JP2019022693A - 超音波診断装置及び超音波診断装置の作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】探触子の操作によって制御命令を入力するにあたって、探触子の動きの識別の信頼性を向上させる。【解決手段】被検体１０との間で超音波を送受信する探触子１２と、探触子によって時系列で取得される複数の超音波画像データを順次入力し、超音波画像データに設定される設定領域の変位を該設定領域の画素データに基づいて求め、求められた複数の超音波画像データの設定領域の変位に基づいて探触子の動きを識別し、識別された探触子の動きに関連付けて設定されている制御命令を装置制御部３４に出力する探触子操作命令部３０を備えてなることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、探触子の動きに応じて装置に制御命令を入力可能にした超音波診断装置及び超音波診断装置の作動方法に関する。

特許文献１には、検者が操作する探触子の動きを超音波診断装置の制御命令（指令）に変換して超音波診断装置に入力することが提案されている。これによれば、時系列で撮像された取得時刻が異なる複数の断層画像（Ｂモード像）に基づいて、探触子の動きを解析し、探触子の動きに関連付けて予め設定した制御命令を超音波診断装置に入力するようにしている。例えば、取得時刻が異なる複数の断層画像にそれぞれ複数の解析領域を配置し、両画像の同一位置に配置された対比する解析領域（以下、対比解析領域という。）の画素の輝度値が低輝度値未満から低輝度値以上に変化したことで、被検体の体表面から離れていた探触子が体表面に接触した動きを検出している。その逆の場合は、探触子が被検体の体表面から離された動きを解析している。

また、両画像の対比解析領域の輝度が低輝度以上であり、かつ対比解析領域の画像が変化していることに基づいて、探触子を体表面に接触させた状態で上下又は左右に移動している動きを解析する。さらに、探触子の移動方向及び移動距離を解析するようにしている。また、探触子の静止、あるいは往復スライドの繰り返し回数を計数して、それぞれ解析した探触子の動きに対応させて予め設定されている制御命令を超音波診断装置に入力するようにしている。

このように、特許文献１には、検者が一方の手で探触子を把持しながら、他方の手で被検体の診断部位を押圧するなど、両手が塞がった状態でも、操作部に設けられた各種スイッチ、タッチパネル、キーボード、マウス、トラックボールなどを操作することなく、所望の制御命令を超音波診断装置に入力することができる。特に、カーソル位置を合わせる命令、あるいは複数のステップに亘る煩雑な命令を、探触子の動きにより入力可能になる。

特許第５２７１０２９号

しかし、特許文献１に記載の探触子の動きに基づいて装置の制御命令を入力する超音波診断装置は、対比領域の輝度値が低輝度値未満と低輝度値以上とに基づいて、探触子の動きを識別しているから、ゲイン設定によって探触子の動きの識別あるいは識別を誤るおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、探触子の動きを操作して制御命令を入力する超音波診断装置において、探触子の動き識別の信頼性を向上させることにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、被検体との間で超音波を送受信する探触子と、前記探触子によって時系列で取得される複数の超音波画像データを順次入力し、前記超音波画像データに設定される設定領域の変位を該設定領域の画素データに基づいて求め、求められた複数の前記超音波画像データの前記設定領域の変位に基づいて前記探触子の動きを識別し、識別された前記探触子の動きに関連付けて設定されている制御命令を装置制御部に出力する探触子操作命令部を備えてなることを特徴とする。

つまり、探触子操作命令部は、設定領域の画像データの変位（変位ベクトル）を求め、時系列で取得される複数の超音波画像データにおける前変位ベクトルを時間軸に沿って並べて探触子の移動軌跡を求め、その移動軌跡に基づいて探触子の動きを識別しているから、探触子の動きの識別精度を向上させることができる。

本発明は、探触子の動きを操作して制御命令を入力する超音波診断装置における探触子の動き識別の信頼性を向上させることができる。

第１の実施形態の超音波診断装置の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態の動き演算部と動き識別部の一例を示すブロック図である。 探触子の動き識別の実施例１を説明する図である。 探触子の動き識別の実施例２、３を説明する図である。 探触子の動き識別動作において画像表示部に表示されるＢモード画像、各種のメニュー４１、カーソル４２、インジケータ５１と、ボディマーク５３などの表示例を示す図である。 第３の実施形態の超音波診断装置の一例を示すブロック図である。 第３の実施形態の探触子操作命令部の一例を示すブロック図である。 第３の実施形態の非接触状態検知部の実施例４、５の動作を説明する図である。 第4の実施形態の超音波画像のフリーズ画像を取得するときの超音波診断装置の動作を説明するフローチャートである。 超音波画像のフリーズ画像を取得する制御のタイミングチャートを示す図である。 超音波画像のフリーズ画像の表示の一例を示した図である。 カーソルの可動範囲内に表示されるボディマークを示した図である。 ポータブル型の超音波診断装置の一例を示した図である。

（第１の実施形態）

以下、本発明の実施形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態１の超音波診断装置１の一例を示すブロック図である。図１に示すように、超音波診断装置１は、被検体１０に当接させて用いる探触子１２と、探触子１２を介して被検体１０に所定の時間間隔で超音波を繰り返し送信する送信部１４と、被検体１０から反射された超音波を反射エコー信号として受信する受信部１６と、送信部１４と受信部１６を制御する超音波送受信制御部１７と、受信部１６で受信された反射エコーを整相加算する整相加算部１８とを備える。

また、超音波診断装置１は、整相加算部１８からのＲＦ信号フレームデータに基づいて被検体１０の濃淡断層画像（例えば、白黒断層画像）を構成する断層画像構成部２０と、断層画像構成部２０の出力信号を画像表示部２４の表示に合うように変換するスキャンコンバータ（例えば、白黒スキャンコンバータ）２２とを備える。

