾性画像が取得されていることを検出することができる。
　ただし、例えば組織の内部圧力の変化が生じないような断層部位を撮像しており、かつ探触子位置が固定されている場合には、一対のRF信号フレームデータがほぼ一致して相関係数がほぼ上限(例えば1．0)を示すので、このような場合は、組織変位の検出から適宜除外することができる。
　(組織変位検出の第4実施例)
　本実施例は、探触子を用いて被検体に対して圧迫/解除動作を行って弾性画像を生成する場合、或いは、被検体の例えば拍動などにより組織に周期的に圧力変化が加わることを利用して弾性画像を生成する場合のいずれにも適用される例である。
　本実施形態の超音波診断装置のように、圧力計測部46を備えている場合、組織変位検出部51は、圧力計測部46の計測値を取り込み、図5に示すような圧力の計測値73の周期的な変化により断層部位の組織の変位を検出する。
　本実施例は、探触子により圧迫/解除動作を行う場合、及び被検体の内部圧力の変化を利用する場合のいずれであっても、断層部位の組織に変位が生じている場合には、内部圧力が変動し、これが圧力計測部46で計測されることを利用するものである。
　(組織変位検出の第5実施例)
　以上の実施例では、組織の変位を超音波診断装置によって自動で検出して弾性画像の取得を検出するものであるが、これには限られない。例えば、第5実施例は、検査者が、弾性画像の撮像を行いながらリアルタイムに画像表示器26を参照して、超音波探触子12或いはインターフェース部42などを介して手動で弾性画像の取得を指示する例である。組織変位検出部51は、超音波探触子12或いはインターフェース部42を介して入力される信号により弾性画像が取得されたことを検出することとなる。
　超音波探触子12を用いて弾性画像の取得を指示することにより弾性画像が取得されたことを検出する場合、図6に示すように、超音波探触子12の例えば把持部などに、検査者が押し下げ操作可能なボタン状の組織変位検出スイッチ74を設ける。検査者は、画像表示器26を参照しながら、適切な圧迫による適切な弾性画像が生成されていると判断したら組織変位検出スイッチ74を押し下げ操作する。組織変位検出部51は、この押し下げ操作に起因する信号を受信して断層部位の組織の変位及び弾性画像が取得されたことを検出する。組織変位検出スイッチは、ボタンスイッチに限らず検査者が任意に操作可能なものであればよい。
　また、例えばインターフェース部42としてマイクロフォンなどの音声受信器を設けて、これを利用して弾性画像の取得を指示することにより弾性画像が取得されたことを検出することができる。つまり、あらかじめ定められた特定のフレーズの音声信号をメモリに記録しておき、組織変位検出部51は、マイクロフォンで受信された音声信号と記録された音声信号とのパターン認識などを用いて、記録された音声信号に一致、或いは類似するなど対応する音声信号がマイクロフォンで受信されたことにより断層部位の組織の変位及び検出弾性画像が取得されたことを検出する。
　この場合、音声誤認識に起因して不要な弾性画像を取得することを防止するために、音声認識により弾性画像が取得される旨を画像表示器26に表示して、実行するか否かを、検査者に音声又は手動操作によって決定するよう促すようにしてもよい。
　以上説明したような態様のいずれか、或いは適宜これらを組み合わせることにより、組織変位検出部51で断層部位の組織の変位が検出される。断層部位の組織の変位が検出された後は、模擬画像表示手段としての機能を有するマーク作成部52、生体模擬画像構成部54などにより画像表示器26に生体模擬画像及びこれに重畳される模擬マークなどが表示される。
　以下、マーク作成部52、生体模擬画像構成部54などにより画像表示器26に表示される生体模擬画像及びこれに重畳される模擬マークなどの表示態様の実施例を説明する。なお、以下の説明では、生体模擬画像及びこれに重畳される模擬マークなどの表示のみについて説明するが、断層画像、弾性画像などと適宜組み合わせて画像表示器26に表示することができる。
　(表示の第1実施例)
　本実施例は、生体模擬画像上に、弾性画像が取得された断層部位を示す弾性画像取得マークを重畳表示する例である。なお、本実施例及び以下の実施例では、生体模擬画像として被検体の乳房を模擬的にイラストした画像を適用した場合を示す。
　まず、図7を用いて超音波診断装置の全体動作、及び特徴部の動作について説明する。図7に示すように、通常の検査のルーチンでは、探触子操作を行いながら(S75)超音波が送受され、上述したように断層画像及び弾性画像などの超音波画像の処理が行われて(S76)、これらの画像が表示される(S77)。
　一方、座標演算部50により座標演算が行われて(S78)、被検体の断層部位の位置情報が取得されるとともに、組織変位検出部51により断層部位の組織の変化が検出されて(S79)、マーク作成部52に入力される。そして、マーク作成部52により、組織変位検出部51で組織の変位が検出されたときの座標演算部50からの出力、つまり被検体の断層部位の位置情報に基づいて弾性画像取得マークが生成される(S80)。
