JP2008136860A - 超音波診断装置およびその画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】胎児の推定体重を算出する場合において、超音波診断装置の操作性を向上させることができることができるようにする。
【解決手段】本発明の超音波診断装置１においては、画像再構成部２６は、Bモード画像データとドプラモード画像データを共通の座標軸をもつボリュームデータに変換する。算出部２７は、ボリュームデータに基づいて胎児の推定体積を算出し、データ記憶部２５に予め記憶されている係数（胎児の推定体積から胎児の推定体重を算出するための比重に関する数値）と算出された胎児の推定体積に基づいて胎児の推定体重を算出し、DSC２８は、データ記憶部２５から供給された胎児の推定体重に関する算出結果をビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。表示部１４は、胎児の推定体重に関する算出結果などを図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。
【選択図】 図６

Description

本発明は超音波診断装置およびその画像処理プログラムに係り、特に、超音波診断装置の操作性を向上させることができるようにした超音波診断装置およびその画像処理プログラムに関する。

近年、超音波診断装置は、音波を利用しているため被爆の危険性がないことから、放射線の被曝に対して極めて弱い胎児などの診断にも用いられるようになってきている。

胎児の診断に超音波診断装置が用いられる場合、医師や技師など（以下、「オペレータ」という。）が胎児の成育状況などを確認するために、従来から胎児の推定体重を算出する方法が知られている。

従来の胎児の推定体重算出方法では、母体中の胎児の頭や腹部、足の長さを測定することにより胎児の現在の推定体重を算出することができる。

具体的には、まず、オペレータが胎児の身体の各部における断層像をそれぞれ表示させる。図１に示されるように、オペレータは、胎児の頭部の断層像を表示させ、ＢＰＤ（児頭大横径）を測定する。図２に示されるように、オペレータは、胎児の頭部の断層像を表示させ、ＨＣ（頭部周囲長）を測定する。図３に示されるように、オペレータは、胎児の腹部の断層像を表示させ、ＡＣ（腹部周囲長）を測定する。図４に示されるように、オペレータは、胎児の大腿部の断層像を表示させ、ＦＬ（大腿骨長）を測定する。

次に、図１乃至図４における測定結果を予め設定されている推定体重（ＥＦＷ）算出式に入力することにより、胎児の推定体重が算出され、図５に示されるように算出結果が表示される。

ところで、近年、静止画表示モードでシネループ操作を行うときに、表示画面がデュアル表示に設定された場合、各画面に連続する時相（異なる時相）の画像を表示させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に提案されている方法によれば、静止画面表示モードでデュアル表示を行う場合、各画面に連続した時相（異なる時相）のＢモード画像を同時に表示させることができ、その比較検討を容易にすることができる。

特許文献１に提案されている方法を従来の胎児の推定体重算出方法に用いれば、母体中の胎児の頭や腹部、足の長さを測定することにより胎児の現在の推定体重を算出する場合、１つの所定の部位の断層像を表示させるとき、各画面に連続した時相（異なる時相）のＢモード画像を同時に表示させることにより比較検討を容易にし、所定の部位の好適な断層像を表示させることができる。
特開平２−４５０４６号公報

しかしながら、従来の推定体重算出方法、あるいは、特許文献１に提案されている方法を従来の胎児の推定体重算出方法に用いた方法では、オペレータが、推定体重の算出に必要な胎児の各断層像を順次表示させた上で各断層像に基づいて測定を行わなければならず、また、推定体重を高精度に算出するためには、入力部に設けられた操作パネルを何回も操作することにより好適な断層像を表示させなければならず、オペレータにとって操作が煩わしいという課題があった。

そこで、１回の表示操作により表示された断層像を用いて胎児の推定体重を算出する方法も考えられるが、例えば胎児の頭部の断層像を表示させてＢＰＤ（児頭大横径）を測定する場合、１回の表示操作により表示された断層像が胎児の頭部に垂直な断層像（いわゆるアキシャル面における断層像）ではなく、アキシャル面における断層像に対して多少斜めに走査した断層像であるときには、図１の楕円がより楕円となることで測定に２次元的な誤差が生じてしまい、その結果、胎児の推定体重を高精度に算出することはできなくなってしまう。