また、超音波診断装置１は、整相加算部１８から出力されるＲＦ信号フレームデータを記憶し、少なくとも２枚のフレームデータを選択するＲＦ信号フレームデータ選択部２８と、ＲＦ信号フレームデータ（超音波画像データ）に基づいて探触子１２の動きを演算する動き演算部３１と、動き識別部３２と、装置制御部３４と、スキャンコンバータ２２により生成された断層画像と装置制御部３４により制御された超音波診断装置１の制御状態を表す制御状態画像とを構成する画像構成部２３と、画像構成部２３で構成された表示画像を表示する画像表示部２４とを備える。本実施形態では、動き演算部３１と動き識別部３２とにより、本発明の特徴部である探触子操作命令部３０が構成されている。

動き識別部３２は、動き演算部３１で演算された探触子１２の動きを示す動きフレームデータに基づいて探触子１２の動きを識別し、識別された探触子１２の動きに関連付けられた制御命令を装置制御部３４に出力する。装置制御部３４は、動き識別部３２から出力される制御命令に基づいて超音波診断装置１を制御する。

また、超音波診断装置１は、検者が装置を制御するための操作卓を備えた操作部３５と、動画データを一時的に記憶するシネメモリ部３６と、画像データなどのデータを記憶するデータ保存部３７とを備える。

超音波診断装置１について詳細に説明する。探触子（超音波探触子）１２は、複数の振動子を配列（一般に配列方向を長軸方向という。）して形成されており、被検体１０に振動子を介して超音波を送受信する機能を有している。

送信部１４は、探触子１２を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成するとともに、送信される超音波の収束点を所定の深さに設定する機能を有している。また、受信部１６は、探触子１２で受信した超音波に基づく反射エコー信号を所定のゲインで増幅して、ＲＦ信号（すなわち、受波信号）を生成する機能を有している。整相加算部１８は、受信部１６で増幅されたＲＦ信号を入力して位相制御し、１点又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成してＲＦ信号フレームデータを生成する機能を有している。

断層画像構成部２０は、整相加算部１８からのＲＦ信号フレームデータを入力してゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、及びフィルタ処理などの信号処理を行い、断層画像データを得る機能を有している。また、スキャンコンバータ２２は、断層画像構成部２０からの断層画像データをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタル信号に変換された複数の断層画像データを時系列に記憶するフレームメモリと、制御コントローラとを含む。

スキャンコンバータ２２は、フレームメモリに格納された被検体１０内の断層フレームデータ（Ｂモード画像のフレームデータ）を１画像として取得し、取得された断層フレームデータをテレビ同期で読み出す機能を有している。

ＲＦ信号フレームデータ選択部２８は、整相加算部１８からの複数のＲＦ信号フレームデータを記憶し、記憶された複数のＲＦ信号フレームデータから、取得時刻が異なるＲＦ信号フレームデータを順次選択する。例えば、整相加算部１８から画像のフレームレートに基づいて時系列に生成されるＲＦ信号フレームデータを、ＲＦ信号フレームデータ選択部２８が順次記憶する。そして、任意のＲＦ信号フレームデータ（Ｎ）を第１のＲＦ信号フレームデータとして選択し、時間的に過去に記憶された複数のＲＦ信号フレームデータ（Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３，・・・・・，Ｎ―Ｍ）の中から１つのＲＦ信号フレームデータ（Ｘ）を選択する。なお、Ｎ，Ｍ，Ｘは、ＲＦ信号フレームデータに付されたインデックス番号であり、自然数である。

動き演算部３１は、選択されて時系列で入力されるＲＦ信号フレームデータ（Ｎ）及びＲＦ信号フレームデータ（Ｘ）から、１次元又は２次元の相関処理などを行って、Ｂモード画像（断層画像）の各画素（各計測点）に対応する生体組織の変位や変位ベクトル（すなわち、変位の方向と大きさ）に関する１次元又は２次元の変位ベクトル分布を求める。この１次元又は２次元変位の変位ベクトル分布を用いれば、探触子１２が被検体１０の体表面を走査面に平行な方向（左右方向）、又は体表面に対して深度方向（上下方向）に移動する動きを求めることができる。

ここで、変位又は変位ベクトル分布の演算には、ブロックマッチング法を用いることができる。この方法は、１組のＲＦ信号フレームデータ（画像）を例えばＮ×Ｎ画素からなるブロックに分け、関心領域内のブロックに着目し、着目しているブロックに最も画像データが近似しているブロックを前のフレームから探し、着目しているブロックと近似しているブロックとを参照して各画素（各計測点）における変位ベクトルを求める手法である。変位ベクトルの演算は、ブロックマッチング法に限らず、一般的な画像トラッキング技術を用いることができる。また、２次元アレイプローブであれば、３次元の変位及び変位ベクトルの演算を行うことができる。

操作部３５は、各種キーを有したキーボードやトラックボールなどを含み、これらのインターフェイスからの命令を装置制御部３４に与え、超音波診断装置１の動作を制御する機能を有している。

画像構成部２３は、スキャンコンバータ２２からの断層画像データと装置制御部３４からの命令に基づき、画像表示部２４に表示する画像を構成する機能を有している。画像表示部２４は、断層画像、弾性画像、及び合成画像の少なくとも１つを表示する機能を有している。

