CN104334086A - 关心区域设定方法及超声波诊断装置 - Google Patents

关心区域设定方法及超声波诊断装置 Download PDF

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Abstract

为了能够减轻在要对比的生物体组织上设定ROI时的检测员的负担、提高弹性测量的再现性，本发明的特征在于包括：第1步骤，在由输入设备在被检测体的明暗像(20)中的关注组织(21)内指定的任意的指定区域(25)内，设定多个候选点(P1～P4)；第2步骤，求出明暗像在二维方向上的像素值的偏微分值，检测组织边界(23)；第3步骤，分别求出检测到的组织边界(23)与各候选点(P1～P4)之间的最短距离，以最短距离最长的候选点为中心，将以该最长的最短距离为半径的圆或与该圆内切的正多边形的区域设定为关心区域(24)；以及第4步骤，将所设定的关心区域(24)图像化后与明暗像(20)重叠地显示于图像显示部。

Description

关心区域设定方法及超声波诊断装置
技术领域
本发明涉及一种超声波诊断装置，其具备显示表示作为被检测体的生物体组织的硬度或软度的弹性像的功能。尤其是涉及如下的关心区域设定方法及超声波诊断装置：测量出在对比生物体组织的硬度或软度的区域内分别设定的多个关心区域(以下称为ROI)的弹性值(例如，应变或弹性模量)，根据这些进行对比的区域的弹性值之比(以下称为弹性比)，对弹性进行评价。
背景技术
通过超声波诊断装置指定被组织边界包围的闭合区域的大致中心的1点和组织边界上的1点这两个点，并自动描绘组织边界来在图像上设定ROI，作为这种方法，例如有专利文献1所记载的方法。此外，为了提高诊断精度，显示断层像和表示生物体组织的硬度或软度的弹性图像，计算在肿瘤部位设定的关心区域(肿瘤ROI)和在脂肪部位设定的关心区域(脂肪ROI)各自的弹性值，显示这些弹性值的比率(弹性比)，从而帮助诊断肿瘤的良恶性及是否需要手术等，作为这种方法，例如有专利文献2记载的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4607263号
专利文献2：日本专利第3991282号
发明内容
发明要解决的课题
如专利文献1、2所示，若半自动地进行ROI设定，则能够减少检测员的工时，能够缩短检查时间，能够减少人员的介入，可提高测量值的再现性，因此是有用的功能。但是存在以下问题。
即，在专利文献1中，为了设定一个ROI，需要指定至少两个部位，因此依然麻烦。此外，若组织边界像有缺损或没有闭合，则由于构成闭合区域较难，因此难以设定适当的ROI。此外，在ROI的大小为一定大小以下的情况下，由于采样区域不足，测量值会发生错误，在这种情况下，需要重新进行ROI的设定。此外，在专利文献2中，通过手动进行ROI，因此肿瘤ROI和脂肪ROI的弹性值的再现性低，存在最终的弹性比的精度也会下降的可能性。因此，若需要重新进行ROI的设定，则ROI设定所需的程序及时间成为检测员及被检测员的负担。
本发明要解决的课题在于，提供一种使用了能够减轻在要对比的生物体组织中设定ROI时的检测员的负担、且测量值的再现性高的ROI的设定方法及使用了该设定方法的超声波诊断装置。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的一种ROI生成方法的特征在于，包括：第1步骤，在由输入设备在被检测体的超声波像中的关注组织内所指定的任意的指定区域内，设定多个候选点；第2步骤，计算上述超声波像在二维方向上的像素值的变化，检测组织边界；第3步骤，分别求出检测到的上述组织边界与上述各候选点之间的最短距离，以上述最短距离最长的上述候选点为中心，将以该最长的最短距离为半径的圆或与该圆内切的正多边形的区域设定为关心区域；以及第4步骤，将所设定的上述关心区域图像化后与上述超声波像重叠地显示于图像显示部。由此，能够自动生成面积大的关心区域(ROI)。
此外，为了解决上述课题，本发明的一种超声波诊断装置，具备：探测器，向被检测体发送超声波，接收来自该被检测体的反射信号；收发部，驱动上述探测器来发送超声波，并且对上述反射信号进行信号处理；图像生成部，使用进行了信号处理的上述反射信号，生成超声波图像；显示部，显示上述超声波图像；以及操作者为了生成上述超声波图像而设定任意参数的操作台，该超声波诊断装置的特征在于，通过上述操作台设定包含在所显示的上述超声波图像的第1诊断区域中的第1基准位置，上述图像生成部具备区域生成部，该区域生成部使用上述第1诊断区域、向上述超声波图像的外侧的突出、上述第1诊断区域的边缘及周边组织之间的位置信息，生成要在上述超声波图像上生成的第2诊断区域。由此，在生成了有对比关系的一个关心区域时，能够自动生成另一关心区域。
为了解决上述课题，本发明的一种关心区域设定方法，为了计算由超声波诊断装置拍摄的超声波图像的第1区域与生物体组织不同于该第1区域的第2区域的弹性值(应变或弹性模量)之比，在上述第1区域设定第1关心区域，在上述第2区域设定第2关心区域，该关心区域设定方法的特征在于，在上述超声波像上的第1区域内所指定的位置处，生成并设定预先确定了面积的基准关心区域，放大上述基准关心区域来生成并设定第1关心区域，在上述第2区域内生成并设定第2关心区域，分别计算出分别设定的第1关心区域和第2关心区域的弹性值(例如，应变或弹性模量)，根据各弹性值或这些弹性值之比，评价第1关心区域和第2关心区域的生成是否适当，并根据该评价来修正上述第1关心区域和上述第2关心区域中的至少一方(例如修正位置或面积)。由此，能够减轻在要对比的生物体组织上设定ROI时的检测员的负担，能够设定弹性测量的再现性高的ROI。
发明效果
根据本发明，能够减轻在对比的生物体组织上设定ROI时的检测员的负担，能够设定测量值的再现性高的ROI。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的超声波诊断装置的结构图。
图2是图1的ROI生成部12的结构图。
图3是表示实施方式1的特征部的ROI设定部的处理步骤的一例的流程图。
图4是说明通过实施方式1的ROI设定部设定的ROI的具体例的图。
图5是说明使用实施方式1的ROI设定方法设定ROI的动作的一例的图。
图6是说明使用实施方式1的ROI设定方法设定ROI的动作的另一例的图。
图7是说明使用实施方式1的ROI设定方法设定ROI的动作的另一例的图。
图8是说明在实施方式1的ROI设定方法中将指定区域设定为椭圆区域时设定ROI的动作的一例的图。
图9是说明输入并设定了二维形状的指定区域时的ROI设定方法的其他实施例的图。
图10是本发明的实施方式2的超声波诊断装置的结构框图。
图11是例示实施方式2的区域生成部的结构的框图。
图12是示意性表示实施方式2的第1ROI生成部中的肿瘤ROI的设定步骤的图。
图13是示意性表示用于生成实施方式2的可能性分布的条件和所生成的可能性分布、以及使用可能性分布生成的第2诊断区域即脂肪ROI的图。
图14是表示实施方式2的超声波诊断装置中的处理步骤概略的流程图。
图15是表示实施方式2的区域生成部中的生成脂肪ROI的步骤的一例的流程图。
图16是本发明的实施方式3的超声波诊断装置的结构框图。
图17是表示实施方式3的关心区域生成部的处理步骤的流程图。
图18是说明实施方式3的显示画面的显示例的图。
图19是说明实施方式3的关心区域生成部的动作1的图。
图20是说明实施方式3的关心区域生成部的动作2的图。
图21是说明实施方式3的关心区域生成部的动作3的图。
图22是说明实施方式3的关心区域生成部的动作4的图。
图23是说明实施方式3的ROI形状的变形例的图。
图24是说明实施方式3的关心区域生成部的处理例的图。
图25是说明实施方式3的关心区域生成部的其他处理例的图。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
实施方式1的超声波诊断装置的特征在于，在测量生物体组织的性质的关注组织中自动生成尽可能广的关心区域，构成如图1所示。在图1中，探测器2将从发送部3提供的超声波信号转换为声音信号并发射给被检测体1的内部。将从被检测体1的内部反射的声音信号(以下称为反射回波信号)转换为电信号并传递给接收部4。接收部4对转换为电信号的反射回波信号进行接收处理后输出给整相加法电路5。整相加法电路5形成反射回波信号的接收波束信号后输出给明暗像生成部6。明暗像生成部6基于接收波束信号，生成一般被称为B模式像的明暗像，并经由显示像生成部7显示在图像显示部8上。
此外，在本实施方式中，除了B模式的明暗像以外，还生成生物体组织的弹性像并经由显示像生成部7显示在图像显示部8上。即，例如，通过探测器2改变对被检测体1施加的压迫力的同时拍摄B模式明暗像。另外，关于对被检测体施加的压迫，除了脉动、搏动以外，还可以适用公知的压迫法。弹性运算部9输入从整相加法电路5输出的B模式明暗像的接收波束信号，并按照时间序列存储B模式明暗像的帧数据。并且，从所存储的帧数据中读出拍摄时间不同的一对帧数据，根据因压迫的不同而产生的组织的位移来求出组织的弹性值。作为弹性值，在典型的情况下，除了应变(百分比)以外，还能够根据应变来求出弹性模量。弹性运算部9将针对各测量点(像素)求得的弹性值的帧数据输出到弹性像生成部10。弹性像生成部10根据弹性值帧数据，生成彩色化的弹性像，并经由显示像生成部7显示在图像显示部8上。
另一方面，虽然为了简化附图而没有图示，但装置控制/界面部11控制发送部3、接收部4、整相加法电路5、明暗像生成部6、显示像生成部7、弹性运算部9及弹性像生成部10，并且能够进行各种设定。尤其是，指示作为本发明特征部的ROI生成部12所需的指令的输入及控制。ROI生成部12根据所输入的指令，设定关心区域(ROI)，并将ROI的坐标数据输出到弹性运算部9和ROI像生成部13。弹性运算部9仅求出通过ROI生成部12生成的ROI内的弹性值，弹性像生成部10仅生成ROI内的弹性像，能够经由显示像生成部7显示在图像显示部8上。ROI像生成部13将从装置控制/界面部11输入的后述的指定点或指定区域图像化，并且根据从ROI生成部12输出的ROI的坐标数据，生成ROI像。
显示像生成部7能够根据装置控制/界面部11的控制指令，分别单独在图像显示部8上显示从明暗像生成部6输出的明暗像和从弹性像生成部10输出的弹性像。此外，还能够将这些图像重叠显示在图像显示部8上。此外，将通过ROI像生成部13图像化的指定点或指定区域和ROI像经由显示像生成部7与图像显示部8的明暗像和/或弹性像进行重叠显示。
图2表示ROI生成部12的详细结构。检测员通过装置控制/界面部11指定的组织像上的指定位置被提供到探查范围设定部121。探查范围设定部121计算出以指定位置为中心的预先确定的半径r0内范围的多个点(以后称为中心候选点)并提供给最小距离计算部124。明暗像生成部6将明暗像提供给斑点去除像计算部122。斑点去除像计算部122从明暗像中去除存在于超声波像上的干涉条纹、即所谓的斑点后提供给组织边界位置计算部123。组织边界位置计算部123根据去除了斑点的像，计算组织的边界(轮廓)位置并提供给最小距离计算部124。最小距离计算部124从候选点与组织边界的距离中，按每个中心候选点将最小的距离提供给最大距离计算部125。最大距离运算部125从中心候选点之中选择表示最大距离的点并提供给ROI像生成部13。ROI像生成部13生成关心区域的图像并提供给显示像生成部7。