また、胎児の推定体重を算出するまでには複数の項目について複数回の操作を行う必要があるが、オペレータがそのうちの１つの項目についての操作を忘れてしまう場合もあり、このような場合、時間をかけてその他の項目について操作をしたにもかかわらず、１つの項目について操作を忘れてしまったために胎児の推定体重を算出することができず、再度胎児の推定体重を算出しなければならない。そのため、オペレータにとって操作が煩わしいという課題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、胎児の推定体重を算出する場合において、超音波診断装置の操作性を向上させることができる超音波診断装置およびその画像処理プログラムを提供することを目的としている。

本発明の超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、被検体から反射された反射波から超音波振動子によって変換された受信信号に基づいてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、ボリュームデータに基づいて３次元の画像データを生成する３次元画像データ生成手段と、ボリュームデータに基づいて被検体の推定体重を算出する推定体重算出手段とを備えることを特徴とする。

本発明の超音波診断装置の画像処理プログラムは、上述した課題を解決するために、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、被検体から反射された反射波から超音波振動子によって変換された受信信号に基づいてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成ステップと、ボリュームデータに基づいて３次元の画像データを生成する３次元画像データ生成ステップと、ボリュームデータに基づいて被検体の推定体重を算出する推定体重算出ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、胎児の推定体重を算出する場合において、超音波診断装置の操作性を向上させることができる。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図６は、本発明を適用した超音波診断装置１の内部の構成を表している。

超音波診断装置１は、本体１１、その本体１１に電気ケーブルを介して接続されている超音波プローブ１２、入力部１３、および表示部１４により構成される。

図６に示されるように、超音波診断装置１の本体１１は、制御部２１、送信部２２、受信部２３、画像データ生成部２４、データ記憶部２５、画像再構成部２６、算出部２７、およびDSC（Digital Scan Converter）２８により構成される。なお、制御部２１、送信部２２、受信部２３、画像データ生成部２４、データ記憶部２５、画像再構成部２６、算出部２７、およびDSC２８は、超音診断装置１の本体１１内においてバスにより相互に接続される。

制御部２１は、CPU(Central Processing Unit) またはMPU（Micro Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、およびRAM（Random Access Memory）などからなり、種々の制御信号を生成し、各部に供給することにより超音波診断装置１の駆動を総括的に制御する。

送信部２２は、レートパルス発生器、送信遅延回路、およびパルサ（いずれも図示せず）からなり、レートパルス発生器は、制御部２１から供給された制御信号に基づいて被検体の内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数を決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、送信時における超音波ビームの収束距離や偏向角度を設定するための遅延回路であり、制御部２１から供給される制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。さらに、パルサは、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成する駆動回路であり、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ１２に出力する。

受信部２３は、プリアンプ、受信遅延回路、および加算器（いずれも図示せず）からなり、プリアンプは、超音波プローブ１２から被検体に供給された超音波パルスの反射波に基づく受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号を受信遅延回路に供給する。

受信遅延回路は、制御部２１から供給される制御信号に基づいて、プリアンプから供給された増幅後の受信信号に各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの受信信号を加算し、加算された受信信号を画像データ生成部２４に供給する。

画像データ生成部２４は、Bモード処理部２９とドプラモード処理部３０により構成される。Bモード処理部３１は、対数増幅器、包絡線検波回路、およびTGC（Time Gain Control）回路（いずれも図示せず）からなり、制御部２１から供給された制御信号に基づいて、以下の処理を行う。

すなわち、Bモード処理部３１の対数増幅器は、受信部２３から供給された受信信号を対数増幅し、対数増幅された受信信号を包絡線検波回路に供給する。包絡線検波回路は、超音波周波数成分を除去して振幅のみを検出するための回路であり、対数増幅器から供給された受信信号について包絡線を検波し、検波された受信信号をTGC回路に供給する。TGC回路は、包絡線検波回路から供給された受信信号の強度を最終的な画像の輝度が均一になるように調整し、Bモード画像データを生成し、生成されたBモード画像データをデータ記憶部２５に供給する。

