JP2008073144A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定量を求める際の測定状態の良否を判定する技術を提供する。
【解決手段】最適化処理部２０は、画像表示率Ｆ（α）と良好画像率Ａ（α）と重み変数βとによって定義される評価関数Ｅ（α，β）に基づいて最適化関数を求める。パラメータ設定部３０は、例えばユーザが設定する重み係数βの値から、最適化関数に基づいて、閾値αの最適値を設定する。圧縮評価部１４は、相関演算の演算結果の評価基準となる閾値αに基づいてプローブ１０による組織の圧縮状態の良否を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、対象組織の硬さを反映させた測定量を求める超音波診断装置に関する。

生体が病的な状態になると、しばしば組織の硬さに変化が生じることが分かっている。例えば、腫瘍組織は周囲の組織と比べて力学的特性が変化することが知られており、腫瘍の大きさによっては触診で確かめることが可能である。しかしながら、これらの腫瘍は必ずしも周囲組織とエコー輝度（エコー信号の大きさ）の差が大きいとは限らないため、従来のＢモード画像などでは、腫瘍の検出が困難なことがある。このように、組織のエコー輝度と硬さは一般的に相関しない（あるいは相関が極めて小さい）ため、組織の硬さを画像化することが困難であった。

こうした背景において、組織の硬さを画像化する試みがある。例えば、特許文献１には、被検体の体表面から加圧装置や超音波探触子で外力を与えて、その状態で時系列的に変化する隣接する２フレーム同士の超音波信号の相関演算を行い、各点における変位を求め、さらにその変位を空間微分することにより歪みを計測し、この歪みデータを画像化して組織の硬さや軟らかさを表示する手法が記載されている。

特開２００５−３３４１９６号公報

特許文献１に記載された手法では、被検体内の組織を外部（体表面）から加圧して組織を変位させている。従って、良好な測定結果を得るためには、良好な加圧を行う必要がある。例えば、組織を加圧（圧縮）するときに、超音波が送受波される断面の直交方向や方位方向の変位を極力小さくすることが望ましい。そのため、検査者が例えば手動で加圧を行う場合には、その加圧の状態を検査者にフィードバックすることが望ましい。例えば、加圧の状態に応じて、測定結果が良好なものか否かを検査者に知らせることが望ましい。

本発明は、このような背景において成されたものであり、その目的は、対象組織の硬さを反映させた測定量を求める超音波診断装置において、測定量を求める際の測定状態の良否を判定する技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、対象組織を含む空間内に超音波を送受波することにより対象組織の加圧前後のエコー信号を取得する送受波部と、加圧前後のエコー信号を相関演算に基づいて比較することにより対象組織内の変位量を計測し、計測された対象組織内の変位量から対象組織の硬さを反映させた測定量を求める測定量演算部と、相関演算の演算結果の評価基準となるパラメータαに基づいて、測定量を求める際の測定状態の良否を判定する測定状態判定部と、測定量を求める際の測定条件を反映させたパラメータβの値とそれに応じたパラメータαの最適値との対応関係を示す最適化情報に基づいて、パラメータβの値からパラメータαの最適値を設定するパラメータ設定部と、を有することを特徴とする。

上記構成によれば、相関演算の演算結果の評価基準となるパラメータαに基づいて測定状態の良否が判定される。また、上記構成によれば、測定条件を反映させたパラメータβの値からパラメータαの最適値が設定されるため、パラメータαの設定が容易である。また、例えば、ユーザが測定対象や測定環境などに応じてパラメータβの値を設定し、その値に応じたパラメータαの最適値が求められることにより、パラメータαの設定にユーザの要求を反映させることが可能になる。

望ましい態様において、前記測定状態判定部は、相関演算によって得られる相関係数と相関係数の閾値であるパラメータαとの比較から測定状態の良否を判定することを特徴とする。望ましい態様において、前記最適化情報は、測定の迅速さと測定の正確さとの比率を決定する重み変数であるパラメータβの値と相関係数の閾値であるパラメータαの最適値との対応関係を示す情報であることを特徴とする。