　生体模擬画像構成部54は、マーク作成部52で生成された弾性画像取得マークと、メモリ56に保存されている弾性画像が取得された被検体の断層位置情報及び弾性画像が得られる過程で得られた圧力計測部46の出力推移などの情報とを適宜用いて、生体模擬画像上の該当位置に弾性画像取得マークを重畳して生体模擬画像を構成する(S81)。これにより、超音波画像と模擬マークが重畳された生体模擬画像が適宜組み合わされて画像表示器に表示される。
　本実施例では、超音波撮像を行って弾性画像が取得されたら、図8に示すように、生体模擬画像85上の該当位置に、弾性画像が取得された断層部位を示す弾性画像取得マーク86が重畳されて表示される。なお、同図に示すように、弾性画像取得マーク86は、超音波探触子の走査位置と方位の情報を含んでいる。
　これを超音波撮像中にリアルタイムに表示することにより、超音波撮像を行う検査者は、生体模擬画像を参照して、視覚的に被検体のどの位置で弾性画像が取得されたのかを確認できる。また、弾性画像取得マーク86が重畳された生体模擬画像85をメモリに保存すれば、保存された画像を参照して診断を行う診断者などが、生体模擬画像を参照して、視覚的に被検体のどの位置で弾性画像が取得されたのかを確認できる。
　また、例えば検査者が図8のFrameA～Fに示すように弾性画像を取得している場合、リアルタイムに弾性画像取得マーク86を1つずつ表示してもよいし、同図右側に示すように、生体模擬画像上に過去に重畳された弾性画像取得マーク86を残したまま、弾性画像が取得されるたびに、順次マークを生体模擬画像上に重畳して表示するようにしてもよい。これによれば、被検体の弾性画像が取得された部位を一見して把握できるので、画像の撮りこぼしを防止したり、同一部位を重複して撮像する無駄を省いたりすることが可能となる。
　なお、座標演算部50は、被検体の例えば乳頭などの特定部位を超音波撮像しながら、位置情報センサにより検出される3次元座標の座標系と、被検体の座標系との位置合わせを行うことにより、生体模擬画像上の超音波撮像位置を特定することができる。
　(表示の第2実施例)
　本実施例は、生体模擬画像上に重畳された弾性画像取得マークを介して、その弾性画像が取得される過程において圧力計測部46で計測された圧力等の情報を表示する例である。本実施例では、生体模擬画像85に弾性画像取得マーク86が重畳されるとともに、各弾性画像取得マークに対応する弾性画像が取得されたときに圧力計測部46で検出された圧力の出力推移が、それぞれ各弾性画像取得マーク86に関連付けてメモリに記録されていることを前提としている。
　図9は、表示の第1実施例で生成された生体模擬画像を検査者が超音波撮像中に参照している状態や、検査されてメモリに記録された後に、診断者などが参照している状態を想定している。例えば、マウス、キーボード、トラックボール、画面のタッチセンサなどのインターフェースを介して診断者などが任意の弾性画像取得マークを選択したら、選択されたマークに関連付けられた圧力センサの出力推移のグラフ、圧力センサの出力推移から求められる圧力の平均振幅、及び圧力センサの出力推移から求められる圧力の平均値などを含んだ圧力状態表示87がなされる。
　弾性画像の取得に関しては、例えば探触子で圧迫する場合であれば、圧迫が適度に行われているかが非常に重要であり、圧迫の程度が異なれば、所望の弾性画像を取得することが困難になる。この点、本実施例によれば、例えば、診断者が一旦メモリに記録された生体模擬画像を参照しながら、注目する弾性画像取得マークを選択すれば、その断層箇所において弾性画像が取得されたときの圧力条件などを表示したりすることができる。したがって、これを参照しながら同様な圧迫条件になるように探触子を操作することなどが可能になる。このように、診断者に対して多面的に情報を提供することにより、診断者は、表示された圧力条件などを参考に再現性よく弾性画像を再び取得したりすることができるので、診断に有効に活用される可能性がある。
　なお、弾性画像取得マークの選択は、インターフェースからの入力に限らず、設定された時間おきに切り替わるように自動設定するなどしてもよい、また、本実施例で示した情報の他、弾性画像の取得の過程で得られる情報を適宜メモリに記憶しておき、マークの選択に応じて表示してもよい。また、複数の弾性画像取得マークを選択し、複数の詳細情報を表示させたり、グラフ等を重ね合わせて表示させたりしてもよい。
　(表示の第3実施例)
　本実施例は、生体模擬画像上に、弾性画像が取得された断層部位における設定領域、つまり関心のある組織(腫瘍)の硬さ又は軟らかさを表す弾性マークを重畳表示する例である。
　まず、図10を用いて超音波診断装置の全体動作、及び特徴部の動作について説明する。図10に示すように、通常の検査のルーチンでは、探触子操作を行いながら(S90)超音波が送受され、上述したように断層画像及び弾性画像などの超音波画像の処理が行われて(S91)、これらの画像が表示される(S92)。