ドプラモード処理部３０は、基準信号発生器、π/２移相器、ミキサ、LPF（Low Pass Filter）、ドプラ信号記憶回路、FFT（Fast Fourier Transform）分析器、および演算器（いずれも図示せず）などからなり、主に直交位相検波とFFT分析が行われ、生成されたドプラモード画像データをデータ記憶部２５に供給する。

データ記憶部２５は、例えばＨＤＤ（Hard Disc Drive）などからなり、Bモード処理部３１とドプラモード処理部３２から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データを記憶する。データ記憶部２５は、制御部２１からの指示に従い、必要に応じて、記憶されているBモード画像データとドプラモード画像データを画像再構成部２６とDSC２８に供給する。

また、データ記憶部２５は、画像再構成部２６から供給されたボリュームデータと種々の３次元の画像データを取得し、取得されたボリュームデータと種々の３次元の画像データを記憶するとともに、必要に応じて、記憶されているボリュームデータと３次元の画像データを算出部２７とDSC２８に供給する。さらに、データ記憶部２５は、算出部２７から供給された算出結果を記憶し、必要に応じて、記憶されている算出結果をDSC２８に供給する。なお、データ記憶部２５は、予め設定された所定の係数（胎児の推定体積から胎児の推定体重を算出するための比重に関する数値）を記憶し、必要に応じて、記憶されている所定の係数を算出部２７に供給する。

画像再構成部２６は、制御部２１の制御に従い、データ記憶部２５に記憶されているBモード画像データとドプラモード画像データを読み出し、読み出されたBモード画像データとドプラモード画像データを共通の座標軸をもつボリュームデータに変換するとともに、データ記憶部２５に供給する。画像再構成部２６は、変換されたボリュームデータに基づいて種々の演算処理を用いて再構成することにより種々の３次元の画像データを生成し、生成された種々の３次元の画像データをデータ記憶部２５に供給する。

算出部２７は、制御部２１の制御に従い、データ記憶部２５に記憶されているボリュームデータを読み出し、読み出されたボリュームデータに基づいて胎児の推定体積を算出する。算出部２７は、制御部２１の制御に従い、データ記憶部２５に予め記憶されている所定の係数（胎児の推定体積から胎児の推定体重を算出するための比重に関する数値）を読み出し、読み出された所定の係数と算出された胎児の推定体積に基づいて胎児の推定体重を算出し、その算出結果をデータ記憶部２５に供給する。

DSC２８は、制御部２１の制御に従い、データ記憶部２５から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データ、あるいは３次元の画像データを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データ、あるいは３次元の画像データを、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。また、DSC２８は、データ記憶部２５から供給された胎児の推定体重に関する算出結果を取得し、取得された胎児の推定体重に関する算出結果をビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。

また、超音波プローブ１２は、本体１１に電気ケーブルを介して接続されており、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行う超音波トランスジューサであり、１次元にアレイ配列あるいは２次元にマトリクス配列された微小な超音波振動子（図示せず）をその先端部分に有する。この超音波振動子は圧電振動子としての電気音響変換素子である。超音波プローブ１２は、送信時には本体１１の送信部２２から入力された電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、また受信時には被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体１１に出力する。

入力部１３は、電気ケーブルを介して本体１１と接続され、操作パネル上に、オペレータが推定体重の算出を指示するための推定体重算出ボタンの他、オペレータの種々の指示を入力するための表示パネル、キーボード、トラックボール、マウスなどの入力デバイスを有しており、患者情報、計測パラメータ、物理パラメータ、テンプレートサイズ、および、画像演算に用いる画像の時相や格子間隔などをオペレータが入力するために用いられる。

表示部１４は、ケーブルを介して本体１１のDSC２８と接続され、図示せぬLCD(Liquid Crystal Display)や図示せぬCRT(Cathode Ray Tube)が設けられており、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたDSC２８からのBモード画像データとドプラモード画像データ、３次元の画像データ、あるいは胎児の推定体重に関する算出結果などを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データ、３次元の画像データ、あるいは胎児の推定体重に関する算出結果などを図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。