図２に、図１の動き識別部３２の一例のブロック図を示す。図示のように、動き識別部３２は、フレームメモリ３２０と、命令解析部３２１とを備える。フレームメモリ（記憶部）３３０は、動き演算部３１で生成された動きフレームデータを格納する。命令解析部３２１は、フレームメモリ３２０に格納された動きフレームデータに基づいて探触子１２の動きを解析し、予め設定された探触子１２の特定の動きを識別する。さらに、識別した探触子１２の特定の動きに関連付けて設定された装置の制御命令を装置制御部３４に出力する機能を有する。なお、ＲＦ信号フレームデータに代えて、画素信号に変換された超音波画像データを用いることができるのは言うまでもない。以下、適宜、ＲＦ信号フレームデータを超音波画像データとして総称する。

フレームメモリ３２０は、例えば、１０フレーム分の動きフレームデータを格納する機能を有している。図２において、“ｔ（０）”は、現在取得した動きフレームデータを表し、“ｔ（−１）”，“ｔ（−２）”，・・・，“ｔ（−１０）”は、それぞれ現在の動きフレームデータから、１フレーム前、２フレーム前、・・・、１０フレーム前に取得した動きフレームデータを表す。

命令解析部３２１は、フレームメモリ３２０に格納された複数の探触子１２の動きフレームデータに基づいて探触子１２の動きを解析し、予め設定された特定の動きを識別する。例えば、探触子の動きは、基本的に、探触子の超音波送受信面が被検体の体表面に接している接触状態と、体表面から離れている非接触状態に分類できる。非接触状態のときは、超音波画像データは変化しないから、動きフレームデータは得られない。一方、探触子の超音波送受信面が被検体の体表面に接した接触状態においては、探触子の動きに応じて動きフレームデータが変化するから、複数の特定の動きを設定できる。したがって、命令解析部３２１は、フレームメモリ３２０に連続して格納された複数の動きフレームデータに基づいて、予め設定された特定の動きを識別する。そして、予め設定された探触子の特定の動きに対応して、それぞれ定められた制御命令を装置制御部３４に出力する。

探触子の動きは、種々の動きに分類することができ、例えば探触子を体表面に接触させている状態から持ち上げて、探触子を非接触の状態にする操作は、検者が超音波撮像を休止又は停止する際の操作である。また、探触子を接触状態にする操作は、超音波撮像を行う操作である。探触子が接触状態のときは、探触子の動きに応じて、時系列で生成される複数の動きフレームデータが変化するので、命令解析部３２１は探触子の種々の動きを識別することができる。

すなわち、動き演算部３１は、探触子１２により時系列で取得される複数の超音波画像データ（ＲＦ信号フレームデータ）を順次入力し、超音波画像データに設定される設定領域の変位を該設定領域の画素データに基づいて求め、求められた複数の超音波画像データの設定領域の変位（変位ベクトル）分布を、動きフレームデータとして動き識別部３２のフレームメモリ３２０に格納する。なお、各時刻“ｔ（０）〜ｔ（−１０）”における変位ベクトルの大きさは、超音波画像データの設定領域の全計測点（全画素）における変位の平均値を用いることができる。つまり、ＲＦ信号フレームデータの全域に設定した設定領域、又は、任意に設定した設定領域（ＲＯＩ）内の計測点の変位の平均値を用いてもよい。

動き識別部３２の命令解析部３２１は、動き演算部３１により生成された動きフレームデータに基づいて、探触子１２の動きを識別し、識別された探触子の動きに対応して予め設定された制御命令を出力するようになっている。すなわち、命令解析部３２１は、フレームメモリ３２０に時系列で格納される動きフレームデータの変位ベクトルを時間軸に沿って並べて、探触子１２の移動軌跡を求めることができる。求めた探触子１２の移動軌跡に基づいて、探触子１２の動きを識別できる。また、動きフレームデータにより求められた変位の大きさが閾値よりも小さければ探触子が静止していることを識別できる。また、探触子１２が静止状態にあるか否かの好適な検出法は、後述する図６及び図７に示す第３実施形態で説明する。

ここで、探触子の動きには、基本的に、探触子の深度方向の移動（往復、押下げ、タップ）、探触子のスキャン面（走査面）に沿う移動（一方向移動、往復移動、静止、移動軌跡、等）を想定することができる。その他、探触子の移動距離、移動速度、移動加速度、などの動きを識別可能である。また、往復移動の場合は、移動幅（振幅）、往復速度（周波数）、などを識別できる。なお、以下では、深度方向の移動を上下移動、スキャン面に沿う移動を左右移動と称し、探触子の動きの識別を、具体的な実施例１、２に基づいて説明する。

（実施例１）
図３を参照して、探触子１２の接触状態において、探触子１２を上下方向にタップ（トントンと叩く）する特定の動きを識別する実施例を説明する。なお、本実施例は、超音波画像（Ｂモード画像）をリアルタイムに撮像している場合を例として説明する。同図（ａ）は１回タップした例であり、同図（ｂ）は続けて２回タップした例である。タップ回数はこれらに限らず複数回を識別するようにすることができる。タップ操作は、動き演算部３１により超音波画像データの変位や変位ベクトルが求められ、その変位ベクトル分布が動きフレームデータとしてフレームメモリ３２０に順次格納される。

命令解析部３２１は、複数の動きフレームデータの変位ベクトルを時間軸に沿って並べて、探触子１２の移動軌跡を求める。すなわち、図３に示すように、例えばｔ（−９）、ｔ（−８）、ｔ（−７）・・・で得られた変位ベクトルを時間軸に沿って並べると、上下方向の変位の経時波形Ｗ１が得られる。経時波形Ｗ２についても同様である。一方、命令解析部３２１には、タップ操作の識別基準となる変位のサンプル波形（経時的なサンプル波形）Ｓ１，Ｓ２が予め設定されている。探触子１２を１回タップすると、被検体１０に１回の圧迫が与えられる。１回タップの被検体１０の組織変位の経時波形Ｗ１は、例えば１０フレーム分の動きフレームデータとしてフレームメモリ３２０に格納される。