　一方、座標演算部50により座標演算が行われて(S93)、被検体の断層部位の位置情報が取得されるとともに、組織変位検出部51により断層部位の組織の変化が検出されて(S94)、マーク作成部52に入力される。さらに、超音波撮像により得られた断層画像と弾性画像の情報がマーク作成部52に入力される。そして、マーク作成部52により、組織変位検出部51で組織の変位が検出されたときの座標演算部50からの出力、つまり被検体の断層部位の位置情報と、弾性画像に設定された領域の関心組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報とに基づいて弾性マークなどの模擬マークが生成される(S95)。
　生体模擬画像構成部54は、マーク作成部52で生成された弾性マークと、メモリ56に保存されている弾性画像が取得された被検体の断層位置情報、弾性画像の設定領域における組織の弾性情報、及び弾性画像が得られる過程で得られた圧力計測部46の出力推移などの情報とを適宜用いて、生体模擬画像上の該当位置に模擬マークを重畳して生体模擬画像を構成する(S96)。これにより、超音波画像と模擬マークが重畳された生体模擬画像が適宜組み合わされて画像表示器に表示される。
　これにより、図11に示すような表示がされる。つまり、弾性画像が取得されたら、生体模擬画像85上の該当位置に、弾性画像の設定領域における組織(腫瘍)の硬さ又は軟らかさに応じて階調化された円形の弾性マーク101が重畳されて表示される。また、これと併せて階調化された色相と、組織の硬さ又は軟らかさの程度を関連付けて表す弾性スケールバー102が表示される。
　なお、表示の第1実施例と同様に、弾性画像が取得されたら、リアルタイムに弾性マーク101を1つずつ表示してもよいし、生体模擬画像上に過去に重畳された弾性マーク101を残したまま、弾性画像が取得されるたびに、順次マークを生体模擬画像上に重畳して表示するようにしてもよい。また、本実施例では、色相階調した例を挙げたが、その他例えば数値や輝度などにより組織の硬さ又は軟らかさを階調化して表示してもよい。
　また、本実施例では、生体模擬画像上に模擬マークを重畳表示する例を示したが、断層画像や弾性画像の一部に重畳させるなど関連付けて表示してもよい。
　続いて、弾性マーク101の生成に関して図12を用いてさらに詳細に説明する。弾性マーク101は、取得された弾性画像の全体の弾性情報ではなく、弾性画像の設定された領域、つまり腫瘍などの関心組織の弾性情報を表すものである。そのため、弾性画像の中から関心組織の領域を設定する必要がある。
　この点、図12に示すように、白黒断層画像110上では腫瘍などの関心組織は低エコー(反射レベルが低い)を示すことを利用する。つまり、まず、白黒断層画像に対して2値化処理を行い、低エコーの領域をマスク領域として設定することにより腫瘍の位置もしくは分布を検出する。
　そして、弾性画像111のうち、マスク領域における組織112を切り出して、切り出された組織の弾性情報を平均化して弾性マーク101が作成される。また、弾性マークは円形にする必要はなく、腫瘍の分布情報を用いて形状をも表現して表示することもできる。
　このような表示を行うことにより、生体模擬画像を介して、弾性画像の取得断層部位における設定された領域の関心組織の弾性情報を簡便に把握することができる。
　また、例えば、検査者が被検体に対して一通り弾性画像の撮像を行って、弾性マークが重畳された生体模擬画像が記録されていれば、診断者がこれを参照した際に、被検体のどの部位を詳細に検査すべきかを容易に判断することができる。つまり、弾性マークは例えば色相、或いは数値などで階調化されたシンプルなマークとして表されているので、生体模擬画像上で比較的硬くて病変組織が存在している可能性のある箇所を一見して把握できる。そして、必要に応じて再び超音波撮像をするなどして詳細に検査して診断及び治療方針の決定などを行うことができる。
　(表示の第4実施例)
　本実施例は、生体模擬画像上に重畳された弾性マークを介して、その弾性マークを生成する基となった弾性画像を表示する例である。本実施例では、生体模擬画像85に弾性マーク101が重畳されるとともに、各弾性マークに対応する弾性画像が、それぞれ各弾性マーク101に関連付けてメモリに記録されていることを前提としている。
　図13は、表示の第3実施例で生成された生体模擬画像を検査者が超音波撮像中に参照している状態や、検査されてメモリに記録された後に、診断者などが参照している状態を想定している。例えば、マウス、キーボード、トラックボール、画面のタッチセンサなどのインターフェースを介して診断者などが任意の弾性画像取得マークを選択したら、選択されたマークに関連付けられた弾性画像がメモリから呼び出されて弾性画像表示120がなされる。