望ましい態様において、前記超音波診断装置は、前記測定状態判定部によって測定状態が良好であると判定された場合に前記測定量を反映させた測定量画像を形成する画像形成部と、測定量画像が形成された場合に測定量画像を表示する画像表示部と、測定の迅速さに対応した指標として、測定回数と測定量画像が表示された回数との比率である画像表示率Ｆ（α）を利用し、測定の正確さに対応した指標として、表示された測定量画像に含まれる良好画像の割合である良好画像率Ａ（α）を利用し、画像表示率Ｆ（α）と良好画像率Ａ（α）とパラメータβとによって定義される評価関数Ｅ（α，β）＝βＡ（α）＋（１−β）Ｆ（α）に基づいて最適化情報を求める最適化処理部と、をさらに有することを特徴とする。

望ましい態様において、前記最適化処理部は、パラメータβの値を固定した場合に評価関数Ｅ（α，β）が最大となるパラメータαの値をそのパラメータβの値に対応したパラメータαの最適値とし、パラメータβの複数の値の各々についてパラメータαの最適値を求めることにより、パラメータβの値とそれに応じたパラメータαの最適値との対応関係を示す最適化情報を求めることを特徴とする。

本発明により、相関演算の演算結果の評価基準となるパラメータαに基づいて測定状態の良否を判定することができる。また、測定条件を反映させたパラメータβの値からパラメータαの最適値が設定されるため、例えば、パラメータαの設定が容易になる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示す機能ブロック図である。

プローブ１０は、複数の振動素子を備えており、対象組織を含む三次元空間内で超音波ビームを走査する。つまり、平面内で超音波ビーム（送信ビームと受信ビーム）を走査することにより走査面を形成する。なお、走査面を段階的に移動させながら超音波ビームを走査することにより、三次元的に（立体的に）超音波ビームを走査してもよい。

送受信部１２は、送信ビームフォーマおよび受信ビームフォーマとして機能する。つまり、送受信部１２は、プローブ１０が備える各振動素子に対してその振動素子に応じた送信信号を供給することにより送信ビームを形成し、また、複数の振動素子から得られる受信信号を整相加算処理して受信ビームを形成する。これにより、超音波ビームごとにエコー信号が取得される。

本実施形態では、対象組織の加圧前後のエコー信号を比較して対象組織内の変位量を計測し、さらに、計測された対象組織内の変位量から対象組織の硬さを反映させた歪み量を求めている。そこで、本実施形態における歪み量の計測原理について説明する。

図２は、本実施形態における歪み量の計測原理を説明するための図である。周囲に対して硬さの違う腫瘍などを含んだ生体組織を外部から加圧すると、例えば、組織を含む生体の体表をプローブ１０で微小量だけ加圧すると、図２（Ａ）に示すように、加圧前後（圧縮前後）において、生体組織のうちの硬い部分は周囲の組織と比較してほとんど変形せず、軟らかい部分は大きく変形する。

本実施形態では、プローブ１０を生体に対して微少量だけ加圧し、加圧前後のエコー信号（ＲＦエコー信号）を相関演算に基づいて比較することにより、対象組織内の複数部位の変位量が計測される。つまり、加圧前のエコー信号に含まれる複数の波形部分（サンプル部分）について、加圧後のエコー信号の中から、加圧前の各波形部分に対応する波形部分が特定される。その際、加圧前後の波形部分同士の対応関係は、相関演算によって特定される。すなわち、相関関係が強い（相関係数が大きい）加圧前後の波形部分同士が同一部位に対応した波形部分とみなされる。こうして、加圧前後のエコー信号から同一部位に対応した波形部分が特定され、複数の波形部分の加圧前後の移動量から対象組織内の複数部位の変位量が計測される。

