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WO2014061370A1 - 超音波診断装置及び画像表示方法 - Google Patents

超音波診断装置及び画像表示方法 Download PDF

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Publication number
WO2014061370A1
WO2014061370A1 PCT/JP2013/074271 JP2013074271W WO2014061370A1 WO 2014061370 A1 WO2014061370 A1 WO 2014061370A1 JP 2013074271 W JP2013074271 W JP 2013074271W WO 2014061370 A1 WO2014061370 A1 WO 2014061370A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
time variation
unit
elasticity information
elasticity
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/074271
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康治 脇
Original Assignee
日立アロカメディカル株式会社
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 日立アロカメディカル株式会社 filed Critical 日立アロカメディカル株式会社
Priority to JP2014541993A priority Critical patent/JP6358954B2/ja
Priority to EP13847624.7A priority patent/EP2910191A4/en
Priority to US14/435,551 priority patent/US9311704B2/en
Publication of WO2014061370A1 publication Critical patent/WO2014061370A1/ja

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    • 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
    • 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
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    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/60—Editing figures and text; Combining figures or text
    • G—PHYSICS
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    • G06T7/00—Image analysis
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    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10132—Ultrasound image

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an image display method for displaying a tomographic image in a subject using ultrasonic waves.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus transmits ultrasonic waves to the inside of the subject using an ultrasonic probe, receives an ultrasonic reflected echo signal corresponding to the structure of the living tissue from the inside of the subject, and obtains a tomographic image in the subject. Configure and display.
  • the strain of the tissue at the tomographic site of the subject is obtained, and an elastic image at the tomographic site is generated based on the strain and displayed on the display device, and a plurality of regions of interest are displayed on the tomographic image or elastic image displayed on the display device.
  • the elasticity information in each region of interest is converted into an index value, and the index value is displayed on a display device (see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 it is possible to quantitatively evaluate the hardness of a living tissue at a diagnostic site.
  • the index value of the calculated elasticity information depends on the operator's setting. Further, the operator cannot confirm whether or not the measurement is performed by setting the region of interest at a stable measurement position.
  • an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and an image display method capable of displaying a time variation image based on time variation of elasticity information.
  • a tomographic image configuration unit that configures a tomographic image of a diagnostic region of a subject via an ultrasound probe, an elasticity information calculation unit that calculates elasticity information indicating hardness, and the elasticity
  • the ultrasonic diagnostic apparatus comprising: an elasticity image constituting unit that constitutes an elasticity image based on the elasticity information calculated by the information computing unit; and an image display unit that displays the tomographic image and the elasticity image.
  • a time variation analysis unit that analyzes time variation at each measurement point from the elasticity information calculated by the calculation unit, and a time variation image configuration that forms a time variation image based on the time variation analyzed by the time variation analysis unit
  • the image display unit displays the time variation image.
  • the step of analyzing the time variation at each measurement point from the elasticity information indicating the hardness the step of configuring the time variation image based on the time variation, Displaying a time variation image.
  • the block diagram which illustrates the composition of the ultrasonic diagnostic equipment of the present invention The block diagram which illustrates the composition of the time variation analysis part of the present invention.
  • the figure which illustrates the display form of the image display part of this invention The figure which illustrates the display form of the image display part of this invention.
  • the block diagram which illustrates the composition of the ultrasonic diagnostic equipment of the present invention The figure which illustrates the display form of the image display part of this invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment includes an ultrasonic probe 12 used in contact with the subject 10, and a time interval between the subject 10 and the ultrasonic probe 12.
  • a transmitter 14 that repeatedly transmits ultrasonic waves, a receiver 20 that receives time-series reflected echo signals generated from the subject 10, and an ultrasonic transmission / reception controller 18 that controls the transmitter 14 and the receiver 20 And phasing and addition of the received reflected echoes to generate RF signal frame data in time series, and a tomographic image is constructed based on the RF signal frame data generated by the phasing addition unit 22
  • the displacement measurement unit 32 that measures the displacement of the living tissue of the subject 10 using the frame data
  • the elasticity information calculation unit 34 that obtains the elasticity information from the displacement measured by the displacement measurement unit 32
  • the elasticity information calculation unit 34 An elastic image composing unit 36 that configures an
  • the ultrasonic probe 12 is formed by arranging a plurality of transducers, and transmits / receives ultrasonic waves to / from the object 10 in contact with the subject 10 via the transducers.
  • the transmission unit 14 generates a transmission pulse for driving the ultrasonic probe 12 to generate an ultrasonic wave, sets a convergence point of the transmitted ultrasonic wave to a certain depth, and Ultrasonic waves are repeatedly transmitted to the subject 10 via the child 12 at time intervals.
  • the receiving unit 20 receives a time-series reflected echo signal generated from the subject 10 via the ultrasonic probe 12, and amplifies the received reflected echo signal with a predetermined gain to generate an RF signal (received signal). It has the function to generate.
  • the ultrasonic transmission / reception control unit 18 controls the transmission unit 14 and the reception unit 20 to transmit / receive ultrasonic waves to / from the subject 10 via the ultrasonic probe 12.
  • the phasing addition unit 22 performs phasing addition of the reflected echo signals received by the reception unit 20. At that time, the phasing addition unit 22 inputs the RF signal amplified by the reception unit 20 and performs phase control, and forms an ultrasonic beam at one point or a plurality of convergence points to form an RF signal which is ultrasonic tomographic data. Generate frame data in time series.
  • the tomographic image construction unit 24 inputs the data of the tomographic part of the subject 10, specifically the RF signal frame data from the phasing addition unit 22, and performs gain correction, log compression, detection, contour enhancement, filter processing, etc. Signal processing is performed to construct tomographic image data (for example, a black and white grayscale tomographic image of the subject 10).
  • the tomographic image construction unit 24 includes an A / D converter that converts tomographic image data into a digital signal, a frame memory that stores a plurality of converted tomographic image data in time series, and a control controller. It is comprised including.
  • the tomographic image data in the subject 10 stored in the frame memory is acquired as one image, and the acquired tomographic image data is read out in synchronization with the television.
  • the RF signal frame data selection unit 30 stores the RF signal frame data output from the phasing addition unit 22, and selects at least two (a set) of RF signal frame data from the stored RF signal frame data group .
  • the RF signal frame data selection unit 30 sequentially stores the RF signal frame data generated based on the time series from the phasing addition unit 22, that is, based on the frame rate of the image, and the stored RF signal frame data (N) Is selected as the first data, and at the same time, one RF signal frame data (N-1, N-2, N-3. Select X).
  • N, M, and X are index numbers given to the RF signal frame data, and are natural numbers.
  • the displacement measuring unit 32 measures the displacement of the living tissue of the subject 10. Specifically, the displacement measuring unit 32 is one-dimensional or two-dimensional from one set of data selected by the RF signal frame data selecting unit 30, that is, RF signal frame data (N) and RF signal frame data (X). Correlation processing is performed to obtain a vector indicating displacement in the living tissue corresponding to each measurement point of the tomographic image, that is, a one-dimensional or two-dimensional displacement distribution related to the direction and magnitude of the displacement.
  • a block matching method or a phase gradient method is used for detecting the vector.
  • an image is divided into blocks each consisting of N ⁇ N pixels, for example, focusing on blocks in a predetermined area (for example, a parameter acquisition area described later), and closest to the block of interest in the current frame.
  • the current block is searched from the previous frame, and referring to this, predictive coding, that is, processing for determining the sample value by the difference is performed. Thereby, the displacement of each measurement point of the tomographic image is obtained and the vector is detected.