图3的流程图表示如上那样构成的实施方式的ROI生成部12的ROI设定所涉及的处理动作。首先，装置控制/界面部11向明暗像生成部6发送指令，经由显示像生成部7在图像显示部8上显示明暗像(S1)。接着，ROI生成部12从装置控制/界面部11向探查范围设定部121(S2)取入检测员使用设置在装置控制/界面部11中的输入机构、即位置指定设备等输入设备来对图像显示部8的明暗像输入的指定点或指定区域的坐标数据。指定区域可以设为以通过输入设备指定的任意指定点为中心的预先确定的半径r0的圆区域、或者通过输入设备描绘指定的二维区域。在此，二维区域只要是任意闭合的图形区域即可，例如可以是矩形、椭圆、正多边形。并且，在输入了指定点的坐标的情况下，在预先确定的半径r0的圆形指定区域的整个区域设定多个候选点(S3)。候选点设定在与明暗像的像素对应的位置上。另一方面，在输入二维区域的坐标数据作为指定区域的情况下，在指定区域25的整个区域设定多个候选点(S3)。并且，在明暗像上有斑点的情况下，装置控制/界面部11向明暗像生成部6发送指令，使斑点去除像计算部122进行明暗像的斑点去除处理(S4)，将去除了斑点的明暗像输出到组织边界位置计算部123。在此，斑点去除是从明暗像中去除超声波像上存在的干涉条纹、即所谓的斑点的处理，可以使用公知的例如Lee滤波器及双边滤波器。
接着，ROI生成部12使用去除了斑点的明暗像，检测出设定有指定点P0的生物体组织的边界(S5)。生物体组织的边界检测方法可以使用公知的技术。例如，作为第1方法，沿着从各候选点放射状设定的探查线，求出明暗像的像素的亮度等像素值，沿着探查线，通过偏微分求出像素值的变化。根据求出的偏微分值的分布像，求出偏微分值为预先确定的阈值以上的像素，由此检测组织边界线。即，在相邻的生物体组织的性质相同的情况下，探查方向的像素值的偏微分值变小，在相邻的生物体组织的性质不同的情况下，在其边界处探查方向的像素值的偏微分值的绝对值变大，这样的梯度脊对应于组织边界。作为第2方法，对去除了斑点的明暗像的像素的亮度值例如进行Sobel算子的卷积，求出图像面的横向和纵向的偏微分值，求出各方向的偏微分值的平方和的平方根，由此得到亮度的斜坡长度(勾配長)的分布。亮度的斜坡长度能够通过亮度的偏微分值的绝对值来计算。在亮度差大的部位，斜坡长度较长，在亮度差为零的部位，表示没有斜坡长度。因此，计算明暗像的亮度的梯度，根据梯度求出斜坡长度和斜坡方向，能够检测从斜坡方向看时成为斜坡长度的脊的部位作为组织边界。
接着，最小距离计算部124计算各候选点Pi(i为1～n的自然数)到组织边界为止的距离dij(j为1～m的自然数)，分别计算它们之间的最小距离dimin(S6)。最大距离计算部125从所计算的所有最小距离dimin中选择最大值dkmax(S7)。将以该最大值dmax的候选点Pk为中心、以最大值dmax为半径的圆区域设定为关心区域(ROI)，将ROI坐标数据输出到ROI像生成部13(S8)。ROI像生成部13生成ROI像并输出到显示像生成部7，显示像生成部7在明暗像上重叠ROI来显示在图像显示部8上(S9)。
在此，用具体的明暗像的例子来说明ROI的生成动作。图4表示ROI的设定对象的明暗像的例子。图4(a)是在明暗像20中与关注组织的生物体组织21相邻的其他生物体组织22的边界线23没有闭合的图形的例子。该例子的情况是生物体组织21的图中下方部分的组织性质均匀即可，但检测员关注了明暗像20的位于生物体组织21的中央部的凸状部的例子。在这种情况下，将圆形的ROI24根据凸状部而设定为尽可能大的半径。此外，图4(b)是在明暗像30中将脂肪层31设为关注组织的例子，表示脂肪层31为层状，经由边界线33a、33b与其他生物体组织(脂肪层等)32相邻的状态。在这种情况下，将圆形的ROI34设定为被边界线33a、33b夹持且半径尽可能大的圆形区域。此外，图4(c)表示在明暗像40中作为关注组织的生物体组织41隔着椭圆的边界线43与其他生物体组织42相邻的状态。在这种情况下，将圆形的ROI44设定为被边界线43包围且半径尽可能大的圆形区域。
首先，参照图4(a)的明暗像20的例子，具体说明ROI设定动作。在图5中，用黑色方块像素表示在组织边界检测步骤S5中检测出的明暗像20的作为关注组织的生物体组织21与相邻的生物体组织22的边界线23。边界线23是通过前述的第2边界检测法检测出来的。即，如图6(a)所示，从明暗像生成部6提供的明暗像20a中去除斑点，得到图6(b)所示的明暗像20b。明暗像20a标注斜线来示意性表示了关注组织的生物体组织21，明暗像20b示意性表示与涂黑的区域相比白色区域的亮度更高且各区域的亮度均匀的情况。图6(c)表示通过组织边界检测步骤(S5)检测的斜坡长度的分布像20c。在图中表示了与白色部位24的斜坡长度相比黑色部位25的斜坡长度更长的情况，有亮度差的部位的斜坡长度较长，没有亮度差的区域的斜坡长度为零。图6(d)是用黑色方块表示斜坡长度的脊位置的像素的脊像素分布20d。此外，黑色方块是像素上的点，彼此相邻地排列着。此外，各像素的坐标是预先确定的。众所周知，斜坡长度的脊是从斜坡方向看时凸起的部位，在各斜坡长度的像素位置比较位于斜坡方向上的斜坡长度像素与位于斜坡反方向上的斜坡长度像素的像素值，若是注目的斜坡长度最长的值，则设为脊，由此能够求出组织边界23作为脊。
接着，参照图5来具体说明ROI设定的处理动作。首先，如图5(a)所示，检测员使用装置控制/界面部11的定点设备，在图像显示部8所显示的明暗像20上，对应诊断的注目区域24设定指定点P0。该指定点P0只要设定在注目区域24的大致中心部即可。接着，ROI生成部12以指定点P0为中心，设定预先确定的半径r0的圆的指定区域，在指定区域的内部设定多个候选点Pi。在图中，为了避免变得复杂，仅表示了候选点P1～P4，但不限于4个点。接着，如图5(a)～(c)所示，计算各候选点P1～P4与组织边界23之间的距离，分别求出各候选点到组织边界23为止的距离最短的最短距离。并且，求出与各候选点P1～P4之间的最短距离最长的最短距离d3的候选点(图示例中为P3)。即，选出离组织边界23最远的候选点P3。并且，以候选点P3为中心，将以最长的最短距离d3为半径R的圆的轮廓设定为ROI24。另外，ROI24并不限于圆形，例如也可以是与圆内切的正多边形的轮廓。向ROI像生成部13输出所设定的ROI24的轮廓数据。此外，在求出ROI24内的组织弹性的情况下，同时向弹性运算部9进行输出。
ROI像生成部13根据ROI24的坐标数据，生成ROI24的轮廓数据并输出给显示像生成部7。显示像生成部7根据所输入的ROI像的轮廓数据，将ROI24的轮廓与明暗像重叠地显示在图像显示部8上。
这样，即使如图4(a)那样的由组织边界23形成的图形没有闭合，也能够对检测员所关注的生物体组织21设定尽可能广的ROI24。此外，能够减少与ROI设定相关的检测员的麻烦，即使关注的生物体组织的边界线有缺损，也能够可靠地设定ROI。其结果，能够缩短测量时间，能够排除人工手动设定所引起的不适当的设定，因此能够得到可提高测量值的再现性的效果。其结果，能够测量出关心区域内的生物体组织的性质稳定的临床数据，因此能够提高统计数据的可靠性及诊断的可靠性。
图7表示对如图4(b)的明暗像那样组织边界为层状的脂肪层31等关注组织自动设定圆形ROI34时的动作状态图。此外，图8表示对如图4(c)那样由组织边界43形成的图形闭合的状态的关注组织41自动设定圆形ROI44时的动作状态图。在这些例子中，具体的处理步骤与图5的例子相同，因此省略说明。另外，在图7及图8中，中心都被设定为ROI34、44的半径R的径向上的周缘与组织边界33a、33b及组织边界43相接，当然随着如何设定指定点P0，也有径向一侧的周缘不与组织边界相接的情况。
图9说明由检测员经由输入设备输入并设定了任意的二维形状的指定区域51时的ROI自动设定方法。如图9(a)所示，检测员关注生物体组织21，在明暗像20上通过描绘输入设定了长圆形的指定区域51。在这种情况下，在指定区域51的内侧区域设定多个候选点P1～P7。并且，执行明暗像20的斑点去除处理。并且，对去除了斑点的明暗像20执行包含所指定的指定区域51的生物体组织21的边界的检测处理。例如，适用前述的边界检测法的第1方法来进行说明。沿着从多个候选点P1～P7中的任意一个基准点以放射状设定的探查线，对超声波像的明暗像20的像素值进行偏微分。根据求得的偏微分值的绝对值的分布，求出偏微分值为预先确定的阈值以上的像素，由此检测出组织边界52。即，在相邻的生物体组织的性质相同的情况下，探查方向的像素值的偏微分值变小，在相邻的生物体组织的性质不同的情况下，在该边界处探查方向的像素值的偏微分值的绝对值变大。若针对多个探查线求出组织边界，则能够得到所谓的偏微分值的绝对值的峰值分布(脊)，检测该分布作为组织边界52。
最小距离计算部124计算如上所述检测的组织边界52与各候选点P1～P7之间的距离，分别求出从各候选点到组织边界52为止的距离最短的最短距离。并且，最大距离计算部125求出与各候选点P1～P7的最短距离最长的最短距离d4的候选点(图示例中为P4)。即，选择离组织边界52最远的候选点P4。并且，以候选点P4为中心，将以最长的最短距离d4为半径R的圆的轮廓设定为ROI53。这样，通过图9的例子，也能够与图5的例子同样地对检测员关注的生物体组织21设定尽可能广的ROI53。其结果，能够测量关心区域内的生物体组织的性质稳定的临床数据，因此能够提高统计数据的可靠性及诊断的可靠性。另外，优选限制图9的例中的沿着探查线的探查范围。由此，在组织边界52是没有闭合的图形的情况下，能够避免计算距离的计算时间变长。
在此，说明适用了本发明的ROI自动设定方法的具体例。如上所述，为了测量病变部的性质来帮助诊断，测量病变部的弹性来进行诊断。作为最简单的弹性数据，一般使用生物体组织的应变值，但应变值依赖于作用于测量时的生物体组织的应力，因此想要获得适合于诊断的统计性临床数据，需要收集对不同个体测量而得到的病变部的弹性数据作为客观的临床数据。因此，在现有技术中，在相同应力下测量的超声波像中，将个体差少的病变部以外的正常生物体组织(例如脂肪层)的应变εr作为基准，通过应变比(ε/εr)来评价病变部的生物体组织的应变ε的大小，从而客观地评价病变部的弹性。另外，也可以代替应变比而使用弹性模量比，以下，将两者包括在内都称为弹性比，在本实施方式中以应变比为例进行说明。
关于该应变比(ε/εr)，对参照部位和病变部分别设定关心区域(ROI)，计算各ROI内的应变平均值之比。此外，在具有相同弹性的生物体组织中将各ROI设定得较宽，从而增多包含在ROI内的测量点(通常为像素)的数量，降低误差来求得稳定的应变平均值。
因此，使用本发明的ROI自动设定方法，在图4(a)的注目区域的病变部、即生物体组织21上设定ROI24，弹性运算部9求出所设定的ROI21内的生物体组织的应变平均值ε。进一步，作为参照部位，在个体差少的图4(b)的脂肪层31设定ROI34，弹性运算部9求出所设定的ROI34内的生物体组织的应变平均值εr。并且，弹性运算部9求出关注组织的应变平均值ε除以脂肪层31的应变平均值εr而得到的应变比(ε/εr)，将该应变比重叠显示在弹性像上。即，求出将对各患者的病变部在各种条件下测量的应变平均值通过在相同的条件下测量的个体差少的脂肪层31的应变平均值εr进行归一化及指数化而得到的应变比，从而即使个体差及测量条件不同，也能够收集客观的临床数据。