図２（Ｂ）は、組織部位の変位量の計測結果例を示している。図２（Ｂ）には、超音波ビームの深さを縦軸に示し、各深さにおける組織部位の変位量を横軸に示した変位分布が示されている。なお、図２（Ｂ）の横軸に示す変位量は、組織部位の圧縮前後における相対的な変位量であり、プローブ１０の送受波面（体表とプローブ１０の接触面）を変位量の基準（相対的な変位量ゼロ）としている。

図２（Ｂ）に示すように、生体組織のうちの硬い部分は、周囲の組織と比較してほとんど圧縮しないため、硬い部分に対応した変位量は深さに依存せずにほぼ一定値となっている。これに対し、軟らかい部分は比較的大きく圧縮されるため、軟らかい部分に対応した変位量は深さに応じて大きく変化している。つまり、組織の硬さが、変位量の深さ方向の変化（傾き）に反映されている。

そこで、本実施形態では、図２（Ｂ）に示す変位分布を空間微分処理することにより、組織の歪み量の分布を求めている。例えば、図２（Ｂ）に示す変位分布を深さ方向に微分して得られる変位分布の傾き（変位量の深さ方向の変化）を組織の歪み量とみなして、歪み量の分布を計算する。そして、例えば、生体組織の断層画像（Ｂモード画像）内の各部位に歪み量に応じた色が重ねられて歪み量の分布がカラー表示される。

このような歪み量の分布を画像化する技術は、弾性イメージング（Ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ Ｉｍａｇｉｎｇ）と称する場合がある。そこで、以下の説明において、歪み量の分布画像を弾性画像（弾性イメージング）と呼ぶことにする。

図２を利用して説明したように、本実施形態では、対象組織（生体組織）をプローブ１０などで外部から加圧することによって生じる組織部位の変位から歪み量を求めている。従って、良好な測定結果を得るためには、良好な加圧を行う必要がある。例えば、加圧に伴う対象組織内の変位が超音波ビームの深さ方向であれば、加圧前後のエコー信号の比較から変位量を比較的正確に計測することができる。これに対し、加圧に伴う対象組織内の変位が超音波ビームの深さ方向からずれると、特に、超音波ビームの走査面内からずれてしまうと、エコー信号から変位量を正確に計測することが困難になる。

そこで、本実施形態では、圧縮評価部（図１の符号１４）が対象組織の圧縮状態を評価することにより測定状態の良否を判定する。圧縮状態は、圧縮前後の組織部位の変位量を求める際に実行される相関演算の演算結果に基づいて評価される。圧縮評価部は、圧縮状態の評価のために、弾性画像用の関心領域（ＲＯＩ）内のサンプル点に関する相関係数を利用する。

図３は、本実施形態による圧縮状態の評価を説明するための図である。図３は、Ｂモード画像４２上に、弾性画像用の関心領域（ＲＯＩ）を重ねて表示した状態を示している。つまり、圧縮前のＲＯＩ４６と圧縮後のＲＯＩ４４がＢモード画像４２上に表示されている。また、弾性画像用の関心領域内には、９つのサンプル点が設けられている。つまり、超音波ビームの深さＡ，Ｂ，Ｃの各々について３つのサンプル点が設けられている。

圧縮評価部（図１の符号１４）は、圧縮前後（加圧前後）のエコー信号を相関演算に基づいて比較することにより、圧縮前の９つのサンプル点に対応した圧縮後の９つのサンプル点を求める。なお、二次元画像に対応したエコー信号は二次元的に得られるため、相関演算は画像平面内で二次元的に実行される。例えば、圧縮前のＲＯＩ４６に設けられた９つのサンプル点のうちの１つのサンプル点について、そのサンプル点と相関関係の強い（相関係数が最大となる）画像部分が、圧縮後の二次元画像に対応したエコー信号内から二次元的に探索される。