  • the phase gradient method the movement amount of the wave is calculated from the phase information of the wave of the received signal, the displacement of each measurement point of the tomographic image is obtained, and the vector is detected.
  • a pressure measurement unit (not shown) is used to measure the stress at the measurement point inside the subject 10 based on the pressure detected by a pressure sensor or the like provided between the ultrasonic transmission / reception surface of the ultrasonic probe 12 and the subject 10. Measure.
  • the elasticity information calculation unit 34 obtains tissue strain or elastic modulus at the tomographic site based on the ultrasonic tomographic data of the tomographic site of the subject 10.
  • the elasticity information calculation unit 34 is based on displacement information of the living tissue measured by the displacement measurement unit 32 using the RF signal frame data selected by the RF signal frame data selection unit 30, for example, a movement vector.
  • the strain and elastic modulus of the living tissue corresponding to each measurement point on the tomographic image are calculated.
  • the elasticity information calculation unit 34 also takes into account the pressure value output from the pressure measurement unit.
  • the strain data is calculated by spatially differentiating the movement amount of the living tissue, for example, the displacement.
  • the Young's modulus is a ratio of a simple tensile stress applied to the object and a strain generated in parallel with the tension.
  • the elasticity image constructing unit 36 constructs an elasticity image at the tomographic site based on the elasticity information obtained by the elasticity information calculating unit 34.
  • the elastic image construction unit 36 includes a frame memory and an image processing unit, stores elastic frame data in the frame memory, and performs image processing on the stored frame data.
  • the elastic image construction unit 36 has a function of adding hue information to the elastic frame data, and based on the elastic frame data, the three primary colors of light are red (R), green (G), and blue (B ) Is converted into image data.
  • the elasticity image construction unit 36 converts elasticity data having a large strain into a red code, and converts elasticity data having a small strain into a blue code.
  • the time variation analysis unit 50 analyzes the time variation at each measurement point (each pixel) from the elasticity information calculated by the elasticity information calculation unit 34.
  • the time variation analysis unit 50 analyzes the time variation at each measurement point from a plurality of frames of elasticity information, and calculates a measurement point whose time variation is larger than the threshold value.
  • Measurement points with large time variations are measurement points where the elasticity information index value is not stable (varies) between multiple elasticity information frames, and cannot be measured with the elasticity information index value. is there.
  • the index value of elasticity information is a value indexed by a ratio of elasticity information, a difference in elasticity information, and the like.
  • the time variation image configuration unit 52 configures a time variation image indicating the degree of time variation based on the time variation analyzed by the time variation analysis unit 50.
  • the time variation image forming unit 52 configures a time variation image for a measurement point having a time variation greater than a threshold, and does not configure a time variation image for a measurement point having a time variation smaller than the threshold.
  • the image composition unit 26 includes a frame memory, an image processing unit, and an image selection unit.
  • the image composition unit 26 is a composite image of a tomographic image and an elastic image, a tomographic image, and a time by a method represented by ⁇ blending. Create a composite image of the variation image.
  • the frame memory stores tomographic image data from the tomographic image construction unit 24, elastic image data from the elastic image construction unit 36, and time variation image data from the time variation image construction unit 52.
  • the image processing unit combines the tomographic image data stored in the frame memory and the elasticity image data by changing the combining ratio, and combines the tomographic image data stored in the frame memory with the time variation image data. Change and synthesize.
  • the luminance information and the hue information of each pixel of the synthesized image are obtained by adding each information of the synthesized image at the synthesis ratio.
  • the image selection unit selects an image to be displayed from the tomographic image data, elasticity image data, time variation image data, and composite image data of the image processing unit in the frame memory, and causes the image display unit 28 to display the selected image.
  • the image composition unit 26 is controlled by the control unit 42 based on the image display conditions and the like set via the operation unit 40.
  • the operation unit 40 includes operation devices such as a mouse, a keyboard, a trackball, a touch pen, and a joystick, and can set image display conditions and the like.
  • the image display unit 28 displays images such as a tomographic image, an elasticity image, and a time variation image selected by the image selection unit of the image composition unit 26.
  • the time variation analysis unit 50 includes an elasticity information frame storage unit 60 that stores a plurality of frames of elasticity information, and a time variation calculation unit 62 that calculates time variations from the plurality of frames of elasticity information.
  • the elasticity information calculation unit 34 obtains the elasticity information of the tissue strain or the elastic modulus at each measurement point of the tomographic part for each frame based on the ultrasonic tomographic data of the tomographic part of the subject 10.
  • the elasticity information frame storage unit 60 stores a plurality of elasticity information frames output from the elasticity information calculation unit 34, for example, 10 frames of elasticity information. The number of frames stored in the elastic information frame storage unit 60 can be arbitrarily set via the operation unit 40.
  • the number of frames stored in the elastic information frame storage unit 60 can be set in accordance with the compression cycle of the ultrasonic probe 12. If the compression period of the ultrasound probe 12 is set, the elasticity information frame storage unit 60 stores a frame of elasticity information for one compression period.
  • the number of frames stored in the elastic information frame storage unit 60 can be set in accordance with the irradiation time of the ultrasonic radiation pressure. If the time is matched with the irradiation time of the ultrasonic radiation pressure, the elasticity information frame storage unit 60 stores a frame of elasticity information during the irradiation of the ultrasonic radiation pressure.
  • the image display unit 28 displays a composite image of a tomographic image and an elasticity image.
  • the image display unit 28 may display only the tomographic image.
  • the hardened tissue 74 that is the hardness information in the elastic image is superimposed on the tumor tissue 72 in the tomographic image. Is displayed. Assuming that the tumor tissue 72 is displayed in black and the hardened tissue 74 is displayed in blue, the portion where the tumor tissue 72 and the hardened tissue 74 overlap is displayed in deep blue. The operator can observe that the portion displayed in deep blue may be a malignant tumor.
  • the operator uses the operation unit 40 to set the region of interest 80 in the region including the tumor tissue 72.
  • a measurement point 82 is set at each measurement point (X1 to Xn, Y1 to Yn) in the combined image of the tomographic image and the elasticity image.
  • n is a natural number.
  • the region of interest 80 is a region that the operator pays attention to, and is a region to be compared with the ratio of elasticity information.
  • the region of interest 80 set by the operation unit 40 can be made to correspond to a plurality of elastic information frames stored in the elastic information frame storage unit 60. That is, the coordinates of the region of interest 80 set by the operation unit 40 can be made to correspond to the coordinates of a plurality of elasticity information frames stored in the elasticity information frame storage unit 60. Therefore, a region of interest is set at the same position in a plurality of frames of elasticity information.
  • the time variation calculating unit 62 associates the region of interest 80 set in the combined image of the tomographic image and the elastic image with a plurality of elastic information frames stored in the elastic information frame storage unit 60. Then, the time variation calculating unit 62 calculates the index value of the elasticity information at the region of interest 80 and each measurement point 82 set in the combined image of the tomographic image and the elasticity image in a plurality of elasticity information frames.
  • the elastic information ratio will be described as an example of the elasticity information index value.
  • the time variation calculator 62 calculates the time variation at each measurement point based on the ratio of the elasticity information.
  • the image display unit 28 can also display the change over time in the ratio of elasticity information at each measurement point in a graph.
  • strain which is elastic information.
  • the distortion of the region of interest 80 is ⁇ 1
  • the distortion of the measurement point 82 is ⁇ 2
  • Strain epsilon 2 strain epsilon 1 and the measurement point 82 of the region of interest 80 is the average value of strain in each region.
