JP2017109074A - 超音波画像診断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】計測対象物の特徴量計測において、操作負担を低減しつつ計測の精度を高めることである。【解決手段】超音波画像診断装置１００Ａは、駆動信号を超音波探触子２Ａの振動子２ａに供給し、振動子２ａを介して受信した受信信号に基づいて音線データを生成する超音波送受信部３１と、生成された音線データから断層画像データを生成する画像生成部３２と、生成された断層画像データから計測対象物が所定時間安定して描出されていることを認識し、認識された場合に計測実行モードに遷移し、遷移された場合に、計測対象物の輪郭抽出用の初期条件情報を取得する計測対象認識部２１と、取得された初期条件情報を用いて、生成された断層画像データから計測対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出部１５Ａと、抽出された輪郭に基づいて計測対象物の径情報を取得し、径情報から計測対象物の特徴量を算出する計測部１６Ａと、を備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、超音波画像診断装置に関する。
超音波診断は、超音波探触子を体表から当てるという簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子が超音波画像として得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。超音波診断を行うために用いられ、超音波画像を表示する超音波画像診断装置が知られている。
また、超音波画像診断装置を用いて、被検体の計測対象物としての腫瘤をスキャンして表示し、その腫瘤の特徴量を計測することが行われている。腫瘤の計測対象となる特徴量は、主に縦横比、腫瘤径である。腫瘤は、悪性腫瘍である場合、硬くて扁平化しにくい特性を有する。このため、縦横比は、主に検診時に、腫瘤の良性・悪性を鑑別するために用いられる。また、腫瘤径は、主に術前化学療法の経時的な治療効果を見るために用いられる。
従来、超音波画像診断装置を用いて、ユーザーの操作により、超音波画像上の腫瘤に対し、被検体の皮膚面に平行な横径にキャリパーマークを指定し、次いでそれに直交する縦径のキャリパーマークを指定し、キャリパーマークから得られた横径及び縦径を用いてユーザーが腫瘤の縦横比を暗算していた。また、従来、同じくユーザーの操作により、超音波画像上の腫瘤に対し、縦、横、斜め方向等の最大径にキャリパーマークを指定して、キャリパーマークから得られた径情報を用いてユーザーが腫瘤径を暗算していた。しかし、ユーザーの負担を低減するため、腫瘤の特徴量の計測を一部自動化した装置が知られている。
例えば、操作者が腫瘤の最大横経Ｌを指定し、それに対してｋ・Ｌ（ｋ：操作者が予め設定する良悪鑑別用の係数）の縦径ガイドを表示する超音波診断装置が知られている（特許文献１参照）。また、反トラフ法を用いて関心領域を識別し、グレイレベルを三次元プロットして関心領域をセグメント分割し、セグメント分割した領域で最大の領域を主要患部とし、当該主要患部（腫瘤）に最も適合する楕円の短軸の比を用いて縦横比を自動的に決定する超音波システムが知られている（特許文献２参照）。
特開２００３−２０４９６２号公報 特開２００５−１９３０１７号公報
しかし、特許文献１に記載の超音波診断装置では、縦横比が所定の基準値を超えているか否かは視認できるが、ユーザーが手を加えないと縦横比の計測が実施できなかった。腫瘤の縦径及び横径を計測するには、ユーザーが４点を指定しなければならず、ユーザーの操作が煩雑であった。
また、特許文献２に記載の超音波システムでは、計測対象と計測対象でないものの選別ができず、また縦横比が近似値（腫瘤が楕円であるとした値）であるため、計測精度が不十分であった。
本発明の課題は、計測対象物の特徴量計測において、操作負担を低減しつつ計測の精度を高めることである。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
駆動信号に応じて送信超音波を被検体に送信し、反射超音波を受信して受信信号を生成する超音波探触子により超音波を送受信する超音波画像診断装置であって、
駆動信号を前記超音波探触子の振動子に供給する送信部と、
前記振動子を介して受信した受信信号に基づいて音線データを生成する受信部と、
前記生成された音線データから前記被検体の断層画像データを生成する画像生成部と、
前記生成された断層画像データから前記被検体の計測対象物が所定時間安定して描出されていることを認識し、認識された場合に当該計測対象物の計測実行モードに遷移する計測対象認識部と、
前記計測実行モードに遷移された場合に、前記計測対象物の輪郭抽出用の初期条件情報を取得する初期条件取得部と、
前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された断層画像データから前記計測対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、
前記抽出された輪郭に基づいて前記計測対象物の径情報を取得し、当該径情報から当該計測対象物の特徴量を算出する計測部と、を備える。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波画像診断装置において、
前記初期条件取得部は、輪郭抽出用の初期条件情報の操作入力を受け付けて取得する。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超音波画像診断装置において、
前記初期条件取得部は、前記生成された断層画像データから輪郭抽出用の初期条件情報を取得する。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記輪郭抽出部は、前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された断層画像データから前記計測対象物の第一の輪郭を抽出し、
前記計測部は、前記抽出された第一の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第１の径及び前記第１の径と直交する第２の径を取得し、前記第１の径及び前記第２の径から前記計測対象物の特徴量としての当該計測対象物の縦横比を算出する。
請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記受信部は、前記被検体の計測対象物の最大径面と当該最大径面に直交する断面に対応する位置で超音波を送受信することで取得した受信信号に基づいて音線データを生成し、
前記輪郭抽出部は、前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された最大径面の断層画像データから前記計測対象物の第二の輪郭を抽出し、前記最大径面に直交する断面の断層画像データから前記計測対象物の第三の輪郭を抽出し、
前記計測部は、前記抽出された最大径面に対応する前記第二の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第３の径及び前記第３の径と直交する第４の径を取得し、前記抽出された最大径面に直交する断面に対応する前記第三の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第５の径を取得し、前記第３の径及び前記第４の径と前記第５の径とから前記計測対象物の特徴量としての計測対象物径を算出する。
請求項６に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記輪郭抽出部は、前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された断層画像データから前記計測対象物の第四の輪郭を抽出し、
前記計測部は、前記抽出された第四の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第６の径及び前記第６の径と直交する第７の径を取得し、前記第６の径及び前記第７の径から前記計測対象物の特徴量としての容積を算出する。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の超音波画像診断装置において、
前記受信部は、前記被検体の計測対象物の最大径面と当該最大径面に直交する断面に対応する位置で超音波を送受信することで取得した受信信号に基づいて音線データを生成し、
前記輪郭抽出部は、前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された最大径面の断層画像データから前記計測対象物の第五の輪郭を抽出し、前記最大径面に直交する断面の断層画像データから前記計測対象物の第六の輪郭を抽出し、
前記計測部は、前記抽出された最大径面に対応する前記第五の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第８の径及び前記第８の径と直交する第９の径を取得し、前記抽出された最大径面に直交する断面に対応する前記第六の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第１０の径を取得し、前記第８の径及び前記第９の径と前記第１０の径とから前記計測対象物の特徴量としての容積を算出する。
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記輪郭抽出部は、前記初期条件情報と前記断層画像データとに基づいてグラフカット法により前記輪郭を抽出する。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の超音波画像診断装置において、
前記初期条件情報は、グラフカット法の指定領域設定用の点の位置情報、矩形若しくは直線の端点の位置情報、又は前景及び背景の輝度情報である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記輪郭抽出部は、前記初期条件情報と前記断層画像データとに基づいて動的輪郭法により前記輪郭を抽出する。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の超音波画像診断装置において、
前記初期条件情報は、動的輪郭法の初期輪郭設定用の点の位置情報、矩形若しくは直線の端点の位置情報、又は初期輪郭である。
請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記抽出された輪郭の計測マーカーの位置の補正情報の入力を受け付ける操作入力部を備え、
前記計測部は、前記入力された補正情報により補正した計測マーカーから前記計測対象物の径情報を取得し、当該径情報から当該計測対象物の特徴量を算出する。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の超音波画像診断装置において、
初期状態の計測マーカーを中心とした所定の領域を設定し、前記操作入力部から入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、前記所定の領域及び移動中の計測マーカーを含む断層画像データを生成して表示部にリアルタイムに表示し、当該移動中の計測マーカーが前記所定の領域以内の場合は、前記所定の領域外の場合よりも、前記操作入力部の単位時間当たりの計測マーカーの移動量を小さくして、当該移動中の計測マーカーを表示させる第１の表示制御部を備える。
請求項１４に記載の発明は、請求項１２又は１３に記載の超音波画像診断装置において、
前記操作入力部から入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、移動中の計測マーカーを含む断層画像データを生成して表示部にリアルタイムに表示し、当該移動中の計測マーカーの位置における断層画像データの輝度勾配情報が所定の閾値以上の場合は、所定の閾値より小さい場合よりも、前記操作入力部の単位時間当たりの計測マーカーの移動量を小さくして、当該移動中の計測マーカーを表示させる第２の表示制御部を備える。
請求項１５に記載の発明は、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記操作入力部から入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、移動中の計測マーカーを含む断層画像データを生成して表示部にリアルタイムに表示し、１つの計測マーカーの補正情報の入力に応じて、複数の計測マーカーを連動して同一方向又は拡大縮小方向に移動して表示を行う第３の表示制御部を備える。
請求項１６に記載の発明は、請求項１から１５のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記計測実行モードへの遷移時に、当該計測実行モードへの遷移を示す表示情報を表示部に表示させる第４の表示制御部を備える。
請求項１７に記載の発明は、請求項１から１６のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記算出された計測対象物の特徴量を出力部に出力する出力制御部を備える。