尤其是，根据本实施方式1的本发明，能够自动设定尽可能大的关心区域(ROI)，因此能够统一求出生物体组织的应变比，能够提高与弹性相关的临床数据的可靠性。可靠性高的临床数据在各种诊断中能够进行精确的诊断，能够获得与诊断相关的标准值。
如上所述，实施方式1的本发明的关心区域设定方法包括：第1步骤，在通过输入设备而在被检测体的超声波像的关注组织内指定的任意指定区域内，设定多个候选点；第2步骤，计算上述超声波像的二维方向的像素值的变化，由此检测组织边界；第3步骤，分别求出所检测的上述组织边界与上述各候选点之间的最短距离，以上述最短距离最长的上述候选点为中心，将以该最长的最短距离为半径的圆或与该圆内切的正多边形的区域设定为关心区域；以及第4步骤，将所设定的上述关心区域图像化后与上述超声波像重叠显示在图像显示部上，该关心区域设定方法能够在测量生物体组织性质的关注组织上自动生成尽可能广的关心区域。
在本实施方式1中，第1步骤能够将圆区域设定为指定区域，该圆区域以通过上述输入设备指定的任意指定点为中心且其半径是预先确定的。此外，第1步骤能够将输入设备通过描绘指定的二维区域设定为上述指定区域。
此外，第2步骤能够在超声波像的正交的两个方向上对像素值进行偏微分，并根据偏微分值的绝对值来检测组织边界。进一步，第2步骤能够沿着从候选点之一以放射状设定的探查线对超声波像的像素值进行偏微分，并根据偏微分值的绝对值来检测组织边界。此外，第2步骤中，优选的是，预先在最大范围内设定组织边界的探查范围。
进一步，实施方式1的超声波诊断装置具备：超声波像生成部，根据向被检测体发送超声波后接收的反射回波信号，生成超声波像；图像显示部，显示超声波像；输入设备，在显示于图像显示部上的超声波像的关注组织上，通过点或区域来设定指定区域；组织边界检测部，根据超声波像的二维方向的像素值的变化，检测组织边界；最小距离计算部，分别求出从各候选点到组织边界为止的最短距离；最大距离计算部，以最短距离最长的候选点为中心，求出以最长的最短距离为半径的圆；以及关心区域设定部，将圆或与该圆内切的多边形的区域设定为关心区域。此外，还具备关心区域图像生成部，生成关心区域的图像并与重叠描绘在显示于图像显示部的超声波像上。
进一步，具备根据由超声波像生成部生成的超声波像来求出生物体组织的应变值的弹性运算部，由输入设备设定的关注组织是病变部和脂肪层这两个，上述关心区域设定部对上述病变部和上述脂肪层分别设定上述关心区域，弹性运算部求出在脂肪层设定的关心区域的应变平均值和在病变部设定的关心区域的应变平均值，病变部的应变平均值除以脂肪层的应变平均值来求出应变比。
一般情况下，在设定ROI时，例如，可以由检查技师或医生、即检测员使用定点设备等输入设备，在显示于监视器的超声波像上描绘圆形或者矩形的区域的同时，改变该区域的大小来设定ROI。但是，手动地根据病变部的边界设定ROI比较复杂，随着检测员不同，有时会将超过了病变部边界的区域包括在内来设定ROI。相反，有时会设定狭窄的ROI而使得没有超过病变部边界。因此，应变平均值的测量数据会因检测员的不同而存在偏差，在测量数据的再现性上存在问题。这种问题不限于弹性数据，在测量生物体组织的性质数据的ROI的设定中也同样存在这种问题。
另一方面，作为检测生物体组织的边界的技术，在日本专利第4607263号中提出了对表示心脏的心室的边界的轮廓线进行检测的技术，该文献的技术适合于检测像心室边界这样构成闭合的图形的轮廓，但是在没有查明病变部等诊断对象的生物体组织的边界的一部分的情况下，例如，在作为诊断对象的生物体组织的边界线不是闭合图形时，无法适用于ROI的生成。此外，在如脂肪层这样的生物体组织中，当边界线为层状而并非闭合图形时，也无法将该文献的技术适用于ROI的设定中。
关于这一点，根据本实施方式1，由于如上所述那样能够自动设定尽可能广的关心区域ROI，因此能够统一求出生物体组织的应变比，能够提高与弹性相关的临床数据的可靠性。可靠性高的临床数据在各种诊断中能够进行精确的诊断，能够获得与诊断相关的标准值，因此能够提高诊断的可靠性。
(实施方式2)
实施方式2的超声波诊断装置的特征在于，在生成了存在对比关系的一个关心区域时，自动生成另一个关心区域。由此，能够实现偏差少的弹性比的测量。如图10所示，本实施方式2具备探测器21、收发部22、图像生成部23及显示部24。能够从操作台25控制这些各部分。在操作台25，由操作者为了生成超声波像而设定任意的参数。例如，操作台25具备鼠标、键盘、轨迹球、触控笔、操纵杆等操作设备，能够使用该操作设备来输入图像显示条件等的设定。
配置多个振荡器而形成探测器21，探测器21经由振荡器向所接触的被检测体发送超声波(声音信号)，接收来自被检测体的反射信号。收发部22驱动探测器21来发送超声波，并且对来自被检测体的反射信号进行信号处理。在这种情况下，收发部22形成收发波束来从探测器21向被检测体发送超声波，将使用接收到的反射信号生成的帧数据提供给图像生成部23。例如，收发部22具备发射电路、发射延迟电路、接收电路、接收延迟电路及整相加法电路等。发射电路生成用于驱动探测器21来产生超声波的发射脉冲，发射延迟电路将发射的超声波的收敛点设定为某一深度，隔着时间间隔，从发射电路经由振荡器向被检测体反复发送超声波。另一方面，接收电路经由探测器21接收从被检测体产生的时间序列的反射回波信号，接收延迟电路根据从发射延迟电路输入的定时信号取入反射回波信号，进行放大等接收处理(RF信号的生成)。此外，整相加法电路根据取入到接收延迟电路的反射回波信号的相位来进行加法运算。此时，整相加法电路输入被接收延迟电路放大的RF信号并进行相位控制，针对一个点或多个收敛点形成超声波束，按时间序列生成超声波断层数据、即RF信号帧数据。
图像生成部23使用由收发部22进行了信号处理的反射信号，生成超声波图像，图像生成部23包括明暗像生成部31、弹性像生成部32、区域生成部33、计算部34及显示像生成部35。
明暗像生成部31输入被检测体的断层部位的超声波断层数据，具体地说输入来自收发部22的整相加法电路的RF信号帧数据，进行增益修正、对数压缩、检波、轮廓增强、滤波处理等信号处理，生成断层图像(例如，基于黑白的明暗亮度的断层图像(所谓的B模式像))。此外，明暗像生成部31包括具备将断层图像数据转换为数字信号的A/D转换器、按时间序列存储转换后的多个断层图像数据的帧存储器及控制器等而构成的黑白DSC(Digital Scan Converter)。黑白DSC获取存储在上述帧存储器中的被检测体内的断层帧数据作为一个图像，并视频同步地读出所获取的断层帧数据。
弹性像生成部32基于被检测体的断层部位的超声波断层数据，求出上述断层部位中的组织的应变及弹性模量，并且根据求出的应变及弹性模量，生成上述断层部位的弹性像。在这种情况下，弹性像生成部32包括帧数据取得部、位移测量部、压力测量部、彩色DSC等。即，弹性像生成部32基于使用整相加法电路生成的RF信号帧数据而由位移测量部测量的生物体组织的位移信息、例如位移矢量，运算出与断层图像上的各点对应的生物体组织的应变及弹性模量，基于该应变及弹性模量来构成弹性图像信号即弹性帧数据。另外，在运算生物体组织的应变及弹性模量时，弹性像生成部32还考虑从压力测量部输出的压力值。在此，应变的数据是通过对生物体组织的移动量例如位移进行空间微分来计算出的。此外，弹性模量的数据是通过压力的变化除以应变的变化来计算出的。例如，若将由位移测量部测量出的位移设为L(X)，将由压力测量部测量的压力设为P(X)，则应变ΔS(X)可以通过对L(X)进行空间微分来计算出，因此用ΔS(X)＝ΔL(X)/ΔX的式子来求出。此外，弹性模量数据的杨氏模量Ym(X)通过Ym＝ΔP(X)/ΔS(X)的式子来求出。根据该杨氏模量Ym可求出与断层图像的各点相当的生物体组织的弹性模量，因此能够连续地得到二维弹性图像数据。另外，杨氏模量是指对物体施加的单纯拉伸应力与平行于拉伸而产生的应变之比。
在此，在弹性像生成部32中，帧数据取得部从收发部22获取向被检测体的生物体组织施加压迫并从探测器21发送超声波而得到的反射回波信号的帧数据。此外，帧数据取得部将与超声波束的扫面面(断层面)对应的反射回波信号群收集多个帧量后保存在存储器等中。位移测量部依次取入保存在帧数据取得部中的取得时刻不同的多对帧数据，基于所取入的一对帧数据，求出断层面上的多个测量点的位移矢量。并且，弹性像生成部32对由帧数据取得部构成的各弹性信息的帧数据，实施坐标平面内的平滑化处理、对比度优化处理、帧间的时间轴方向上的平滑化处理等各种图像处理后输出给彩色DSC。彩色DSC将弹性帧数据转换成适合于显示部24的显示的格式。即，彩色DSC具有对弹性帧数据提供色调信息的功能，基于弹性帧数据，转换为带有光的3原色即红(R)、绿(G)、蓝(B)的图像数据。例如，彩色DSC将应变大的弹性数据转换为红色码，将应变小的弹性数据转换为蓝色码。
显示像生成部35包括帧存储器、图像处理部及图像选择部等，通过以α混合为代表的方法来生成断层图像与弹性图像的合成图像或并列图像。帧存储器存储来自明暗像生成部31的黑白DSC的断层图像数据和来自弹性像生成部32的彩色DSC的弹性像数据。此外，图像处理部改变合成率来合成存储在帧存储器中的断层图像数据和弹性图像数据。合成图像的各像素的亮度信息及色调信息是按合成率对黑白断层图像和彩色弹性图像的各信息进行加法运算而到的信息。进一步，图像选择部从帧存储器内的断层图像数据和弹性像数据、以及图像处理部的合成图像数据中选择要显示的图像，并显示在显示部24上。
显示部24将由显示像生成部35的图像选择部选择出的断层图像和弹性图像等图像以及由后述的区域生成部33生成的第1诊断区域及第2诊断区域以能够视觉确认的方式和由计算部34计算出的第1诊断区域与第2诊断区域的弹性比一起进行显示。
在本实施方式中，图像生成部23除了上述的明暗像生成部31、弹性像生成部32及显示像生成部35以外还具备区域生成部33及计算部34。以下，说明本发明的特征部、即区域生成部33及计算部34的结构。
图像生成部23生成第1诊断区域及第2诊断区域作为用于诊断中的两个区域(关心区域)。具体地说，在区域生成部33中，生成第1诊断区域及第2诊断区域。在这种情况下，由操作者从操作台25设定显示部24所显示的超声波图像的第1诊断区域所包含的第1基准位置。并且，区域生成部33在包含设定在超声波图像上的第1基准位置的区域中生成第1诊断区域。此外，区域生成部33使用第1诊断区域、向超声波图像外的突出、第1诊断区域的边缘及周边组织之间的位置信息，生成要在超声波图像上生成的第2诊断区域。在这种情况下，区域生成部33使用不包含第1诊断区域的范围、要在超声波图像上生成的第2诊断区域没有突出的范围、在第1诊断区域的边缘及在周边组织上没有设置第2诊断区域的范围，生成第2诊断区域即可。另外，在本实施方式中，区域生成部33进一步分别使用在深度比第1基准位置大的位置没有设置第2诊断区域的范围及经过第1基准位置的直线来生成第2诊断区域。