  • the time variation calculating unit 62 calculates a distortion ratio ⁇ 2 / ⁇ 1 ( ⁇ ratio ).
  • the image display unit 28 displays the distortion ratio ⁇ 2 / ⁇ 1 calculated by the time variation calculation unit 62 with time.
  • distortion of elastic information has been described as an example, parameters such as displacement, elastic modulus, and viscosity may be used.
  • the time variation calculation unit 62 calculates the variation in the index value (elastic information ratio) of the elasticity information at each measurement point in a plurality of elasticity information frames.
  • the time variation calculating unit 62 calculates the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the ratio of elasticity information at each measurement point in a plurality of elasticity information frames.
  • the time variation calculating unit 62 calculates that the time variation is large when the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the ratio of the elasticity information is larger than a predetermined threshold value Th1.
  • the time variation calculation unit 62 calculates that the time variation is small when the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the ratio of elasticity information is smaller than a predetermined threshold value Th1.
  • the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the elasticity information ratio is smaller than a predetermined threshold Th1, and the variation in the elasticity information ratio is small.
  • the time variation calculation unit 62 calculates the measurement point (X1, Y1) as a measurement point with small time variation.
  • the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the elasticity information ratio is larger than a predetermined threshold Th1, and the variation in the elasticity information ratio is large.
  • the time variation calculating unit 62 calculates the measurement point (X2, Y2) as a measurement point having a large time variation.
  • the time variation calculation unit 62 determines the difference between the upper limit value and the lower limit value of the ratio of elasticity information at each measurement point (X1 to Xn, Y1 to Yn) of the combined image of the tomographic image and the elasticity image.
  • the threshold value Th1 is compared to calculate the variation in the ratio of elasticity information at each measurement point.
  • the time variation calculator 62 calculates the time variation using the difference between the upper limit value and the lower limit value of the ratio of elasticity information at each measurement point. Can also be obtained.
  • time variation calculation unit 62 can substitute for dispersion, coefficient of variation, and the like.
  • the time variation calculation unit 62 calculates time variation based on the magnitude of the variance of the elasticity information, or calculates time variation based on the magnitude of the coefficient of variation of the elasticity information.
  • the time variation image configuration unit 52 displays a time variation image 86 indicating that the time variation is larger than the threshold value for a measurement point where the time variation analyzed by the time variation analysis unit 50 is larger than the threshold value. Constitute. Specifically, the time variation image forming unit 52 configures the time variation image 86 based on the time variation display bar 84 identified for the measurement point where the time variation is larger than the threshold value.
  • the time variation display bar 84 is set so that a time variation image is displayed for measurement points having a large time variation.
  • the time variation display bar 84 is set to display a time variation image when the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the ratio of elasticity information is larger than a predetermined threshold value Th1, and the elasticity information ratio When the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value is smaller than a predetermined threshold Th1, the time variation image is set not to be displayed.
  • the time variation image configuration unit 52 configures a time variation image and displays it on the image display unit 28.
  • the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the ratio of elasticity information is smaller than a predetermined threshold value Th1, no time variation image is formed.
  • the image display unit 28 displays a composite image of a tomographic image and a time variation image.
  • the operator can recognize that the region where the time variation image is displayed is a region with time variation.
  • the image display unit 28 displays a composite image of a tomographic image and an elasticity image.
  • the operator sets the region of interest 90 using the operation unit 40.
  • the region of interest 90 is set, in the combined image of the tomographic image and the elastic image, in addition to the normal tissue 70 and the tumor tissue 72 that are the morphology information in the tomographic image, the hardened tissue 74 that is the hardness information in the elastic image is the tomographic image. Are superimposed on the tumor tissue 72.
  • ⁇ Measurement points 82 are set at the respective measurement points (Xa to Xm, Ya to Ym) in the region of interest 90 of the composite image of the tomographic image and the elasticity image.
  • a and m are natural numbers, and a ⁇ m.
  • the time variation calculation unit 62 calculates elasticity information in the set region of interest 90 and the measurement point 82 in the plurality of elasticity information frames stored in the elasticity information frame storage unit 60.
  • the time variation calculator 62 calculates the time variation at each measurement point based on the displacement of the elasticity information.
  • the image display unit 28 can also display the displacement of the elastic information in a graph at each measurement point.
  • strain which is elastic information.
  • the distortion at the measurement point 82 is ⁇ 3 .
  • the image display unit 28, the distortion epsilon 3 calculated by the time variation calculation unit 62 are displayed with time.
  • distortion of elastic information has been described as an example, parameters such as displacement, elastic modulus, and viscosity may be used.
  • the time variation calculation unit 62 calculates the variation in elasticity information at each measurement point in a plurality of elasticity information frames.
  • the time variation calculating unit 62 calculates the displacement D2 of the elasticity information at each measurement point in a plurality of elasticity information frames.
  • the time variation calculating unit 62 calculates that the time variation is large when the displacement D2 of the elasticity information is larger than a predetermined threshold Th2.
  • the time variation calculation unit 62 calculates that the time variation is small when the displacement D2 of the elasticity information is smaller than a predetermined threshold Th2.
  • the displacement D2 of the elastic information is smaller than a predetermined threshold Th2, and the variation of the elastic information is small.
  • the time variation calculation unit 62 calculates the measurement point (X3, Y3) as a measurement point with small time variation.
  • the displacement D2 of the elasticity information is larger than the predetermined threshold value Th2, and the variation of the elasticity information is large.
  • the time variation calculating unit 62 calculates the measurement point (X4, Y4) as a measurement point having a large time variation.
  • the time variation calculation unit 62 compares the displacement of the elasticity information at each measurement point (Xa to Xm, Ya to Ym) of the region of interest 90 that is the display area of the elasticity image with the predetermined threshold Th2. Thus, the variation of the elasticity information at each measurement point is calculated.
  • the time variation image forming unit 52 configures a time variation image 96 indicating that the time variation is large for the measurement points analyzed by the time variation analyzing unit 50.
  • the display area 92 for displaying the time variation image 96 is the same area as the region of interest 90 displayed as the elastic image display area.
  • the time variation image construction unit 52 constructs a time variation image 96 based on the time variation display bar 94 identified for the measurement points having a large time variation.
  • the time variation display bar 94 is set so that a time variation image is displayed for measurement points having a large time variation.
  • the image display unit 28 displays a composite image of a tomographic image and a time variation image.
  • the operator can recognize that the region where the time variation image is displayed is a region with time variation.
  • the elasticity information is stored in the plurality of elasticity information frames stored in the elasticity information frame storage unit 60.
  • the calculating unit 34 can calculate the index value of the elasticity information outside the area where the time variation image is displayed. Therefore, if the operator sets the region of interest for calculating the index value of elasticity information other than the area where the time variation image is displayed, the operator can calculate the index value of elasticity information without being affected by the time variation. It can be carried out. That is, the index value of elasticity information can be calculated at a stable measurement position.
  • the control unit 42 issues an alarm for re-shooting.
  • the image is displayed on the image display unit 28.
  • the control unit 42 regards that the elastic image is stable, and the elastic information calculation unit 34 calculates the index value of the elastic information.
  • the time variation image constructing unit 52 can construct a time variation image at the time of re-shooting and display the updated time variation image on the image display unit 28.
  • the image display unit 28 displays a composite image of the tomographic image formed by the tomographic image configuration unit 24 and the elastic image based on the strain or elastic modulus formed by the elastic image configuration unit 36.
  • (S102) Select whether to calculate the index value of the elasticity information at a predetermined measurement position on the combined image of the tomographic image and the elasticity image.