請求項１８に記載の発明は、請求項１から１７のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記計測対象認識部は、前記生成された複数の断層画像データのフレーム全体又はフレーム内の所定部分の差分を算出し、算出した差分値が所定の閾値以下である場合に、前記計測実行モードに遷移する。
請求項１９に記載の発明は、
駆動信号に応じて送信超音波を被検体に送信し、反射超音波を受信して受信信号を生成する超音波探触子により超音波を送受信する超音波画像診断装置であって、
駆動信号を前記超音波探触子の振動子に供給する送信部と、
前記振動子を介して受信した受信信号に基づいて音線データを生成する受信部と、
前記生成された音線データから前記被検体の断層画像データを生成する画像生成部と、
前記被検体の計測対象物の輪郭抽出用の初期条件情報を取得する初期条件取得部と、
前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された断層画像データから前記計測対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、
前記抽出された輪郭に基づいて前記計測対象物の径情報を取得し、当該径情報から当該計測対象物の特徴量を算出する計測部と、を備える。
請求項２０に記載の発明は、
駆動信号に応じて送信超音波を被検体に送信し、反射超音波を受信して受信信号を生成する超音波探触子により超音波を送受信する超音波画像診断装置であって、
駆動信号を前記超音波探触子の振動子に供給する送信部と、
前記振動子を介して受信した受信信号に基づいて音線データを生成する受信部と、
前記生成された音線データから前記被検体の断層画像データを生成する画像生成部と、
前記被検体の計測対象物の輪郭抽出用の初期条件情報を取得する初期条件取得部と、
前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された複数フレームの断層画像データから前記計測対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、
前記抽出された複数フレームの輪郭に基づいて前記計測対象物の径情報をそれぞれ取得する計測部と、
前記取得された複数フレームの径情報のうち１フレームの径情報を選択する選択部と、を備え、
前記計測部は、前記選択された径情報から前記計測対象物の特徴量を算出する。
請求項２１に記載の発明は、請求項２０に記載の超音波画像診断装置において、
前記選択部は、前記取得された複数フレームの径情報のうち最大の径情報を自動的に選択する。
請求項２２に記載の発明は、請求項２０に記載の超音波画像診断装置において、
前記選択部は、前記取得された複数フレームの径情報のうちの１フレームの径情報の選択入力を受け付ける。
本発明によれば、計測対象物の特徴量計測において、操作負担を低減しつつ計測の精度を高めることができる。
本発明の第１の実施の形態の第１の超音波画像診断装置の外観図である。 第１の超音波画像診断装置の機能構成を示すブロック図である。 （ａ）は、縦横比計測モードにおいて計測する腫瘤の径情報を示す図である。（ｂ）は、腫瘤径計測モードにおいて最大径面で計測する腫瘤の径情報を示す図である。（ｃ）は、腫瘤径計測モードにおいて最大径面に直交する断面で計測する腫瘤の径情報を示す図である。 腫瘤縦横比計測処理を示すフローチャートである。 腫瘤の中心点を指定した第１の表示画像を示す模式図である。 計測マーカーを配置した第２の表示画像を示す模式図である。 （ａ）は、ＲＯＩを指定した第３の表示画像を示す模式図である。（ｂ）は、直線を指定した第４の表示画像を示す模式図である。 腫瘤径計測処理を示すフローチャートである。 腫瘤の最大径面の表示画像と、最大径面に直交する断面の表示画像と、を有する第５の表示画像を示す模式図である。 第２の実施の形態の第２の超音波画像診断装置の機能構成を示すブロック図である。 膀胱を含むＢモード画像を有する第６の表示画像を示す模式図である。 第１の計測対象物容積計測処理を示すフローチャートである。 膀胱を含む一断面のＢモード画像を有する第７の表示画像を示す模式図である。 第２の計測対象物容積計測処理を示すフローチャートである。 図１３の第７の表示画像の直交断面のＢモード画像を有する第８の表示画像を示す模式図である。 膀胱を含むＢモード画像を有する第９の表示画像を示す模式図である。 （ａ）は、一断面の垂直方向の基準線における輝度プロファイルを示す図である。（ｂ）は、（ａ）の垂直方向の基準線の基準点からの水平方向の基準線における輝度プロファイルを示す図である。
添付図面を参照して本発明に係る第１、第２の実施の形態、変形例を順に詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。
（第１の実施の形態）
図１〜図９を参照して、本発明に係る第１の実施の形態を説明する。先ず、図１を参照して、本実施の形態の超音波画像処理装置としての超音波画像診断装置１００の全体構成を説明する。図１は、本実施の形態の超音波画像診断装置１００の外観図である。
図１に示すように、超音波画像診断装置１００は、超音波画像診断装置本体１と、超音波探触子２と、を備える。超音波探触子２は、図示しない生体等の被検体内に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体内で反射した超音波の反射波（反射超音波：エコー）を受信する。超音波画像診断装置本体１は、超音波探触子２とケーブル３を介して接続され、超音波探触子２に電気信号の駆動信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して送信超音波を送信させるとともに、超音波探触子２にて受信した被検体内からの反射超音波に応じて超音波探触子２で生成された電気信号である受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する。また、超音波画像診断装置本体１は、後述する操作入力部１１、表示部１９を備える。
超音波探触子２は、圧電素子からなる振動子２ａ（図２参照）を備えており、この振動子２ａは、例えば、方位方向（走査方向）に一次元アレイ状に複数配列されている。本実施の形態では、例えば、１９２個の振動子２ａを備えた超音波探触子２を用いている。なお、振動子２ａは、二次元アレイ状に配列されたものであってもよい。また、振動子２ａの個数は、任意に設定することができる。また、本実施の形態では、超音波探触子２としてリニア電子スキャンプローブを用いて、リニア走査方式による超音波の走査を行うものとするが、セクタ走査方式あるいはコンベックス走査方式の何れの方式を採用することもできる。超音波画像診断装置本体１と超音波探触子２との通信は、ケーブル３を介する有線通信に代えて、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）等の無線通信により行うこととしてもよい。
次いで、図２、図３を参照して、超音波画像診断装置１００の機能構成を説明する。図２は、超音波画像診断装置１００の機能構成を示すブロック図である。図３（ａ）は、縦横比計測モードにおいて計測する被検体の計測対象物としての腫瘤の径情報を示す図である。図３（ｂ）は、腫瘤径計測モードにおいて最大径面で計測する腫瘤の径情報を示す図である。図３（ｃ）は、腫瘤径計測モードにおいて最大径面に直交する断面で計測する腫瘤の径情報を示す図である。
図２に示すように、超音波画像診断装置本体１は、例えば、操作入力部１１と、送信部１２と、受信部１３と、画像生成部１４と、輪郭抽出部１５と、計測部１６と、記憶部１７と、第１、第２の表示制御部、出力制御部としての表示合成部１８と、出力部としての表示部１９と、制御部２０と、を備える。
操作入力部１１は、例えば、診断開始を指示するコマンド、被検体の個人情報等のデータ、及び、超音波画像を表示部１９に表示するための各種パラメーターの入力などを行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード、表示部１９の表示画面に一体的に設けたタッチパネル等を備えており、操作信号を制御部２０に出力する。特に、操作入力部１１は、縦横比計測モード又は腫瘤径計測モードの指定、輪郭抽出用の初期条件情報、腫瘤の径情報の計測マーカーの位置の修正情報の入力を受け付ける。
ここで、図３（ａ）、図３（ｂ）を参照して、計測モードの説明を行う。縦横比計測モードは、主に検診時に使用する計測モードであり、図３（ａ）に示すように、ハローを含まない腫瘤Ｔ１について、皮膚面ＳＫ１に平行な最大の横径Ｗと、それに直交する最大の縦径Ｄとを計測し、腫瘤Ｔ１の特徴量としての縦横比を次式（１）により算出して表示するモードである。
縦横比＝Ｄ／Ｗ …（１）
乳腺分野におけるハローとは、腫瘤の低エコー部の周りの境界部高エコー部である。縦横比計測モードにおけるハローを含まない腫瘤の計測の境界は、周囲（腫瘤ではない領域）との輝度差が、後述するハローを含む場合よりも大きい境界であるものとする。このため、腫瘤Ｔ１は、腫瘤本体部としての低エコー部のみからなる。横径Ｗ、縦径Ｄの端点は、腫瘤の低エコー部の輪郭上又は輪郭の寸法補助線上（例えば、図３（ａ）の縦径Ｄの輪郭の寸法補助線）にとられる。
腫瘤径計測モードは、主に術前化学療法の経時的な治療効果を持つときに使用する計測モードであり、図３（ｂ）に示すように、腫瘤本体部としての低エコー部Ｔ２１とハローＴ２２とを含む腫瘤Ｔ２について、腫瘤Ｔ２の径が最大の断面である最大径面における腫瘤Ｔ２の最大の横径ａ及び縦径ｃを計測し、図３（ｃ）に示すように、腫瘤Ｔ２について、腫瘤Ｔ２の最大径面に直交する断面における腫瘤Ｔ２の最大の横径ｂを計測し、腫瘤Ｔ２の特徴量としての腫瘤径を次式（２）により算出して表示するモードである。
腫瘤径＝ａ＊ｂ＊ｃ …（２）
但し、ａ，ｂ，ｃの単位は、［ｍｍ］又は［ｃｍ］である。
腫瘤径計測モードにおけるハローを含む腫瘤の計測の境界は、周囲との輝度差はハローを含まない場合の輝度差よりも小さいが視認できる境界であるものとする。腫瘤径計測モードでは、二断面での計測が必要である。また、腫瘤径計測モードで算出した腫瘤の腫瘤径は、過去の計測値（算出値）と比較して用いられることが多い。横径ａ，ｂ、縦径ｃの端点は、腫瘤のハローの輪郭上又は輪郭の寸法補助線上にとられる。
図２に戻り、送信部１２は、制御部２０の制御に従って、超音波探触子２にケーブル３を介して電気信号である駆動信号を供給して超音波探触子２に送信超音波を発生させる回路である。また、送信部１２は、例えば、クロック発生回路、遅延回路、パルス発生回路を備えている。クロック発生回路は、駆動信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。遅延回路は、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を設定し、設定された遅延時間だけ駆動信号の送信を遅延させて送信超音波によって構成される送信ビームの集束（送信ビームフォーミング）等を行うための回路である。パルス発生回路は、設定された電圧及び時間間隔で駆動信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。上述のように構成された送信部１２は、制御部２０の制御に従って、駆動信号を供給する複数の振動子２ａを、超音波の送受信毎に所定数ずらしながら順次切り替え、出力の選択された複数の振動子２ａに対して駆動信号を供給することにより走査（スキャン）を行う。
受信部１３は、制御部２０の制御に従って、超音波探触子２からケーブル３を介して電気信号である受信信号を受信する回路である。受信部１３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、受信信号を、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に、予め設定された増幅率で増幅させるための回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号をアナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）するための回路である。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成するための回路である。すなわち、整相加算回路は、振動子２ａ毎の受信信号に対して受信ビームフォーミングを行って音線データを生成する。
画像生成部１４は、制御部２０の制御に従って、受信部１３からの音線データに対して包絡線検波処理や対数圧縮などを実施し、ダイナミックレンジやゲインの調整を行って輝度変換することにより、断層画像データとしてのＢ（Brightness）モード画像データを生成する。すなわち、Ｂモード画像データは、受信信号の強さを輝度によって表したものである。
また、画像生成部１４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーによって構成された画像メモリー部（図示略）を備えている。画像生成部１４は、生成したＢモード画像データをフレーム単位で画像メモリー部に記憶する。
また、画像生成部１４は、画像メモリー部から適宜読みだした超音波画像データに対して適宜画像フィルタ処理や時間平滑化処理などの画像処理を施し、表示部１９へ表示するための表示画像パターンに走査変換する。
輪郭抽出部１５は、制御部２０の制御に従って、所定の画像処理方法を用いて、画像生成部１４により生成されたＢモード画像データから被検体の腫瘤の輪郭を抽出し、その輪郭データを出力する。本実施の形態では、輪郭抽出部１５の画像処理方法の一例として、動的輪郭法、例えばＳｎａｋｅｓ法を用いることとする。