在此，在本实施方式中，假设以下情况，即，在所显示的超声波图像的患病部位设定第1基准位置，并在上述患病部位的参照部位上生成第2诊断区域。具体地说，假设如下情况：作为患病部位的例子，第1基准位置(即，包含第1基准位置的第1诊断区域)被设定在肿瘤部位，作为患病部位的参照部位的例子，第2诊断区域被设定在脂肪部位。以下，将第1诊断区域称为肿瘤ROI，将第2诊断区域称为脂肪ROI。但是，这些诊断区域可以设定在任意部位，并不特别限于肿瘤部位及脂肪部位。此外，在本实施方式中，作为一例，区域生成部33在将第1基准位置作为第1诊断区域即肿瘤ROI的中心且距第1基准位置的半径为第1半径的圆形上生成肿瘤ROI，在将第2基准位置作为第2诊断区域即脂肪ROI的中心且距第2基准位置的半径为第2半径的圆形上生成脂肪ROI。在这种情况下，肿瘤ROI的半径值由区域生成部33基于第1基准位置来计算出，脂肪ROI的半径值由区域生成部33预先保存为规定值。即，区域生成部33将第2诊断区域即脂肪ROI的半径预先保存为规定值，将所保存的规定值设为脂肪ROI的半径(第2半径)。但是，这些ROI的形状没有特别限定，例如也可以是椭圆形、三角形及四边形等多边形等，且两个ROI也可以是不同的形状。此外，在本实施方式中，作为一例，说明由区域生成部33生成两个区域的情况，但还可以假设在区域生成部33中生成3个以上的区域的情况。
图11是例示本实施方式的区域生成部33的结构的框图。如图11所示，区域生成部33具备第1ROI生成部331、第2ROI参数存储部332、可能性分布生成部333和第2ROI生成部334。
第1ROI生成部331根据超声波图像及肿瘤部位的中心位置计算出与肿瘤边缘大致内切的圆的中心和半径，设定肿瘤ROI，并且将肿瘤ROI的中心位置和半径值提供给可能性分布生成部333。图12示意性表示第1ROI生成部331中的肿瘤ROI的设定步骤。在设定第1诊断部位、即肿瘤ROI时，第1ROI生成部331取入肿瘤部位的中心位置作为肿瘤ROI的基准位置。在这种情况下，由操作者从操作台25设定肿瘤部位的中心位置。此时，操作者使用操作设备来对操作台25进行操作，使显示部24显示超声波图像，在该图像上设定肿瘤部位的中心位置。图12(a)中，作为所显示的超声波图像的一例，表示了由明暗像生成部31生成的基于黑白明暗亮度的肿瘤部位的断层图像，斜线部分是肿瘤组织部71，在该肿瘤组织部71的周边用实线表示的部分是韧带等周边组织部72。在图中，为了便于说明，用斜线表示了肿瘤组织部71，但是在显示部24的显示画面上，用黑白的明暗亮度进行了表示。另外，还能够在由弹性像生成部32生成的弹性图像上设定肿瘤部位的中心位置。在这种情况下，操作者将认为是肿瘤组织部71的中心的任意位置设定为肿瘤部位的中心位置即可。图12(B)表示这样设定的肿瘤部位的中心位置73的一例。另外，图12(B)还表示了肿瘤组织部71及周边组织部72的斜坡长度74、后述的作为第2诊断区域的脂肪ROI91及其中心位置90。肿瘤组织部71及周边组织部72的斜坡长度74是能够通过图像亮度的偏微分的绝对值来计算的值的分布，例如可以通过在图像上卷积作为边缘提取程序而周知的Sobel算子，计算横向和纵向的偏微分值，通过各方向的偏微分值的平方和的平方根来求出。图12(c)中用点线表示了如上那样求出的斜坡长度74的脊(脊线部分)。
并且，如图12(c)所示，第1ROI生成部331生成以从操作者设定的肿瘤部位的中心位置73到斜坡长度74的脊为止的距离中的最短距离作为半径(第1半径)的圆，作为肿瘤ROI75。另外，图12(c)中用实线表示了肿瘤ROI75，并且用点线表示了斜坡长度74的脊。斜坡长度74的脊是从斜坡方向看时凸出的部位，比较在各斜坡长度像素位置处位于斜坡方向上的斜坡长度像素的值和位于斜坡反方向上的斜坡长度像素的值，若关注的斜坡长度像素是最长的值，则认定为相当于脊(脊线部分)。由此，能够求出肿瘤ROI75的半径(从中心位置73到斜坡长度74的脊为止的最短距离)作为第1半径。即，只要操作者将肿瘤部位的中心位置73设定为基准位置(第1基准位置)，就能够自动生成包含该基准位置的肿瘤ROI75(第1诊断区域)。
可能性分布生成部333生成用于在脂肪部位自动生成作为第2诊断部位的脂肪ROI的第2基准位置的位置信息、即表示是否为可作为脂肪ROI的中心位置来设定的位置的位置信息(以下称为可能性分布)。在本实施方式中，可能性分布生成部333基于与从第1ROI生成部331提供的肿瘤部位大致内切的肿瘤ROI75的中心位置73和半径值、在第2ROI参数存储部332中预先作为规定值而保存的作为脂肪ROI的参数的即半径值、以及超声波图像(由明暗像生成部31生成的断层像和由弹性像生成部32生成的弹性像)，生成表示可能成为脂肪ROI的中心位置的位置的可能性分布，并提供给第2ROI生成部334。另外，在本实施方式中，由于将脂肪ROI设定为以基准位置(第2基准位置)为中心位置的圆形，因此在第2ROI参数存储部332中，作为规定值而保存有脂肪ROI的半径值(第2半径)，由可能性分布生成部333取入该半径值。即，在第2ROI参数存储部332中预先保存与要生成的脂肪ROI的形状相应的参数。例如，在将脂肪ROI作为包含基准位置(第2基准位置)的三角形来生成的情况下，只要将基准位置的一边(成为基准的边)的长度以及相对于基准边的倾斜角度等作为规定值来保存即可。此外，例如在将脂肪ROI作为包含基准位置(第2基准位置)的长方形来生成的情况下，只要将相对于基准位置彼此交叉的X方向和Y方向上的距离作为规定值而分别进行保存即可。
可能性分布是可能性分布生成部333基于预定的条件生成的，此时，通过与作为第1诊断区域的肿瘤ROI75相应的多个条件来生成可能性分布。作为该条件，按多个超声波图像上的各位置分别提供表示是否能够在超声波图像上设定脂肪ROI的基准位置(第2基准位置)的值(以下称为特性值)，可能性分布是通过使用多个超声波图像上的同一位置的特性值进行运算来生成的。
图13示意性表示可能性分布生成部333中用于生成可能性分布的条件和所生成的可能性分布、以及使用可能性分布生成的作为第2诊断区域的脂肪ROI。上述条件表示是否能够设定超声波图像上的脂肪ROI的中心位置，各条件例如图13(a)～(e)所示。另外，在图13(a)～(e)中，用黑色表示了完全没有设定脂肪ROI的中心位置的可能性的位置(更具体地说是像素)，用白色表示了上述可能性高的位置，并且关于虽然有设定的可能性但不是那么高的位置，按照其可能性用灰色的明暗来表示，从而区分各位置。此时，作为特性值，按各像素，对黑色位置赋予0，对白色位置赋予1。关于灰色位置，以随着其浓度增大而变成大值的方式赋予大于0且小于1的特性值。
图13(a)是使用了由第1ROI生成部331生成的第1诊断区域、即肿瘤ROI75(图12(c))的图，具体地说是使用了不包含肿瘤ROI75的范围的条件图。即，图13(a)表示在肿瘤ROI75(图12(c))上不重叠脂肪ROI的脂肪ROI的中心位置(第2基准位置)的条件。在这种情况下，用黑色圆表示的区域81成为以肿瘤ROI75的中心位置73(图12(c))为中心、以肿瘤ROI75的半径加上从第2ROI参数存储部332提供的脂肪ROI的半径值(以下称为脂肪ROI半径)而得到的值为半径的圆形区域。即，根据图13(a)可知，在脂肪ROI的中心位置被设定在区域81的情况下，脂肪ROI会与肿瘤ROI75重叠，但是若将中心位置设定在区域81以外的区域，则脂肪ROI不会与肿瘤ROI75重叠，而是位于彼此分开的位置上。
图13(b)是使用了向超声波图像的外侧突出的图，具体地说是使用了要在超声波图像上生成的脂肪ROI没有突出的范围的条件图。即，图13(b)表示不使脂肪ROI从显示部24上的超声波图像的显示区域突出的条件。在这种情况下，用黑框表示的区域82成为以脂肪ROI半径为宽度的框区域。即，根据图13(b)可知，在脂肪ROI的中心位置被设定在区域82上的情况下，脂肪ROI会从显示区域突出，但若将中心位置设定在区域82以外的区域，则脂肪ROI不会从显示区域突出，而是完全收敛于显示区域内。
图13(c)是使用了与作为第1诊断区域的肿瘤ROI75(图12(c))的边缘及周边组织之间的位置信息的图，具体地说是使用了没有在肿瘤ROI75的边缘及周边组织上设置脂肪ROI的范围的条件图。即，图13(c)表示不使脂肪ROI位于肿瘤组织部71的边缘及韧带等周边组织部72上(图12(a))的条件。肿瘤组织部71的边缘及韧带等周边组织部72例如在由明暗像生成部31生成的基于黑白明暗亮度的断层图像中，相当于用高亮度表示的区域、即肿瘤组织部71及周边组织部72的斜坡长度74的脊(脊线部分)。此外，肿瘤组织部71的边缘及韧带等周边组织部72例如在由弹性像生成部32生成的弹性图像中，相当于表示为高硬度的区域。在这种情况下，用黑色表示的区域83是将从肿瘤组织部71的边缘及韧带等周边组织部72(断层图像的高亮度区域及弹性图像的高硬度区域)开始厚度等于脂肪ROI半径的区域用黑线表示的区域。此时，计算断层图像的高亮度区域和弹性图像的高硬度区域的逻辑积，将按脂肪ROI半径填充的圆板作为核心来进行卷积运算即可。根据图13(c)可知，在脂肪ROI的中心位置被设定在区域83的情况下，脂肪ROI会位于肿瘤组织部71的边缘及韧带等周边组织部72上，但是若将中心位置设定在区域83以外的区域，则脂肪ROI不会位于肿瘤组织部71的边缘及韧带等周边组织部72上，而是位于与肿瘤组织部71及周边组织部72分开的位置上。
可能性分布生成部333基于图13(a)～(c)所示的条件来生成可能性分布即可。但是，通过在这些条件上进一步附加条件，能够提高脂肪ROI的生成精度(换言之，脂肪ROI的中心位置的设定精度)。因此，在本实施方式中，进一步增加图13(d)及(e)所示的条件来生成可能性分布。
图13(d)是使用了在深度比作为第1基准位置的肿瘤ROI75的中心位置73(图12(c))大的位置不设置脂肪ROI的范围的条件图。即，图13(d)表示使脂肪ROI的中心位置不位于比肿瘤ROI75的中心位置73更靠下方的位置(从被检测体表面算起的深度更大的位置)的条件。在这种情况下，用黑带表示的区域84成为比肿瘤ROI75的中心位置73更靠下方的带区域。即，根据图13(d)可知，在脂肪ROI的中心位置被设定在区域84上的情况下，该中心位置比肿瘤ROI75的中心位置73更靠下方，但是若将中心位置设定在区域84以外的区域，则脂肪ROI的中心位置不会位于比肿瘤ROI75的中心位置73更靠下方的位置，而是位于比中心位置73更靠上方的位置。另外，之所以使用图13(d)所示的条件，是因为在一般情况下，脂肪部位存在于与肿瘤部位相比更靠近被检测体的体表面的位置。
图13(e)是使用了经过作为第1基准位置的肿瘤ROI75的中心位置73(图12(c))的直线的条件图。作为一例，图13(e)表示在经过肿瘤ROI75的中心位置73的直线上容易设置脂肪ROI的中心位置的条件。在这种情况下，成为如下层次(gradation)：肿瘤ROI75的中心线附近成为用白色表示的区域85，随着从该白色区域85向左右两侧远离，逐渐从灰色成为黑色的区域。即，根据图13(e)可知，对于脂肪ROI的中心位置被定位的可能性而言，更靠近肿瘤ROI75的中心线的位置处可能性高，随着远离该中心线，可能性逐渐降低，换言之，优选的是脂肪ROI的中心位置位于更靠近肿瘤ROI75的中心线的位置。
并且，可能性分布生成部333基于上述图13(a)～(e)的条件图所示的条件，生成可能性分布。在生成可能性分布时，可能性分布生成部333使用图13(a)～(e)所示的条件图中的同一位置的像素彼此的特性值来进行运算。图13(f)表示将该图13(a)～(e)所示的条件图中的同一位置的像素彼此的特性值彼此相乘，以脂肪ROI半径的圆板为核心进行了卷积的结果。因此，在图13(a)～(e)所示的条件图中，只要有一个像素被设为完全没有被设定为脂肪ROI的中心位置的可能性的点(用黑色表示的特性值为0的像素)，则该像素在图13(f)中表现为完全没有被设定为脂肪ROI的中心位置的可能性的点(黑色像素)。如图13(f)所示，在这种情况下，作为存在被设定为脂肪ROI的中心位置的可能性的区域，只计算出3个圆形区域86、87、88。即，可能性分布生成部333作为该特性值的运算结果，生成表示这些区域86、87、88的图像(图13(f))作为可能性分布。另外，图13(a)～(e)所示的条件图及图13(f)所示的可能性分布不需要特意显示在显示部24上，但也可以进行显示。在显示的情况下，可能性分布生成部333经由显示像生成部35将相应图像显示在显示部24上。