次に、図７のフローチャートを参照して、図６の超音波診断装置１における推定体重算出処理について説明する。なお、図７のフローチャートを用いて説明する推定体重算出処理においては、例えば子宮内の羊水に浮かんでいる胎児を被検体とし、この被検体に関して推定体重を算出する場合について明示的に記載する。勿論、子宮内の羊水に浮かんでいる胎児以外の被検体についても本発明を適用するようにしてもよい。

ステップＳ１において、画像データ生成部２４のＢモード処理部２９とドプラモード処理部３０は、複数の２次元の断層画像データを生成する。具体的には、以下のようにして複数の２次元の断層画像データが生成される。

送信部２２は、制御部２１から供給された超音波送信制御信号に基づいて、超音波ビームを被検体に送信する。すなわち、送信部２２のレートパルス器は、制御部２１から供給された超音波送信制御信号に基づいて、被検体の内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数が所定のパルス繰り返し周波数になるように決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、制御部２１から供給される超音波送信制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度（θ１）となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。さらに、パルサは、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ１２に出力する。超音波プローブ１２は、送信部２２から入力された高圧パルス（電気パルス）を超音波パルスに変換し、変換された超音波パルスを被検体に送信する。被検体内に送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体内の臓器間の境界面あるいは組織にて反射される。

超音波プローブ１２は、被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体１１に出力する。受信部２３は、制御部２１から供給された超音波受信制御信号に基づいて、超音波プローブ１２から入力された受信信号を増幅し、所定の遅延時間を付加して、画像データ生成部２４に供給する。すなわち、受信部２３のプリアンプは、超音波プローブ１２から被検体に入力された超音波の反射波に基づく受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号を受信遅延回路に供給する。

受信部２３の受信遅延回路は、制御部２１から供給された超音波受信制御信号に基づいて、プリアンプから供給された増幅後の受信信号に各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの受信信号を加算し、加算された受信信号を画像データ生成部２４に供給する。

画像データ生成部２４のBモード処理部３１とドプラモード処理部３２は、受信部２３から供給された受信信号に種々の処理を施し、θ１方向のBモード画像データとドプラモード画像データを生成し、生成されたθ１方向のBモード画像データとドプラモード画像データをデータ記憶部２５に供給する。

データ記憶部２５は、画像データ生成部２４のBモード処理部３１とドプラモード処理部３２から供給されたθ１方向のBモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたθ１方向のBモード画像データとドプラモード画像データを記憶する。

次に、超音波の送受信方向をΔθずつ順次更新させながらθ１＋（Ｎ−１）Δθまで変更してＮ方向の走査によって上記と同様な手順で超音波の送受信を行い、被検体内をリアルタイム走査する。このとき、制御部２１は、その制御信号によって送信部２２の送信遅延回路と受信部２３の受信遅延回路の遅延時間を、所定の超音波送受信方向に対応させて順次切り替えさせながら、θ１＋Δθ乃至θ１＋（Ｎ−１）Δθ方向のBモード画像データとドプラモード画像データの各々を生成させる。

また、データ記憶部２５は、生成されたθ１＋Δθ乃至θ１＋（Ｎ−１）Δθ方向のBモード画像データとドプラモード画像データを、すでに記憶されているθ１方向のBモード画像データとドプラモード画像データとともに、所定の時相の２次元のBモード画像データとドプラモード画像データとして記憶する。

このようにして、所定の時相の１枚の２次元のBモード画像データとドプラモード画像データを生成し、生成された２次元のBモード画像データとドプラモード画像データを記憶することができる。

次に、空間的に異なる条件で同様の操作を行うことにより、複数の２次元の断層画像データ（２次元のBモード画像データとドプラモード画像データ）により構成される３次元にわたる断層画像データを収集する。

具体的には、１次元にアレイ配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いてオペレータの手動走査を行う場合、例えば、あおり走査や平行移動走査などを手動にて一定の速度で行うことにより、複数の２次元の断層画像データにより構成される３次元にわたる断層画像データを収集する。勿論、１次元にアレイ配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いて機械的に走査を行うようにしてもよい。

また、２次元にマトリクス配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いて直接３次元的に走査することにより３次元にわたる断層画像データを収集するようにしてもよい。本発明においては、３次元にわたる断層画像データを収集することができさえすればよく、いずれの走査方式により３次元にわたる断層画像データを収集する場合にも適用することができる。