　本実施例によれば、例えば、診断者が一旦メモリに記録された後、表示されて生体模擬画像を参照しながら、注目する弾性画像取得マークを選択すれば、その断層箇所における弾性画像を参照することができる。このように、診断者に対して多面的に情報を提供することにより、診断者は、表示された生体模擬画像及び弾性マークを参照しながら、被検体の全体的な腫瘍の状況などを判断しながら、かつ弾性画像を呼び出して注目する箇所を詳細に参照して診断を行ったり、治療方針を決定したりすることができる。
　なお、本実施例の弾性画像の呼び出しと、表示の第2実施例で示した圧力状態の呼び出しを適宜組み合わせて表示してもよい。
　(表示の第5実施例)
　本実施例は、生体模擬画像上に弾性マークをグラデーション状に表示する例である。すなわち、弾性マークを表示する際に、2つもしくはそれ以上の箇所にて検出された場合には、内部にある対象が連続している可能性が高い。そのため、図14に示すように、2点間の弾性度とそれらの距離の情報をもちいることでグラデーションをもってそれを表現することが可能である。
　例えば、検査者が検査をおこなって連続した対象(腫瘍)であると判断した際には、2点間をグラデーションで表し、連続性を表示することができる。これにより圧迫を繰り返さずにでもカルテ情報に反映できるので検査時間の短縮に有効である。
　(表示の第6実施例)
　本実施例は、生成された弾性マークのうち、あらかじめ設定された閾値以上、閾値未満、又は閾値範囲内で階調化された弾性マークのみを表示する例である。すなわち、例えば図15に示すように、弾性スケールバー102などを用いて、閾値をあらかじめ設定したり、又は検査者、診断者が任意に設定・調整可能なように構成したりすることで、検査者・診断者が必要な情報だけを生体模擬画像上に表示させることができる。また、この閾値を、検査部位毎に自動的に設定させることも可能である。
　これによれば、例えば、弾性マークのうち、所定の閾値より硬い、つまり病変の可能性があり詳細な検査が必要な弾性マークのみを表示することができるので、検査者・診断者は真に必要な情報だけを参照して、診断及び治療方針の決定などを行うことができる。生体模擬画像及び弾性マークの表示は、被検体の組織弾性などの情報を簡易的に検査者・診断者に提供するものであるので、情報量が多すぎても実用的でない場合があるので、このような場合に本実施例は有効である。
　(表示の第7実施例)
　本実施例は、3次元で生成された生体模擬画像上に、弾性マークを表示する例である。すなわち、図16(a)に示すように、3次元に生成された生体模擬画像85上に、弾性画像が取得されたときの被検体の断層部位の位置情報、及び被検体の断層部位における表面からの深度情報を考慮して、弾性マーク101を重畳して表示することができる。
　また、図16(b)に示すように、これに併せて弾性画像が取得されたときの超音波探触子の被検体に対する接触表面位置を示す圧迫マーク150を重畳して表示したりすることができる。
　これによれば、超音波送受信部からの深さ情報をカルテにイラスト情報で残せることが可能となる。例えば、2次元情報では難しい深度方向に癌の浸潤が見られるような症例においては、3次元でそれを腫瘍の弾性マークとして表現することができるので、検査後に把握しやすい点で有効である。
　また、例えば、内臓系の診断においては、弾性マークを付記した位置は、どの圧迫位置から得られた画像であるかが診断において重要になる場合がある。その際には体表上に圧迫マーク150を付与するとともに、内部に弾性マーク101を付与して同時に表示することで、圧迫箇所と画像の関係を簡単に結びつけることが可能となる。
　3次元の生体模擬イラストであっても多くの検査位置がある場合には乱雑になり、表示として見難くなることも予想されるため、2次元の生体模擬画像で選択された圧迫位置、腫瘍位置のペアのみ3次元生体模擬画像上で表示したり、又は色分け、斜線等を用いてその組合せを表現したりしてもても良い。
　(表示の第8実施例)
　本実施例は、生体模擬画像上に、模擬マークに加えて、血流マークを重畳して表示する例であり、超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて血流情報を求め、被検体の断層部位の血流速度に応じて階調化された血流マークを生成する血流マーク生成手段を備えていることを前提とする。
　すなわち、公知のドップラー効果を用いた手法により、血流の速さもしくは豊富さを検出するとともに、検出結果に応じて階調化された血流マークを生成することができる。そして、図17に示すように、この血流マーク160を弾性マーク101より小さい円形にして、弾性マーク101の上に併せて表示することができる。また、併せて血流の速さもしくは豊富さの度合いを示す血流スケールバー161を表示することができる。
　例えば、悪性腫瘍は周辺組織から血を吸収し成長する傾向にある。よって血流情報と弾性情報を生体模擬画像上に同時に表示し、カルテ情報として用いることは診断精度・診断効率の向上に結びつけることが可能と考えられる。