  • the process proceeds to S104.
  • the process ends.
  • the region of interest 80 is set using the operation unit 40.
  • the region of interest 90 may be set as the elastic image display region.
  • the time variation analysis unit 50 calculates the index value or displacement of the elasticity information in the set region of interest and measurement point in a plurality of elasticity information frames. Then, the index value or displacement of the elasticity information is compared with a predetermined threshold value, and the variation of the elasticity information at each measurement point is calculated.
  • the time variation image constructing unit 52 constructs time variation images 86 and 96 indicating that the time variation is large at the measurement points analyzed by the time variation analyzing unit 50.
  • the operator sets a region of interest for calculating the index value of the elasticity information in addition to the area where the time variation image is displayed, and the elasticity information calculation unit 34 calculates the index value of the elasticity information.
  • the region of interest for calculating the index value of elasticity information can be automatically set in addition to the region where the time variation image is displayed.
  • the control unit 42 recognizes the region where the time variation image is displayed, and sets the region of interest in addition to the region where the time variation image is displayed.
  • the control unit 42 sets a first region of interest in the hardened tissue 74 that is hardness information in the elastic image other than the region in which the time variation image is displayed, and the hardened tissue 74 is in a region other than the region in which the time variation image is displayed.
  • Set the second region of interest in addition to.
  • the elasticity information calculation unit 34 in a plurality of elasticity information frames stored in the elasticity information frame storage unit 60, index values of elasticity information in the first region of interest and the second region of interest set by the control unit 42 ( For example, the ratio of elasticity information) is calculated.
  • the index value of the elasticity information calculated by the elasticity information calculation unit 34 is displayed on the image display unit 28 via the image synthesis unit 26.
  • the first region of interest and the second region of interest are set in advance via the operation unit 40, and the time variation image formed by the time variation image configuration unit 52 is the first region of interest and the second region of interest. If the region overlaps, the elasticity information calculation unit 34 does not calculate the index value of the elasticity information in the first region of interest and the second region of interest.
  • the control unit 42 causes the image display unit 28 to display an alarm for reshooting.
  • the elasticity information calculation unit 34 performs elasticity information in the first region of interest and the second region of interest.
  • the index value of is calculated.
  • the index value of the elasticity information calculated by the elasticity information calculation unit 34 is displayed on the image display unit 28 via the image synthesis unit 26.
  • the tomographic image configuration unit 24 that configures the tomographic image of the diagnostic region of the subject via the ultrasound probe 12, and the elastic information calculation unit 34 that calculates the elastic information indicating the hardness.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: an elasticity image construction unit 36 that configures an elasticity image based on elasticity information calculated by the elasticity information calculation unit 34; and an image display unit 28 that displays a tomographic image and an elasticity image.
  • a time variation analysis unit 50 that analyzes time variation at each measurement point from the elasticity information calculated by the elasticity information calculation unit 34, and a time variation that constitutes a time variation image based on the time variation analyzed by the time variation analysis unit
  • An image construction unit 52, and the image display unit 28 displays a time variation image.
  • the index value of the elasticity information can be calculated at a stable measurement position other than the area where the time variation image is displayed. That is, it is possible to calculate the index value of elasticity information at a stable measurement position without depending on the operator.
  • the time variation calculation unit 62 of the time variation analysis unit 50 in the plurality of elasticity information frames, the index value (elasticity information) of the elasticity information at each measurement point. Variation of the ratio of