Ｓｎａｋｅｓ法は、画像平面上のある曲線上で、内部変形エネルギー、外部ポテンシャルエネルギーの線形和として表されるエネルギー関数を用い、エネルギー関数が最小となるようにその形状を修正し、輪郭線の抽出を行う方法である。
つまり、次式（３）で与えられるエネルギー関数Ｅ（ｖ）を最小化するように閉曲線（境界線）を決定する。
Ｅ（ｖ）＝Ｓ（ｖ）＋Ｐ（ｖ） …（３）
但し、Ｓ（ｖ）は内部変形エネルギーである。Ｐ（ｖ）は外部ポテンシャルエネルギー｛ｖ（ｓ）＝［ｘ（ｓ），ｙ（ｓ）］｝である。ｓは閉曲線の弧長パラメーターである。
具体的には、初期輪郭を設定し、初期輪郭上の１つの輪郭点（頂点）の近傍の複数の画素に対して、次式（４）で示される局所エネルギーＥsnakesを計算し、最も小さいものを新たな輪郭点として設定する。
Ｅsnakes＝αＥint＋βＥimage …（４）
但し、Ｅintは輪郭線の内部変形エネルギーである。Ｅimageは輪郭線と画像との適合度を表す画像エネルギーである。α，βは各エネルギーの重みづけのためのパラメーターである。
内部変形エネルギーＥintは、次式（５）により表される。
Ｅint＝（ｗ１｜ｖＳ｜２＋ｗ２｜ｖＳＳ｜２）／２ …（５）
但し、ｗ１，ｗ２は重みを示す定数である。ｖＳはｖの一階微分である。ｖＳＳはｖの二階微分である。ｖは輪郭線のパラメーター表現である。
画像エネルギーＥimageは、次式（６）により表される。
Ｅimage＝−（Ｇσ＊∇２Ｉ）２ …（６）
但し、Ｇσはガウシアンフィルターである。∇２はラプラシアンフィルターである。Ｉは輝度値である。
上記の１つの輪郭点の近傍の複数の画素における局所エネルギーＥsnakesの計算及び新たな輪郭点の設定の処理を、輪郭上の全ての輪郭点について実行し、新たな輪郭点からなる輪郭を設定する。また、新たな輪郭の設定の処理は、予め定めた条件に達するまで、繰り返し実行される。この予め定めた条件とは、例えば、輪郭上の輪郭点の総移動量が所定閾値以下になることや、輪郭の設定の繰り返し回数が所定閾値を超えることとする。
このようにして、輪郭抽出部１５は、Ｓｎａｋｅｓ法により、Ｂモード画像上の腫瘤の輪郭を抽出する。腫瘤は、複雑な形状であることも多いので、あまり形状拘束を行わないのが望ましく、パラメーターαよりもパラメーターβの重みを大きくして処理を行う。
なお、輪郭抽出部１５の画像処理方法は、Ｓｎａｋｅｓ法に限定されるものではなく、グラフカット法等、他の画像処理方法を用いてもよい。グラフカット法は、次式（７）で表されるエネルギー関数Ｅ（Ｘ）を最小化するように境界（輪郭）を抽出する。
Figure 2017109074
 但し、Ｘ，ｘi，ｘjはラベルである。Ｅ1はＳｎａｋｅｓ法のＥimageと類似の特徴量で、画素と対象（腫瘤）との適合度（例えば、対象との色（輝度）の類似度）を示す。Ｅ2はＳｎａｋｅｓ法のＥintと類似の特徴量で、形状拘束の役割を果たす特徴量（例えば、隣り合う境界点がどのような関係であるべきか）である。ｖは場所（サイト）の集合である。εは隣接する場所の組の集合である。
具体的には、ラベルは、腫瘤か腫瘤でないかを示すラベルとなる。サイトは、画素となる。隣接関係は、画素の隣接関係となる。式（７）の右辺第１項は、データ項であり、その画素の色（輝度値）から、腫瘤らしいか腫瘤でないらしいかを示す項となる。式（７）の右辺第２項は、平滑化項であり、隣接した画素間のラベルを滑らかにする項である。
そして、輪郭抽出部１５は、式（７）のエネルギー関数Ｅ（Ｘ）に基づき、グラフを作成する。グラフは、腫瘤か腫瘤でないかのラベルを示すソース及びシンクの２つのターミナルと、複数の画素に対応する複数のノードと、ターミナル及び各ノードの間のリンクと、を有する。各リンクには、切断のコスト（エネルギー）が設定される。そして、輪郭抽出部１５は、コストが最小（エネルギー関数Ｅ（Ｘ）が最小）となるように２つのターミナル間でグラフを切断し、その切断面を腫瘤の輪郭とする。グラフカット法では腫瘤以外の対象物の輪郭も抽出されることがあるため、その場合は複数の輪郭のうち最大のものを腫瘤の輪郭として抽出する。
計測部１６は、制御部２０の制御に従って、輪郭抽出部１５から入力された輪郭データから、腫瘤の径情報計測用の計測マーカーの位置情報と、径情報と、径情報に基づく特徴量と、を算出し、計測マーカーの位置情報、径情報及び特徴量を表示合成部１８に出力し、径情報及び特徴量を記憶部１７に記憶する。
縦横比計測モードにおいて、計測マーカーの位置情報とは、横径Ｗ及び縦径Ｄと、輪郭データに基づく腫瘤の輪郭又は輪郭の寸法補助線との交点である。また、径情報とは、横径Ｗ及び縦径Ｄである。また、特徴量とは、腫瘤の縦横比である。
腫瘤径計測モードにおいて、計測マーカーの位置情報とは、最大径面の横径ａ及び縦径ｃ、最大径面に直交する断面の横径ｂと、各断面の輪郭データに基づく腫瘤の輪郭又は輪郭の寸法補助線との交点である。また、径情報とは、横径ａ，ｂ及び縦径ｃである。また、特徴量とは、腫瘤径である。
記憶部１７は、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の情報の書き込み及び読み出しが可能な記憶部である。
表示合成部１８は、制御部２０の制御に従って、画像生成部１４から入力されたＢモード画像データと、計測部１６から出力された計測マーカーの位置情報に応じた計測マーカー、径情報、特徴量と、をそのまま又は適宜合成して表示画像データを生成し、表示画像データの画像信号を表示部１９に出力する。
表示部１９は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示装置が適用可能である。表示部１９は、表示合成部１８から入力された表示画像データの画像信号に従って、表示画面上に表示画像を表示する。
制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラム等の各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って超音波画像診断装置本体１の各部の動作を集中制御する。ＲＯＭは、半導体等の不揮発メモリー等により構成され、超音波画像診断装置１００に対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、ガンマテーブル等の各種データ等を記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。特に、制御部２０のＲＯＭには、腫瘤縦横比計測プログラム、腫瘤径計測プログラムが記憶されているものとする。なお、制御部２０は、超音波画像診断装置本体１の各部を制御するが、図２上では、その制御を示す線を省略している。
超音波画像診断装置１００が備える送信部１２、受信部１３、画像生成部１４、輪郭抽出部１５、計測部１６、表示合成部１８、制御部２０について、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能は、集積回路などのハードウェア回路として実現することができる。集積回路とは、例えばＬＳＩ（Large Scale Integration）であり、ＬＳＩは集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。また、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能をソフトウェアにより実行するようにしてもよい。この場合、このソフトウェアは一つ又はそれ以上のＲＯＭなどの記憶媒体、光ディスク、又はハードディスクなどに記憶されており、このソフトウェアが演算処理器により実行される。上記事項は、第２の実施の形態の超音波画像診断装置１００Ａの各部にも同様に適用される。第２の実施の形態の超音波画像診断装置１００Ａの計測対象認識部２１の一部又は全部の機能も、集積回路などのハードウェア回路として実現することができる。
次に、図４〜図９を参照して、超音波画像診断装置１００の動作を説明する。より具体的には、制御部２０で実行される腫瘤縦横比計測処理、腫瘤径計測処理を説明する。先ず、図４〜図７を参照して、腫瘤縦横比計測処理を説明する。図４は、腫瘤縦横比計測処理を示すフローチャートである。図５は、例えば腫瘤の中心点Ｐ１を指定した表示画像Ｆ１を示す模式図である。図６は、計測マーカーＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４を配置した表示画像Ｆ２を示す模式図である。図７（ａ）は、ＲＯＩ（Region of Interest：関心領域）Ｒ１を指定した表示画像Ｆ３を示す模式図である。図７（ｂ）は、直線Ｌ１を指定した表示画像Ｆ４を示す模式図である。
腫瘤縦横比計測処理は、超音波送受信により得られるＢモード画像データから腫瘤の縦径及び横径を取得し、縦横比を算出する処理である。例えば、操作入力部１１を介して、被検体の検査者としてのユーザー（技師、医師等）から腫瘤縦横比計測モードの指定が入力されたことをトリガとして、制御部２０は、ＲＯＭに記憶されている腫瘤縦横比計測プログラムに従い、各部を制御して、腫瘤縦横比計測処理を実行する。
予め、ユーザーは、腫瘤の縦横比計測のために、超音波探触子２を操作して、腫瘤を有する被検体に当てる。そして、図４に示すように、送信部１２及び受信部１３は、超音波探触子２を介してＢモード画像用の超音波の送受信をフレーム単位で行う（ステップＳ１１）。
そして、画像生成部１４は、ステップＳ１１による超音波送受信に対応するＢモード画像データを生成し、輪郭抽出部１５及び表示合成部１８に出力し、表示合成部１８は、入力されたＢモード画像データに基づきＢモード画像を表示部１９にリアルタイム（ライブ）表示する（ステップＳ１２）。
ユーザーは、表示されるＢモード画像にて計測対象の最大の横径を有する画像を確認する。そして、操作入力部１１は、ユーザーからのリアルタイム表示のＢモード画像を静止させるフリーズ操作の入力を受け付け、表示合成部１８は、フリーズ操作に応じてフリーズ操作時以前の複数フレーム（シネフレーム）のＢモード画像データを表示部１９に表示し、操作入力部１１は、ユーザーからの表示された複数フレームのＢモード画像のうちの計測対象画像（計測対象のフレームのＢモード画像）の選択入力を受け付ける（ステップＳ１３）。そして、表示合成部１８は、ステップＳ１３で入力された計測対象画像のＢモード画像データに基づき計測対象画像を表示部１９に表示する（ステップＳ１４）。
そして、操作入力部１１は、ユーザーからの輪郭抽出用の初期条件情報を受け付ける（ステップＳ１５）。輪郭抽出用の初期条件情報は、ユーザーが指定する一点の位置情報であり、これをＳｎａｋｅｓ法における初期輪郭の中心点の位置情報として使用する。この点を初期輪郭設定用の点とする。輪郭抽出の精度を上げるため、ユーザーは腫瘤の中心付近の一点を指定することが好ましい。なお、Ｓｎａｋｅｓ法の上記式（４）のパラメーターα，βは、予め記憶部１７に記憶されているものとする。
そして、輪郭抽出部１５は、ステップＳ１３で入力された初期条件情報と記憶部１７に記憶されたパラメーターα，βとを用いて、ステップＳ１３で選択された計測対象画像のＢモード画像データからハローを含まない腫瘤の輪郭を抽出して輪郭データを生成し、その輪郭データを、計測部１６を介して表示合成部１８に出力し、表示合成部１８は、入力されたＢモード画像データと、初期輪郭設定用の点の位置情報と、輪郭データとに基づき、Ｂモード画像上に輪郭を有する合成画像データを生成し、当該合成画像データに基づく合成画像を表示部１９に表示する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において、輪郭抽出部１５は、初期条件情報の初期輪郭設定用の点を中心点とする所定径の円又は楕円を初期輪郭として設定し、Ｓｎａｋｅｓ法により初期輪郭に基づきＢモード画像データから輪郭を抽出する。この構成によれば、初期条件情報として入力された一点を中心として初期輪郭を設定するため、ユーザーの操作負担を低くすることができる。
一般的に、腫瘤は周辺組織に比べて低輝度であるため、ハローを含まない腫瘤の輪郭を抽出する際は、初期輪郭の中心から外側に輪郭候補点を探索するようにし、低輝度から高輝度に変化する点を抽出するように画像エネルギーＥimageを設定すればよい。
ステップＳ１６では、例えば、図５に示す表示画像Ｆ１が表示される。表示画像Ｆ１は、腫瘤Ｔ３がスキャンされたＢモード画像であり、中心点Ｐ１及び輪郭Ｃ１が合成されている。腫瘤Ｔ３は、腫瘤本体部としての低エコー部Ｔ３１と、低エコー部Ｔ３１を囲む高エコー部としてのハローＴ３２と、を有する。輪郭Ｃ１は、低エコー部Ｔ３１の輪郭に合せるように生成される。
そして、計測部１６は、ステップＳ１３で抽出された輪郭データを用いて、腫瘤の縦横比用の横径及び縦径の端点としての４点の計測マーカーの位置情報を生成し又は後述するステップＳ１９で修正された計測マーカーの位置情報を用いて、表示合成部１８は、入力されたＢモード画像データと、輪郭データと、生成された計測マーカーの位置情報に基づき、合成画像データを生成し、Ｂモード画像上に輪郭及び計測マーカーを有する当該合成画像データに基づく合成画像を表示部１９に表示する（ステップＳ１７）。