第2ROI生成部334将脂肪ROI的基准位置(第2诊断区域的第2基准位置)的值(具体地说，上述特性值)提供给多个超声波图像(作为一例是图13(a)～(e)所示的条件图)，对这些多个超声波图像的同一位置使用特性值来生成脂肪ROI。在本实施方式中，第2ROI生成部334根据从可能性分布生成部333取入的可能性分布(图13(f))，通过运算来决定表示上述的特性值的相乘值最大的值的位置(像素)，将该位置作为基准位置来生成脂肪ROI，并且提供给计算部34作为脂肪ROI的中心位置。在这种情况下，第2ROI生成部334选择可能性分布(图13(f))所示的3个区域86、87、88中的白色区域最大的区域87(相当于上述的特性值的相乘值在区域内的总和最大的区域)作为被设定为脂肪ROI的中心位置的可能性最高的区域。并且，第2ROI生成部334将所选择的区域87中的上述的特性值的相乘值之中的成为最高值的点(像素)决定为第2诊断区域的第2基准位置、即脂肪ROI的中心位置(图13(g)所示的黑点90)。此外，第2ROI生成部334描绘出以所决定的中心位置为中心、以脂肪ROI半径(从第2ROI参数存储部332提供的脂肪ROI的半径值)为半径的圆形。即，如图13(g)所示，生成以中心位置90为基准位置(第2基准位置)、包含该基准位置的圆形的脂肪ROI91。在图13(g)中，用虚线表示了由第2ROI生成部334选择出的区域(即，脂肪ROI)91，并且用黑点表示了脂肪ROI91的中心位置90。并且，第2ROI生成部334经由显示像生成部35在显示部24上显示以中心位置90为基准位置且包含该中心位置90的脂肪ROI91。另外，图13(g)中，和脂肪ROI91一起还表示了基于可能性分布表示的区域86、88，但也可以省略这些区域86、88的显示。由此，能够自动生成脂肪ROI91(第2诊断区域)。即，操作者只要将肿瘤部位的中心位置73设定为基准位置(第1基准位置)，就都能自动生成肿瘤ROI75(第1诊断区域)及脂肪ROI91(第2诊断区域)。
此外，在本实施方式中，图像生成部23通过计算部34计算代表第1诊断区域的超声波图像的图像数据的测量值与代表第2诊断区域的超声波图像的图像数据的测量值之比，并将计算出的比值显示在显示部24上。具体地说，在计算部34中，计算代表肿瘤ROI75的图像数据的测量值与代表脂肪ROI91的图像数据的测量值之比，计算出的比值被显示在显示部24上。在这种情况下，计算部34根据包含超声波图像数据的平均值、中央值、众数，最大值，最小值中的至少一个值的统计值，计算出该比值。在本实施方式中假设了如下例子：作为图像数据，使用弹性像数据(具体地说，图像上的各点的弹性模量数据)，并且将弹性模量数据的平均值用作测量值。因此，计算部34计算由弹性像生成部32生成的弹性图像中的肿瘤ROI75的弹性模量数据的平均值除以脂肪ROI91的弹性模量数据的平均值而得到的值作为弹性比。并且，计算部34将计算出的肿瘤ROI75与脂肪ROI91的弹性比提供给显示像生成部35，与断层图像及弹性图像重叠地显示在显示部24上。即，将计算出的肿瘤ROI75与脂肪ROI91的弹性比和由明暗像生成部31生成的肿瘤ROI75及脂肪ROI91的断层图像、由弹性像生成部32生成的肿瘤ROI75及脂肪ROI91的弹性图像一起显示在显示部24上。
在此，参照图14及图15说明上述结构的本实施方式的超声波诊断装置的处理步骤。图14是表示上述处理步骤的示意性流程图，图15是表示生成脂肪ROI的步骤的一例的流程图。如图14所示，在该超声波诊断装置中，首先，在操作者使探测器21接触了被检测体的状态下，从收发部22向探测器21提供形成超声波束的电信号(发射脉冲)。并且，经由探测器21，相对于被检测体收发超声波束，将接收的超声波信号(反射回波信号)提供给收发部22，在收发部22中生成接收波束信号(RF信号帧数据)(图14所示的S501)。
在收发部22中生成的接收波束信号被取入作为图像生成部23的明暗像生成部31及弹性像生成部32，通过明暗像生成部31生成明暗像(作为一例是基于黑白明暗亮度的断层像)，并且通过弹性像生成部32生成弹性像(作为一例是用色调灰度化的彩色弹性图像)。并且，所生成的明暗像及弹性像被取入显示像生成部35并被重叠(合成)，显示在显示部24(图14所示的S502)。
操作者使用操作设备对操作台25进行操作，在显示于显示部24的超声波图像(作为一例是明暗像)上设定肿瘤部位的中心位置。例如，通过操作台25的鼠标及触控笔等位置指定设备，设定肿瘤部位的中心位置之后，通过显示开始按钮的按下等操作，在超声波图像上显示所设定的中心位置(图14所示的S503)。此外，操作台25被设置成能够由操作者任意输入用于生成超声波图像的参数。
若由操作者设定肿瘤部位的中心位置，则区域生成部33生成肿瘤ROI75及脂肪ROI91，并经由计算部34及显示像生成部35显示在显示部24上。具体地说，基于超声波图像(作为一例是明暗像)及肿瘤部位的中心位置，在第1ROI生成部331中计算第1诊断区域的中心位置73和半径值，生成肿瘤ROI75(图14所示的S504)。此外，基于所生成的肿瘤ROI75，生成脂肪ROI91(图14所示的S505)。此时，通过肿瘤ROI75(中心位置73和半径值)及超声波图像(由明暗像生成部31生成的断层图像和由弹性像生成部32生成的弹性图像)，在可能性分布生成部333中生成可能性分布。并且，使用所生成的可能性分布，在第2ROI生成部334中计算第2诊断区域的中心位置90，生成脂肪ROI91。
如图15所示，可能性分布生成部333将在肿瘤ROI75上未重叠脂肪ROI的情况作为脂肪ROI的中心位置的设定条件来提供特性值，生成条件图(图13(a))(图15所示的S601)。此外，可能性分布生成部333将不使脂肪ROI从显示部24上的超声波图像的显示区域突出的情况作为脂肪ROI的中心位置的设定条件来提供特性值，生成条件图(图13(b))(图15所示的S602)。并且，可能性分布生成部333将不使脂肪ROI位于肿瘤组织部71的边缘及韧带等周边组织部72上(图12(a))的情况作为脂肪ROI的中心位置的设定条件来提供特性值，生成条件图(图13(c))(图15所示的S603)。
接着，判定是否将不使脂肪ROI的中心位置位于比肿瘤ROI75的中心位置73更靠下方的位置(从被检测体表面算起的深度更大的位置)的情况作为脂肪ROI的中心位置的设定条件(S604)。在判定的结果是作为设定条件的情况下，可能性分布生成部333将不使脂肪ROI的中心位置位于比肿瘤ROI75的中心位置73更靠下方的位置的情况作为条件(关于深度的条件)来提供特性值，生成条件图(图13(d))(图15所示的S605)。另一方面，在判定的结果是不作为设定条件的情况下，不提供作为关于深度的条件的特性值，也不生成条件图(图13(d))。另外，该判定可以通过将操作者从操作台25输入的参数提供给可能性分布生成部333来进行的。
进一步，判定是否将容易使脂肪ROI的中心位置位于经过肿瘤ROI75的中心位置73的直线上的情况作为脂肪ROI的中心位置的设定条件(S606)。在判定的结果是作为设定条件的情况下，可能性分布生成部333将容易使脂肪ROI的中心位置位于经过肿瘤ROI75的中心位置73的直线上的情况作为条件(关于中心线的条件)来提供特性值，生成条件图(图13(e))(图15所示的S607)。另一方面，在判定的结果是不作为设定条件的情况下，不提供作为关于中心线的条件的特性值，也不生成条件图(图13(e))。另外，该判定可以通过将操作者从操作台25输入的参数提供给可能性分布生成部333来进行。
并且，可能性分布生成部333基于通过上述S601～S607的处理得到的条件，生成可能性分布(图13(f))(图15所示的S608)。具体地说，将通过上述S601～S607的处理得到的条件图中的同一位置上的像素彼此的特性值相互相乘，以脂肪ROI半径的圆板为核心进行卷积来生成可能性分布。
若这样通过可能性分布生成部333生成可能性分布(图13(f))，则使用该可能性分布生成脂肪ROI(图15所示的609)。具体地说，第2ROI生成部334通过从可能性分布生成部333取入的可能性分布，运算出表示在上述S607中得到的特性值的相乘值最大的值的位置(像素)，将该位置设定为脂肪ROI的中心位置(图13(g)所示的黑点90)。此外，第2ROI生成部334生成以所设定的中心位置为中心、以脂肪ROI半径(从第2ROI参数存储部332提供的脂肪ROI的半径值)为半径的脂肪ROI91。另外，显示像生成部35重叠超声波图像并在该重叠图像上进一步重叠肿瘤ROI75及脂肪ROI91来生成显示像。然后，显示部24显示该显示像。
此外，计算部34计算出由弹性像生成部32生成的弹性图像中的肿瘤ROI75的弹性模量数据的平均值除以脂肪ROI91的弹性模量数据的平均值而得到的值作为弹性比，并提供给显示像生成部35。在显示像生成部35中，所取入的弹性比的值被重叠在上述显示像上，生成包含该弹性比的显示图像。并且，通过显示部24来显示该显示像(图14所示的S506)。
如以上说明，根据本实施方式2的超声波诊断装置，只要操作者将肿瘤部位的中心位置73设定为基准位置(第1基准位置)，就都能够自动地生成肿瘤ROI75(第1诊断区域)及脂肪ROI91(第2诊断区域)。简要地说，能够半自动地生成用于弹性比计算中的两个诊断区域。因此，两个诊断区域(肿瘤ROI75及脂肪ROI91)中的弹性值(弹性模量)不会有偏差，其结果，能够提高计算出来的弹性比的精度。由此，能够显示偏差少的弹性比。其结果，例如能够准确地进行肿瘤的良恶性及是否需要手术等判断。
另外，在本实施方式2中，在图像生成部23(明暗像生成部31及弹性像生成部32)中，生成明暗像(作为一例是基于黑白明暗亮度的断层图像)及弹性像(作为一例是用色调灰度化的彩色弹性图像)、或它们的重叠图像作为超声波图像，但生成的超声波图像并不限于此。即，该超声波图像只要是基于亮度、弹性、应变、血流速度、组织速度中的任一个的图像即可，其种类并没有特别限定。例如，还可以由操作者对血管部位设定基准位置(第1基准位置)，从而将血管部位作为第1诊断区域、将脂肪部位作为第2诊断区域来半自动地生成这些区域，并将它们的诊断区域的测量值比(作为一例是应变之比)和断层图像及弹性图像、血流图像一起显示出来。或者，也可以生成组织速度不同的两个诊断区域，并将这些诊断区域的测量值比(作为一例是弹性模量之比)和断层图像及弹性图像、组织速度图像(所谓M模式像)一起显示出来。
此外，本发明不限于上述实施方式，在权利要求书中所记载的范围内可以进行变更/变形。