  • the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the elasticity information ratio is larger than a predetermined threshold value Th1, and the variation in the elasticity information ratio is large.
  • the time variation calculation unit 62 calculates the measurement point (X2, Y2) as a measurement point having a large time variation, but the time period from the time t1 to the time t2 is stable.
  • the stable time zone from time t1 to time t2 is a time zone in which the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the ratio of elasticity information is smaller than a predetermined threshold value Th1.
  • the time zone 110 from time t1 to time t2 includes a time zone in which the difference D1 between the upper limit value and the lower limit value of the ratio of elasticity information is smaller than a predetermined threshold value Th1. That is, the time zone 110 from time t1 to time t2 can be regarded as a stable time zone. Therefore, the calculation time setting unit 100 selects a stable time zone from time t1 to time t2, and sets a stable time zone 110 from time t1 to time t2 as the calculation time of the calculation time setting unit 100. .
  • the image display unit 28 displays a stable time zone 110 from time t1 to time t2.
  • the elasticity information calculation unit 34 calculates the index value of the elasticity information in the time zone 110 from time t1 to time t2 set by the calculation time setting unit 100. It is also possible to select a plurality of frames from the time period from the time t1 to the time t2 and calculate the index value of the elasticity information in the selected frame 112.
  • the image display unit 28 displays the selected frame 112.
  • the elasticity information calculation unit 34 can calculate the index value of the elasticity information according to the number of frames if the number of frames selected in the time period from the time t1 to the time t2 is determined in advance. For example, if the number of frames is set to 10, 10 frames are selected in the time period from time t1 to time t2, and the elasticity information calculation unit 34 calculates the index value of elasticity information from the selected 10 frames. Can do.
  • the present embodiment it is possible to calculate the index value of elasticity information in a stable measurement position other than the area where the time variation image is displayed and in a stable time zone. That is, it is possible to calculate the index value of elasticity information at a stable measurement position without depending on the operator.

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Abstract

　操作者に依存せず、安定した計測位置で弾性情報の指標値の演算を行うことができる超音波診断装置及び超音波計測方法を提供する。　超音波探触子12を介して被検体の診断部位の断層画像を構成する断層画像構成部24と、硬さを示す弾性情報を演算する弾性情報演算部34と、弾性情報演算部34において演算された弾性情報に基づいて弾性画像を構成する弾性画像構成部36と、断層画像と弾性画像を表示する画像表示部28とを備えた超音波診断装置において、弾性情報演算部34で演算された弾性情報から各計測点における時間ばらつきを解析する時間ばらつき解析部50と、時間ばらつき解析部で解析された時間ばらつきに基づいて、時間ばらつき画像を構成する時間ばらつき画像構成部52とを備え、画像表示部28は時間ばらつき画像を表示する。

Description

超音波診断装置及び画像表示方法
　本発明は、超音波を利用して被検体内の断層画像を表示する超音波診断装置及び画像表示方法に関する。
　超音波診断装置は、超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、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、被検体内の断層画像を構成して表示する。
　また、被検体の断層部位における組織の歪みを求め、その歪みに基づいて断層部位における弾性画像を生成して表示装置に表示し、表示装置に表示された断層画像若しくは弾性画像に複数の関心領域を設定し、各関心領域における弾性情報を指標値化し、該指標値を表示装置に表示することが行われている(特許文献1参照)。
　特許文献1によれば、診断部位の生体組織の硬さを定量的に評価することができる。
国際公開第WO06/013916号
　しかしながら、操作者が複数の関心領域を断層画像若しくは弾性画像に手動で設定していたため、算出された弾性情報の指標値は操作者の設定に依存してしまうことになる。また、操作者は安定した計測位置に関心領域を設定して、計測を行っているかどうか確認することができなかった。
　そこで、本発明は、弾性情報の時間ばらつきに基づく時間ばらつき画像を表示することができる超音波診断装置及び画像表示方法を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、超音波探触子を介して被検体の診断部位の断層画像を構成する断層画像構成部と、硬さを示す弾性情報を演算する弾性情報演算部と、前記弾性情報演算部において演算された前記弾性情報に基づいて弾性画像を構成する弾性画像構成部と、前記断層画像と前記弾性画像を表示する画像表示部とを備えた超音波診断装置において、前記弾性情報演算部で演算された前記弾性情報から各計測点における時間ばらつきを解析する時間ばらつき解析部と、前記時間ばらつき解析部で解析された時間ばらつきに基づいて、時間ばらつき画像を構成する時間ばらつき画像構成部とを備え、前記画像表示部は前記時間ばらつき画像を表示する。
　また、断層画像と弾性画像を表示する画像表示方法において、硬さを示す弾性情報から各計測点における時間ばらつきを解析するステップと、時間ばらつきに基づいて、時間ばらつき画像を構成するステップと、前記時間ばらつき画像を表示するステップとを有する。
　本発明によれば、弾性情報の時間ばらつきに基づく時間ばらつき画像を表示することができる。
本発明の超音波診断装置の構成を例示するブロック図。 本発明の時間ばらつき解析部の構成を例示するブロック図。 本発明の画像表示部の表示形態を例示する図。 本発明の画像表示部の表示形態を例示する図。 本発明の動作を示すフローチャート。 本発明の超音波診断装置の構成を例示するブロック図。 本発明の画像表示部の表示形態を例示する図。
　以下、本発明の超音波診断装置について、図面を参照して説明する。
　(第1の実施形態)
　図1は、本発明の第1の実施形態の超音波診断装置を例示するブロック図である。
　図1に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、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20と、送信部14と受信部20を制御する超音波送受信制御部18と、受信された反射エコーを整相加算してRF信号フレームデータを時系列に生成する整相加算部22と、整相加算部22で生成されたRF信号フレームデータに基づいて断層画像を構成する断層画像構成部24と、断層画像と他の画像、数値情報などを合成する画像合成部26と、画像合成部26から出力される画像を表示する画像表示部28と、少なくとも2枚のRF信号フレームデータを選択するRF信号フレームデータ選択部30と、選択されたRF信号フレームデータを用いて被検体10の生体組織の変位を計測する変位計測部32と、変位計測部32で計測された変位から弾性情報を求める弾性情報演算部34と、弾性情報演算部34で演算した弾性情報から弾性画像を構成する弾性画像構成部36と、操作者が操作するための操作部40と、操作部40の操作に応じて各構成要素を制御する制御部42と、弾性情報演算部34で演算した弾性情報から時間ばらつきを解析する時間ばらつき解析部50と、時間ばらつき解析部50で解析された時間ばらつきに基づいて時間ばらつき画像を構成する時間ばらつき画像構成部52とを備えている。図1で示す破線は、超音波診断装置の本体を示すものである。