そして、９つのサンプル点の各々について、相関演算に基づいて圧縮後の対応点が検出され、圧縮後の９つのサンプル点が求められ、圧縮後の９つのサンプル点を格子の頂点として圧縮後のＲＯＩ４４が設定される。ちなみに、圧縮後のＲＯＩ４４から、組織の圧縮（変形）を視覚的に捉えることもできる。

圧縮評価部は、９つのサンプル点に関する相関演算の結果（相関係数）に基づいて、圧縮状態を評価する。つまり、各サンプル点ごとに得られる相関係数と相関係数の閾値αとを比較することにより、圧縮状態（加圧状態）の良否を判断する。例えば、９つのサンプル点に関する９つの相関係数が全て閾値αを超えている場合には、圧縮状態が良好であると判断し、それ以外の場合には、圧縮状態が良好ではないと判断する。また、例えば、９つのサンプル点に関する９つの相関係数の平均値と閾値αとに基づいて、圧縮状態の良否を判断してもよい。

なお、相関係数は、例えば、相関関係が最も弱い場合に「０」、相関関係が最も強い場合に「１００（パーセント）」となるように規格化される。この場合には、相関係数の閾値αも、０以上１００以下の値に設定される。

また、圧縮評価部は、９つのサンプル点に関する相関係数を画像表示させてもよい。例えば、９つのサンプル点の各々の相関係数の大きさを数値や棒グラフなどによって表示してもよい。また、深さＡ〜Ｃの各深さごとに相関係数の平均値を求めて、各深さごとの相関係数の平均値を数値や棒グラフなどで表示してもよい。

図１に戻り、圧縮評価部１４によって圧縮状態が良好であると判断されると、変位量計測部１６は、弾性画像用のＲＯＩ内の全域に亘って組織部位の変位量を計測する。例えば、圧縮前のＲＯＩ（図３の符号４６）内の全域を埋め尽くすように多数のサンプル点を設定し、各サンプル点ごとに圧縮後の対応点を相関演算によって求めて、各サンプル点ごとに圧縮前後の変位量を計測する。こうして、弾性画像用のＲＯＩ内の全域に亘って組織部位の変位分布が求められる。

ちなみに、変位量計測部１６は、組織部位の変位量を二次元的に計測してもよい。例えば、超音波ビームの深さ方向（距離方向）の変位量と、超音波ビームの走査方向（方位方向）の変位量を計測してもよい。

歪み量演算部１８は、変位量計測部１６において求められた組織部位の変位分布を空間微分処理することにより、弾性画像用のＲＯＩ内の全域に亘って、組織の歪み量の分布を求める。

弾性画像形成部３２は、歪み量演算部１８において求められた組織の歪み量の分布に基づいて弾性画像を形成する。つまり、送受信部１２から出力されるエコー信号から対象組織の断層画像（Ｂモード画像）を形成し、さらに、その断層画像内に設けられた弾性画像用のＲＯＩ内の全域に亘って、各組織部位の歪み量に応じた色を重ねることにより、歪み量の分布をカラー表示した弾性画像を形成する。

そして、形成された弾性画像が画像表示部３４に表示される。表示される弾性画像は、例えば、図３に示した圧縮前のＲＯＩ４６内の全域に亘って各組織部位の歪み量をカラー表示した画像に相当する。また、図３に示した画像、つまりＢモード画像４２上に圧縮前後のＲＯＩを重ねて表示した画像と、弾性画像形成部３２において形成された弾性画像とを並べて表示した表示画像を形成してもよい。

このように、本実施形態では、圧縮評価部１４によって圧縮状態が良好であると判断されると、変位量計測部１６において組織部位の変位量が計測され、その変位量に基づいて弾性画像が形成される。一方、圧縮評価部１４によって圧縮状態が良好ではないと判断されると弾性画像は形成されない。したがって、ユーザは、弾性画像が表示されるか否かによって、圧縮状態が良好であったか否かを知ることができる。つまり、プローブ１０による加圧状態の良否を知ることができる。