したがって、命令解析部３２１は、フレームメモリ３２０に時系列で記憶された経時波形Ｗ１と、１回のタップの変位のサンプル波形Ｓ１及び２回のタップの変位のサンプル波形Ｓ２との一致度ないし類似度を、例えば相関係数を求めて評価する。つまり、経時波形Ｗ１とサンプル波形Ｓ１（又はＳ２）とが一致していれば、一致度（相関係数）は“１”である。そこで、命令解析部３２１は、相関係数の閾値を例えば“０．９”に設定する。そして、経時波形Ｗ１とサンプル波形Ｓ１との相関係数が“０．９５”であり、経時波形Ｗ１とサンプル波形Ｓ２との相関係数が“０．４５”であったとする。この場合、命令解析部３２１は、経時波形Ｗ１とサンプル波形Ｓ２の相関係数よりも、サンプル波形Ｓ１との相関係数が大きいことから、１回のタップ操作であることを識別できる。

一方、探触子１２を被検体１０に対して２回タップして、被検体１０に２回の圧迫が与えられた場合、２回タップの変位の経時波形Ｗ２が、１０フレーム分の動きフレームデータとしてフレームメモリ３３０に格納される。命令解析部３２１は、フレームメモリ３２０に記憶された経時波形Ｗ２と予め設定されたサンプル波形Ｓ１，Ｓ２との波形の一致度ないし類似度を、上述の例と同様に、それぞれ相関係数を求めて評価する。その結果、経時波形Ｗ２とサンプル波形Ｓ１との相関係数が“０．４５”であり、経時波形Ｗ２とサンプル波形Ｓ２との相関係数が“０．９５”であったとする。この場合、命令解析部３２１は、経時波形Ｗ２とサンプル波形Ｓ１の相関係数よりも、サンプル波形Ｓ２との相関係数が大きいことから、２回のタップ操作であることを識別する。

命令解析部３２１は、探触子１２の動きがタップ操作であることを識別した場合、予めタップ操作と、その回数に対応させて設定されている制御命令を選択して装置制御部３４に出力する。例えば、１回タップの場合は、命令解析部３２１は、例えばカラードプラへの切替命令（命令Ａ）であると識別し、装置制御部３４に命令Ａを出力する。これにより、装置制御部３４は、命令Ａに割り当てられているカラードプラへの切替命令を実行する。また、２回タップの場合は、命令解析部３２１は、例えばエラストグラフィへの切替命令（命令Ｂ）であると識別し、装置制御部３４に命令Ｂを出力する。これにより、装置制御部３４は、命令Ｂに割り当てられているエラストグラフィへの切替命令を実行する。

ここで、タップ操作の識別精度を高めるために、例えば、命令解析部３２１は、経時波形Ｗ１，Ｗ２を振幅の大きさに基づいて規格化した波形に変換し、その規格化後の経時波形Ｗ１，Ｗ２とサンプル波形Ｓ１，Ｓ２との一致度（相関係数）を求めることができる。このように、一般的な信号処理による認識技術を利用することで、命令解析部３２１の識別精度を高めることが可能である。

本実施例によれば、タップ操作による探触子１２の瞬時的な動きを識別し、探触子１２の動きに関連付けられた制御命令、例えば、カラードプラへの切替命令、カラードプラへの切替命令、静止画保存命令、及びプリント命令など、予め設定された任意の命令を実行させることができる。

（実施例２、３）
図４を参照して、探触子１２の接触状態において、３次元空間における探触子１２の上下方向の動きを識別する実施例２を説明する。探触子１２の接触状態において、超音波画像（Ｂモード画像）を取得するモードにおいては、例えば、図５に示すＢモード画像４０が画像表示部２４に表示される。また、Ｂモード画像４０とともに、各種のメニュー４１と、カーソル４２、インジケータ５１と、ボディマーク５３などの画像が表示される。また、Ｂモード画像４０に対応するＲＦ信号フレームデータ（超音波画像データ）には、相関窓４３が設定され、更に探索範囲４４が設定される。

ここで、図４（ａ）のように、探触子１２を上下方向に動かすと、被検体１０が圧迫されて生体の組織が変位する。その２次元の変位分布は、動き演算部３１において、例えば変位前後の超音波画像データを相関処理することにより求められる。そして、変位ベクトル分布を動きフレームデータとして時系列的に求める。例えば、動き演算部３１は、順次入力される超音波画像データに設定領域である相関窓４３を設定し、相関窓４３内の画像パターン又は輝度分布の少なくとも１つを求める。次いで、先に入力されている超音波画像データの探索範囲４４内で探索して、相関窓４３内の画像パターン又は輝度分布との相関係数を求め、相関係数が最大となる位置を求める。その相関係数が最大となる位置に相関窓４３の設定領域が変位したことになる。このようにして、動き演算部３１は、順次入力される超音波画像データの相関窓４３の位置の変位ベクトルを求め、その変位ベクトルを動きフレームデータとして出力する。なお、動き演算部３１は、設定領域の画像パターン又は輝度分布の相関係数に代えて、「画素値（輝度値）の差の絶対値の和」を用いて変位を求めることができる。