このように収集（生成）された複数の２次元の断層画像データ（２次元のBモード画像データとドプラモード画像データ）は、データ記憶部２５に順次記憶される。

ステップＳ２において、画像再構成部２６は、制御部２１の制御に従い、データ記憶部２５に記憶されている複数の２次元のBモード画像データとドプラモード画像データを読み出し、読み出された複数の２次元のBモード画像データとドプラモード画像データを共通の座標軸をもつボリュームデータに変換するとともに、データ記憶部２５に供給する。

ステップＳ３において、画像再構成部２６は、変換されたボリュームデータに基づいて種々の演算処理を用いて再構成することにより種々の手法による３次元の画像データを生成し、生成された種々の３次元の画像データをデータ記憶部２５に供給する。

ステップＳ４において、DSC２８は、制御部２１の制御に従い、データ記憶部２５から供給された種々の手法による３次元の画像データを取得し、取得された種々の手法による３次元の画像データを、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。表示部１４は、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたDSC２８からの手法による３次元の画像データを取得し、取得された種々の手法による３次元の画像データに基づいて３次元画像を図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。その後、オペレータによる同様の操作により、異なる複数の２次元の断層画像データが生成され、異なるボリュームデータに基づく複数の３次元画像の静止画（フリーズさせた画像）が順次表示される。

ステップＳ５において、制御部２１は、オペレータが入力部１３を操作することにより推定体重算出用の３次元画像（推定体重算出用の３Ｄ画像であるＶＯＩ（Voxel of Interest））が指定されたか否かを判定し、オペレータが入力部１３を操作することにより推定体重算出用の３次元画像が指定されたと判定するまで待機する。

ステップＳ５においてオペレータが入力部１３を操作することにより推定体重算出用の３次元画像が指定されたと判定された場合、制御部２１はステップＳ６で、オペレータが入力部１３に設けられた推定体重算出ボタン（図示せず）を操作することにより推定体重を算出するとの指示がなされたか否かを判定する。

ステップＳ６においてオペレータが入力部１３に設けられた推定体重算出ボタン（図示せず）を操作することにより推定体重を算出するとの指示がなされたと判定された場合、算出部２７はステップＳ７で、制御部２１の制御に従い、データ記憶部２５に記憶されているオペレータにより指定された３次元画像に対応するボリュームデータを読み出す。ここで、画像再構成部２６において複数の２次元のBモード画像データとドプラモード画像データを共通の座標軸をもつボリュームデータ（ボクセルデータ）に変換する場合、細かな立方体（いわゆるボクセル）の集合に変換される。

ステップＳ８において、算出部２７は、変換された細かな立方体（いわゆるボクセル）の集合を用いて、被検体（例えば胎児など）の輪郭を抽出する。具体的には、算出部２７は、指定された推定体重算出用の３次元画像に含まれるボリュームデータの輝度値（各ボクセルにおける輝度値）を用いて、被検体（胎児）の輪郭を抽出する。まず、例えば図８に示されるように、羊水に浮かんでいる被検体（胎児）の輪郭抽出に際して、オペレータにより入力部１３が操作されることにより、胎児の頭や胴などの組織の中央付近にて輪郭抽出の開始点（図８の場合、輪郭抽出開始点Ａ）が指定される。

そして、図８の場合、輪郭抽出開始点Ａが開始点とされ、指定された推定体重算出用の３次元画像の指定範囲の外側方向に順次、指定された推定体重算出用の３次元画像に含まれるボリュームデータの輝度値（各ボクセルにおける輝度値）が全領域について比較され、ボリュームデータの輝度値の変化（輝度値間の差分）が予め設定された所定の基準値よりも大きいか否かが判定される。このとき、例えば被検体が胎児の場合、通常、胎児と羊水との境界での輝度差は予め設定された所定の基準値よりも大きいと考えられることから、胎児と羊水との境界領域においては、ボリュームデータの輝度値の変化（輝度値間の差分）が予め設定された所定の基準値よりも大きいと判定される。一方、被検体である胎児の体の領域内または羊水の領域内などにおいては、ボリュームデータの輝度値の変化（輝度値間の差分）が予め設定された所定の基準値よりも小さいと判定される。