ステップＳ１７では、例えば、図６に示す表示画像Ｆ２が表示される。表示画像Ｆ２は、腫瘤Ｔ３がスキャンされたＢモード画像であり、輪郭Ｃ１及び計測マーカーＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４が合成されている。計測マーカーＭ１１，Ｍ１２は、初期状態では、被検体の皮膚面としての表示画像Ｆ２の上辺に平行で腫瘤Ｔ３の最大の横径をとる直線と輪郭Ｃ１との交点に配置される。計測マーカーＭ１３，Ｍ１４は、計測マーカーＭ１１，Ｍ１２を結ぶ直線に直交し腫瘤Ｔ３の最大の縦径をとる直線と輪郭Ｃ１との交点に配置される。計測マーカーＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４は、腫瘤Ｔ３の最大の横径、縦径をとるために、各直線と輪郭Ｃ１の寸法補助線との交点に配置されることとしてもよい。
そして、制御部２０は、操作入力部１１を介して、ユーザーから計測マーカーの位置の補正情報の入力があるか否かを判別する（ステップＳ１８）。補正情報の入力がある場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、計測部１６は、ステップＳ１８で入力された補正情報に基づいて、ステップＳ１７で生成された計測マーカーの位置情報を補正し（ステップＳ１９）、ステップＳ１７に移行する。
計測マーカーの位置の補正情報の入力は、例えば、操作入力部１１のトラックボール、カーソルボタン等を用いて計測マーカーを選択して移動し決定することにより行う。図６に示すように、例えば、計測マーカーＭ１１を移動して補正後の計測マーカーＭ１１ａとする場合、補正対象の計測マーカーＭ１１から所定距離の円形の領域ＡＲ１内では、移動中の計測マーカーＭ１１におけるトラックボール等の単位時間当たりの移動量を小さくして補正の微調整を可能にし、領域ＡＲ１外では、移動中の計測マーカーＭ１１におけるトラックボール等の単位時間当たりの移動量を大きくして補正時間の短縮を図る構成としてもよい。具体的には、予め、領域ＡＲ１の形状、大きさを示す領域ＡＲ１データが記憶部１７に記憶されている。表示合成部１８は記憶部１７に記憶された領域ＡＲ１データに基づいて、初期状態（移動前）の計測マーカーＭ１１を中心とした領域ＡＲ１を設定し、操作入力部１１から入力される計測マーカーＭ１１の位置の移動の補正情報に基づいて、領域ＡＲ１、移動中の計測マーカーＭ１１、輪郭Ｃ１を含む表示画像Ｆ２の合成画像データを生成して表示部１９にリアルタイムに表示し、移動中の計測マーカーＭ１１が領域ＡＲ１以内の場合は、領域ＡＲ１外の場合よりも、操作入力部１１のトラックボール等の単位時間当たりの移動量を小さくして、移動中の計測マーカーＭ１１を表示させる。なお、領域ＡＲ１の形状は、円形に限定されるものではなく、矩形等、他の形状としてもよい。また、領域ＡＲ１の表示は必須ではない。所定の領域を用いた計測マーカーＭ１２，Ｍ１３，Ｍ１４の補正も、上記領域ＡＲ１を用いた計測マーカーＭ１１の補正と同様である。
また、補正対象で移動中の計測マーカーＭ１１付近のＢモード画像の輝度勾配が所定の閾値以上の場合に、移動中の計測マーカーＭ１１におけるトラックボール等の単位時間当たりの移動量（移動スピード）を小さくし、輝度勾配が所定の閾値より小さく略変化していない場合に、移動中の計測マーカーＭ１１におけるトラックボール等の単位時間当たりの移動量を大きくして補正時間の短縮を図る構成としてもよい。具体的には、予め、輝度勾配情報の所定の閾値が記憶部１７に記憶されている。表示合成部１８は、操作入力部１１から入力される計測マーカーＭ１１の位置の移動の補正情報に基づいて、移動中の計測マーカーＭ１１、輪郭Ｃ１を含む表示画像Ｆ２の合成画像データを生成して表示部１９にリアルタイムに表示し、移動中の計測マーカーＭ１１における位置のＢモード画像データの輝度勾配情報が記憶部１７に記憶された輝度勾配情報の所定の閾値以上の場合は、所定の閾値より小さい場合よりも、操作入力部１１のトラックボール等の単位時間当たりの移動量を小さくして、移動中の計測マーカーＭ１１を表示させる。また、輝度勾配情報を用いた計測マーカーＭ１２，Ｍ１３，Ｍ１４の補正も、上記輝度勾配情報を用いた計測マーカーＭ１１の補正と同様である。また、計測部１６は、計測マーカーの位置情報の決定後に、移動先の計測マーカーの輝度勾配情報を記憶部１７に記憶しておき、次回の計測マーカーの配置時に、Ｂモード画像上の前回記憶した輝度勾配情報に対応する位置に計測マーカーを自動的に移動して配置する構成としてもよい。
また、記憶部１７に記憶した補正後の移動先の計測マーカーの輝度勾配情報は、次回の輪郭抽出時に、式（４）の画像エネルギーＥimageを、記憶した輝度勾配情報が近いと評価が上がる（値を下げる）ように設定する構成としてもよい。
補正情報の入力がない場合（ステップＳ１８；ＮＯ）、計測部１６は、現在の計測マーカーＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４の位置情報から、腫瘤の横径、縦径を取得する（ステップＳ２０）。そして、計測部１６は、取得した横径Ｗ、縦径Ｄを用いて、式（１）により、腫瘤の縦横比を算出し、腫瘤の横径Ｗ、縦径Ｄと、算出された腫瘤の縦横比とを記憶部１７に記憶し、表示合成部１８は、取得された腫瘤の横径Ｗ、縦径Ｄと、算出された腫瘤の縦横比とを表示部１９に表示し（ステップＳ２１）、腫瘤縦横比計測処理を終了する。
なお、ステップＳ１５において入力される輪郭抽出用の初期条件情報は、初期輪郭の中心点の位置情報に限定されるものではない。例えば、図７（ａ）に示すように、腫瘤Ｔ３を有する表示画像Ｆ３において、初期条件情報としてＲＯＩの矩形Ｒ１の設定用情報を入力する構成としてもよい。ＲＯＩとしての矩形Ｒ１は、腫瘤Ｔ３を囲むように入力される。矩形Ｒ１の設定用情報は、例えば、矩形Ｒ１の左上の点と右下の点との位置情報や、矩形Ｒ１の中心点と１つの頂点とを結ぶ直線の２つの端点の位置情報や、矩形Ｒ１の大きさが予め設定されている場合の矩形Ｒ１の中心点の位置情報等である。初期輪郭は、矩形Ｒ１に内接する円又は楕円とするか、ＲＯＩとしての矩形Ｒ１内のＢモード画像に対して二値化処理を実施し、低エコー域の境界を初期輪郭とする。そして、輪郭の探索処理は画像全体ではなくＲＯＩ内の画素に対して実施する。この構成によれば、輪郭の探索範囲が狭くなり輪郭抽出の性能（精度及び抽出速度）の向上が期待できる。
また、ステップＳ１５において、例えば、図７（ｂ）に示すように、腫瘤Ｔ３を有する表示画像Ｆ４において、初期条件情報として直線Ｌ１の設定用情報を入力する構成としてもよい。直線Ｌ１は、皮膚面に平行であり、腫瘤Ｔ３を貫く（横切る）ように入力される。直線Ｌ１の設定用情報は、例えば、直線Ｌ１の２つの端点の位置情報である。初期輪郭は、直線Ｌ１の２つの端点を直径とする円又は楕円である。このとき、直線Ｌ１と低エコー域の交点を抽出し、その２点を通る円あるいは楕円を初期輪郭とすることで、腫瘤の輪郭に近い点を通る初期輪郭を設定することができ、輪郭抽出の性能を向上できる。
また、ステップＳ１６において、輪郭抽出部１５は、グラフカット法により輪郭を算出する構成としてもよい。この構成では、ステップＳ１５で輪郭抽出用の初期条件情報として、矩形、円、楕円等の指定領域の設定用情報が操作入力される。輪郭抽出部１５は、例えば、入力した設定用情報に基づく指定領域のＢモード画像の輝度値の平均値や、画素数が一番多い輝度値等を、腫瘤以外の領域（背景領域）の輝度値として設定し、指定領域の重心等の輝度値を、腫瘤の領域の輝度値として、式（７）を設定し、この設定した式（７）を用いて、グラフカット法による輪郭抽出を行う。指定領域の設定用情報は、例えば、指定領域が円である場合の当該円の直径又は半径の直線の２つの端点の位置情報や、指定領域の形状及び大きさが予め設定されている場合の指定領域の中心点等の位置情報等である。また、操作回数が多くなるが、操作入力部１１は、ユーザーからの、輪郭抽出用の初期条件情報として、Ｂモード画像における腫瘤の領域の輝度値を示す点と、背景領域の輝度値を示す点と、の２点の指定入力を受け付け、輪郭抽出部１５が、入力された２点の輝度値を用いてグラフカット法により腫瘤の輪郭抽出を行う構成としてもよい。
なお、操作入力部１１は、ユーザーからの、タッチパネルで腫瘤を包含する形状を、動的輪郭法による初期条件情報の初期輪郭や、グラフカット法による指定領域として、指定入力を受け付けてもよい。
次いで、図８及び図９を参照して、腫瘤径計測処理を説明する。図８は、腫瘤径計測処理を示すフローチャートである。図９は、腫瘤Ｔ４の最大径面の表示画像Ｆ５１と、最大径面に直交する断面の表示画像Ｆ５２と、を有する表示画像Ｆ５を示す模式図である。
腫瘤径計測処理は、超音波送受信により得られるＢモード画像データから腫瘤の縦径及び横径を計測し、腫瘤径を算出する処理である。例えば、操作入力部１１を介して、ユーザーから腫瘤径計測モードの指定が入力されたことをトリガとして、制御部２０は、ＲＯＭに記憶されている腫瘤径計測プログラムに従い、各部を制御して、腫瘤径計測処理を実行する。
超音波画像診断装置１００において、先ず、図４の腫瘤縦横比計測処理のステップＳ１１，Ｓ１２と同様に、送信部１２、受信部１３、画像生成部１４及び表示合成部１８は、超音波送受信及びＢモード画像データ生成及び表示を行う（ステップＳ３１，Ｓ３２）。ユーザーは、超音波探触子２を操作して、腫瘤を有する被検体に当て、超音波探触子２を皮膚面上で回転させる等しながら表示されたＢモード画像を目視し、Ｂモード画像上で腫瘤の径が最大となる最大径面を探索する。
そして、図４のステップＳ１３，Ｓ１４と同様に、操作入力部１１、表示合成部１８は、最大径面でのユーザーからのフリーズ操作の入力を受け付け、複数フレーム（シネフレーム）のＢモード画像データを表示し、第一の計測対象画像として最大径面画像の選択入力を受け付け、選択された最大径面画像を表示部１９に表示する（ステップＳ３３，Ｓ３４）。
次いで、ユーザーは、フリーズ操作を解除する。操作入力部１１がユーザーからのフリーズ操作解除の入力を受け付けると、ステップＳ３２と同様なステップＳ３５が行われる。ユーザーは、再びＢモード画像を目視しながら、超音波探触子２を皮膚面上で回転させる等して、最大径面に直交する断面に合せる。そして、ステップＳ３３と同様に、操作入力部１１、表示合成部１８は、最大径面に直交する断面でのユーザーからのフリーズ操作の入力を受け付け、複数フレームのＢモード画像データを表示し、第二の計測対象画像として最大径面の直交断面画像の選択入力を受け付け、選択された最大径面画像を表示部１９に表示する（ステップＳ３６，Ｓ３７）。このとき、第一の計測対象画像を画面に表示しながら第二の計測対象画像の描出を行うと、第二の計測対象画像の探索が容易になる。
ステップＳ３８，Ｓ４０〜Ｓ４２は、図４のステップＳ１５，Ｓ１７〜Ｓ１９と同様である。但し、最大径面のＢモード画像と、最大径面に直交する断面のＢモード画像と、のそれぞれに対して、輪郭抽出用の初期条件情報の入力、計測マーカーの表示、補正情報の入力を行う。
ハローを含む腫瘤の輪郭抽出は、ステップＳ３９において、輪郭抽出部１５が、最大径面画像と最大径面の直交断面画像とのＢモード画像データに対して、図４のステップＳ１６と同じ処理を実施し、まずハローを含まない腫瘤の輪郭候補点を抽出する。その後、輪郭抽出部１５は、初期輪郭の中心と輪郭候補点とを結ぶ直線上の輝度変化を解析し、ハローを含まない腫瘤の輪郭候補点より外側で高輝度から低輝度に変化する境界点を抽出する。輪郭抽出部１５は、これを、ハローを含まない腫瘤の輪郭候補点それぞれに対して実施し、ハローを含む腫瘤の輪郭とする。この時、ハローを含まない腫瘤の輪郭候補点間を補完するようにして探索すると計算量は増加するが、輪郭抽出の精密性が向上する。上記高輝度から低輝度に変化する境界点の抽出では、例えば、輪郭の境界の輝度変化の所定の閾値が予め記憶部１７に記憶され、輪郭抽出部１５は、初期輪郭の中心と輪郭候補点とを結ぶ直線上でのハローを含まない腫瘤の輪郭候補点より外側の輝度変化が、記憶部１７に記憶された所定の閾値以上となった点を境界点とする。
ステップＳ４０において、例えば、図９に示すように、腫瘤Ｔ４を有する表示画像Ｆ５が表示される。表示画像Ｆ５は、最大径面に対応する表示画像Ｆ５１と、最大径面に直交する断面に対応する表示画像Ｆ５２と、を有する。表示画像Ｆ５１は、腫瘤Ｔ４がスキャンされたＢモード画像であり、輪郭Ｃ２と、計測マーカーＭ２１，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ２４とが合成されている。腫瘤Ｔ４は、腫瘤本体部としての低エコー部Ｔ４１と、低エコー部Ｔ４１を囲むハローＴ４２と、を有する。
計測マーカーＭ２１，Ｍ２２は、初期状態では、被検体の腫瘤Ｔ４の最大の横径をとる直線と輪郭Ｃ２との交点に配置される。計測マーカーＭ２３，Ｍ２４は、計測マーカーＭ２１，Ｍ２２を結ぶ直線に直交し腫瘤の最大の縦径をとる直線と輪郭Ｃ２との交点に配置される。計測マーカーＭ２１，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ２４は、腫瘤Ｔ４の最大の横径、縦径をとるために、各直線と輪郭Ｃ２の寸法補助線との交点に配置されることとしてもよい。輪郭Ｃ２は、ハローＴ４２の輪郭に合せるように生成される。
表示画像Ｆ５２は、腫瘤Ｔ４がスキャンされたＢモード画像であり、輪郭Ｃ３と、計測マーカーＭ３１，Ｍ３２とが合成されている。計測マーカーＭ３１，Ｍ３２は、初期状態では、被検体の腫瘤Ｔ４の最大の横径をとる直線と輪郭Ｃ３との交点に配置される。計測マーカーＭ３１，Ｍ３２は、腫瘤Ｔ４の最大の横径をとるために、各直線と輪郭Ｃ３の寸法補助線との交点に配置されることとしてもよい。輪郭Ｃ３は、ハローＴ４２の輪郭に合せるように生成される。また、所定領域又は輝度勾配情報を用いた計測マーカーＭ２１，Ｍ２２、Ｍ２３，Ｍ２４，Ｍ３１，Ｍ３２の修正も、図６の領域ＡＲ１又は輝度勾配情報を用いた計測マーカーＭ１１の修正と同様である。