命令解析部３２１は、フレームメモリ３２０に時系列で格納された動きフレームデータに基づいて、探触子１２の上下方向の動き、つまり移動距離、移動速度、移動方向、往復移動などを求め、探触子１２の上下方向の特定の動きに対応して設定されている制御命令を選択して、装置制御部３４に出力する。装置制御部３４は、例えば、探触子１２の圧迫操作がカーソル移動命令であれば、画像表示部３２に表示されているカーソル４２を、第１の軸方向（例えば、上下方向）に移動させるカーソル移動命令（命令Ｔ）を実行することができる。

次に、図４（ｂ）を参照して、探触子１２の接触状態における探触子１２の左右方向の動きを識別する実施例３を説明する。探触子１２の左右方向の動きは、探触子の走査面（スキャン面）に平行な動きである。探触子１２の接触状態において、超音波画像（Ｂモード画像）を取得するモードにおいては、実施例２と同様に、図５に示すＢモード画像４０等が画像表示部２４に表示される。図４（ｂ）のように、探触子１２を左右方向に動かす移動操作により、Ｂモード画像４０に表示される組織の位置が移動する。その２次元の変位分布は、動き演算部３１において、図４（ａ）で説明したと同様に、例えば、順次入力される超音波画像データに設定領域である相関窓４３を設定し、相関窓４３内の画像パターン又は輝度分布の少なくとも１つを求める。次いで、先に入力されている超音波画像データの探索範囲４４内で探索して、相関窓４３内の画像パターン又は輝度分布との相関係数を求め、相関係数が最大となる位置を求める。その相関係数が最大となる位置に相関窓４３の設定領域が変位したことになる。このようにして、動き演算部３１は、順次入力される超音波画像データの相関窓４３の位置の変位を求め、その変位ベクトルを動きフレームデータとして出力する。なお、相関窓４３の画像パターン又は輝度分布の相関係数に代えて、「画素値（輝度値）の差の絶対値の和」を用いて変位を求めることができる。

命令解析部３２１は、フレームメモリ３２０に格納された動きフレームデータに基づいて、探触子１２の動き、つまり左右の移動き、つまり移動距離、移動速度、移動方向、往復移動などを求める。そして、探触子１２の左右方向の特定の動きに対応して設定されている制御命令を選択して、装置制御部３４に出力する。

命令解析部３２１は、一連の動きフレームデータを用いて、図４（ａ），（ｂ）の探触子１２の動きが、移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも１つを識別するようになっている。そして、識別結果に基づいて、探触子１２の移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも１つを示す表示を、画像表示部３２のインジケータ５１に表示するようになっている。なお、命令解析部３２１は、時系列の複数の動きフレームデータの変位分布を時間軸に沿って並べて、探触子の移動軌跡を求めることができる。

ここで、探触子１２の上下の動き、左右の動きの識別は、上述の方法に代えて、後述する図６及び図７に示す第３実施形態で説明する動き監視部３２２において、時系列で入力される相関係数フレームデータに基づいて、第１の時間内（例えば、直近の１秒）における一致度（相関係数）の第１の統計値（平均、標準偏差、及び分散など）を用いてもよい。さらに、第２の時間内（例えば、直近の１０秒）における一致度（相関係数）の第２の統計値（平均、標準偏差、及び分散など）を用いてもよい。また、第１の統計値と第２の統計値との比を用いてもよい。命令解析部３２１は、これらを所定の閾値と比較することにより、移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも１つを識別することができる。第１の統計値又は第２の統計値を用いれば、一致度の瞬間的な異常値を排除することができ、命令解析部３２１の識別精度が向上する。また、絶対的な一致度を用いると、脈拍や呼吸などの拍動の一致度への影響を無視できない場合があるので、第１の統計値と第２の統計値との比（相対的な一致度）を用いることで、拍動の一致度への影響を低減することができ、動き識別部３２の識別精度が向上する。

このように、本実施形態では、時系列で得られる動きフレームデータを用いて、命令解析部３２１は探触子１２が被検体１０に相対して動く探触子１２の動きを識別する。具体的には、３次元空間における探触子１２の移動、移動軌跡、移動距離、速度、加速度、往復移動の振幅及び周波数、移動方向、等を識別することができる。

なお、本実施例２，３において、被検体１０の体表面は平面である必要はなく、曲面であってもよい。例えば、直腸に探触子１２を挿入して超音波画像を撮像する場合、探触子１２を回転動作させることにより、探触子１２が被検体１０の直腸内面を移動する。この場合、探触子１２の回転動作により、被検体１０に対する探触子１２の移動状態が識別される。

なお、本実施例によれば、図４（ａ）に例示したように、メニュー画像のボタンの押下／解除、ボタン間の上下方向移動、カーソルの移動、キャリパーの設定、その他の制御命令に関連付けることができる。また、図４（ｂ）に例示したように、メニュー画像のボタン間の横方向移動操作、カーソルの移動、カーソルの移動速度／加速度、ボディマークの設定、動画保存範囲の設定、シネ画像の選択（フリーズ画像の選択）、ＲＯＩの移動、ＲＯＩの拡大／縮小、移動軌跡、その他の制御命令に関連付けることができる。

また、後述する図６及び図７に示す第３実施形態で説明する動き監視部３２２又は命令解析部３２１において、時系列で入力される相関係数フレームデータに基づいて求めた相関係数を、装置制御部３４を介して画像表示部２３に指令を送り、図５のインジケータ５１に表示させることができる。なお、インジケータ５１は、操作者が見易い位置に表示すればよく、超音波画像４０にカラー半透明で重畳して表示してもよい。

また、動き監視部３２２又は命令解析部３２１は、一致度（相関係数）を用いて、移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも１つの識別結果を、装置制御部３４を介して画像表示部２４に送り、インジケータ５１に表示させることができる。なお、静止状態を識別したときは、インジケータ５１に代えて相関窓４３を表示させるようにしてもよい。