次に、ボリュームデータの輝度値の変化（輝度値間の差分）が予め設定された所定の基準値よりも大きいと判定された場合、予め設定された所定の基準値よりも大きい輝度値間の差分が存在する２つの輝度値（高い方の輝度値と低い方の輝度値）のうち、高い方の輝度値を有するボクセルは少なくとも被検体（胎児）の体に属すると認識されるとともに、低い方の輝度値を有するボクセルは少なくとも羊水に属すると認識され、認識されたボクセルを用いて胎児と羊水との境界面が作成される。さらに、作成された境界面により形成される境界領域が抽出される。このように抽出された境界領域は、推定体重算出用の３次元画像においてボリュームデータの輝度値が急激に低くなる境界領域であり、例えば被検体が胎児の場合、胎児と羊水との境界領域を意味している。換言すれば、抽出された境界領域は被検体である胎児の輪郭をまさに意味している。

このように、ボリュームデータを用いて、被検体である胎児の輪郭が抽出される。

ステップＳ９において、制御部２１は、ステップＳ８の輪郭抽出処理において被検体の輪郭が抽出されたか否かを判定する。例えば被検体である胎児が羊水中に浮かんではいるが、羊膜に近接しているために胎児と羊膜との間に羊水はほとんどないときには、胎児と羊水との境界領域を適切に抽出することが困難である場合も考えられる。このような場合において、胎児と羊水との境界領域が抽出できなかったとき、ステップＳ８の輪郭抽出処理において被検体の輪郭が抽出されなかったと判定される。一方、被検体である胎児は通常羊水に浮かんでおり、胎児と羊水との境界領域は適切に抽出されると、ステップＳ８の輪郭抽出処理において被検体の輪郭が抽出されたと判定される。

ステップＳ９において輪郭抽出処理にて被検体の輪郭が抽出されたと判定された場合、算出部２７はステップＳ１０で、制御部２１の制御に従い、読み出されたボリュームデータに基づいて胎児の推定体積を算出する。すなわち、ボクセルの一辺の長さは既知であることから、抽出された被検体（胎児）の輪郭内に含まれるボクセル数を用いて、胎児が存在するボクセルの数を加算することにより胎児の推定体積を算出することができる。勿論、異なる複数のボリュームデータに基づいて被検体の推定体重を複数回算出するようにしてもよい。

ステップＳ１１において、算出部２７は、制御部２１の制御に従い、データ記憶部２５に予め記憶されている所定の係数（胎児の推定体積から胎児の推定体重を算出するための比重に関する数値）を読み出し、読み出された所定の係数と算出された胎児の推定体積に基づいて胎児の推定体重を算出し、算出された推定体重データをデータ記憶部２５に供給する。なお、所定の係数は、オペレータが予め任意に設定し、変更することが可能であるし、胎児の症状（例えば水頭症など）に応じて設定変更するようにしてもよい。また、被検体の推定体重を算出する際に、被検体の部位（例えば頭部や胴部など）ごとに応じて予め設定された所定の係数を用いるようにしてもよい。

一方、ステップＳ９において輪郭抽出処理にて被検体の輪郭が抽出されていないと判定された場合、制御部２１はステップＳ１２で、ユーザにより入力部１３が操作されることにより、表示部１４に表示される表示画面上にて被検体（胎児）の輪郭の指定を受け付ける。ステップＳ１３において、算出部２７は、受け付けられた被検体（胎児）の輪郭の指定に従い、変換された細かな立方体（いわゆるボクセル）の集合を用いて、被検体（例えば胎児など）の輪郭を設定する。その後、処理はステップＳ１０に進み、ステップＳ１０の処理により、設定された被検体の輪郭内に含まれるボクセル数を用いて、胎児が存在するボクセルの数が加算されることにより胎児の推定体積が算出される。そして、ステップＳ１１の処理により、データ記憶部２５に予め記憶されている所定の係数を用いて被検体の推定体重が算出される。これにより、例えば被検体である胎児が羊水中に浮かんではいるが、羊膜に近接しているために胎児と羊膜との間に羊水はほとんどないときには、胎児と羊水との境界領域を適切に抽出することが困難である場合であっても、被検体の推定多重を好適に、かつ、正確に算出することができる。