　なお、血流マーク160は星印、弾性マーク101は丸印の様に、両者を区別して認識し易いようにすることができる。また、血流マークは白黒階調、弾性マークはカラー階調というように両者を区別して視認性を向上させることができる。また、血流マークと弾性マークが重なった部分だけ生体イラスト上に表示してもよい。
　(表示の第9実施例)
　本実施例は、過去に超音波撮像されて弾性画像が取得された被検体に対して、再検査を行う場合に、検査者に対して、過去に弾性画像が取得された箇所(弾性情報が記録された位置)を知らせる例である。
　すなわち、まず、被検体の例えば乳頭などの特定位置を基準にしてキャリブレーションを行って位置合わせをした上で超音波検査を行う。そして、図18に示すように、過去に弾性画像が取得された箇所に超音波探触子が移動されたら(弾性マーク101の位置と探触子位置を示す探触子マーク170とが重なったら)、画像表示器26に、「PUSH」などの表示を行って、検査者に弾性画像の取得動作を行うよう促すことができる。また、その際に、過去に取得された弾性画像を併せて表示してもよい。
　このように、検査者に対して弾性画像を取得すべき箇所を提示することで、検査者の負担を軽減して検査の効率を高めることができる。また、その際に、弾性画像が取得されたときの圧力条件などを併せて表示して再現性を向上させることもできる。
　以上、本発明の超音波診断装置の実施形態について説明したが、本発明は、乳房に限らず、例えば、甲状腺、肝臓、前立腺など超音波画像診断が可能な箇所に適用することができる。

Claims (10)

  1. 　被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、該超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて前記被検体の断層部位のRF信号フレームデータを生成する整相加算手段と、取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータに基づいて前記断層部位の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を生成する弾性画像構成手段と、前記被検体を模擬した生体模擬画像を生成する生体模擬画像生成手段と、前記超音波探触子に装着されて探触子の3次元座標位置及び姿勢を検出する位置センサと、該位置センサからの出力に基づいて前記被検体の断層部位の位置情報を検出する断層部位検出手段と、前記被検体の断層部位の組織が変位していることを検出する組織変位検出手段と、前記組織の変位が検出されたときの前記被検体の断層部位の位置情報に基づいて前記生体模擬画像上の該当位置に弾性画像取得マークを重畳する表示器とを備えてなる超音波診断装置。
  2. 　前記弾性画像取得マークが重畳された模擬画像を、前記表示器に表示することを特徴とする請求項1の超音波診断装置。
  3. 　前記組織の変位が検出されたときに生成された弾性画像と関連付けてメモリに記録することを特徴とする請求項1の超音波診断装置。
  4. 　前記組織変位検出手段は、前記超音波探触子に装着された位置センサにより検出された前記超音波探触子の3次元座標のうち、少なくとも前記組織の変位方向に対応するいずれかの座標軸における座標の周期的な変化により前記断層部位の組織の変位を検出する請求項1の超音波診断装置。
  5. 　前記RF信号フレームデータに基づいて、前記被検体の断層部位の断層画像を生成する断層画像構成手段と、前記断層画像に追跡点を設定する手段と、前記追跡点の位置を検出する手段とを備え、
    　前記組織変位検出手段は、前記追跡点の位置の前記組織の変位方向に対応する方向の周期的な変化により前記断層部位の組織の変位を検出する請求項1の超音波診断装置。
  6. 　前記RF信号フレームデータに基づいて、前記被検体の断層部位の断層画像を生成する断層画像構成手段と、前記断層画像に複数の追跡点を設定する手段と、前記複数の追跡点の位置を検出する手段とを備え、
    　前記組織変位検出手段は、前記複数の追跡点間の前記組織の変位方向に対応する方向の距離の変位を計測し、該変位の計測値の周期的な変化により前記断層部位の組織の変位を検出する請求項1の超音波診断装置。
  7. 　前記RF信号フレームデータの相互相関演算を行う相関演算手段を備え、前記組織変位検出手段は、前記相関演算手段により得られた相関係数があらかじめ設定された閾値より大きくなった場合に、前記断層部位の組織の変位を検出する請求項1の超音波診断装置。
  8. 　前記超音波探触子の前記被検体との接触面には圧力センサが設けられており、前記組織変位検出手段は、前記圧力センサの計測値の周期的な変化により前記断層部位の組織の変位を検出する請求項1の超音波診断装置。
  9. 　前記超音波探触子には検査者が操作可能な組織変位検出スイッチが設けられており、前記組織変位検出手段は、前記検査者により前記組織変位検出スイッチが操作されたことにより前記断層部位の組織の変位を検出する請求項1の超音波診断装置。