前述したように、圧縮評価部１４は、各サンプル点ごとに得られる相関係数と相関係数の閾値αとを比較して圧縮状態の良否を判断している。したがって、圧縮状態の良否の判断結果は、閾値αの値に大きく依存している。しかし、閾値αの最適値を設定することは必ずしも容易ではない。例えば、閾値αを比較的大きな値に設定すると、圧縮前後の相関関係が強い良好な弾性画像を選別することができるものの弾性画像を表示させることが難しくなる。一方、閾値αを比較的小さな値に設定すると、弾性画像を表示させ易くなるものの圧縮前後の相関関係が弱い弾性画像が表示される可能性もある。

そこで、本実施形態では、最適化処理部２０において閾値αの最適値を設定するための最適化関数が生成され、その最適化関数に基づいてパラメータ設定部３０において閾値αの最適値が設定される。

最適化処理部２０は、画像記憶部２２と評価関数生成部２４と最適化関数生成部２６とを含んでいる。画像記憶部２２は、弾性画像形成部３２によって形成された弾性画像（画像データ）を記憶する。後に説明するように、閾値αや重み変数βの値に応じて複数の弾性画像が形成されて画像記憶部２２に記憶される。

評価関数生成部２４は、閾値αと重み変数βを変数とする評価関数Ｅ（α，β）を生成する。評価関数を生成するにあたって、評価関数生成部２４は、まず、圧縮回数Ｃ（α）、弾性画像表示回数Ｄ（α）、良好弾性画像数Ｇ（α）を計測する。

圧縮回数Ｃ（α）は、弾性画像を形成する際に行われるプローブ１０による圧縮（加圧）回数である。例えば、プローブ１０を圧縮（加圧）操作するときに圧縮回数をカウンタなどで計測しておく。あるいは、カウンタによる計測結果をユーザが操作パネルなどから入力する構成でもよい。また、ユーザがＢモード画像を利用して圧縮操作回数を目視で計測してもよい。

弾性画像表示回数Ｄ（α）は、弾性画像が表示される回数である。つまり、圧縮回数Ｃ（α）だけ計測が行われたうち、圧縮評価部１４によって圧縮状態が良好であると判断された場合にのみ弾性画像が表示されるため、その表示された回数として弾性画像表示回数Ｄ（α）が計測される。なお、形成された弾性画像は、画像記憶部２２に記憶されるため、画像記憶部２２内に記憶された弾性画像数を弾性画像表示回数Ｄ（α）としてもよい。

良好弾性画像数Ｇ（α）は、表示された弾性画像に含まれる良好な弾性画像数である。つまり、画像記憶部２２に記憶された弾性画像のうち、良好な画像と判断される弾性画像の数である。弾性画像が良好であるか否かは、各弾性画像の画像全体の相関係数に基づいて判断される。

各弾性画像を形成するにあたって、変位量計測部１６は、例えば、圧縮前のＲＯＩ（図３の符号４６）内の全域を埋め尽くすように多数のサンプル点を設定し、各サンプル点ごとに圧縮後の対応点を相関演算によって求めている。そこで、評価関数生成部２４は、例えば、全てのサンプル点についての相関係数の平均値を求めて、その相関係数の平均値が例えば５０（パーセント）以上の場合に、弾性画像が良好であると判断する。

そして、評価関数生成部２４は、圧縮回数Ｃ（α）、弾性画像表示回数Ｄ（α）、良好弾性画像数Ｇ（α）に基づいて評価関数Ｅ（α，β）を生成する。評価関数Ｅ（α，β）は、Ｅ（α，β）＝βＡ（α）＋（１−β）Ｆ（α）と定義される。ここで、Ａ（α）は弾性画像の良好画像率でありＡ（α）＝（Ｇ（α）／Ｄ（α））×１００と定義される。また、Ｆ（α）は弾性画像表示率でありＦ（α）＝（Ｄ（α）／Ｃ（α））×１００と定義される。また、βは測定条件を決める重み変数であり０以上１以下の値に設定される。