ステップＳ１４において、制御部２１は、推定体重が算出されたか否かを判定する。すなわち、胎児がかなり大きい場合、超音波プローブ１２の接触の仕方によっては、画像再構成部２６において複数の２次元のBモード画像データとドプラモード画像データに基づいて変換された３次元のボリュームデータ中に被検体の全身が収まりきれないことも考えられる。このような場合、胎児の正確な推定体重を算出することはできない。そこで、胎児の推定体重が算出されたか否かを判定し、胎児の推定体重が算出されていないと判定された場合、エラー処理を行うようにするとともに、その後、被検体（胎児）の部位（例えば頭部や胴部など）ごとに、他の推定体重算出用の３次元画像を用いて推定体重を算出するようにする。

ステップＳ１４において推定体重が算出されたと判定された場合、データ記憶部２５はステップＳ１５で、算出部２７から供給された推定体重データを取得し、取得された推定体重データを記憶する。

ステップＳ１６において、データ記憶部２５は、制御部２１の制御に従い、記憶されている推定体重データをDSC２８に供給する。DSC２８は、制御部２１の制御に従い、データ記憶部２５から供給された推定体重データを取得し、取得された推定体重データをビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。表示部１４は、ビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたDSC２８からの胎児の推定体重データを取得し、取得された胎児の推定体重データに基づいて胎児の推定体重を、図９に示されるように図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。

これにより、オペレータが、胎児の身体の各部における断層像を表示してそれぞれの長さを測定するという煩雑な操作を行うことなく、胎児の推定体重を簡単に、かつ、迅速に算出することができる。また、オペレータの表示操作により表示された断層像がアキシャル面における断層像に対して多少斜めに走査した断層像であることにより測定に２次元的な誤差が生じることを防止することができ、胎児の推定体重を高精度に算出することができる。さらに、複数の項目の操作をする必要がなくなるので、オペレータが複数の項目のうち１つの項目の操作を忘れてしまうなどにより同様の操作をやり直す必要がなくなる。従って、胎児の推定体重を算出する場合において、超音波診断装置の操作性を向上させることができる。

ステップＳ１７において、制御部２１は、オペレータが入力部１３を操作することにより他の推定体重算出用の３次元画像が指定されたか否かを判定する。すなわち、オペレータの操作により表示部１３に表示される他の推定体重算出用の３次元画像が指定されたか否かを判定する。

ステップＳ１７においてオペレータが入力部１３を操作することにより他の推定体重算出用の３次元画像が指定されたと判定された場合、処理はステップＳ６に戻り、その後、ステップＳ６以降の処理が繰り返される。

これにより、オペレータは、異なる複数の３次元画像に基づいて胎児の推定体重を繰り返し算出させることができ、胎児の推定体重を高精度に算出させることができる。そして、オペレータは、胎児の推定体重を複数回確認することができる。従って、胎児の推定体重を算出する場合などにおいて、超音波診断装置の操作性を向上させることができる。

ステップＳ１７においてオペレータが入力部１３を操作することにより他の推定体重算出用の３次元画像が指定されていないと判定された場合、その後、推定体重算出処理は終了する。

一方、ステップＳ１４において推定体重が算出されていないと判定された場合、処理はステップＳ１８に進み、エラー処理が行われ、その後、ステップＳ１７に進み、ステップＳ１７以降の処理が繰り返される。これにより、オペレータは、１枚の３次元画像に基づいて胎児の推定体重を算出させたが、胎児がかなり大きいなどのためにエラー処理がなされたときであっても、他の３次元画像を用いて部位（例えば頭部や胴部など）ごとの胎児の推定体重を合計することにより、胎児の推定体重を簡単に、かつ、迅速に算出させることができる。従って、胎児の推定体重を算出する場合などにおいて、超音波診断装置の操作性を向上させることができる。なお、被検体の部位（例えば頭部や胴部など）ごとに推定体重算出処理を行う際に用いられる所定の係数は、オペレータが部位に応じて設定変更するようにしてもよい。これにより、胎児の推定体重をより高精度に算出することができる。