  10. 　マイクロフォンを備え、前記組織変位検出手段は、あらかじめ定められた音声信号に対応する音声信号が前記マイクロフォンで受信されたことにより前記断層部位の組織の変位を検出する請求項1の超音波診断装置。
PCT/JP2009/051300 2008-02-07 2009-01-28 超音波診断装置 WO2009098973A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-028206 2008-02-07
JP2008028206A JP5156421B2 (ja) 2008-02-07 2008-02-07 超音波診断装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009098973A1 true WO2009098973A1 (ja) 2009-08-13

Family

ID=40952051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/051300 WO2009098973A1 (ja) 2008-02-07 2009-01-28 超音波診断装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5156421B2 (ja)
WO (1) WO2009098973A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103118600A (zh) * 2010-09-21 2013-05-22 株式会社日立医疗器械 超声波诊断装置以及超声波图像的显示方法
CN103717145A (zh) * 2011-07-27 2014-04-09 日立阿洛卡医疗株式会社 超声图像处理装置
CN104224233A (zh) * 2014-09-16 2014-12-24 无锡海斯凯尔医学技术有限公司 影像引导型弹性检测系统及其检测方法
WO2018051265A1 (en) * 2016-09-15 2018-03-22 Koninklijke Philips N.V. Ultrasonic elastographic pre-load measurement and display
JP2019069319A (ja) * 2019-02-08 2019-05-09 富士フイルム株式会社 硬さ導出装置、医用撮影システム、硬さ導出方法、及び硬さ導出プログラム

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5535574B2 (ja) * 2009-10-23 2014-07-02 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波診断装置
JP5787286B2 (ja) * 2010-05-31 2015-09-30 国立研究開発法人産業技術総合研究所 超音波生体組織測定装置
KR20120117510A (ko) * 2011-04-15 2012-10-24 알피니언메디칼시스템 주식회사 초음파 치료장치 및 그 장치의 구동 방법
KR101786008B1 (ko) 2011-04-15 2017-10-16 알피니언메디칼시스템 주식회사 움직임 추적을 이용한 초음파 치료 장치와 그를 위한 방법
JP7361930B2 (ja) * 2020-07-21 2023-10-16 富士フイルム株式会社 医用画像処理装置、方法およびプログラム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0428354A (ja) * 1990-05-25 1992-01-30 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2004089362A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
WO2006022238A1 (ja) * 2004-08-25 2006-03-02 Hitachi Medical Corporation 超音波診断装置
WO2006054635A1 (ja) * 2004-11-17 2006-05-26 Hitachi Medical Corporation 超音波診断装置及び超音波画像表示方法
JP2007029456A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波診断装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090292205A1 (en) * 2006-07-18 2009-11-26 Takashi Osaka Ultrasonic diagnostic apparatus