本发明的超声波诊断装置具备：探测器，向被检测体发送超声波，接收来自该被检测体的反射信号；收发部，驱动上述探测器来发送超声波，并且对上述反射信号进行信号处理；图像生成部，使用进行了信号处理的上述反射信号，生成超声波图像；显示部，显示上述超声波图像；以及操作台，由操作者为了生成上述超声波图像而被设定任意的参数，上述超声波诊断装置的特征在于，通过上述操作台设定包含在所显示的上述超声波图像的第1诊断区域中的第1基准位置，上述图像生成部具备区域生成部，该区域生成部使用上述第1诊断区域、向上述超声波图像的外侧的突出、上述第1诊断区域的边缘及周边组织之间的位置信息，生成要在上述超声波图像上生成的第2诊断区域。
根据该结构，能够半自动地生成用于被检测体的诊断中的两个诊断区域。此时，能够通过第1诊断区域、向超声波图像的外侧的突出、第1诊断区域的边缘及周边组织之间的位置信息，生成可能性分布(表示是否为能够设定第2诊断区域的第2基准位置的位置的分布)，并使用该可能性分布来生成第2诊断区域。
在本发明的超声波诊断装置中，上述区域生成部使用不包含上述第1诊断区域的范围、要在上述超声波图像上生成的第2诊断区域没有突出的范围、以及在上述第1诊断区域的边缘及周边组织上不设置上述第2诊断区域的范围，生成上述第2诊断区域。
根据该结构，能够通过不包含第1诊断区域的范围、要在超声波图像上生成的第2诊断区域没有突出的范围、以及在第1诊断区域的边缘及周边组织上不设置第2诊断区域的范围，生成可能性分布，能够使用该可能性分布来生成第2诊断区域。
在本发明的超声波诊断装置中，上述区域生成部还使用在深度比上述第1基准位置大的位置上不设置上述第2诊断区域的范围来生成上述第2诊断区域。
根据该结构，还能够基于在深度比第1基准位置大的位置上不设置第2诊断区域的范围来生成可能性分布，能够使用该可能性分布来生成第2诊断区域。
在本发明的超声波诊断装置中，上述区域生成部还使用经过上述第1基准位置的直线来生成上述第2诊断区域。
根据该结构，还能够基于经过第1基准位置的直线来生成可能性分布，能够使用该可能性分布来生成第2诊断区域。
在本发明的超声波诊断装置中，上述图像生成部还具备计算部，该计算部计算代表上述第1诊断区域的上述超声波图像的图像数据、与代表上述第2诊断区域的上述超声波图像的图像数据之比。
根据该结构，能够显示两个诊断区域的图像数据的测量值之比。此时，半自动地生成两个诊断区域，从而不会使这些诊断区域中的图像数据的测量值彼此有偏差，能够提高所计算的测量值之比的精度。其结果，能够显示偏差少的测量值之比。
在本发明的超声波诊断装置中，上述区域生成部中，上述第2诊断区域的第2基准位置的值被提供到多个上述超声波图像，对上述多个超声波图像的同一位置使用上述值来生成上述第2诊断区域。
根据该结构，即使使用更多的条件，也能够容易生成使用了相应条件的可能性分布，能够使用相应可能性分布来提高第2诊断区域的生成精度。
在本发明的超声波诊断装置中，上述区域生成部在以上述第1基准位置为上述第1诊断区域的中心、且与上述第1基准位置之间具有第1半径的圆形上生成上述第1诊断区域，以上述第2基准位置为上述第2诊断区域的中心、且与上述第2基准位置之间具有第2半径的圆形上生成上述第2诊断区域。
根据该结构，能够生成与第1基准位置相距等距离的区域作为第1诊断区域，并且能够生成与第2基准位置相距等距离的区域作为第2诊断区域。此时，作为生成的诊断区域的参数，只要保存半径值即可，因此能够简化结构。
在本发明的超声波诊断装置中，上述区域生成部预先将上述第2诊断区域的半径保存为规定值，将所保存的上述规定值设为上述第2半径。
根据该结构，根据经验来规定作为第2诊断区域的参数的半径值的精度，从而能够提高第2诊断区域的生成精度。
在本发明的超声波诊断装置中，上述计算部根据包括上述图像数据的平均值、中央值、众数、最大值、最小值中的至少一个值的统计值来计算上述比。
根据该结构，根据用图来任意选择包括图像数据的平均值、中央值、众数、最大值、最小值中的至少一个值的统计值，能够计算基于该统计值的测量值之比。
在本发明的超声波诊断装置中，通过上述操作台在上述超声波图像的患病部位设定上述第1基准位置，上述图像生成部在上述患病部位的参照部位生成上述第2诊断区域。
根据该结构，能够在患病部位及该患病部位的参照部位分别自动生成关心区域(ROI)。例如，能够在肿瘤部位及脂肪部位分别生成ROI，并显示这些部位的弹性比。由此，能够准确地进行肿瘤的良恶性及是否需要手术等判断。
(实施方式3)
本发明的实施方式3的超声波诊断装置组合了上述实施方式1和实施方式2的ROI生成方法，进一步评价所生成的ROI是否适当来容易进行所需的修正。如图16所示，实施方式3的超声波诊断装置具备：超声波探测器(以下称为探测器)51；收发部52，经由探测器51在与未图示的被检测体之间收发超声波束；明暗像生成部53，根据由收发部52接收后处理的接收波束信号，生成明暗像；弹性像生成部54，基于接收波束信号而求出被检测体的组织的弹性值，生成弹性像；显示像生成部55，合成明暗像和弹性像；图像显示部56，显示由显示像生成部55合成的图像；操作台57，具有定点设备等输入设备；以及控制部58。明暗像生成部53、弹性像生成部54、显示像生成部55、图像显示部56、操作台57及控制部58与系统总线59连接，能够经由系统总线59相互收发指令信号、各种数据及控制数据等数据。
本实施方式3的特征在于关心区域生成部60的结构。关心区域生成部60具备与系统总线59连接的基准ROI生成部61、第1ROI生成部62、第2ROI生成部63、弹性值计算部64、ROI评价部65及ROI修正部66。这些各部分能够经由系统总线59相互收发指令信号、各种数据及控制数据等数据，并且与明暗像生成部53、弹性像生成部54及操作台57收发数据。此外，构成关心区域生成部60的各部构成为可通过计算机程序来执行各功能。此外，控制部58控制超声波装置整体的各部分，通过计算机程序来执行控制。此外，控制部58例如由CPU等运算控制装置构成，在对测量项目及ROI进行设定、变更的情况下，控制操作台57、基准ROI生成部61、第1ROI生成部62、第2ROI生成部63、弹性值计算部64、ROI评价部65、ROI修正部66、显示像生成部55、图像显示部56的一系列处理的同步。
探测器51将从收发部52提供的发射信号转换为声音信号并向被检测体的诊断部位发射，将从诊断部位的生物体组织反射的声音信号转换为电回波信号来传递给收发部52。探测器51有直线型、凸型、扇型等，用哪一种都可以。收发部52形成收发波束并从探测器51向被检测体的诊断部位收发超声波信号，对所接收的反射回波信号进行接收处理，生成接收波束信号来提供给明暗像生成部53。明暗像生成部53根据所提供的接收波束信号形成本领域技术人员一般称为B像的明暗像后提供给显示像生成部55。此外，弹性像生成部54根据接收波束信号来运算与明暗像上的各测量点对应的生物体组织的弹性值(应变及弹性模量)，并基于该弹性值生成弹性像的弹性帧数据。显示像生成部55合成弹性像和明暗像，或形成分别独立的显示图像，提供给图像显示部56来进行显示。此外，显示像生成部55生成表示由基准ROI生成部61、第1ROI生成部62及第2ROI生成部63生成的ROI的轮廓图形，并与弹性像和明暗像的合成图像等显示图像进行重叠后提供给图像显示部56来进行显示。图像显示部56是超声波诊断装置的显示器。操作台57是进行超声波诊断装置的各种操作的用户界面。尤其是，本实施方式3的操作台57具备用于指定显示于超声波诊断装置的显示器的明暗像等图像上的生物体组织的位置的定点设备。即，操作台57例如具有键盘、轨迹球、开关、刻度盘、鼠标、触控板等输入设备。此外，操作台57还可以与声音输入相组合。
参照图17～图22来说明本实施方式3的关心区域生成部60的各部分的结构和处理动作。关心区域生成部60的各部分与控制部58协作，按照图17所示的流程图的处理，生成并设定关心区域。在图像显示部56的显示画面101上，如图18所示，作为一例而显示了明暗像102。在图中，点划线103、104a、104b分别表示与相邻的生物体组织之间的边界或轮廓。此外，在显示画面101上，作为表示与测量项目相关的测量结果的测量值，显示弹性值及弹性比的计算结果105。在本实施方式3中，例如，将诊断对象设为乳腺组织，被明暗像102的点划线103包围的第1区域106是在组织内描绘的肿瘤。此外，由点划线104a、104b夹着的第2区域107是在组织内描绘的脂肪层。并且，以测量肿瘤和脂肪的弹性值及它们的比值即弹性比的情况为例进行说明。以下，由各部分生成的关心区域及测量值等图像信息在显示像生成部55中与明暗像102重叠地被显示在图像显示部56上，因此为了简化说明，在各部分的说明中适当省略说明。
(步骤S11)
如图17的流程图所示，控制部58基于从操作台57输入的关心区域设定开始指令，开始进行关心区域设定处理。并且，如图18所示，使由明暗像生成部53生成的明暗像102显示在图像显示部56上并固定(freeze)。此时，将重叠了明暗像和弹性像的显示图像固定显示在图像显示部56上。
(步骤S12)
基准ROI生成部61生成成为由第1ROI生成部62生成的第1ROI的初始ROI的最小半径的圆形光标作为基准ROIP，将基准ROIP的图形数据和显示位置一起输出给显示像生成部55。在此，最小半径是为了确保弹性值的计算精度而基于预先确定了包含在基准ROIP内的像素数的最小数来设定的。如果是圆形以外的基准ROI，用同样的方法确定允许最小面积来规定形状即可。由此，如图19(a)所示，在明暗像102的规定位置(例如，画面左下方)109上显示基准ROIP。
(步骤S13)
基准ROI生成部61按照来自操作台57的指令，将光标按照箭头108所示那样移动，使基准ROIP位于明暗像102上的第1区域106内的指定的基准位置110上(图19(a))。基准ROI生成部61在移动基准ROIP的过程中，在设置于操作台57的定点设备所指示的期望的基准位置110上设定基准ROIP。另外，基准ROIP在此设定为预先确定的允许最小面积(半径r0的圆)。
(步骤S14)
第1ROI生成部62将从操作台57指定的坐标位置、即基准ROIP的中心坐标固定于基准位置110，放大基准ROIP的半径r(面积)来输出第1ROIA。该放大处理可以由检测员观察显示画面101的同时从操作台57通过光标操作等来放大为任意的大小，但是在本实施方式3中，通过第1ROI生成部62自动进行了放大。第1ROI生成部62的结构与实施方式1的图2的ROI生成部12相同，因此详细情况可参照实施方式1。首先，如图3的流程图所示，在明暗像102上实施斑点去除处理等过滤处理(图3的S4)。接着，基于从基准ROIP的中心P0开始沿着明暗像102的二维方向的像素值的变化，检测设定有基准ROIP的第1区域的组织边界103(图3的S5)。并且，在基准ROIP内设定多个中心候选点pn((参照图5)，分别求出从各中心候选点pi到组织边界103(图2的符号23)为止的最短距离(图3的S6)。进一步，以最短距离最长的中心候选点pi为中心，求出以最长的最短距离为半径的圆(图3的S7、S8)。并且，生成圆或与该圆内切的多边形的区域作为第1ROIA(图3的S9)。这样，由第1ROI生成部62生成放大到与第1区域的组织边界103相接的第1ROIA，并且如图19(b)所示，显示在显示画面101上。
(步骤S15)
第2ROI生成部63具备图11所示的实施方式2的第2ROI参数存储部332、可能性分布生成部333及第2ROI生成部334。即，在明暗像102上，在与第1区域106的生物体组织不同的生物体组织的第2区域107内自动生成第2ROIB。第2ROIB的面积和形状是预先确定的，在本实施方式中，说明设定为半径为rB的圆形区域的情况。