また、動き監視部３２２又は命令解析部３２１は、一致度の時間変化の周波数及び振幅の少なくとも１つに基づいて、一致度と比較される閾値を設定（変更）してもよい。拍動を一致度の時間変化（周波数及び振幅）に基づいて計測し、拍動に基づいて閾値を可変とすることにより、拍動の一致度への影響を低減することができる。これにより、命令解析部３２１における探触子１２の動きの識別精度を向上できる。

以上説明したように、本実施形態は、被検体１０との間で超音波を送受信する探触子１２と、探触子１２によって時系列で取得される複数の超音波画像データを順次入力し、超超音波画像データに設定される設定領域（例えば、相関窓４３）の変位をその設定領域の画素データに基づいて求め、求められた複数の超音波画像データの設定領域の変位に基づいて探触子１２の動きを識別し、識別された探触子１２の動きに関連付けて設定されている制御命令を装置制御部３４に出力する探触子操作命令部３０を備えてなることを特徴とする。

また、本実施形態において、設定領域（例えば、相関窓４３）は、超音波画像データの全領域、一又は複数の部分領域に設定することができる。また、設定領域（例えば、相関窓４３）の変位は、設定領域に含まれる複数の画素の変位を統計処理して演算することができる。

探触子操作命令部３０は、設定領域（例えば、相関窓４３）の変位を求めて動きフレームデータを出力する動き演算部３１と、動き演算部３１から出力される動きフレームデータに基づいて探触子１２の動きを識別し、識別された探触子１２の動きに関連付けて設定されている制御命令を装置制御部３４に出力する動き識別部３２とを備えてな構成できる。また、動き識別部３２は、動き演算部３１から順次出力される動きフレームデータを時間軸に沿って格納するフレームメモリ３２０と、フレームメモリ３２０に格納された動きフレームデータの変位を時間軸に沿って並べて探触子１２の移動軌跡を生成し、生成された探触子１２の移動軌跡に関連付けて設定されている制御命令を装置制御部３４に出力する命令解析部とを備えて構成することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態は、被検体をＢモード画像（超音波画像）でスクリーニングしながら、任意の位置で探触子１２により被検体１０を圧迫して、エラスト画像を取得する一連の操作を、実施例２、３の探触子１２の動きを適宜利用して実現する例について説明する。本実施形態の超音波診断装置１のブロック構成は、図１及び図２に示した第１の実施形態と同一であるから説明を省略する。

エラスト画像の取得方法は一般に知られている。基本的に、Ｂモード画像により被検体１０をスクリーニングし、注目部位を探し当てたとき、その部位で探触子１２の左右移動を静止する。次いで、探触子１２を上下移動させて被検体１０を圧迫する操作を繰り返す。圧迫操作の繰り返しにより被検体１０の組織の硬さ軟らかさの違いにより組織の変位に違いが表れる。その変位の違いを表す例えば歪み分布画像をエラスト画像として画像表示部２４に表示し、検者はエラスト画像を観察して病変部などを診断する。

エラスト画像の取得時において、検者はスクリーニングにおいて注目部位を探し当てたとき、その部位において探触子１２を比較的ゆっくり上下移動して被検体１０に対して圧迫操作を繰り返す。つまり、探触子１２の動きに注目すると、スクリーニング中は探触子１２を体表面に接触させた状態で、図４（ｂ）の左右方向に移動させ、注目部位で探触子１２を静止し、その位置で図４（ａ）の上下方向に移動させる動きになる。

したがって、命令解析部３２１は、動き演算部３１によりフレームメモリに格納された動きフレームデータに基づいて、実施例１のタップ操作識別と同様の方法により圧迫操作を識別することができる。タップ操作と異なる点は、上下移動の振幅及び周波数である。エラスト画像を取得する圧迫操作を識別する場合は、サンプル波形Ｓ１、Ｓ２の振幅及び周波数を標準的な圧迫操作に合わせて設定する。例えば、振幅“０．５〜１．０ｍｍ”及び周波数“１〜２Ｈｚ”の範囲内で、探触子１２が対象組織を所定の時間継続して圧迫を繰り返してエラスト画像が取得される。そこで、命令解析部３２１は、探触子１２の圧迫操作による移動軌跡の経時波形をＦＦＴにより解析して振幅と周波数（探触子１２の動き）を求め、探触子１２が振幅“０．５〜１．０ｍｍ”及び周波数“１〜２Ｈｚ”の範囲内で対象組織を所定の時間継続して圧迫を繰り返すことを識別する。これにより、エラスト画像の取得命令（命令Ｃ）を識別し、装置制御部３４に命令Ｃを出力することにより、検者は操作部３５のキーボードなどを操作することなく、容易に超音波診断装置１をエラスト画像の取得モードに切替えることができる。なお、装置制御部３４は、命令Ｃに割り当てられているエラスト画像取得の制御命令を実行する。つまり、動き識別部３２により被検体１０に対する探触子１２の圧迫動作を識別し、装置制御部３４は動き識別部３２から出力されるエラスト画像の生成命令Ｃを実行する。

なお、命令解析部３２１がエラスト画像の圧迫操作を識別した場合に、エラスト画像計測への切替命令（命令Ｂ）を識別し、装置制御部３４に命令Ｂを出力してもよい。この場合、装置制御部３４は、命令Ｂに割り当てられているエラスト画像計測への切替命令を実行し、Ｂモード画像モードからエラスト画像モードに遷移するように超音波診断装置１を制御する。