　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、接触させた被検体10に振動子を介して超音波を送受信する。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し、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。受信部20は、被検体10から発生する時系列の反射エコー信号を超音波探触子12を介して受信し、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(受波信号)を生成する機能を有している。超音波送受信制御部18は、送信部14及び受信部20を制御し、超音波探触子12を介して被検体10に対して超音波を送受信させる。整相加算部22は、受信部20で受信された反射エコー信号を整相加算する。その際、整相加算部22は、受信部20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超音波断層データであるRF信号フレームデータを時系列に生成する。
　断層画像構成部24は、被検体10の断層部位のデータ、具体的には整相加算部22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(例えば、被検体10の白黒の濃淡断層画像)を構成する。また、断層画像構成部24は、図示はしないが、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。フレームメモリに記憶された被検体10内の断層画像データが1画像として取得され、取得された断層画像データがテレビ同期で読み出される。
　RF信号フレームデータ選択部30は、整相加算部22から出力されるRF信号フレームデータを記憶し、記憶されたRF信号フレームデータ群から少なくとも2枚(一組)のRF信号フレームデータを選択する。例えば、RF信号フレームデータ選択部30は、整相加算部22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、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。
　変位計測部32は、被検体10の生体組織の変位を計測する。具体的に説明すると、変位計測部32は、RF信号フレームデータ選択部30により選択された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次元あるいは2次元相関処理を行って、断層画像の各計測点に対応する生体組織における変位を示すベクトル、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、ベクトルの検出にはブロックマッチング法もしくは位相勾配法を用いる。ブロックマッチング法においては、画像を例えばN×N画素からなるブロックに分け、所定領域(例えば、後述するパラメータ取得領域)内のブロックに着目し、現フレーム中の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。これにより、断層画像の各計測点の変位を求め、ベクトルの検出を行う。位相勾配法においては、受信信号の波の位相情報からその波の移動量を算出して断層画像の各計測点の変位を求め、ベクトルの検出を行う。
　図示しない圧力計測部は、超音波探触子12の超音波送受信面と被検体10との間に設けられた圧力センサ等により検出された圧力に基づいて、被検体10内部の計測点における応力を計測する。
　弾性情報演算部34は、被検体10の断層部位の超音波断層データに基づいて、断層部位における組織の歪み又は弾性率を求める。本実施形態において、弾性情報演算部34は、RF信号フレームデータ選択部30により選択されたRF信号フレームデータを用いて変位計測部32で計測された生体組織の変位情報、例えば移動ベクトルに基づいて断層画像上の各計測点に対応する生体組織の歪みや弾性率を演算する。なお、生体組織の弾性率を演算する際、弾性情報演算部34は、圧力計測部から出力される圧力値も加味している。
　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算出される。例えば、変位計測部32により計測された変位をL(X)、圧力計測部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)という式によって求められる。このヤング率Ymから断層画像の各計測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、ヤング率とは、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歪みに対する比である。
　弾性画像構成部36は、弾性情報演算部34で求めた弾性情報に基づいて断層部位における弾性画像を構成する。弾性画像構成部36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、弾性フレームデータをフレームメモリに記憶し、記憶されたフレームデータに対し画像処理を行うようになっている。
　また、弾性画像構成部36は、弾性フレームデータに色相情報を付与する機能を有しており、弾性フレームデータに基づいて光の3原色である赤(R)、緑(G)、青(B)を付した画像データに変換する。例えば、弾性画像構成部36は、歪みが大きい弾性データを赤色コードに変換し、歪みが小さい弾性データを青色コードに変換する。
　時間ばらつき解析部50は、弾性情報演算部34で演算した弾性情報から各計測点(各画素)における時間ばらつきを解析する。時間ばらつき解析部50は、複数の弾性情報のフレームから各計測点における時間ばらつきを解析し、時間ばらつきが閾値より大きい計測点を算出する。時間ばらつきが大きい計測点とは、複数の弾性情報のフレーム間における弾性情報の指標値が安定しない(ばらついてしまう)計測点であり、弾性情報の指標値による計測を行うことができない計測点である。弾性情報の指標値とは、弾性情報の比、弾性情報の差などで指標化された値である。
　時間ばらつき画像構成部52は、時間ばらつき解析部50で解析された時間ばらつきに基づいて、時間ばらつき度合いを示す時間ばらつき画像を構成する。時間ばらつき画像構成部52は、時間ばらつきが閾値より大きい計測点については時間ばらつき画像を構成し、時間ばらつきが閾値より小さい計測点については時間ばらつき画像を構成しない。
　画像合成部26は、フレームメモリと、画像処理部と、画像選択部を備えて構成されており、αブレンディングに代表されるような手法にて断層画像と弾性画像の合成画像、断層画像と時間ばらつき画像の合成画像を作成する。フレームメモリは、断層画像構成部24からの断層画像データと弾性画像構成部36からの弾性画像データと時間ばらつき画像構成部52からの時間ばらつき画像データを記憶する。
　また、画像処理部は、フレームメモリに記憶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し、フレームメモリに記憶された断層画像データと時間ばらつき画像データとを合成割合を変更して合成する。合成画像の各画素の輝度情報及び色相情報は、それぞれ合成される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、時間ばらつき画像データ、及び画像処理部の合成画像データのうちから表示する画像を選択し、画像表示部28に表示させる。
　なお、画像合成部26は、操作部40を介して設定された画像表示条件等に基づいて制御部42によって制御されている。操作部40は、マウス、キーボード、トラックボール、タッチペン、ジョイスティック等の操作デバイスを備えており、画像表示条件等の設定を行うことができる。
　画像表示部28は、画像合成部26の画像選択部により選択された断層画像及び弾性画像、時間ばらつき画像等の画像を表示する。
　ここで、図2を用いて時間ばらつき解析部50を説明する。時間ばらつき解析部50は、複数の弾性情報のフレームを記憶する弾性情報フレーム記憶部60と、複数の弾性情報のフレームから時間ばらつきを算出する時間ばらつき算出部62を有している。
　弾性情報演算部34は、被検体10の断層部位の超音波断層データに基づいて、断層部位の各計測点における組織の歪み又は弾性率の弾性情報をフレーム毎に求めている。弾性情報フレーム記憶部60は、弾性情報演算部34から出力される複数の弾性情報のフレーム、例えば10フレームの弾性情報を記憶する。弾性情報フレーム記憶部60に記憶するフレーム数は、操作部40を介して任意に設定することができる。
　超音波探触子12の圧迫周期に合わせて弾性情報フレーム記憶部60に記憶するフレーム数を設定することもできる。超音波探触子12の圧迫周期に合わせるのであれば、弾性情報フレーム記憶部60は圧迫1周期分の弾性情報のフレームを記憶する。
　また、超音波の放射圧を用いて組織を変形させ、変位から弾性情報を計測する手法がある。超音波の放射圧の照射時間に合わせて弾性情報フレーム記憶部60に記憶するフレーム数を設定することもできる。超音波の放射圧の照射時間に合わせるのであれば、弾性情報フレーム記憶部60は超音波の放射圧の照射中の弾性情報のフレームを記憶する。
　図3を用いて、時間ばらつき算出部62の算出手法について説明する。図3の左側に示すように、画像表示部28は、断層画像と弾性画像の合成画像を表示する。なお、画像表示部28は断層画像のみ表示していてもよい。
　断層画像と弾性画像の合成画像では、断層画像における形態情報である正常組織70と腫瘍組織72に加えて、弾性画像における硬さ情報である硬化組織74が、断層画像における腫瘍組織72に重ね合わせて表示されている。腫瘍組織72が黒色で表示され、硬化組織74が青色で表示されるとすると、腫瘍組織72と硬化組織74が重なる部位に関しては、深い青色で表示されることになる。操作者は、深い青色で表示される部分が悪性腫瘍である可能性があるとして、観察することができる。
　操作者は、操作部40を用いて、腫瘍組織72を含む領域に関心領域80を設定する。断層画像と弾性画像の合成画像における各計測点(X1～Xn,Y1～Yn)には計測点82がそれぞれ設定される。nは自然数である。関心領域80は操作者が注目する領域であり、弾性情報の比の比較対象となる領域である。