ユーザにとって、良好画像率Ａ（α）と弾性画像表示率Ｆ（α）は、各々、大きい値となることが望ましい。しかし、良好画像率Ａ（α）と弾性画像表示率Ｆ（α）の両者はトレードオフの関係にある。そこで、本実施形態では、重み変数βを利用して良好画像率Ａ（α）と弾性画像表示率Ｆ（α）に重み付け処理を施した評価関数Ｅ（α，β）を生成し、評価関数Ｅ（α，β）の値を大きくするようなパラメータ設定を試みている。

なお、重み変数βの値が大きいほど良好画像率Ａ（α）の重み付けが大きくなり、測定の正確性が重視される。一方、重み変数βの値が小さいほど弾性画像表示率Ｆ（α）の重み付けが大きくなり、弾性画像の出現頻度が重視される。

最適化関数生成部２６は、重み変数βの値から閾値αの最適値を求める最適化関数を生成する。最適化関数ＣＣ（β）は、ＣＣ（β）＝ arg max_n Ｅ（α，β）と定義される。なお、arg max_xｆ（ｘ）は、ｆ（ｘ）の値が最大となるｘの値を返す関数である。つまり最適化関数ＣＣ（β）は、重み変数βを変数とする関数であり、βの値に応じて、評価関数Ｅ（α，β）の値が最大となる閾値αの値を出力する。

図４は、最適化関数を求める処理を説明するためのフローチャートである。フローチャートの各ステップの処理内容を説明する。

まず、加圧による変位量の下限値が設定される（Ｓ４０１）。例えば、弾性画像用のＲＯＩ内の各深さ（図３に示す深さＡ〜Ｃ）の各々の変位量の下限値が設定される。変位量の下限値は、例えば、対象組織の厚みの１パーセントに設定される。

次に、相関係数の閾値αがα＝１０（パーセント）に初期設定され（Ｓ４０２）、設定された閾値αの値を維持した状態で、プローブによる加圧が複数回数だけ行われて弾性画像が形成され、形成された弾性画像が表示される（Ｓ４０３）。なお、相関係数と閾値αとの比較結果に応じて弾性画像が表示されない場合があることは先に説明したとおりである。また、Ｓ４０１で設定された変位量の下限値に基づいて、測定の有効性を判断してもよい。例えば、加圧による変位量がＳ４０１で設定された下限値よりも小さい場合には、その時の加圧による測定を無効としてもよい。

次に、閾値αが６０以上か否かを確認する（Ｓ４０４）。閾値αが６０以上でなければ、閾値αの値が１０だけ増加され（Ｓ４０８）、再び、プローブによる加圧が複数回数だけ行われて弾性画像の表示が行われ（Ｓ４０３）、閾値αが６０以上か否かを確認する（Ｓ４０４）。つまり、Ｓ４０３→Ｓ４０４→Ｓ４０８の処理が繰り返し実行されることにより、閾値α＝１０，２０，３０，４０，５０，６０の各々の値について、複数回数に亘って弾性画像の形成が行われる。

閾値αが６０以上になると弾性画像の形成処理を終了し、閾値αの各値ごとに良好画像率Ａ（α）と弾性画像率Ｆ（α）が求められる（Ｓ４０５）。さらに、重み変数βの値を設定することにより評価関数Ｅ（α，β）の具体的な値を求めることができる（Ｓ４０６）。また、評価関数Ｅ（α，β）の具体的な値に基づいて、最適化関数ＣＣ（β）が求められる（Ｓ４０７）。