（第３の実施形態）
図６に、本発明の第３の実施形態の超音波診断装置１のブロック図を示す。本実施形態は、図１の実施形態のＲＦ信号フレームデータ選択部２８と動き演算部３１の間に、探触子１２が被検体１０の体表面に接触していない状態を検知する非接触検知部３８を設けたことを特徴とする。また、非接触検知部３８から非接触状態信号を動き識別部３２に出力するようになっている。動き識別部３２は、図７に示すように、動き監視部３２２と非接触状態信号を保持する非接触状態信号保持部３２３を備えている。その他の点は、実施形態１と同一であることから、同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示す動き監視部３２２は、動き演算部３１から出力される相関係数フレームデータを用いて探触子１２の静止を識別するブロックである。ここでは、動き演算部３１が、１次元アレイ探触子などを用いることにより、２次元平面内における各計測点の変位の演算を行う場合について説明する。

動き監視部３２２は、相関係数フレームデータを用いて探触子１２の静止を識別する。探触子１２が短軸方向で静止している場合、その時刻において取得した１組のＲＦ信号フレームデータ（超音波画像データ）に基づいて計測した被検体１０内の各計測点は、観測している２次元平面内に留まっているので、各計測点の変位演算により求められる相関係数は“１”に近い値が得られる。一方、探触子１２が短軸方向で静止していない場合、その時刻において取得した１組のＲＦ信号フレームデータに基づいて計測した被検体１０内の各計測点は、観測している２次元平面内に留まっていないので（out of plane）、各計測点の変位演算により求められる相関係数は“０”に近い値が得られる。

動き監視部３２２は、相関係数フレームデータを入力し、１組のＲＦ信号フレームデータの相関係数が所定の閾値以上である場合に探触子１２が静止していることを識別し、１組のＲＦ信号フレームデータの相関係数が所定の閾値未満である場合に探触子１２が静止していないことを識別する。つまり、動き監視部３２２は、任意の時刻において得られた１組のＲＦ信号フレームデータにより求められる相関係数（フレーム間の類似度）により、探触子１２が短軸方向に静止しているか動いているかを識別できる。

動き監視部３２２は、各計測点の変位演算により求められる相関係数を用いて探触子１２の静止を識別したが、１組のＲＦ信号フレームデータにより求められる１組の断層フレームデータの間の類似性により（例えば、相関演算による相関係数により）探触子１２の静止を識別ししてもよい。また、動き監視部３２２は、相関係数の代わりに、時間的に隣接する１組の断層フレームデータの所定の計測点におけるフレーム間の断層データの値（輝度値など）の差分により、探触子１２の静止を識別してもよい。この場合、動き監視部３２２は、所定の計測点における差分が所定の閾値未満である場合に探触子１２が静止していることを識別し、所定の計測点における差分が所定の閾値以上である場合に探触子１２が静止していないことを識別する。所定の計測点における差分は、全計測点の差分の平均値であってもよい。

（実施例４、５）
非接触検知部３８の動作には、以下に述べる実施例４，５がある。図８を参照して、先ず、非接触検知部３８の実施例４の動作を説明する。図８（ａ）は探触子１２が被検体１０に体表面に接触している状態を示し、同図（ｂ）は探触子１２が被検体１０と非接触の状態を示す。ＲＦ信号フレームデータ選択部２８から順次入力される超音波画像データは、同図（ａ）のように、探触子１２が体表面に接触している場合、被検体１０のＢモード画像４０に相当する。これに対し、探触子１２が体表面から離された非接触状態の場合は、超音波画像データは特有の多重エコー画像４５になる。このように、探触子１２が体表面に接触している状態と、非接触の状態は、超音波画像データが多重エコー画像４５であるか否かを判別することにより検知できる。

そこで、非接触検知部３８に、多重エコーパターン（又は輝度分布）の多重エコー画像４５のサンプル画像データを予め設定しておき、順次入力される超音波画像データと比較して、一致していれば、あるいは一致度が例えば相関係数が閾値Ｔ２（例えば、０．９５）以上であれば、非接触状態であることを検知する。逆に、非接触検知部３８は、順次入力される超音波画像データとサンプル画像データを比較し、その相関係数が例えば閾値Ｔ２（例えば、０．９５）未満であれば、探触子１２が接触状態であることを検知する。

非接触検知部３８が非接触状態を検知したときは、ＲＦ信号フレームデータ選択部２８から出力される超音波画像データが動き演算部３１に入力されるのを阻止するとともに、非接触状態信号を動き識別部３２の非接触状態信号保持部３２３に保持させる。なお、多重エコー画像４５に相当する超音波画像データが動き演算部３１に入力されたとしても、動き演算部３１は変位ベクトルを実質的に求めることが不可能であるから、動きフレームデータを生成することができない。したがって、探触子１２が非接触状態のときは、フレームメモリ３２０に格納される動きフレームデータは、無意味な動きフレームデータになる。

ところで、上述した非接触検知部３８の実施例４のように、順次入力される超音波画像データと、予め記憶されている多重エコーパターンのサンプル画像データを、輝度などの絶対的な画素値により相関係数を求めて対比すると、非接触状態の検知を誤るおそれがある。すなわち、例えば検査者がゲインを変更したり、自動ゲイン制御によって画像のゲインが変化すると輝度等の画素値が変わってしまう。これにより、算出される相関係数が影響を受けるので、非接触状態の検知を誤るおそれがある。また、通常、探触子１２と体表面との間の超音波の伝導障害を回避するために、探触子１２にゼリーを塗布することが行われる。この場合、探触子１２の超音波送受信面にゼリーが多く付着した状態だと、多重エコーパターンの縞模様が崩れ、多重エコーのサンプルパターンとの一致度が適切に評価されないことがあり、非接触状態の検知を誤るおそれがある。