ステップＳ６においてオペレータが入力部１３に設けられた推定体重算出ボタン（図示せず）を操作することにより推定体重を算出するとの指示がなされていないと判定された場合、推定体重算出処理は終了する。

なお、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、１枚の３次元画像に基づいて胎児の推定体重を算出させるようにしたが、例えば、異なる複数の３次元画像に基づいて胎児の推定体重をそれぞれ算出し（複数回算出し）、算出された複数の推定体重を加算平均するようにしてもよい。これにより、胎児の推定体重をより高精度に算出することができる。

また、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、３次元画像の静止画（フリーズさせた画像）を用いて胎児の推定体重を算出するようにしたが、そのような場合に限られず、例えば、リアルタイム表示された３次元画像を用いて胎児の推定体重を算出するようにしてもよい。

さらに、本発明の実施形態において説明した一連の処理は、ソフトウェアにより実行させることもできるが、ハードウェアにより実行させることもできる。

なお、本発明の実施形態では、フローチャートのステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

従来の胎児の推定体重の算出方法を説明する説明図。 従来の胎児の推定体重の算出方法を説明する説明図。 従来の胎児の推定体重の算出方法を説明する説明図。 従来の胎児の推定体重の算出方法を説明する説明図。 従来の胎児の推定体重の算出方法を説明する説明図。 本発明を適用した超音波診断装置の内部の構成を示すブロック図。 図６の超音波診断装置における推定体重算出処理を説明するフローチャート。 被検体である胎児が子宮内の羊水に浮かんでいる際の様子を説明するための説明図。 図６の表示部に表示される胎児の推定体重の表示例を示す図。

符号の説明

１ 超音波診断装置
１１ 本体
１２ 超音波プローブ
１３ 入力部
１４ 表示部
２１ 制御部
２２ 送信部
２３ 受信部
２４ 画像データ生成部
２５ データ記憶部
２６ 画像再構成部
２７ 算出部
２８ DSC
２９ Ｂモード処理部
３０ ドプラモード処理部

Claims (8)

1. 複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、被検体から反射された反射波から前記超音波振動子によって変換された受信信号に基づいてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
   前記ボリュームデータに基づいて３次元の画像データを生成する３次元画像データ生成手段と、
   前記ボリュームデータに基づいて前記被検体の推定体重を算出する推定体重算出手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記推定体重算出手段により算出された前記被検体の推定体重を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記ボリュームデータに基づいて、前記被検体の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
   前記輪郭抽出手段により抽出された前記被検体の輪郭を用いて、前記被検体の推定体積を算出する推定体積算出手段をさらに備え、
   前記推定体重算出手段は、前記推定体積算出手段により算出された前記被検体の推定体積に、予め設定された所定の係数を乗じて前記被検体の推定体重を算出することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 前記推定体重算出手段により前記被検体の推定体重を算出する際に用いられる前記所定の係数は、前記被検体の部位ごとに予め設定されることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記輪郭抽出手段により前記被検体の輪郭を抽出する際に、前記被検体の輪郭の指定を受け付ける輪郭指定受付手段と、
   前記輪郭指定受付手段により受け付けられた前記被検体の輪郭の指定に従い、前記被検体の輪郭を設定する輪郭設定手段とをさらに備え、
   前記推定体重算出手段は、前記輪郭設定手段により設定された前記被検体の輪郭を用いて、前記被検体の推定体積を算出することを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
6. 前記輪郭抽出手段は、前記ボリュームデータに含まれる輝度値間の差分が予め設定されている所定の基準値よりも大きいか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記被検体の輪郭を抽出することを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
7. 前記推定体重算出手段は、異なる複数の前記ボリュームデータに基づいて前記被検体の推定体重を複数回算出することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
8. 複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、被検体から反射された反射波から前記超音波振動子によって変換された受信信号に基づいてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成ステップと、
   前記ボリュームデータに基づいて３次元の画像データを生成する３次元画像データ生成ステップと、
   前記ボリュームデータに基づいて前記被検体の推定体重を算出する推定体重算出ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする超音波診断装置の画像処理プログラム。

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