JP5199690B2 (ja) * 2008-02-07 2013-05-15 株式会社日立メディコ 超音波診断装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0428354A (ja) * 1990-05-25 1992-01-30 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2004089362A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
WO2006022238A1 (ja) * 2004-08-25 2006-03-02 Hitachi Medical Corporation 超音波診断装置
WO2006054635A1 (ja) * 2004-11-17 2006-05-26 Hitachi Medical Corporation 超音波診断装置及び超音波画像表示方法
JP2007029456A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波診断装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103118600A (zh) * 2010-09-21 2013-05-22 株式会社日立医疗器械 超声波诊断装置以及超声波图像的显示方法
CN103717145A (zh) * 2011-07-27 2014-04-09 日立阿洛卡医疗株式会社 超声图像处理装置
US9349190B2 (en) 2011-07-27 2016-05-24 Hitachi Aloka Medical, Ltd. Ultrasound image processing apparatus
CN104224233A (zh) * 2014-09-16 2014-12-24 无锡海斯凯尔医学技术有限公司 影像引导型弹性检测系统及其检测方法
CN104224233B (zh) * 2014-09-16 2017-05-24 无锡海斯凯尔医学技术有限公司 影像引导型弹性检测系统及其检测方法
WO2018051265A1 (en) * 2016-09-15 2018-03-22 Koninklijke Philips N.V. Ultrasonic elastographic pre-load measurement and display
JP2019069319A (ja) * 2019-02-08 2019-05-09 富士フイルム株式会社 硬さ導出装置、医用撮影システム、硬さ導出方法、及び硬さ導出プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009183566A (ja) 2009-08-20
JP5156421B2 (ja) 2013-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5199690B2 (ja) 超音波診断装置
JP5156421B2 (ja) 超音波診断装置
JP4817374B2 (ja) 超音波診断装置
JP5479353B2 (ja) 超音波診断装置
JP5559788B2 (ja) 超音波診断装置
JP5689073B2 (ja) 超音波診断装置、及び３次元弾性比算出方法
JP3932482B2 (ja) 超音波診断装置
JP5087341B2 (ja) 超音波診断装置
JP5329532B2 (ja) 超音波診断装置
WO2009104657A1 (ja) 超音波診断装置、超音波画像処理方法及び超音波画像処理プログラム
JP4989262B2 (ja) 医用画像診断装置
JP6063454B2 (ja) 超音波診断装置及び軌跡表示方法
JP5647990B2 (ja) 超音波診断装置及び画像構成方法
JP2007282932A (ja) 弾性画像生成方法及び超音波診断装置
JP5074097B2 (ja) 超音波診断装置
JP5016911B2 (ja) 超音波診断装置
JP5473527B2 (ja) 超音波診断装置
JP4515799B2 (ja) 超音波診断装置
JP4889540B2 (ja) 超音波診断装置
JP5623609B2 (ja) 超音波診断装置
JP6230801B2 (ja) 超音波撮像装置及び超音波画像表示方法
JP4615528B2 (ja) 超音波診断装置
JP2011167330A (ja) 超音波診断装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09708961

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09708961

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1