第2ROI生成部63通过图11的可能性分布生成部333，设定生成允许区域，该生成允许区域满足以下条件：第2ROIB在明暗像102上是不包含第1ROIA的范围，是第2RIOB不从明暗像102突出的范围，是不包含第1ROIA的边缘及第1区域106的周边组织的范围。并且，第2ROI生成部63在生成允许区域内探索并决定生成第2ROIB的位置。另外，以满足上述条件的第2ROIB的中心为基准，在明暗像102上求出生成允许区域并存储在第2ROI生成部63的存储器中，在生成允许区域内设定第2ROIB的中心。另外，在此说明了第2ROIB的面积和形状被预先确定的情况，但是也可以适用根据该中心而预先确定的面积，或者与步骤S14同样地进行自动放大来设定ROI。若与第1ROI同样地第2ROI的自动放大是联动的，则始终成为相同数量的第1ROI及第2ROI的像素，有助于准确的弹性比的计算。
(步骤S16)
弹性值计算部64分别计算第1ROIA内和第2ROIB内的弹性值A、B。即，访问弹性像生成部54的弹性帧数据存储器来提取与显示画面101所显示的明暗像102对应的弹性像的弹性数据。并且，例如，按像素(Pixel)单位提取弹性值，计算出相加了分别存在于第1ROIA内和第2ROIB内的多个像素的弹性值的弹性值A、B。取而代之，也可以是多个像素的弹性值的平均值。进一步，计算弹性值A、B之比、即弹性比A/B。以提高该弹性比A/B的测量结果的精度并获得再现性高的测量结果的方式生成并设定第1ROIA和第2ROIB是关心区域生成部60的目标。
(步骤S17)
ROI评价部65根据第1ROIA和第2ROIB的各弹性值A、B或弹性比A/B，评价第1ROIA和第2ROIB是否适当。即，ROI评价部65判定由弹性值计算部64计算的各弹性值A、B是否在预先确定的设定范围内，或判定它们的弹性比A/B是否在预先确定的设定范围内，由此评价第1ROIA或第2ROIB的生成是否适当。在此，说明判定弹性值A、B适当与否的设定范围的考虑方法。例如，由于第1区域被设定在肿瘤等组织硬的区域内，因此弹性值A为小的值。而第2区域被设定在例如脂肪等组织软的区域内，因此弹性值B是相对大的值。因此，根据经验值，在弹性值A过小的情况下，认为所生成的第1ROIA的面积过小，像素数少。相反，在弹性值A过大的情况下，认为所生成的第1ROIA的面积过大，包含除了肿瘤等硬的区域以外的软的区域。另一方面，第2区域是脂肪层等具有比较均匀的弹性的组织，考虑所生成的第2ROIB的设定位置不适当，包含硬的组织的情况等。因此，对各弹性值A、B判定分别是否在设定的设定范围内，由此判定第1ROIA或第2ROIB的生成是否适当。同样，由于作为最终结果的弹性比A/B也会受到弹性值A、B的影响，因此判定是否在预先确定的设定范围内，由此判定各ROIA、ROIB的生成是否适当。
(步骤S18～S20)
在步骤S17中的判定为适当的情况下，在步骤S17中，从ROI评价部65向显示画面101显示例如“确定ROI设定？”的消息。与此对应地，若从操作台57输入了ROI设定确定，则在步骤S18中，判定为无修正，进入步骤S19。然后，在步骤S19中向控制部58输入ROI设定确定指令，在步骤S20中，通过控制部58在显示画面101上显示所确定的第1ROIA、第2ROIB、明暗像、弹性像、作为测量结果的弹性值A、B及弹性比A/B，结束关心区域设定。
(步骤S21)
在步骤S17的ROI的适当评价为否定结果的情况下，进行错误显示(S21)，进入步骤S22。此外，在步骤S18的判断中，由于检测员的意思等其他原因，导致从操作台57输入了修正第1ROIA和/或第2ROIB的指令的情况下，也进入步骤S22。
ROI修正部66通过与操作台57的协作处理来修正第1ROIA和第2ROIB中的至少一方，返回步骤S16，计算弹性值A、B及弹性比A/B，重复ROI的适当评价，在得到了适当评价时，在步骤10中，如上所述那样显示测量结果等，结束处理。
(步骤S22)
ROI修正部66中的修正处理有4个模式(方式)。即，有为了消除错误而进行的(1)移动第2ROIB的位置的修正、(2)放大或缩小第2ROIB的修正、(3)移动第1ROIA的位置的修正、(4)放大或缩小第1ROIA的修正。ROI修正部66能够自动转换为因错误的原因而未显示的第1ROIA或第2ROIB的修正模式。此外，也可以由检测员自由选择修正模式。
参照图19说明修正模式(1)。例如，如图19(b)所示，在测量了弹性值A但没能测量弹性值B时，在显示画面102中，在弹性值B上不显示值。此外，用点线显示在步骤S15中刚设定的第2ROIB。由于这种情况是错误的，因此经由步骤S21而开始步骤S22的处理。首先，在图19(a)的显示状态下，若在第1区域106的中心附近点击光标、即基准ROIP，则如图19(b)所示，用实线显示第1ROIA，且用点线来显示第2ROIB，因此可知需要修正第2ROIB。因此，ROI修正部66读取第2ROIB的坐标，向操作台57分配光标操作功能，如图19(c)所示，通过光标操作能够移动第2ROIB。并且，若基于操作台57的操作的第2ROIB的移动结束，则控制部58使弹性值计算部64执行处理(图17的步骤S16)来计算弹性值A、B及弹性比A/B。接着，使ROI评价部65执行处理(图17的S17)。其结果，在ROI评价成为适当的情况下，如图19(d)所示，以实线的圆显示检测员移动之后的第2ROIB，在弹性值A、B及弹性比A/B上显示值。在修正后，ROI评价还不适当的情况下，如图19(e)所示，例如在基准ROIP上显示错误显示的×标记。
参照图20说明修正模式(2)。在图20(a)的显示状态下，若在第1区域106的中心附近点击光标即基准ROIP，则转换为图20(b)的显示状态，以实线显示了第1ROIA，以点线显示了第2ROIB，因此可知需要修正第2ROIB。因此，若如图20(c)所示缩小第2ROIB的直径，则图20(d)所示，以实线显示了第2ROIB的圆，且在弹性值A、B及弹性比A/B上显示值。由此，结束适当的ROI的生成及设定。另外，在修正之后ROI评价还不适当的情况下，如图20(e)所示，例如在基准ROIP上标以错误显示的×标记来进行显示。
参照图21说明修正模式(3)。在图21(a)的显示状态下，若在第1区域106的中心附近点击光标即基准ROIP，则转换为图21(b)的显示状态，由于以点线显示了第1ROIA、以实线显示了第2ROIB，因此可知需要修正第1ROIA。因此，若如图21(c)所示那样移动第1ROIA，则图21(d)所示，以实线显示第1ROIA的圆，且在弹性值A、B及弹性比A/B上显示值。由此，结束适当的ROI的生成及设定。另外，在修正之后ROI评价还不适当的情况下，如图21(e)所示，例如在基准ROIP上显示错误显示的×标记。
参照图22说明修正模式(4)。在图22(a)的显示状态下，若在第1区域106的中心附近点击光标即基准ROIP，则转换为图22(b)的显示状态，以点线显示了第1ROIA，以实线显示了第2ROIB，因此可知需要修正第1ROIA。因此，若如图22(c)所示放大第1ROIA，则图22(d)所示，以实线显示第1ROIA的圆，且在弹性值A、B及弹性比A/B上显示值。由此，结束适当的ROI的生成及设定。另外，在修正之后ROI评价还不适当的情况下，如图22(e)所示，例如在基准ROIP上显示错误显示的×标记。
如以上说明，根据本实施方式3，检测员能够以较少的步骤和时间生成并设定多个ROI的位置和大小(面积)，由此能够测量精度及再现性高的弹性值。此外，检测员无需进行多余的操作就能开始ROI的修正。本实施方式3的图16的关心区域生成部60的操作性高，能够减少检测员的工时，能够得到提高检查效率的效果。
另外，说明了本实施方式3的基准ROI生成部61在图17的步骤S13中将预先确定的允许最小面积(半径r0的圆)的基准ROI设定在指定的位置上的例子。取而代之，还可以自动生成基准ROI。即，基准ROI生成部61能够从存储器读出预先设定的基准ROI的最小像素数，基于由光标指定的位置的明暗像102的图像数据，生成基准ROI的半径r0的圆。
此外，在实施方式3中，说明了第1ROI及第2ROI的形状为圆形的例子，但如图23所示，可以使用矩形的ROI。此外，本发明的ROI的形状不限于圆形或矩形，可以适用椭圆、多边形、任意闭合的二维图形。关键在于，只要是能够根据测量对象的组织构造，尽可能增多能够对弹性值进行采样的像素数的形状即可。另外，超声波像随着显示深度的不同而像素所表示的大小不同，因此在决定允许最小面积的ROI尺寸时，还可以根据超声波像的m/像素值、以m单位来决定大小。
此外，在实施方式3中，在步骤S14的第1ROIA的放大处理中，说明了按照实施方式1在基准ROIP内设定多个中心候选点Pn的情况。该中心候选点Pn也可以不是基准ROIP的中心附近的坐标，可以任意设定。此外，可以将中心候选点Pn的设定位置图形化，与基准ROIP重叠后重叠显示在明暗像及弹性像上。由此，检测员能够确认是根据什么样的多个中心候选点Pn放大了第1ROIA。此外，代替由第1ROI生成部62自动决定中心候选点Pn，例如可以在检测员通过构成操作台57的触控板等而触碰的区域内设定中心候选点Pn。
此外，可以在图像显示部56的显示画面101上并列显示同一断面的明暗像和弹性像，并且以不同的显示方式(例如不同的形状)同时显示基准ROI的指定位置或基准ROI。
在此，在实施方式3中，能够生成并设定多个第1ROIA。参照图24说明这一点。即，在上述例子中，说明了通过第1ROI生成部62生成一个第1ROIA的情况，但能够通过第1ROI生成部62生成两个以上的第1ROI。在这种情况下，第1ROI生成部62反复进行图17的步骤S12～S14，如图24(a)所示，在第1区域106生成第1ROIA1，在第3区域106a生成第1ROIA2。各ROI的生成步骤与上述例子相同。另外，在生成3个以上的第1ROIA1～A3的情况下，也同样可以通过反复进行步骤S12～S14来生成。
在生成多个第1ROIA的情况下，弹性值计算部64、ROI评价部65、ROI修正部66针对两个第1ROIA1和第1ROIA2分别计算弹性值A1、A2和弹性比A1/B、A2/B，并作为测量结果而显示在显示画面101上。此外，ROI评价部65分别对第1ROIA1和第1ROIA2进行评价。进一步，ROI修正部66能够根据第1ROIA1和第1ROIA2的适当评价，与前述的修正处理模式对应地，对错误的第1ROIA1或第1ROIA2进行修正处理。
此外，参照图25说明生成并设定多个第2ROIB的例子。在上述例子中，说明了由第2ROI生成部63生成一个第2ROI的情况，但可以由第2ROI生成部63生成多个第2ROIB。在这种情况下，第2ROI生成部63反复进行图17的步骤S15，如图25(a)所示，可以在同一第2区域107上设定多个(图示例中为3个)第2ROIB1～B3。第2ROIB是自动生成并设定的，因此通过从操作台57输入第2ROIB的设定数来作为生成条件，第2ROI生成部63适当进行判断，以第2ROIB1～B3不重叠的方式决定并配置位置。
对于这样设定的第2ROIB1～B3，弹性值计算部64分别计算弹性值B1、B2、B3及弹性比A/B1、A/B2、A/B3，并作为测量结果显示在显示画面101上。此外，如图25(b)所示，弹性值计算部64与第2ROIB1～B3建立对应地制作弹性比的图表并显示在显示画面上，以能够比较弹性比A/B1、A/B2、A/B3。由此，检测员能够判断弹性比A/B1、A/B2、A/B3是否适当。