図５は、評価関数の具体例を説明するための図である。図５には、重み変数をβ＝０，β＝０．２５，β＝０．５，β＝０．７５，β＝１に設定した場合の各々の評価関数が示されている。なお、重み変数βの値に応じた５つの評価関数は、各々、横軸に閾値αの値をとり、縦軸に評価関数Ｅ（α，β）の値を示している。

閾値αは、例えばα＝１０，２０，３０，４０，５０，６０に設定され、閾値αの各値ごとに良好画像率Ａ（α）と弾性画像率Ｆ（α）が求められる（図４のＳ４０５参照）。評価関数Ｅ（α，β）は、Ｅ（α，β）＝βＡ（α）＋（１−β）Ｆ（α）と定義されることは先に説明したとおりである。そのため、重み係数βの値を決定することにより、閾値αの各値ごとに、良好画像率Ａ（α）と弾性画像率Ｆ（α）から評価関数Ｅ（α，β）の値を求めることができる。

図５に示すβ＝０のグラフは、重み係数をβ＝０に設定し、閾値αの各値ごとに求められた良好画像率Ａ（α）と弾性画像率Ｆ（α）から、評価関数Ｅ（α，β）の具体的な値を求めたものである。そのため、図５には、横軸に示す閾値α＝１０〜６０の各値に応じた合計６点の評価関数の値が示されている。なお、これら６点の値から補間や最小二乗法などの処理を利用して、評価関数Ｅ（α，β）の関数曲線を求めてもよい。

図５に示すβ＝０以外のグラフについてもβ＝０の場合と同様であり、重み係数βの値を設定して、横軸に示す閾値α＝１０〜６０の各値に応じた合計６点の評価関数の値を示したものである。また、６点の値から評価関数Ｅ（α，β）の関数曲線を求めてもよい。

図６は、最適化関数の具体例を説明するための図である。図６には、図５の評価関数に対応した最適化関数が示されている。先に説明したように、最適化関数ＣＣ（β）は、βを変数とする関数であり、βの値に応じて、評価関数Ｅ（α，β）の値が最大となる閾値αの値を出力する。

図５の評価関数の具体例について検討すると、β＝０の場合に評価関数の値が最大となる閾値αの値はα＝３０であり、また、β＝０．２５の場合に評価関数の値が最大となる閾値αの値はα＝３０である。同様に、β＝０．５の場合はα＝３０となり、β＝０．７５の場合はα＝５０となり、β＝１の場合はα＝６０となる。

図５に示す評価関数の具体例について、重み変数βの値と閾値αの最適値との対応関係を示したのが図６の最適化関数である。図６は、横軸に重み変数βの値を示し、縦軸に重み変数βの各値に対応した閾値αの最適値を示している。図５の評価関数から得られるように、図６には、β＝０の場合の最適値α＝３０、β＝０．２５の場合の最適値α＝３０、β＝０．５の場合の最適値α＝３０、β＝０．７５の場合の最適値α＝５０、β＝１の場合の最適値α＝６０の各対応関係が点によって示されている。

なお、図６には、重み変数β＝０〜１の５つの値に対応した合計５点の最適値のみを示しているが、これら５点の最適値から、補間や最小二乗法などの処理を利用して、最適化関数の関数曲線を求めてもよい。

図１に戻り、最適化処理部２０において最適化関数が求められると、パラメータ設定部３０は、最適化関数に基づいて、重み係数βの値に対応した閾値αの最適値を設定する。重み係数βの値は、例えば、ユーザが設定する。つまり、ユーザは、測定条件として測定の正確性を重視するのであれば重み変数βの値を比較的大きな値に設定し、測定条件として弾性画像の出現頻度（測定の迅速さ）を重視するのであれば重み変数βの値を比較的小さな値に設定する。ユーザは、例えば、図示しない操作パネルなどから、重み係数βの値を設定する。