　操作部40で設定された関心領域80を、弾性情報フレーム記憶部60に記憶された複数の弾性情報のフレームに対応させることができる。すなわち、操作部40で設定された関心領域80の座標を、弾性情報フレーム記憶部60に記憶された複数の弾性情報のフレームの座標に対応させることができる。よって、複数の弾性情報のフレームの同じ位置に関心領域が設定されることになる。
　時間ばらつき算出部62は、断層画像と弾性画像の合成画像に設定された関心領域80を弾性情報フレーム記憶部60に記憶された複数の弾性情報のフレームに対応させる。そして、時間ばらつき算出部62は、複数の弾性情報のフレームにおいて、断層画像と弾性画像の合成画像に設定された関心領域80と各計測点82における弾性情報の指標値をそれぞれ演算する。ここでは、弾性情報の指標値として弾性情報の比を例にあげて説明する。時間ばらつき算出部62は、弾性情報の比に基づいて各計測点において時間ばらつきを算出する。
　画像表示部28は、図3の下側に示すように、各計測点において弾性情報の比の時間変化をグラフで表示することもできる。ここでは、弾性情報である歪みを例にあげて説明する。関心領域80の歪みはε1であり、計測点82の歪みはε2である。関心領域80の歪みε1と計測点82の歪みε2は、それぞれの領域における歪みの平均値である。時間ばらつき算出部62は、歪みの比ε2/ε1(εratio)を演算する。画像表示部28には、時間ばらつき算出部62で演算された歪みの比ε2/ε1が時間とともに表示される。なお、弾性情報の歪みを例にあげて説明したが、変位、弾性率、粘性などのパラメータであってもよい。
　ここで、時間ばらつき算出部62は、複数の弾性情報のフレームにおいて、各計測点における弾性情報の指標値(弾性情報の比)のばらつきを算出する。時間ばらつき算出部62は、複数の弾性情報のフレームにおいて、各計測点における弾性情報の比の上限値と下限値の差D1を算出する。時間ばらつき算出部62は、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より大きい場合、時間ばらつきが大きいと算出する。時間ばらつき算出部62は、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より小さい場合、時間ばらつきが小さいと算出する。
　具体的には、計測点(X1,Y1)の場合、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より小さく、弾性情報の比のばらつきが小さい。時間ばらつき算出部62は、計測点(X1,Y1)を時間ばらつきが小さい計測点であると算出する。計測点(X2,Y2)の場合、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より大きく、弾性情報の比のばらつきが大きい。時間ばらつき算出部62は、計測点(X2,Y2)を時間ばらつきが大きい計測点であると算出する。このように、時間ばらつき算出部62は、断層画像と弾性画像の合成画像の各計測点(X1～Xn,Y1～Yn)における弾性情報の比の上限値と下限値の差と予め定められた閾値Th1とを比較して、各計測点における弾性情報の比のばらつきを算出する。
　時間ばらつき算出部62は、各計測点における弾性情報の比の上限値と下限値の差を用いて時間ばらつきを算出したが、各計測点において時間方向に弾性情報の標準偏差を取った下記式によって求めることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　また、時間ばらつき算出部62は、上記の他に、分散、変動係数などの代用が可能である。時間ばらつき算出部62は、弾性情報の分散の大きさに基づいて時間ばらつきを算出したり、弾性情報の変動係数の大きさに基づいて時間ばらつきを算出する。
　図3の右側に示すように、時間ばらつき画像構成部52は、時間ばらつき解析部50で解析された時間ばらつきが閾値より大きい計測点について、時間ばらつきが閾値より大きいことを示す時間ばらつき画像86を構成する。具体的には、時間ばらつき画像構成部52は、時間ばらつきが閾値より大きい計測点について識別される時間ばらつき表示バー84に基づいて、時間ばらつき画像86を構成する。
　時間ばらつき表示バー84は、時間ばらつきが大きい計測点について時間ばらつき画像が表示されるように設定されている。例えば、時間ばらつき表示バー84は、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より大きい場合、時間ばらつき画像が表示されるように設定され、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より小さい場合、時間ばらつき画像が表示されないように設定されている。
　すなわち、時間ばらつき画像構成部52は、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より大きい場合、時間ばらつき画像を構成して画像表示部28に表示させる。弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より小さい場合、時間ばらつき画像を構成しない。
　図3の右側に示すように、画像表示部28は、断層画像と時間ばらつき画像の合成画像を表示する。操作者は、時間ばらつき画像が表示された領域は時間ばらつきがある領域であると認識することができる。
　図4を用いて、時間ばらつき算出部62の他の算出手法について説明する。図4の左側に示すように、画像表示部28は、断層画像と弾性画像の合成画像を表示する。
　操作者は、操作部40を用いて、関心領域90を設定する。関心領域90を設定すると、断層画像と弾性画像の合成画像では、断層画像における形態情報である正常組織70と腫瘍組織72に加えて、弾性画像における硬さ情報である硬化組織74が、断層画像における腫瘍組織72に重ね合わせて表示されている。
　断層画像と弾性画像の合成画像の関心領域90における各計測点(Xa～Xm,Ya～Ym)には計測点82がそれぞれ設定される。a、mは自然数であり、a＜mである。
　時間ばらつき算出部62は、弾性情報フレーム記憶部60に記憶された複数の弾性情報のフレームにおいて、設定された関心領域90と計測点82における弾性情報を算出する。時間ばらつき算出部62は、弾性情報の変位に基づいて各計測点において時間ばらつきを算出する。
　画像表示部28は、図4の下側に示すように、各計測点において弾性情報の変位をグラフで表示することもできる。ここでは、弾性情報である歪みを例にあげて説明する。計測点82の歪みはε3である。画像表示部28には、時間ばらつき算出部62で演算された歪みε3が時間とともに表示される。なお、弾性情報の歪みを例にあげて説明したが、変位、弾性率、粘性などのパラメータであってもよい。
　ここで、時間ばらつき算出部62は、複数の弾性情報のフレームにおいて、各計測点における弾性情報のばらつきを算出する。時間ばらつき算出部62は、複数の弾性情報のフレームにおいて、各計測点における弾性情報の変位D2を算出する。時間ばらつき算出部62は、弾性情報の変位D2が予め定められた閾値Th2より大きい場合、時間ばらつきが大きいと算出する。時間ばらつき算出部62は、弾性情報の変位D2が予め定められた閾値Th2より小さい場合、時間ばらつきが小さいと算出する。
　具体的には、計測点(X3,Y3)の場合、弾性情報の変位D2が予め定められた閾値Th2より小さく、弾性情報のばらつきが小さい。時間ばらつき算出部62は、計測点(X3,Y3)を時間ばらつきが小さい計測点であると算出する。計測点(X4,Y4)の場合、弾性情報の変位D2が予め定められた閾値Th2より大きく、弾性情報のばらつきが大きい。時間ばらつき算出部62は、計測点(X4,Y4)を時間ばらつきが大きい計測点であると算出する。このように、時間ばらつき算出部62は、弾性画像の表示領域である関心領域90の各計測点(Xa～Xm,Ya～Ym)における弾性情報の変位と予め定められた閾値Th2とを比較して、各計測点における弾性情報のばらつきを算出する。
　図4の右側に示すように、時間ばらつき画像構成部52は、時間ばらつき解析部50で解析された時間ばらつきが大きい計測点について、時間ばらつきが大きいことを示す時間ばらつき画像96を構成する。時間ばらつき画像96を表示する表示領域92は、弾性画像の表示領域として表示された関心領域90と同じ領域である。
　具体的には、時間ばらつき画像構成部52は、時間ばらつきが大きい計測点について識別される時間ばらつき表示バー94に基づいて、時間ばらつき画像96を構成する。時間ばらつき表示バー94は、時間ばらつきが大きい計測点について時間ばらつき画像が表示されるように設定されている。
　図4の右側に示すように、画像表示部28は、断層画像と時間ばらつき画像の合成画像を表示する。操作者は、時間ばらつき画像が表示された領域は時間ばらつきがある領域であると認識することができる。
　よって、操作者は、時間ばらつき画像が表示された領域は時間ばらつきがある領域であると認識することができるため、弾性情報フレーム記憶部60に記憶された複数の弾性情報のフレームにおいて、弾性情報演算部34は時間ばらつき画像が表示された領域以外で弾性情報の指標値の演算を行うことができる。よって、操作者は、時間ばらつき画像が表示された領域以外に弾性情報の指標値を演算するための関心領域を設定すれば、時間ばらつきの影響を受けることなく、弾性情報の指標値の演算を行うことができる。つまり、安定した計測位置で弾性情報の指標値の演算を行うことができる。
　なお、時間ばらつき画像が所定領域以上(例えば、画面の半分以上)であり、弾性情報演算部34によって弾性情報の指標値を演算することが適切でない場合、制御部42は、撮影し直すアラームを画像表示部28に表示させる。撮影し直し、時間ばらつき画像が所定領域より小さい(例えば、画面の半分より小さい)場合、制御部42は弾性画像が安定したとみなし、弾性情報演算部34によって弾性情報の指標値を演算する。時間ばらつき画像構成部52は、撮影し直した際の時間ばらつき画像を構成し、画像表示部28に更新した時間ばらつき画像を表示させることもできる。
　次に本実施形態の動作について図5を用いて説明する。
　(S100)画像表示部28は、断層画像構成部24によって構成された断層画像と、弾性画像構成部36によって構成されたた歪み又は弾性率に基づく弾性画像の合成画像を表示する。
　(S102)断層画像と弾性画像の合成画像上の所定の計測位置で弾性情報の指標値の演算を行うかどうかを選択する。弾性情報の指標値の演算を行なう場合、S104に進む。弾性情報の指標値の演算を行わない場合、終了する。
　(S104)操作部40を用いて、関心領域80を設定する。弾性画像の表示領域として関心領域90を設定してもよい。
　(S106)時間ばらつき解析部50は、複数の弾性情報のフレームにおいて、設定された関心領域と計測点における弾性情報の指標値若しくは変位を算出する。そして、弾性情報の指標値若しくは変位と予め定められた閾値とを比較して、各計測点における弾性情報のばらつきを算出する。