此外，ROI评价部65分别对第2ROIB1～B3进行评价。在其评价为错误的情况下，ROI修正部66根据第1ROIA和第2ROIB1～B3的评价结果，转换到前述的修正处理模式。与此对应地，显示有错误的第2ROIB1～B3的图像被显示，因此如图25(c)所示，例如能够移动第2ROIB2的位置来执行修正处理。在该修正的情况下，能够选择要修正的第2ROIB1～B3。该选择可以从操作台57通过光标来进行选择，也可以从前述的触控板直接选择，也可以以切换方式进行选择。
根据本实施方式3，检测员只要将第1ROIA的中心位置设定为基准位置(第1基准位置)，就能够自动生成第1ROIA及第2ROIB。简要地说，能够半自动地生成用于弹性比计算中的两个ROI。因此，在第1ROIA及第2ROIB中求出的弹性值不会有偏差，其结果，能够提高计算出来的弹性比的精度。其结果，例如能够准确地进行肿瘤的良恶性及是否需要手术等判断。
如以上说明，实施方式3的本发明的关心区域设定方法，为了计算由超声波诊断装置拍摄的超声波像的第1区域与生物体组织不同于该第1区域的第2区域的弹性值之比，在上述第1区域设定第1关心区域，且在上述第2区域设定第2关心区域，该关心区域设定方法的特征在于，在上述超声波像上的第1区域上所指定的位置处，生成并设定预先确定的面积的基准关心区域，放大上述基准关心区域来生成第1关心区域，在上述第2区域生成并设定第2关心区域，分别计算出分别设定的第1关心区域和第2关心区域的弹性值，基于各弹性值或它们的比值，评价第1关心区域和第2关心区域的生成是否适当，并根据该评价来修正上述第1关心区域和上述第2关心区域中的至少一方。
此外，实施实施方式3的本发明的关心区域设定方法的超声波诊断装置，具备：收发部，经由超声波探测器在与被检测体之间收发超声波束；明暗像生成部，基于由上述收发部进行了接收处理的接收波束信号，生成明暗像；弹性像生成部，基于上述接收波束信号，求出上述被检测体的组织的弹性值来生成弹性像；关心区域生成部，在上述明暗像上设定关心区域；显示像生成部，合成上述明暗像、上述弹性像及上述关心区域的图形；图像显示部，显示由上述显示像生成部合成的图像；以及操作台，具有定点设备，上述超声波诊断装置的特征在于，上述关心区域生成部具备：基准关心区域生成部，在由上述定点设备在上述明暗像上指定的第1区域，设定预先确定的面积的基准关心区域；第1关心区域生成部，放大上述基准关心区域来生成第1关心区域；第2关心区域生成部，在上述明暗像上，与上述第1区域的生物体组织不同的生物体组织的第2区域，生成第2关心区域；弹性值计算部，分别计算第1关心区域和第2关心区域的弹性值；以及评价部，基于第1关心区域和第2关心区域的各弹性值或它们的比值，评价第1关心区域和第2关心区域是否适当，第1关心区域生成部和第2关心区域生成部具备关心区域修正部，该关心区域修正部根据上述评价部的评价，修正上述第1关心区域和上述第2关心区域中的至少一方。
在这种情况下，上述关心区域修正部能够修正上述第1关心区域和上述第2关心区域中的至少一方的位置或面积。此外，上述评价部能够根据由上述弹性值计算部计算出的第1关心区域和第2关心区域的各弹性值是否在设定范围内、或者这些弹性值的比值是否在设定范围内，来评价上述第1关心区域和上述第2关心区域的生成是否适当。
进一步，生成并设定多个上述第2关心区域，上述弹性值计算部与多个上述第2关心区域相对应地计算上述弹性值之比，来生成图表并显示在上述图像显示部上，能够通过上述定点设备选择一个上述第2关心区域。
此外，生成并适当多个上述第1关心区域，上述弹性值计算部能够与多个上述第1关心区域相对应地计算上述弹性值之比，并以能够对比的方式显示在上述图像显示部上。进一步，上述评价部在评价为上述第1关心区域和上述第2关心区域的生成不适当时，能够将表示该情况的旨意(例如消息或叉标记等错误显示)显示在上述图像显示部上。
本实施方式3的上述第1关心区域生成部具备：组织边界检测部，基于从上述基准关心区域的设定位置开始沿着上述明暗像的二维方向的像素值的变化，检测上述第1区域的组织边界；最小距离计算部，在上述基准关心区域内设定多个中心候选点，分别求出从各中心候选点到上述组织边界为止的最短距离；以及最大距离计算部，求出以上述最短距离最长的上述中心候选点为中心且以上述最长的最短距离为半径的圆，上述第1关心区域生成部能够将上述圆或与该圆内切的多边形的区域设定为第1关心区域。
上述第2关心区域生成部在上述明暗像上，在不包含上述第1关心区域的范围、第2关心区域没有从上述明暗像突出的范围、不包含上述第1关心区域的边缘及第1区域的周边组织的范围内，生成上述第2关心区域。
此外，本发明不限于上述实施方式，在权利要求书所记载的范围内能够进行变更/变形。
如以上说明，根据本发明，由于能够自动设定关心区域(ROI)，因此能够统一求出生物体组织的弹性比，能够提高与弹性相关的临床数据的可靠性。可靠性高的临床数据在各种诊断中能够进行精确的诊断，能够归纳出与诊断相关的标准值。此外，本发明不限于上述实施方式，只要是本领域技术人员就能够在本申请所公开的技术思想范畴内想到各种变更例或修正例，这些当然也属于本发明的技术范围内。
符号说明
2、21、51 超声波探测器
3 发送部
4 接收部
5 整相加法电路
6、31、53 明暗像生成部
7、35、55 显示像生成部
8、56 图像显示部
9 弹性运算部
10、32、54 弹性像生成部
11 装置控制/界面部
12 ROI生成部
13 ROI像生成部

Claims (12)

1.一种关心区域设定方法，为了计算由超声波诊断装置拍摄的超声波像的第1区域与生物体组织不同于该第1区域的第2区域的弹性值之比，在上述第1区域设定第1关心区域，在上述第2区域设定第2关心区域，该关心区域设定方法的特征在于，
在上述超声波像上的第1区域内指定的位置处生成并设定预先确定的面积的基准关心区域，放大上述基准关心区域来生成并设定第1关心区域，在上述第2区域内生成并设定第2关心区域，分别计算出分别设定的第1关心区域和第2关心区域的弹性值，基于各弹性值或这些弹性值之比，评价第1关心区域和第2关心区域的生成是否适当，根据该评价，修正上述第1关心区域和上述第2关心区域中的至少一方。
2.一种超声波图像诊断装置，具备：收发部，经由超声波探测器，在该收发部与被检测体之间收发超声波束；明暗像生成部，基于由上述收发部进行了接收处理的接收波束信号，生成明暗像；弹性像生成部，基于上述接收波束信号，求出上述被检测体的组织的弹性值来生成弹性像；关心区域生成部，在上述明暗像上设定关心区域；显示像生成部，合成上述明暗像、上述弹性像及上述关心区域的图形；图像显示部，显示由上述显示像生成部合成的图像；以及操作台，具有定点设备，上述超声波图像诊断装置的特征在于，
上述关心区域生成部具备：
基准关心区域生成部，在由上述定点设备在上述明暗像上指定的第1区域内，设定预先确定的面积的基准关心区域；
第1关心区域生成部，放大上述基准关心区域来生成第1关心区域；
第2关心区域生成部，在上述明暗像上，在生物体组织不同于上述第1区域的生物体组织的第2区域内，生成第2关心区域；
弹性值计算部，分别计算第1关心区域和第2关心区域的弹性值；以及
评价部，根据第1关心区域和第2关心区域的各弹性值、或这些弹性值之比，评价第1关心区域和第2关心区域是否适当，
第1关心区域生成部和第2关心区域生成部具备关心区域修正部，该关心区域修正部根据上述评价部的评价来修正上述第1关心区域和上述第2关心区域中的至少一方。
3.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述关心区域修正部修正上述第1关心区域和上述第2关心区域中的至少一方的位置或面积。
4.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述评价部根据由上述弹性值计算部计算出的第1关心区域和第2关心区域的各弹性值是否在设定范围内、或这些弹性值之比是否在设定范围内，来评价上述第1关心区域和上述第2关心区域的生成是否适当。
5.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
生成并设定多个上述第2关心区域，
上述弹性值计算部与多个上述第2关心区域相对应地计算上述弹性值之比来生成图表并将该图表显示于上述图像显示部，能够通过上述定点设备选择一个上述第2关心区域。
6.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
生成并设定多个上述第1关心区域，
上述弹性值计算部与多个上述第1关心区域相对应地计算上述弹性值之比，并以能够对比的方式显示于上述图像显示部。
7.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述评价部在评价为上述第1关心区域和上述第2关心区域的生成不适当时，将表示该情况的旨意(的消息(叉标记))显示于上述图像显示部。
8.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述第1关心区域生成部具备：
组织边界检测部，基于从上述基准关心区域的设定位置开始沿着上述明暗像的二维方向的像素值的变化，检测上述第1区域的组织边界；
最小距离计算部，在上述基准关心区域内设定多个中心候选点，分别求出从各中心候选点到上述组织边界为止的最短距离；以及
最大距离计算部，求出以上述最短距离最长的上述中心候选点为中心且以上述最长的最短距离为半径的圆，
将上述圆或与该圆内切的多边形的区域设定为第1关心区域。
9.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述第2关心区域生成部在上述明暗像上，在不包含上述第1关心区域的范围、第2关心区域没有从上述明暗像突出的范围、不包含上述第1关心区域的边缘及第1区域的周边组织的范围内，生成上述第2关心区域。
10.根据权利要求6所述的超声波诊断装置，其特征在于，
预先设定了上述第2关心区域的形状和面积。
11.一种超声波诊断装置，其特征在于，具备：
超声波像生成部，基于向被检测体发送超声波后接收的反射回波信号，生成超声波像；
图像显示部，显示上述超声波像；
输入设备，在显示于该图像显示部的上述超声波像的关注组织上，通过点或区域来设定指定区域；
组织边界检测部，基于上述超声波像在二维方向上的像素值的变化，检测组织边界；
最小距离计算部，分别求出从上述各候选点到上述组织边界为止的最短距离；
最大距离计算部，求出以上述最短距离最长的上述候选点为中心且以上述最长的最短距离为半径的圆；以及
关心区域设定部，将上述圆或与该圆内切的多边形的区域设定为关心区域。
12.一种超声波诊断装置，具备：探测器，向被检测体发送超声波，接收来自该被检测体的反射信号；收发部，驱动上述探测器来发送超声波，并且对上述反射信号进行信号处理；图像生成部，使用进行过信号处理的上述反射信号，生成超声波图像；显示部，显示上述超声波图像；以及操作台，操作者为了生成上述超声波图像而通过该操作台设定任意参数，该超声波诊断装置的特征在于，
通过上述操作台设定包含在所显示的上述超声波图像的第1诊断区域中的第1基准位置，
上述图像生成部具备区域生成部，该区域生成部使用上述第1诊断区域、向上述超声波图像的外侧的突出、上述第1诊断区域的边缘及周边组织之间的位置信息，生成要在上述超声波图像上生成的第2诊断区域。
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