そして、計測部１６は、腫瘤の径情報として、最大径面の計測マーカーの位置情報に基づいて、腫瘤の横径及び縦径を取得し、最大径面に直交する断面の計測マーカーの位置情報に基づいて、横径を取得する（ステップＳ４３）。
そして、計測部１６は、取得した最大径面の横径ａ、縦径ｃ、及び最大径面に直交する断面の横径ｂを用いて、式（２）により腫瘤径を算出し、腫瘤の最大径面の横径ａ、縦径ｃ、最大径面に直交する断面の横径ｂと、算出された腫瘤径とを記憶部１７に記憶し、表示合成部１８は、取得された腫瘤の最大径面の横径ａ、縦径ｃ、最大径面に直交する断面の横径ｂと、算出された腫瘤径とを表示部１９に表示し（ステップＳ４４）、腫瘤径計測処理を終了する。
以上、本実施の形態によれば、超音波画像診断装置１００は、駆動信号を生成して超音波探触子２に出力する送信部１２と、超音波探触子２により生成された受信信号に基づいて音線データを生成する受信部１３と、生成された音線データから被検体のＢモード画像データを生成する画像生成部１４と、輪郭抽出用の初期条件情報の入力を受け付ける操作入力部１１と、入力された初期条件情報を用いて、生成されたＢモード画像データから腫瘤の輪郭を抽出する輪郭抽出部１５と、抽出された輪郭に基づいて腫瘤の径情報を取得し、当該径情報から当該腫瘤の特徴量を算出する計測部１６と、を備える。
このため、腫瘤の特徴量計測において、初期条件情報のみを操作入力し、自動的に輪郭を抽出し腫瘤の特徴量を算出するので、操作負担を低減でき、初期条件情報に基づき正確に抽出した輪郭に基づく径情報から腫瘤の特徴量を算出するので、特徴量の計測の精度を高めることができ、特徴量の客観性を上げることができる。
また、腫瘤縦横比計測モードにおいて、輪郭抽出部１５は、入力された初期条件情報を用いて、生成されたＢモード画像データからハローを含まない腫瘤の輪郭（周囲との輝度差がハローを含む場合と比較して大きい境界）を抽出し、計測部１６は、抽出された輪郭に基づいて、腫瘤の横径及び縦径を取得し、当該横径及び縦径から腫瘤の縦横比を算出する。このため、腫瘤の縦横比計測において、操作負担を低減でき、計測時間を短縮でき、腫瘤の縦横比の精度を高めることができる。
また、輪郭抽出部１５は、初期条件情報とＢモード画像データとに基づいて動的輪郭法により腫瘤の輪郭を算出する。このため、動的輪郭法により、腫瘤縦横比計測モードにおける輪郭を自動的且つ精度よく抽出できる。
また、腫瘤径計測モードにおいて、受信部１３は、被検体の腫瘤の最大径面と当該最大径面に直交する断面に対応する位置で超音波が送受信された超音波探触子２により生成された受信信号に応じて音線データを生成する。輪郭抽出部１５は、入力された初期条件情報を用いて、生成された腫瘤の最大径面のＢモード画像データと最大径面に直交する断面のＢモード画像データとからハローを含む腫瘤の輪郭（周囲との輝度差は、ハローを含まない腫瘤の輪郭の周囲との輝度差よりも小さいが視認できる境界）を抽出し、計測部１６は、抽出された最大径面に対応する輪郭に基づいて、腫瘤の横径及び縦径を取得し、抽出された最大径面に直交する断面に対応する輪郭に基づいて、腫瘤の横径を取得し、最大径面に対応する横径及び縦径と最大径面に直交する断面に対応する横径とから腫瘤径を算出する。このため、腫瘤径計測において、操作負担を低減でき、計測時間を短縮でき、腫瘤径の精度を高めることができる。
また、輪郭抽出部１５は、初期条件情報とＢモード画像データとに基づいて動的輪郭法により、最大径面の腫瘤の輪郭と最大径面に直交する断面の腫瘤の輪郭とを算出する。このため、動的輪郭法により、腫瘤径計測モードにおける輪郭を自動的且つ精度よく抽出できる。
また、初期条件情報は、動的輪郭法の初期輪郭設定用に操作入力部１１から指定される点の位置情報、又は矩形若しくは直線の端点の位置情報である。このため、輪郭抽出のための初期輪郭を生成するために、１点又は２点の位置情報を１回操作入力するのみでよいので、操作負担をより低減できる。
また、グラフカット法を用いる場合、初期条件情報は、グラフカット法の指定領域設定用に操作入力部１１から指定される点の位置情報、又は矩形若しくは直線の端点の位置情報である。このため、輪郭抽出のための指定領域を生成するために、１点又は２点の位置情報を１回操作入力するのみでよいので、操作負担をより低減できる。
また、操作入力部１１は、抽出された輪郭の計測マーカーの補正情報の操作入力を受け付け、計測部１６は、入力された補正情報により補正された計測マーカーに基づいて腫瘤の径情報を取得し、当該径情報から当該腫瘤の特徴量を算出する。このため、腫瘤の輪郭を自在に修正でき、腫瘤の特徴量の精度をより高めることができる。
また、超音波画像診断装置１００は、初期状態の計測マーカーを中心とした所定の領域ＡＲ１を設定し、操作入力部１１から入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、領域ＡＲ１及び移動中の計測マーカーを含む合成画像データを生成して表示部１９にリアルタイムに表示し、移動中の計測マーカーが領域ＡＲ１以内の場合は、領域ＡＲ１外の場合よりも、操作入力部１１の単位時間当たりの計測マーカーの移動量を小さくして、移動中の計測マーカーを表示させる表示合成部１８を備える。このため、計測マーカーの修正を正確に行うことができるとともに、修正時間を短縮できる。
また、表示合成部１８は、操作入力部１１から入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、移動中の計測マーカーを含むＢモード画像データを生成して表示部１９にリアルタイムに表示し、移動中の計測マーカーの位置におけるＢモード画像データの輝度勾配情報が所定の閾値以上の場合は、所定の閾値より小さい場合よりも、操作入力部１１の単位時間当たりの計測マーカーの移動量を小さくして、移動中の計測マーカーを表示させる。このため、計測マーカーの修正を正確に行うことができるとともに、修正時間を短縮できる。
また、超音波画像診断装置１００は、算出された腫瘤の特徴量を表示部１９に表示させる表示合成部１８を備える。このため、ユーザーは、腫瘤の特徴量を目視により容易に認識できる。
（第２の実施の形態）
図１０〜図１５を参照して、本発明に係る第２の実施の形態を説明する。先ず、図１０を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。但し、第１の実施の形態の装置構成と同様な部分については、同じ符号を付してその説明を省略するものとする。図１０は、本実施の形態の超音波画像診断装置１００Ａの機能構成を示すブロック図である。
第１の実施の形態の超音波画像診断装置１００は、計測対象物としての腫瘤の特徴量（縦横比、腫瘤径）を計測するものであったが、本実施の形態の超音波画像診断装置１００Ａは、計測対象物としての臓器の１つである膀胱の特徴量としての容積を計測するものとして説明する。また、超音波画像診断装置１００Ａは、第１の実施の形態の超音波画像診断装置１００と同様な装置ではなく、汎用の携帯端末を利用した超音波画像診断のシステムである。図１に示すように、超音波画像診断装置１００Ａは、超音波画像診断装置本体１Ａと、超音波探触子２Ａと、を備える。但し、これに限定されるものではなく、超音波画像診断装置１００Ａが、例えば図１と同様な超音波探触子及び超音波画像診断装置本体を備える超音波画像診断装置である構成としてもよい。
超音波画像診断装置本体１Ａは、汎用の携帯端末であり、本実施の形態では、例えばタブレットＰＣ（Personal Computer）であるものとする。超音波探触子２Ａは、超音波の送受信機能に加えて、超音波画像データの生成機能を有する。超音波画像診断装置本体１Ａと超音波探触子２Ａとは、ケーブル３Ａを介して接続されている。ケーブル３Ａの通信方式は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）であるものとするが、これに限定されるものではない。
超音波探触子２Ａは、振動子２ａと、超音波送受信部３１と、画像生成部３２と、データ送受信部３３と、を備える。超音波画像診断装置本体１Ａは、操作入力部１１Ａと、データ送受信部１３Ａと、初期条件取得部としての計測対象認識部２１と、輪郭抽出部１５Ａと、計測部１６Ａと、記憶部１７Ａと、第３、第４の表示制御部としての表示合成部１８Ａと、表示部１９Ａと、制御部２０Ａと、を備える。
超音波送受信部３１は、第１の実施の形態の送信部１２及び受信部１３と同様に、制御部２０Ａの制御に従って、駆動信号を生成して振動子２ａに供給し、また、振動子２ａから反射超音波に基づく受信信号を受信し、当該受信信号に基づく音線データを生成する回路である。なお、制御部２０Ａの制御信号は、データ送受信部１３Ａ、ケーブル３Ａ、データ送受信部３３を介して、超音波送受信部３１、画像生成部３２に入力される。本実施の形態では、超音波探触子２Ａの複数の振動子２ａが、コンベックス走査方式の配列であるものとして説明するが、この走査方式に限定されるものではない。
画像生成部３２は、画像生成部１４と同様に、制御部２０Ａの制御に従って、超音波送受信部３１から入力された音線データからＢモード画像データを生成する回路である。データ送受信部３３は、例えばＵＳＢの通信方式の通信部であり、ケーブル３Ａを介して、データ送受信部１３Ａとの間で、データの送受信を行う。例えば、データ送受信部３３は、制御部２０Ａからの制御信号をデータ送受信部１３Ａから受信して、超音波送受信部３１、画像生成部３２に出力する。また、データ送受信部３３は、画像生成部３２から入力されたＢモード画像データ等を受信して、データ送受信部１３Ａに送信する。
操作入力部１１Ａは、表示部１９Ａの表示画面に一体的に設けられたタッチパネルであり、ユーザー（検査者）からのタッチ入力操作を受け付け、その操作情報を制御部２０Ａに出力する。データ送受信部１３Ａは、例えばＵＳＢの通信方式の通信部であり、ケーブル３Ａを介して、データ送受信部３３との間で、データの送受信を行う。例えば、データ送受信部１３Ａは、制御部２０Ａから入力された制御信号をデータ送受信部１３Ａに送信する。また、データ送受信部１３Ａは、Ｂモード画像データ等をデータ送受信部３３から受信して、計測対象認識部２１、表示合成部１８Ａに出力する。
計測対象認識部２１は、制御部２０Ａの制御に従って、データ送受信部１３Ａから入力されたライブのＢモード画像データから計測対象物としての膀胱が所定時間変化しないか否かを認識し、認識された場合に、Ｂモード画像データから輪郭抽出用の初期条件情報を取得し、計測実行モードへ遷移するための計測開始情報を生成して表示合成部１８Ａに出力し、Ｂモード画像データ及び取得した初期条件情報を輪郭抽出部１５Ａに出力する処理部である。計測実行モードとは、計測対象物の特徴量の計測を実際に実行するモードである。ここで、図１１を参照して、計測対象認識部２１の計測対象物の認識方法を説明する。図１１は、膀胱Ｔ６を含むＢモード画像Ｆ６１を有する表示画像Ｆ６を示す模式図である。
計測対象認識部２１は、所定時間に描出された複数のＢモード画像データを２フレームずつ比較する。具体的には２フレームのＢモード画像データ間の全画素の差分値を算出し、全画素の差分値が所定の閾値以下であるか否かを判別し、所定の閾値以下である場合に、描出画像間に差分がないものと認識する。画像間に差分が無い状態が所定時間以上続いた場合に、計測対象物が所定時間安定して描出されていると自動的に判別する。フレーム間の全画素の差分値を求める方法としては、ＳＳＤ(Sum of Squared Difference)法やＳＡＤ(Sum of Absolute Difference)法などがある。ＳＳＤ法は、２フレームの画像データの同じ位置の各画素の輝度値の差の２倍の合計を全画素の差分値として算出する方法である。ＳＡＤ法は、２フレームの画像データの同じ位置の画素の輝度値の差の絶対値の合計を差分として算出する方法である。このとき、ゲイン変更操作があった場合は、ゲイン値を用いて差分算出の補正を行うなどすれば、照明変動への対応も可能である。
計測対象認識部２１は、計測対象物の変化がないことを認識した場合に、計測実行モードの計測開始情報を生成して表示合成部１８Ａに出力し、計測を開始したタイミング以降にデータ送受信部１３Ａから入力されたＢモード画像データから、初期条件情報を取得する。例えば、図１１に示す計測対象物としての膀胱Ｔ６が含まれるＢモード画像Ｆ６１の画像データから、初期条件情報として、膀胱Ｔ６の前景Ｖ１及び背景Ｖ２を自動的に取得する。前景Ｖ１は、Ｂモード画像Ｆ６１中の輝度値が所定の値より小さく、画像中心付近の画素（基準点Ｐ２）を中心に所定の半径を持つ円又は楕円の円周上の画素とする。ここで、膀胱等、中に液体が貯まった臓器は、Ｂモード画像において、周辺組織に比べて低エコーあるいは無エコーで描出されるため、輝度値が小さくなる。このため、輝度値が小さく画像の中心付近の画素を基準点Ｐ２とする。背景Ｖ２は、前景Ｖ１の中心点を中心として画像の端までに収まるサイズの円又は楕円の円周上の画素とする。
輪郭抽出部１５Ａは、第１の実施の形態の輪郭抽出部１５と同様に、制御部２０Ａの制御に従って、計測対象認識部２１から入力されたＢモード画像データ及び初期条件情報に基づいて、グラフカット法により、Ｂモード画像データ中の計測対象物の膀胱の輪郭を抽出し、抽出した輪郭の輪郭データを計測部１６Ａに出力する処理部である。具体的には、輪郭抽出部１５Ａは、計測対象認識部２１から入力された初期条件情報としての膀胱の前景及び背景の輝度を用いて、グラフカット法により膀胱の輪郭を抽出する。例えば、初期条件情報の前景の領域の平均輝度がグラフカット法における膀胱の輝度として用いられ、初期条件情報の背景の領域の平均輝度がグラフカット法における膀胱の背景の輝度として用いられる。なお、輪郭抽出部１５Ａは、計測対象認識部２１から入力された初期条件情報としての膀胱の前景又は背景の円又は楕円を初期輪郭として用いて、動的輪郭法としてのＳｎａｋｅｓ法により膀胱の輪郭を抽出する構成としてもよい。