重み係数βの値が設定されると、パラメータ設定部３０は、最適化関数から設定されたβの値に対応して閾値αの最適値を設定する。例えば、図６に示す最適化関数の場合、重み係数βがβ＝０．５に設定されると、閾値αの最適値はα＝３０（パーセント）に設定される。そして、圧縮評価部１４は、パラメータ設定部３０によって設定された閾値αの最適値を利用して、プローブ１０による圧縮状態を評価する。なお、圧縮状態の評価は、図３を利用して説明したとおりである。

以上のように、本発明の実施形態によれば、相関演算の演算結果の評価基準となる閾値αに基づいて測定状態の良否（圧縮状態の良否）が判定される。また、測定条件を反映させた重み変数βの値から閾値αの最適値が設定されるため閾値αの設定が容易であり、さらに、例えば、ユーザが測定対象や測定環境などに応じて重み変数βの値を設定し、その値に応じた閾値αの最適値が求められることにより、閾値αの設定にユーザの要求を反映させることが可能になる。

なお、例えば、測定対象などに応じて、複数の最適化関数が利用されてもよい。また、最適化関数は、装置の製造時に予め装置内に組み込まれていてもよいし、装置の利用時に測定に先立ってユーザが装置に登録してもよい。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。

本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。 歪み量の計測原理を説明するための図である。 圧縮状態の評価を説明するための図である。 最適化関数を求める処理を説明するためのフローチャートである。 評価関数の具体例を説明するための図である。 最適化関数の具体例を説明するための図である。

符号の説明

１４ 圧縮評価部、１６ 変位量計測部、１８ 歪み量演算部、２０ 最適化処理部、３０ パラメータ設定部。

Claims (5)

1. 対象組織を含む空間内に超音波を送受波することにより対象組織の加圧前後のエコー信号を取得する送受波部と、
   加圧前後のエコー信号を相関演算に基づいて比較することにより対象組織内の変位量を計測し、計測された対象組織内の変位量から対象組織の硬さを反映させた測定量を求める測定量演算部と、
   相関演算の演算結果の評価基準となるパラメータαに基づいて、測定量を求める際の測定状態の良否を判定する測定状態判定部と、
   測定量を求める際の測定条件を反映させたパラメータβの値とそれに応じたパラメータαの最適値との対応関係を示す最適化情報に基づいて、パラメータβの値からパラメータαの最適値を設定するパラメータ設定部と、
   を有する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記測定状態判定部は、相関演算によって得られる相関係数と相関係数の閾値であるパラメータαとの比較から測定状態の良否を判定する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項２に記載の超音波診断装置において、
   前記最適化情報は、測定の迅速さと測定の正確さとの比率を決定する重み変数であるパラメータβの値と相関係数の閾値であるパラメータαの最適値との対応関係を示す情報である、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
4. 請求項３に記載の超音波診断装置において、
   前記測定状態判定部によって測定状態が良好であると判定された場合に前記測定量を反映させた測定量画像を形成する画像形成部と、
   測定量画像が形成された場合に測定量画像を表示する画像表示部と、
   測定の迅速さに対応した指標として、測定回数と測定量画像が表示された回数との比率である画像表示率Ｆ（α）を利用し、測定の正確さに対応した指標として、表示された測定量画像に含まれる良好画像の割合である良好画像率Ａ（α）を利用し、画像表示率Ｆ（α）と良好画像率Ａ（α）とパラメータβとによって定義される評価関数Ｅ（α，β）＝βＡ（α）＋（１−β）Ｆ（α）に基づいて最適化情報を求める最適化処理部と、
   をさらに有する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項４に記載の超音波診断装置において、
   前記最適化処理部は、パラメータβの値を固定した場合に評価関数Ｅ（α，β）が最大となるパラメータαの値をそのパラメータβの値に対応したパラメータαの最適値とし、パラメータβの複数の値の各々についてパラメータαの最適値を求めることにより、パラメータβの値とそれに応じたパラメータαの最適値との対応関係を示す最適化情報を求める、
   ことを特徴とする超音波診断装置。

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