　(S108)時間ばらつき画像構成部52は、時間ばらつき解析部50で解析された時間ばらつきが大きい計測点について、時間ばらつきが大きいことを示す時間ばらつき画像86、96を構成する。
　(S110)操作者は、時間ばらつき画像が表示された領域以外に弾性情報の指標値を演算するための関心領域を設定し、弾性情報演算部34は弾性情報の指標値の演算を行なう。
　なお、時間ばらつき画像が表示された領域以外に弾性情報の指標値を演算するための関心領域は、自動で設定することもできる。具体的には、制御部42において、時間ばらつき画像が表示された領域を認識し、時間ばらつき画像が表示された領域以外に関心領域を設定する。制御部42は、時間ばらつき画像が表示された領域以外の弾性画像における硬さ情報である硬化組織74に第1の関心領域を設定し、時間ばらつき画像が表示された領域以外であり硬化組織74以外に第2の関心領域を設定する。弾性情報演算部34は、弾性情報フレーム記憶部60に記憶された複数の弾性情報のフレームにおいて、制御部42によって設定された第1の関心領域と第2の関心領域における弾性情報の指標値(例えば、弾性情報の比)を算出する。弾性情報演算部34によって演算された弾性情報の指標値は、画像合成部26を介して、画像表示部28に表示される。
　また、操作部40を介して第1の関心領域と第2の関心領域を予め設定しておき、時間ばらつき画像構成部52によって構成された時間ばらつき画像が第1の関心領域と第2の関心領域に重なる場合、弾性情報演算部34によって第1の関心領域と第2の関心領域における弾性情報の指標値を演算しない。制御部42は、撮影し直すアラームを画像表示部28に表示させる。時間ばらつき画像構成部52によって構成された時間ばらつき画像が第1の関心領域と第2の関心領域に重ならない場合、弾性情報演算部34によって第1の関心領域と第2の関心領域における弾性情報の指標値を演算する。弾性情報演算部34によって演算された弾性情報の指標値は、画像合成部26を介して、画像表示部28に表示される。
　以上、本実施形態によれば、超音波探触子12を介して被検体の診断部位の断層画像を構成する断層画像構成部24と、硬さを示す弾性情報を演算する弾性情報演算部34と、弾性情報演算部34において演算された弾性情報に基づいて弾性画像を構成する弾性画像構成部36と、断層画像と弾性画像を表示する画像表示部28とを備えた超音波診断装置において、弾性情報演算部34で演算された弾性情報から各計測点における時間ばらつきを解析する時間ばらつき解析部50と、時間ばらつき解析部で解析された時間ばらつきに基づいて、時間ばらつき画像を構成する時間ばらつき画像構成部52とを備え、画像表示部28は時間ばらつき画像を表示する。
　よって、弾性情報の時間ばらつきに基づく時間ばらつき画像を表示することができる。そして、時間ばらつき画像が表示された領域以外の安定した計測位置で弾性情報の指標値の演算を行うことができる。つまり、操作者に依存せず、安定した計測位置で弾性情報の指標値の演算を行うことができる。
　(第2の実施形態)
　第2の実施形態について、図6、7を用いて説明する。第1の実施形態と異なる点は、図6に示すように、弾性情報演算部34における弾性情報の指標値の演算を行う演算時間を設定する演算時間設定部100を備える点である。
　図7に示すように、時間ばらつき解析部50の時間ばらつき算出部62は、第1の実施形態で示すように、複数の弾性情報のフレームにおいて、各計測点における弾性情報の指標値(弾性情報の比)のばらつきを算出する。
　図3に示すように、計測点(X2,Y2)の場合、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より大きく、弾性情報の比のばらつきが大きい。時間ばらつき算出部62は、計測点(X2,Y2)を時間ばらつきが大きい計測点であると算出したが、時間t1～時間t2の時間帯は安定している。安定している時間t1～時間t2の時間帯とは、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より小さくなる時間帯である。
　図7に示すように、時間t1～時間t2の時間帯110は、弾性情報の比の上限値と下限値の差D1が予め定められた閾値Th1より小さくなる時間帯がある。つまり、時間t1～時間t2の時間帯110を安定している時間帯とみなすことができる。そこで、演算時間設定部100は、安定している時間t1～時間t2の時間帯を選択し、安定している時間t1～時間t2の時間帯110を演算時間設定部100の演算時間として設定する。画像表示部28は、安定している時間t1～時間t2の時間帯110を表示する。
　弾性情報演算部34は、演算時間設定部100によって設定された時間t1～時間t2の時間帯110おける弾性情報の指標値を演算する。時間t1～時間t2の時間帯から複数フレームを選択し、選択されたフレーム112における弾性情報の指標値を演算することもできる。画像表示部28は、選択されたフレーム112を表示する。
　弾性情報演算部34は、時間t1～時間t2の時間帯で選択されるフレーム数を予め決めておけば、フレーム数に応じた弾性情報の指標値を演算することができる。例えば、フレーム数を10と設定しておけば、時間t1～時間t2の時間帯で10フレームを選択し、弾性情報演算部34は、選択された10フレームから弾性情報の指標値を演算することができる。
　本実施形態によれば、時間ばらつき画像が表示された領域以外の安定した計測位置であり、かつ安定した時間帯で弾性情報の指標値の演算を行うことができる。つまり、操作者に依存せず、安定した計測位置で弾性情報の指標値の演算を行うことができる。
　10　被検体、12　超音波探触子、14　送信部、18　超音波送受信制御部、20　受信部、22　整相加算部、24　断層画像構成部、26　画像合成部、28　画像表示部、30　RF信号フレームデータ選択部、32　変位計測部、34　弾性情報演算部、36　弾性画像構成部、40　操作部、42　制御部、50　時間ばらつき解析部、52　時間ばらつき画像構成部、60　弾性情報フレーム記憶部、62　時間ばらつき算出部

Claims (14)

  1. 　超音波探触子を介して被検体の診断部位の断層画像を構成する断層画像構成部と、硬さを示す弾性情報を演算する弾性情報演算部と、前記弾性情報演算部において演算された前記弾性情報に基づいて弾性画像を構成する弾性画像構成部と、前記断層画像と前記弾性画像を表示する画像表示部とを備えた超音波診断装置において、
    　前記弾性情報演算部で演算された前記弾性情報から各計測点における時間ばらつきを解析する時間ばらつき解析部と、前記時間ばらつき解析部で解析された時間ばらつきに基づいて、時間ばらつき画像を構成する時間ばらつき画像構成部とを備え、前記画像表示部は前記時間ばらつき画像を表示することを特徴とする超音波診断装置。
  2. 　前記時間ばらつき画像構成部は、前記時間ばらつきが閾値より大きい計測点については前記時間ばらつき画像を構成し、前記時間ばらつきが閾値より小さい計測点については前記時間ばらつき画像を構成しないことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
  3. 　前記時間ばらつき解析部は、複数の弾性情報のフレームを記憶する弾性情報フレーム記憶部と、複数の弾性情報のフレームから時間ばらつきを算出する時間ばらつき算出部を有していることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
  4. 　前記時間ばらつき算出部は、弾性情報の比、差、標準偏差、分散、変動係数のいずれか１つを用いて前記時間ばらつきを算出することを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
  5. 　前記時間ばらつき算出部は、前記複数の弾性情報のフレームにおいて、前記断層画像と前記弾性画像の合成画像に設定された関心領域と各計測点における弾性情報の指標値を演算し、各計測点における弾性情報の指標値のばらつきを算出することを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
  6. 　前記時間ばらつき算出部は、前記複数の弾性情報のフレームにおいて、各計測点における弾性情報の比の上限値と下限値の差を算出し、前記弾性情報の比の上限値と下限値の差が予め定められた閾値より大きい場合、時間ばらつきが大きいと算出することを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
  7. 　前記時間ばらつき画像構成部は、前記弾性情報の比の上限値と下限値の差が予め定められた閾値より大きい場合、前記時間ばらつき画像を構成して前記画像表示部に表示させることを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
  8. 　前記時間ばらつき算出部は、前記弾性情報の変位が予め定められた閾値より大きい場合、時間ばらつきが大きいと算出することを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
  9. 　前記画像表示部は、前記断層画像と前記時間ばらつき画像の合成画像を表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
  10. 　前記時間ばらつき画像が所定領域以上である場合、撮影し直すアラームを前記画像表示部に表示させる制御部を備えることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
  11. 　前記時間ばらつき画像が表示された領域を認識し、前記時間ばらつき画像が表示された領域以外に関心領域を設定する制御部を備えることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
  12. 　第１の関心領域と第２の関心領域を予め設定しておき、前記時間ばらつき画像構成部によって構成された前記時間ばらつき画像が前記第１の関心領域と前記第２の関心領域に重なる場合、前記弾性情報演算部によって前記第１の関心領域と前記第２の関心領域における弾性情報の指標値を演算しないことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
  13. 　前記弾性情報演算部における前記弾性情報の指標値の演算を行う演算時間を設定する演算時間設定部を備えることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
  14. 　断層画像と弾性画像を表示する画像表示方法において、
    　硬さを示す弾性情報から各計測点における時間ばらつきを解析し、
    　時間ばらつきに基づいて、時間ばらつき画像を構成し、
    　前記時間ばらつき画像を表示することを特徴とする画像表示方法。
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