計測部１６Ａは、第１の実施の形態の計測部１６と同様に、制御部２０Ａの制御に従って、輪郭抽出部１５Ａから入力された輪郭データ（補正された計測マーカー）から、計測対象物としての膀胱の径情報と、径情報に基づく特徴量と、を算出し、計測対象物の径情報及び特徴量を表示合成部１８Ａに出力し、当該径情報及び特徴量を記憶部１７に記憶する処理部である。本実施の形態では、計測部１６Ａは、膀胱の特徴量として、容積を算出する。
表示合成部１８Ａは、第１の実施の形態の表示合成部１８と同様に、制御部２０Ａの制御に従って、データ送受信部１３Ａから入力されたＢモード画像データと、計測部１６Ａから入力された輪郭データ、計測マーカー、径情報、特徴量等と、をそのまま又は適宜合成して表示画像データを生成し、表示画像データの画像信号を表示部１９Ａに出力する。
表示部１９Ａは、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ等の携帯端末用の表示装置で構成され、第１の実施の形態の表示部１９と同様に、表示合成部１８Ａから入力された表示画像データの画像信号に従って、表示画面上に表示画像を表示する。
制御部２０Ａは、第１の実施の形態の制御部２０と同様の構成を有し、超音波画像診断装置本体１Ａ及び超音波探触子２Ａの各部の動作を集中制御する。特に、制御部２０ＡのＲＯＭには、第１の計測対象物容積計測プログラム、第２の計測対象物容積計測プログラムが記憶されているものとする。なお、制御部２０Ａは、超音波画像診断装置本体１Ａ及び超音波探触子２Ａの各部を制御するが、図１０上では、その制御を示す線を省略している。
次いで、図１２〜図１５を参照して、超音波画像診断装置１００Ａの動作を説明する。図１２は、第１の計測対象物容積計測処理を示すフローチャートである。図１３は、膀胱Ｔ７を含む一断面のＢモード画像Ｆ７１を有する表示画像Ｆ７を示す模式図である。図１４は、第２の計測対象物容積計測処理を示すフローチャートである。図１５は、図１３の表示画像Ｆ７の直交断面のＢモード画像Ｆ８１を有する表示画像Ｆ８を示す模式図である。
図１２を参照して、超音波画像診断装置１００Ａで実行される第１の計測対象物容積計測処理を説明する。第１の計測対象物容積計測処理は、一断面のＢモード画像データから、計測対象物としての膀胱が所定時間安定して描出されていることを自動的に認識し、当該膀胱の輪郭データ、径情報、特徴量としての容積を自動的に算出する処理である。例えば、
特定のプリセット時であること、あるいは自動計測のＯＮ/ＯＦＦをあらかじめ設定しておき、ＯＮの場合であることをトリガとして、制御部２０Ａは、ＲＯＭに記憶されている第１の計測対象物容積計測プログラムに従い、各部を制御して、第１の計測対象物容積計測処理を実行する。
超音波画像診断装置１００Ａにおいて、先ず、図４の腫瘤縦横比計測処理のステップＳ１１と同様に、超音波送受信部３１は、Ｂモード画像用の超音波の送受信をフレーム単位で開始する（ステップＳ５１）。そして、図４のステップＳ１２と同様に、画像生成部３２、データ送受信部３３，１３Ａ及び表示合成部１８Ａは、受信された超音波の受信信号に基づいて、Ｂモード画像データ生成及び表示を行う（ステップＳ５２）。ユーザーは、例えば、利き手に超音波探触子２Ａを持ち、もう片方の手に超音波画像診断装置本体１Ａを持ち、超音波探触子２Ａを操作して被検体に当て、超音波探触子２を皮膚面上で回転させる等しながら表示されたＢモード画像を目視し、Ｂモード画像上で膀胱の径が最大となる断面で静止させる。
そして、計測対象認識部２１は、計測対象物認識として、ＳＳＤ法又はＳＡＤ法により、ステップＳ５２で生成されたＢモード画像データの所定時間の２フレームのＢモード画像データ間の各画素の差分の合計値を全画素の差分値として算出する（ステップＳ５３）。そして、計測対象認識部２１は、ステップＳ５３で算出した全画素の差分値が所定の閾値以下であり、計測対象物としての膀胱が所定時間安定して描出されていると認識したか否かを判別する（ステップＳ５４）。計測対象物の安定した描出を認識していない場合（ステップＳ５４；ＮＯ）、ステップＳ５２に移行される。
計測対象物の安定した描出を認識した場合（ステップＳ５４；ＹＥＳ）、計測対象認識部２１は、計測実行モード開始（遷移）の計測開始情報を生成して表示合成部１８Ａに出力し、表示合成部１８は、計測開始情報を表示部１９Ａに表示させる（ステップＳ５５）。そして、計測対象認識部２１は、計測実行モード開始後のタイミングで生成されたＢモード画像データから輪郭抽出用のパラメーターとしての初期条件情報を取得して設定し、Ｂモード画像データ及び設定した初期条件情報を輪郭抽出部１５Ａに出力する（ステップＳ５６）。
そして、輪郭抽出部１５Ａは、図４のステップＳ１６と同様に、ステップＳ５５で設定された初期条件情報を用いて、グラフカット法により、ステップＳ５５で入力されたＢモード画像データから計測対象物としての膀胱の輪郭を抽出して輪郭データを生成し、その輪郭データを、計測部１６を介して表示合成部１８に出力し、表示合成部１８は、入力されたＢモード画像データと、輪郭データとに基づき、Ｂモード画像上に輪郭を有する合成画像データを生成し、当該合成画像データに基づく合成画像を表示部１９に表示する（ステップＳ５７）。なお、ステップＳ５７において、輪郭抽出部１５Ａは、ステップＳ５５で設定された初期条件情報と記憶部１７に記憶されたパラメーターα，βとを用いて、Ｓｎａｋｅｓ法により、ステップＳ５５で入力されたＢモード画像データから計測対象物としての膀胱の輪郭を抽出して輪郭データを生成することとしてもよい。
ステップＳ５８〜Ｓ６０は、図４のステップＳ１７〜Ｓ１９と同様である。ステップＳ５８では、例えば、図１３に示す表示画像Ｆ７が表示される。表示画像Ｆ７は、膀胱Ｔ７がスキャンされたＢモード画像Ｆ７１を含む。Ｂモード画像Ｆ７１上で、ステップＳ５７で抽出された膀胱Ｔ７の輪郭Ｃ４上に、計測マーカーＭ４１，Ｍ４２，Ｍ４３，Ｍ４４が配置されている。計測マーカーＭ４１，Ｍ４２は、輪郭Ｃ４上の最大縦径（図１３上で実線の直線）の端点に配置されている。最大縦径は、必ずしも垂直方向とは限らない膀胱の輪郭の最大径である。計測マーカーＭ４３，Ｍ４４は、輪郭Ｃ４上の最大縦径に直交する最大横径（図１３上で破線の直線）の端点に配置されている。ステップＳ５９，Ｓ６０により、計測マーカーＭ４１，Ｍ４２，Ｍ４３，Ｍ４４の補正情報の入力が可能である。また、ステップＳ５８〜Ｓ６０において、表示合成部１８Ａは、操作入力部１１Ａから入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、移動中の計測マーカーを含む断層画像データを生成して表示部１９Ａにリアルタイムに表示し、１つの計測マーカーの補正情報の入力に応じて、複数の計測マーカーを連動して同一方向又は拡大縮小方向に移動して表示及び補正を行う構成としてもよい。
補正情報の入力がない場合（ステップＳ５９；ＮＯ）、計測部１６Ａは、現在の計測マーカーの位置情報から、膀胱の径情報を取得する（ステップＳ６１）。ステップＳ６１では、例えば、計測部１６Ａは、径情報として、計測マーカーＭ４１，Ｍ４２の間の最大縦径ｄと、計測マーカーＭ４３，Ｍ４４の間の最大横径ｗと、を算出して取得する。
そして、計測部１６Ａは、ステップＳ６１で取得した径情報を用いて、膀胱の容積を算出し、膀胱の径情報と、算出された膀胱の容積とを記憶部１７に記憶し、膀胱の径情報、容積を表示合成部１８Ａに出力し、表示合成部１８Ａは、取得された膀胱の径情報と、算出された膀胱の容積とを表示部１９Ａに表示し（ステップＳ６２）、第１の計測対象物容積計測処理を終了する。ステップＳ６２では、計測部１６Ａは、例えば、ステップＳ６１で取得された最大縦径ｄ、最大横径ｗを用いて、次式（８）又は次式（９）により、膀胱の容積ｖを算出する。
ｖ＝ｄ×ｗ×ｄ×π／６ …（８）
ｖ＝ｄ×ｗ×ｗ×π／６ …（９）
ステップＳ６２において、式（８）、式（９）のどちらを用いるかを任意にユーザーが設定できてもよいし、最大縦径ｄ、最大横径ｗを式（８）及び式（９）に代入して、容積ｖの値が大きい方の式を用いる構成としてもよい。
次いで、図１４を参照して、超音波画像診断装置１００Ａで実行される第２の計測対象物容積計測処理を説明する。第２の計測対象物容積計測処理は、径が最大の一断面（最大径面とする）のＢモード画像データと最大径面に直交する一断面（直交断面とする）のＢモード画像データとの二断面のＢモード画像データから、計測対象物としての膀胱が所定時間安定して描出されていることを自動的に認識し、当該膀胱の輪郭データ、径情報、特徴量としての容積を自動的に算出する処理である。例えば、操作入力部１１Ａを介して、ユーザーから第２の計測対象物容積計測処理の実行指示が入力されたことをトリガとして、制御部２０Ａは、ＲＯＭに記憶されている第２の計測対象物容積計測プログラムに従い、各部を制御して、第２の計測対象物容積計測処理を実行する。
ステップＳ７１〜Ｓ８１は、図１２のステップＳ５１〜Ｓ６１と同様である。ステップＳ７８では、例えば、図１３に示すように、最大径面の膀胱Ｔ７を含むＢモード画像Ｆ７１を有する表示画像Ｆ７が表示され、膀胱Ｔ７の輪郭Ｃ４及び計測マーカーＭ４１，Ｍ４２，Ｍ４３，Ｍ４４が表示される。ステップＳ８１では、例えば、膀胱Ｔ７の径情報として、計測マーカーＭ４１，Ｍ４２の間の最大縦径ｄと、計測マーカーＭ４３，Ｍ４４の間の最大横径ｗと、が取得される。
そして、制御部２０Ａは、ステップＳ８１で径情報が取得された計測対象物としての膀胱に直交する直交断面を描出させるための直交断面描出指示情報を生成して表示合成部１８Ａに出力し、表示合成部１８Ａは、入力された直交断面描出指示情報を表示部１９Ａに表示する（ステップＳ８２）。ユーザーは、再びＢモード画像を目視しながら、超音波探触子２を皮膚面上で回転させる等して、最大径面に直交する直交断面の位置に合せる。
ステップＳ８３〜Ｓ９１は、描出対象を直交断面とした場合のステップＳ７２〜Ｓ７４、Ｓ７６〜Ｓ８１と同様である。但し、ステップＳ８８では、例えば、図１５に示すように、図１３の表示画像Ｆ７の直交断面の膀胱Ｔ７を含むＢモード画像Ｆ８１を有する表示画像Ｆ８が表示され、膀胱Ｔ７の輪郭Ｃ５及び計測マーカーＭ５１，Ｍ５２が表示される。計測マーカーＭ５１，Ｍ５２は、輪郭Ｃ５上の最大径の２つの端点に配置されている。ステップＳ９１では、例えば、計測マーカーＭ５１，Ｍ５２の間の最大径ｈが算出されて取得される。
そして、計測部１６Ａは、ステップＳ８１，Ｓ９１で取得した径情報を用いて、膀胱の容積を算出し、膀胱の径情報と、算出された膀胱の容積とを記憶部１７に記憶し、膀胱の径情報、容積を表示合成部１８Ａに出力し、表示合成部１８Ａは、取得された膀胱の径情報と、算出された膀胱の径情報とを表示部１９Ａに表示し（ステップＳ９２）、第２の計測対象物容積計測処理を終了する。ステップＳ９２では、計測部１６Ａは、例えば、ステップＳ８１で取得された最大縦径ｄ、最大横径ｗと、ステップＳ９１で取得された最大径ｈと、を用いて、次式（１０）により、容積ｖを算出する。
ｖ＝ｄ×ｗ×ｈ×π／６ …（１０）
以上、本実施の形態によれば、超音波画像診断装置１００Ａは、駆動信号を超音波探触子２Ａの振動子２ａに供給し、振動子２ａを介して受信した受信信号に基づいて音線データを生成する超音波送受信部３１と、生成された音線データからＢモード画像データを生成する画像生成部３２と、膀胱の輪郭抽出用の初期条件情報を取得する計測対象認識部２１と、取得された初期条件情報を用いて、生成されたＢモード画像データから膀胱の輪郭を抽出する輪郭抽出部１５Ａと、抽出された輪郭に基づいて膀胱の径情報を取得し、径情報から膀胱の特徴量を算出する計測部１６Ａと、を備える。
このため、膀胱の特徴量計測において、初期条件情報を取得し、自動的に輪郭を抽出し膀胱の特徴量を算出するので、操作負担をより低減でき、初期条件情報に基づき正確に抽出した輪郭に基づく径情報から膀胱の特徴量を算出するので、特徴量の計測の精度を高めることができ、特徴量の客観性を上げることができる。特に、超音波画像診断装置本体１Ａが携帯端末であるため、超音波画像診断装置本体１Ａ及び超音波探触子２Ａを片手ずつに把持してユーザーの両手がふさがる状況でも、操作負担が低減されているので、容易に膀胱の特徴量を計測できる。
また、超音波画像診断装置１００Ａは、生成されたＢモード画像データから膀胱が所定時間安定して描出されていることを認識し、認識された場合に計測実行モードに遷移し、遷移された場合に、輪郭抽出用の初期条件情報を取得する計測対象認識部２１を備える。このため、自動的に計測を開始することができ、操作負担をさらに低減できる。
また、計測対象認識部２１は、生成されたＢモード画像データから輪郭抽出用の初期条件情報を取得する。このため、初期条件情報を自動的に取得でき、操作負担をさらに低減できる。
また、輪郭抽出部１５Ａは、取得された初期条件情報を用いて、生成されたＢモード画像データから計測対象物の最大径面の輪郭を抽出する。計測部１６Ａは、抽出された輪郭に基づいて、膀胱の径情報として最大縦径及び最大縦径と直交する最大横径を取得し、最大縦径及び最大横径から膀胱の特徴量としての容積を算出する。このため、膀胱の容積計測において、操作負担を低減でき、計測時間を短縮でき、膀胱の容積の精度を高めることができる。また、径情報を用いて膀胱の容積を算出するので、面積を用いて膀胱の容積を算出する構成に比べて、膀胱の容積算出までの処理速度を速くすることができる。なお、膀胱の面積及び径情報を用いて膀胱の容積を算出する構成としてもよい。この構成により、膀胱の容積の精度を高めることができる。
また、超音波送受信部３１は、被検体の計測対象物の最大径面と当該最大径面に直交する断面とに対応する位置で超音波が送受信された振動子により生成された受信信号に基づいて音線データを生成する。輪郭抽出部１５Ａは、取得された初期条件情報を用いて、生成された最大径面のＢモード画像データから膀胱の輪郭を抽出し、最大径面に直交する断面のＢモード画像データから膀胱の輪郭を抽出する。計測部１６Ａは、抽出された最大径面に対応する輪郭に基づいて、膀胱の径情報として最大縦径及び最大縦径と直交する最大横径を取得し、抽出された最大径面に直交する断面に対応する輪郭に基づいて、膀胱の径情報として最大径を取得し、最大縦径及び最大横径と最大径とから膀胱の特徴量としての容積を算出する。このため、膀胱の容積計測において、二断面を使用することにより、膀胱の容積の精度をさらに高めることができる。
また、輪郭抽出部１５Ａは、初期条件情報とＢモード画像データとに基づいてグラフカット法により、膀胱の輪郭を算出する。このため、グラフカット法により、膀胱の容積計測における輪郭を自動的且つ精度よく抽出できる。
また、グラフカット法を用いる場合、初期条件情報は、グラフカット法の前景及び背景の輝度情報である。これらを自動取得することにより、輪郭抽出のための指定領域を生成するための情報の操作入力を行わなくてよく、操作負担をさらに低減できる。
なお、Ｓｎａｋｅｓ法を用いて膀胱の輪郭を抽出する構成としてもよい。この場合、初期条件情報は、Ｓｎａｋｅｓ法の初期輪郭である。これを自動取得することにより、輪郭抽出のための初期輪郭を生成するための情報の操作入力行わなくてよく、操作負担をさらに低減できる。
また、表示合成部１８Ａは、操作入力部１１Ａから入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、移動中の計測マーカーを含む断層画像データを生成して表示部１９Ａにリアルタイムに表示し、１つの計測マーカーの補正情報の入力に応じて、複数の計測マーカーを連動して同一方向又は拡大縮小方向に移動して表示及び補正を行う構成としてもよい。このため、輪郭抽出の癖に対して、全ての計測マーカーで同じような補正をすることができる。
また、表示合成部１８Ａは、計測実行モードへの遷移時に、当該計測実行モードの開始（遷移）を示す表示情報を表示部１９Ａに表示させる。このため、ユーザーが目視により計測実行モードへの遷移を容易に確認できる。
また、計測対象認識部２１は、生成された複数のＢモード画像データのフレーム全体の差分を算出し、算出した差分値が所定の閾値以下である場合に、計測実行モードに遷移する。このため、検査者が超音波探触子２Ａを移動して計測対象物の膀胱をとらえて静止して、計測実行モード開始の準備ができたことを自動的に精度よく検知でき、ユーザーがフリーズボタンを入力する手間を防ぎ、操作負担をさらに低減できる。
（変形例）
図１６及び図１７を参照して、上記第２の実施の形態の変形例を説明する。本変形例では、第２の実施の形態の超音波画像診断装置１００Ａを用いるものとし、同様に、第１又は第２の計測対象物容積計測処理が実行される。但し、計測対象認識部２１の計測対象物が所定時間安定して描出されていることを認識する処理が異なるものであり、当該異なる処理のみについて説明し、他の装置構成及び処理の説明を省略する。
図１６、図１７（ａ）、図１７（ｂ）を参照して、本変形例における計測対象認識部２１の処理を説明する。図１６は、膀胱Ｔ９を含むＢモード画像Ｆ９１を有する表示画像Ｆ９を示す模式図である。図１７（ａ）は、一断面の垂直方向の基準線における輝度プロファイルを示す図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の垂直方向の基準線の基準点からの水平方向の基準線における輝度プロファイルを示す図である。
本変形例において、計測対象認識部２１は、制御部２０Ａの制御に従って、データ送受信部１３Ａから入力されたライブのＢモード画像データから計測対象物としての膀胱が所定時間変化しないことを認識し、認識された場合に、輪郭抽出の初期条件を取得し、計測実行モードへ遷移するための計測開始情報を生成して表示合成部１８Ａに出力し、Ｂモード画像データ及び取得した初期条件情報を輪郭抽出部１５Ａに出力する。
ここで、計測対象物としての膀胱の所定時間安定した描出を認識するための処理を説明する。先ず、計測対象認識部２１は、所定時間に描出された膀胱を含むＢモード画像に対して、皮膚面に垂直で且つＢモード画像の左右方向（水平方向）の中央に垂直方向の基準線を設定する。例えば、図１６に示すように、入力された膀胱Ｔ９を含むＢモード画像Ｆ９１（の表示画像Ｆ９）から、皮膚面ＳＫ２に垂直でＢモード画像Ｆ７１の左右方向の中央に垂直方向の基準線Ｌ２が設定される。基準線Ｌ２は、Ｂモード画像データのフレーム内のＢモード画像中心の１本の音響線に対応する線である。そして、計測対象認識部２１は、所定時間に描出されたＢモード画像データ間の２フレームの垂直方向の基準線における輝度プロファイルを生成する。
図１７（ａ）に示すように、輝度プロファイルは、横軸に皮膚面からの距離（ピクセル数）、縦軸に輝度値（濃淡値Gray Value）をとって、基準線における輝度値をプロットして生成される。そして、計測対象認識部２１は、所定時間の２フレームの基準線における輝度プロファイルについて、値と形状（輝度値高い→低い→高い）が変化するか否かを判別する。計測対象認識部２１は、基準線の輝度プロファイルの値と形状の変化が閾値以下である場合に、計測対象物に変化がなく計測画像に差分がないものとして、計測対象物が所定時間安定して描出されていることを自動的に判別する。
また、計測対象認識部２１は、計測対象物を認識した場合に、計測実行モードの計測開始情報を生成して表示合成部１８Ａに出力し、計測を開始したタイミング以降にデータ送受信部１３Ａから入力されたＢモード画像データから、初期条件情報を取得する。例えば、計測対象認識部２１は、計測を開始したタイミング以降に入力されたＢモード画像データの垂直方向の基準線の輝度プロファイル（例えば図１７（ａ）に示す輝度プロファイル）を生成し、所定の低輝度の低輝度領域の幅Ｗ１（例えば図１７（ａ）上では一点鎖線の両矢印）の中心を基準点とし、そこから所定の半径を持つ円又は楕円の円周上の画素を初期条件情報としての前景とし、低輝度領域を挟む高輝度領域の幅Ｗ２（例えば図１７（ａ）上では実線の両矢印）を含むような直径を持つ円又は楕円の円周上の画素を初期条件情報としての背景とする。
あるいは、計測対象認識部２１は、計測を開始したタイミング以降に入力されたＢモード画像データの垂直方向の基準線の輝度プロファイル（例えば図１７（ａ）に示す輝度プロファイル）を生成し、所定の低輝度の低輝度領域の幅Ｗ１の中心を垂直方向の基準点とし、垂直方向の基準点及び幅Ｗ１に応じた所定の半径を前景の垂直方向の半径とし、低輝度領域を挟む高輝度部の幅Ｗ２を含むような半径を背景の垂直方向の半径とする。そして、計測対象認識部２１は、設定した垂直方向の基準点から水平方向に基準線を設定し、水平方向の基準線の輝度プロファイル（例えば図１７（ｂ）に示す輝度プロファイル）を生成し、水平方向の輝度プロファイルに基づいて、所定の低輝度の低輝度領域の幅Ｗ３（例えば図１７（ｂ）上では一点鎖線の両矢印）の中心を水平方向の基準点とし、水平方向の基準点及び幅Ｗ３に応じた所定の半径を前景の水平方向の半径とし、低輝度領域を挟む高輝度領域の幅Ｗ４（例えば図１７（ｂ）上では実線の両矢印）を含むような半径を背景の水平方向の半径とし、これら垂直方向の半径及び水平方向の半径を持つ円又は楕円を初期条件情報としての前景、背景とする。このように、垂直方向の基準線の輝度プロファイルのみならず、水平方向の基準線の輝度プロファイルをも用いて初期条件情報の前景、背景を生成すれば、計測対象物としての膀胱の輪郭抽出の精度が向上する。
計測対象認識部２１は、図１２の第１の計測対象物容積計測処理のステップＳ５３、図１３の第２の計測対象物容積計測処理のステップＳ７３，Ｓ８４において、上述した本変形例の計測対象物の認識及び初期条件情報の取得の処理を実行する。
以上、本変形例によれば、計測対象認識部２１は、生成されたＢモード画像データの所定線上の輝度プロファイルを生成し、生成した輝度プロファイルを用いてグラフカット法の前景及び背景に基づく初期条件情報を取得する。このため、適切な初期条件情報を容易に取得でき、膀胱の輪郭を容易に精度よく抽出できる。
また、計測対象認識部２１は、生成された複数のＢモード画像データのフレーム内のＢモード画像中心の１本の音響線に対応する基準線Ｌ２の差分を算出し、算出した差分値が所定の閾値以下である場合に、計測実行モードに遷移する。このため、Ｂモード画像の全ての画素の演算を行わなくても良く、演算量が減り、処理速度を早くすることができる。さらに、基準線Ｌ２をあらかじめ画面に表示してＢモード画像の描出を行う場合、適切な位置に対象物を描出してもらうようにユーザーを誘導できる。
なお、上記各実施の形態及び変形例における記述は、本発明に係る好適な超音波画像診断装置の一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記各実施の形態及び変形例では、自動的に抽出した輪郭をＢモード画像上に表示する構成としたが、これに限定されるものではなく、抽出した輪郭をＢモード画像上に表示しない構成としてもよい。
また、上記各実施の形態及び変形例では、輪郭上又は輪郭の寸法補助線上に計測マーカーを初期配置する構成としたが、これに限定するものではない。輪郭上又は輪郭の寸法補助線上の点から計測対象物の内部方向又は外部方向への所定距離をおいた位置に計測マーカーを初期配置する構成としてもよい。この構成によれば、計測マーカーの修正方向を一定方向（計測対象物の外部方向又は内部方向）に略統一することができ、計測マーカーの位置の修正の操作性を向上できる。
また、上記各実施の形態及び変形例では、出力制御部としての表示合成部１８が、計測対象物の径情報と、特徴量とを表示部１９に表示する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、超音波画像診断装置１００は、外部の装置や記憶部（図示略）に通信可能な出力制御部としての通信部を有し、通信部が、Ｂモード画像データ、計測対象物の径情報及び特徴量を、外部の印刷装置、記憶装置等の出力部に送信して、それらの情報の印刷、記憶等をさせる構成としてもよい。
また、上記第１の実施の形態、第２の実施の形態及び変形例の少なくとも２つを適宜組み合わせる構成としてもよい。例えば、第１の実施の形態において、図４の腫瘤縦横比計測処理のステップＳ１３、図８の腫瘤径計測処理のステップＳ３３，Ｓ３６を、図１２のステップＳ５３，Ｓ５４に代え、制御部２０が、計測対象物としての腫瘤が所定時間変化しないことを認識し、認識した場合に計測実行モード（その後の処理）に遷移する構成としてもよい。
また、第１の実施の形態において、図４の腫瘤縦横比計測処理のステップＳ１５、図８の腫瘤径計測処理のステップＳ３８を、図１２のステップＳ５６に代え、計測対象認識部２１が、Ｂモード画像データから輪郭抽出用のパラメーターとしての初期条件情報を自動的に取得する構成としてもよい。また、第１の実施の形態において、携帯端末としての超音波画像診断装置本体１Ａを有する超音波画像診断装置１００Ａを用いて、腫瘤縦横比計測処理及び腫瘤径計測処理を実行する構成としてもよい。
また、第１の実施の形態において計測対象物を腫瘤とし、第２の実施の形態及び変形例において計測対象物を膀胱としたが、これに限定されるものではない。計測対象物を、腫瘤及び膀胱以外の、被検体の病変、臓器、組織、構造物等としてもよい。
また、第２の実施の形態、変形例において、計測モード遷移後の一断面の１フレームを用いて、膀胱の輪郭抽出及び径情報算出を行う構成としたが、これに限定されるものではない。輪郭抽出部１５Ａが、（計測モード遷移後の）複数フレームを記憶部１７Ａに記録しておき、各フレームの膀胱の輪郭抽出を行い、選択部としての計測部１６Ａが、各フレームの輪郭データから径情報を算出し、算出された複数の径情報のうち最大の径情報を自動的に選択し、選択された最大の径情報から膀胱の容積を算出する構成としてもよい。この構成によれば、膀胱の特徴量計測において、初期条件情報を取得し、自動的に、輪郭を抽出し最大の径情報を選択し膀胱の特徴量を算出するので、ユーザーの作業負担をより低減できるとともに、初期条件情報に基づき正確に抽出した輪郭に基づく最大の径情報から膀胱の特徴量を算出するので、特徴量の計測の精度をより高めることができ、特徴量の客観性を上げることができる。
また、輪郭抽出部１５Ａが、（計測モード遷移後の）複数フレームを記憶部１７Ａに記録しておき、各フレームの膀胱の輪郭抽出を行い、計測部１６Ａが、各フレームの輪郭データから径情報を算出し、選択部としての操作入力部１１Ａが、算出された膀胱の複数の径情報のうちの１つの選択入力をユーザーから受け付け、計測部１６Ａが、選択入力された径情報から膀胱の容積を算出する構成としてもよい。この構成によれば、膀胱の特徴量計測において、輪郭が明瞭に描出されている等、適切なフレームの径情報をユーザーが選択できるので、特徴量の計測の精度をより高めることができる。
また、二断面の場合にも、各断面について、輪郭抽出部１５Ａが、（計測モード遷移後の）複数フレームを記憶部１７Ａに記録しておき、それぞれ膀胱の輪郭抽出を行い、計測部１６Ａが、各フレームの輪郭データから径情報を算出し、算出された複数の径情報のうち最大の径情報を自動的に選択し、選択された最大の径情報から膀胱の容積を算出する構成としてもよい。また、二断面の場合にも、各断面について、輪郭抽出部１５Ａが、（計測モード遷移後の）複数フレームを記憶部１７Ａに記録して置き、各フレームの膀胱の輪郭抽出を行い、計測部１６Ａが、各フレームの輪郭データから径情報を算出し、操作入力部１１Ａが、算出された膀胱の複数の径情報のうちの１つの選択入力をユーザーから受け付け、計測部１６Ａは、選択入力された径情報から膀胱の容積を算出する構成としてもよい。
また、上記の複数フレームの径情報を算出し、算出した複数フレームの径情報から、自動的に又はユーザーの操作入力に応じて、１フレームの径情報を選択し、選択した径情報を用いて計測対象物の特徴量を算出する構成を、第１の実施の形態等に適用する構成としてもよい。
また、以上の実施の形態における超音波画像診断装置１００，１００Ａを構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
１００，１００Ａ 超音波画像診断装置
１，１Ａ 超音波画像診断装置本体
１１，１１Ａ 操作入力部
１２ 送信部
１３ 受信部
１３Ａ データ送受信部
１４ 画像生成部
１５，１５Ａ 輪郭抽出部
１６，１６Ａ 計測部
１７，１７Ａ 記憶部
１８，１８Ａ 表示合成部
１９，１９Ａ 表示部
２０，２０Ａ 制御部
２１ 計測対象認識部
２，２Ａ 超音波探触子
２ａ 振動子
３１ 超音波送受信部
３２ 画像生成部
３３ データ送受信部
３，３Ａ ケーブル

Claims (22)

  1. 駆動信号に応じて送信超音波を被検体に送信し、反射超音波を受信して受信信号を生成する超音波探触子により超音波を送受信する超音波画像診断装置であって、
    駆動信号を前記超音波探触子の振動子に供給する送信部と、
    前記振動子を介して受信した受信信号に基づいて音線データを生成する受信部と、
    前記生成された音線データから前記被検体の断層画像データを生成する画像生成部と、
    前記生成された断層画像データから前記被検体の計測対象物が所定時間安定して描出されていることを認識し、認識された場合に当該計測対象物の計測実行モードに遷移する計測対象認識部と、
    前記計測実行モードに遷移された場合に、前記計測対象物の輪郭抽出用の初期条件情報を取得する初期条件取得部と、
    前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された断層画像データから前記計測対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、
    前記抽出された輪郭に基づいて前記計測対象物の径情報を取得し、当該径情報から当該計測対象物の特徴量を算出する計測部と、を備える超音波画像診断装置。
  2. 前記初期条件取得部は、輪郭抽出用の初期条件情報の操作入力を受け付けて取得する請求項１に記載の超音波画像診断装置。
  3. 前記初期条件取得部は、前記生成された断層画像データから輪郭抽出用の初期条件情報を取得する請求項１又は２に記載の超音波画像診断装置。
  4. 前記輪郭抽出部は、前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された断層画像データから前記計測対象物の第一の輪郭を抽出し、
    前記計測部は、前記抽出された第一の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第１の径及び前記第１の径と直交する第２の径を取得し、前記第１の径及び前記第２の径から前記計測対象物の特徴量としての当該計測対象物の縦横比を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  5. 前記受信部は、前記被検体の計測対象物の最大径面と当該最大径面に直交する断面に対応する位置で超音波を送受信することで取得した受信信号に基づいて音線データを生成し、
    前記輪郭抽出部は、前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された最大径面の断層画像データから前記計測対象物の第二の輪郭を抽出し、前記最大径面に直交する断面の断層画像データから前記計測対象物の第三の輪郭を抽出し、
    前記計測部は、前記抽出された最大径面に対応する前記第二の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第３の径及び前記第３の径と直交する第４の径を取得し、前記抽出された最大径面に直交する断面に対応する前記第三の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第５の径を取得し、前記第３の径及び前記第４の径と前記第５の径とから前記計測対象物の特徴量としての計測対象物径を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  6. 前記輪郭抽出部は、前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された断層画像データから前記計測対象物の第四の輪郭を抽出し、
    前記計測部は、前記抽出された第四の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第６の径及び前記第６の径と直交する第７の径を取得し、前記第６の径及び前記第７の径から前記計測対象物の特徴量としての容積を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  7. 前記受信部は、前記被検体の計測対象物の最大径面と当該最大径面に直交する断面に対応する位置で超音波を送受信することで取得した受信信号に基づいて音線データを生成し、
    前記輪郭抽出部は、前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された最大径面の断層画像データから前記計測対象物の第五の輪郭を抽出し、前記最大径面に直交する断面の断層画像データから前記計測対象物の第六の輪郭を抽出し、
    前記計測部は、前記抽出された最大径面に対応する前記第五の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第８の径及び前記第８の径と直交する第９の径を取得し、前記抽出された最大径面に直交する断面に対応する前記第六の輪郭に基づいて、前記計測対象物の径情報として第１０の径を取得し、前記第８の径及び前記第９の径と前記第１０の径とから前記計測対象物の特徴量としての容積を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  8. 前記輪郭抽出部は、前記初期条件情報と前記断層画像データとに基づいてグラフカット法により前記輪郭を抽出する請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  9. 前記初期条件情報は、グラフカット法の指定領域設定用の点の位置情報、矩形若しくは直線の端点の位置情報、又は前景及び背景の輝度情報である請求項８に記載の超音波画像診断装置。
  10. 前記輪郭抽出部は、前記初期条件情報と前記断層画像データとに基づいて動的輪郭法により前記輪郭を抽出する請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  11. 前記初期条件情報は、動的輪郭法の初期輪郭設定用の点の位置情報、矩形若しくは直線の端点の位置情報、又は初期輪郭である請求項１０に記載の超音波画像診断装置。
  12. 前記抽出された輪郭の計測マーカーの位置の補正情報の入力を受け付ける操作入力部を備え、
    前記計測部は、前記入力された補正情報により補正した計測マーカーから前記計測対象物の径情報を取得し、当該径情報から当該計測対象物の特徴量を算出する請求項１から１１のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  13. 初期状態の計測マーカーを中心とした所定の領域を設定し、前記操作入力部から入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、前記所定の領域及び移動中の計測マーカーを含む断層画像データを生成して表示部にリアルタイムに表示し、当該移動中の計測マーカーが前記所定の領域以内の場合は、前記所定の領域外の場合よりも、前記操作入力部の単位時間当たりの計測マーカーの移動量を小さくして、当該移動中の計測マーカーを表示させる第１の表示制御部を備える請求項１２に記載の超音波画像診断装置。
  14. 前記操作入力部から入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、移動中の計測マーカーを含む断層画像データを生成して表示部にリアルタイムに表示し、当該移動中の計測マーカーの位置における断層画像データの輝度勾配情報が所定の閾値以上の場合は、所定の閾値より小さい場合よりも、前記操作入力部の単位時間当たりの計測マーカーの移動量を小さくして、当該移動中の計測マーカーを表示させる第２の表示制御部を備える請求項１２又は１３に記載の超音波画像診断装置。
  15. 前記操作入力部から入力される輪郭の計測マーカーの位置の移動の補正情報に基づいて、移動中の計測マーカーを含む断層画像データを生成して表示部にリアルタイムに表示し、１つの計測マーカーの補正情報の入力に応じて、複数の計測マーカーを連動して同一方向又は拡大縮小方向に移動して表示を行う第３の表示制御部を備える請求項１２から１４のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  16. 前記計測実行モードへの遷移時に、当該計測実行モードへの遷移を示す表示情報を表示部に表示させる第４の表示制御部を備える請求項１から１５のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  17. 前記算出された計測対象物の特徴量を出力部に出力する出力制御部を備える請求項１から１６のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  18. 前記計測対象認識部は、前記生成された複数の断層画像データのフレーム全体又はフレーム内の所定部分の差分を算出し、算出した差分値が所定の閾値以下である場合に、前記計測実行モードに遷移する請求項１から１７のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
  19. 駆動信号に応じて送信超音波を被検体に送信し、反射超音波を受信して受信信号を生成する超音波探触子により超音波を送受信する超音波画像診断装置であって、
    駆動信号を前記超音波探触子の振動子に供給する送信部と、
    前記振動子を介して受信した受信信号に基づいて音線データを生成する受信部と、
    前記生成された音線データから前記被検体の断層画像データを生成する画像生成部と、
    前記被検体の計測対象物の輪郭抽出用の初期条件情報を取得する初期条件取得部と、
    前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された断層画像データから前記計測対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、
    前記抽出された輪郭に基づいて前記計測対象物の径情報を取得し、当該径情報から当該計測対象物の特徴量を算出する計測部と、を備える超音波画像診断装置。
  20. 駆動信号に応じて送信超音波を被検体に送信し、反射超音波を受信して受信信号を生成する超音波探触子により超音波を送受信する超音波画像診断装置であって、
    駆動信号を前記超音波探触子の振動子に供給する送信部と、
    前記振動子を介して受信した受信信号に基づいて音線データを生成する受信部と、
    前記生成された音線データから前記被検体の断層画像データを生成する画像生成部と、
    前記被検体の計測対象物の輪郭抽出用の初期条件情報を取得する初期条件取得部と、
    前記取得された初期条件情報を用いて、前記生成された複数フレームの断層画像データから前記計測対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、
    前記抽出された複数フレームの輪郭に基づいて前記計測対象物の径情報をそれぞれ取得する計測部と、
    前記取得された複数フレームの径情報のうち１フレームの径情報を選択する選択部と、を備え、
    前記計測部は、前記選択された径情報から前記計測対象物の特徴量を算出する超音波画像診断装置。
  21. 前記選択部は、前記取得された複数フレームの径情報のうち最大の径情報を自動的に選択する請求項２０に記載の超音波画像診断装置。
  22. 前記選択部は、前記取得された複数フレームの径情報のうちの１フレームの径情報の選択入力を受け付ける請求項２０に記載の超音波画像診断装置。
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