そこで、そのような誤検知を防止するための非接触検知部３８の実施例５を次に説明する。まず、図８に示すように、Ｂモード画像４０と多重エコー画像４５に、浅部に設定領域ＲＯＩ_１Ａ、設定領域ＲＯＩ_１Ｂと、深部に設定領域ＲＯＩ_２Ａ、設定領域ＲＯＩ_２Ｂをそれぞれ設定する。図示のように、通常、多重エコー画像４５の深度方向の浅部に設定された設定領域ＲＯＩ_１Ｂにおける輝度は、深部に設定された設定領域ＲＯＩ_２Ｂにおける輝度より高い。したがって、それらの輝度比Ｂ＝｛（ＲＯＩ_１Ｂの輝度）／（ＲＯＩ_２Ｂの輝度）｝は５．０以上である。一方、Ｂモード画像４０の場合は、設定領域ＲＯＩ_１Ａの輝度は、深部に設定された設定領域ＲＯＩ_２Ａの輝度と同程度である。したがって、それらの輝度比Ａ＝｛（ＲＯＩ_１Ａの輝度）／（ＲＯＩ_２Ａの輝度）｝は、略１．０程度である。

そこで、順次入力される超音波画像データの浅部と深部に設定されたＲＯＩ_１とＲＯＩ_２の比（ＲＯＩ_１／ＲＯＩ_２）を求め、求めた比が例えば５．０を超えていれば非接触状態、５．０未満であれば接触状態であることを検知できる。その結果、非接触検知部３８によれば、検査者がゲインを変更した場合や、自動ゲイン制御などのゲイン制御機能を備えた超音波診断装置１に適用しても、ゲインやゼリーの影響を受けることなく、探触子１２の接触状態と非接触状態の識別精度を向上することができる。

このような非接触検知部３８を備えてなる本実施形態によれば、命令解析部３２１は、必要に応じて又は周期的に非接触状態信号保持部３２３を参照して、探触子１２が非接触状態に変化した場合、検者の診断が少なくとも中断したものと判断して、一連の探触子の動き識別を停止することができる。

なお、検者の診断の中断を判断して探触子の動き識別を停止することは、第１の実施形態でも可能である。すなわち、探触子１２が非接触状態に変化した場合、前述したように、フレームメモリ３２０に格納される時系列の動きフレームデータが無意味なもの、あるいはブランクになる。この状態は、命令解析部３２１で認識できるから、検者の診断が少なくとも中断したものと判断して、一連の探触子の動き識別を停止することができる。

しかし、本実施形態の非接触検知部３８の実施例４によれば、特に実施例５によれば、探触子１２の接触状態と非接触状態の識別を確実に行うことができるから、探触子１２が接触状態から非接触状態に変化したことを条件に、制御命令を切り替える命令を装置制御部３４に出力する制御動作を組み込むことが可能になる。

以上説明したように、本実施形態は、第１実施形態の探触子操作命令部３０に、さらに、探触子１２によって時系列で取得される複数の超音波画像データに基づいて探触子１２が被検体１０の体表面に非接触状態にあることを検出する非接触検知部３８を備え、非接触検知部３８は、探触子１２が非接触状態における超音波画像データのサンプル画像データを有し、サンプル画像データと超音波画像データとの一致度を求め、求めた一致度が設定された閾値以上のときに探触子１２が非接触状態にあることを検知するようにしている。

そして、実施例４の非接触検知部２８は、探触子１２が非接触状態にあることを検知したとき、探触子１２の動きを求める演算を休止、つまり動き演算部３１を休止させる。また、実施例５の非接触検知部２８は、探触子１２が非接触状態にあることを検知した非接触状態信号を非接触状態信号保持部３２３に保持させる。探触子操作命令部３０の命令解析部３２１は、非接触状態信号保持部３２３に非接触状態信号が保持されているか否かを条件に、予め設定されている制御命令を装置制御部３４に出力することができる。

（第４の実施形態）
本実施形態は、第３の実施形態を用いて、探触子１２が接触状態から非接触状態に変化したことを条件に、制御命令を装置制御部３４に出力する制御動作を組み込んだ例である。つまり、本実施形態は、被検体をＢモード画像（超音波画像）でスクリーニングしながら、任意の位置でＢモード画像を静止（フリーズ）させて詳細に観察する一連の操作を、探触子１２の動きにより実現する例である。本実施形態の超音波診断装置１のブロック構成は、図６及び図７に示した第３の実施形態と同一であるから説明を省略する。

図９に、本実施形態の超音波診断装置１の操作手順のフローチャートを示し、図１０に、超音波診断装置１の各部の動作のタイミングチャートを示す。また、図９に、フリーズ操作において画像表示部２４に表示されるフリーズ画像の一例を示す。

図９のフローチャートに従って、術者がスクリーニングしながら関心を有する診断部位のフリーズ画像を表示させて、詳細に観察する一連の操作について以下に説明する。
（ステップＳ１００）
まず、超音波診断装置１がＢモード画像によるスクリーニング動作を開始する。スクリーニング動作は、検者が被検体１０の体表面に接触させた探触子１２を、走査面（スキャン面）に平行な方向に移動させながら、Ｂモード画像の断層面を移動させて行う。なお、Ｂモード画像の撮像は、通常、検者が操作部３５のキーボード等を操作して開始されているものとする。しかし、キーボード等を操作することに代えて、探触子１２の動きに基づいて動き識別部３２により通常のＢモード画像の撮像を開始させることができる。例えば、図３のタップ操作、図４（ａ）の圧迫操作、などの動きの１つを適用できる。このようにしてスクリーニング動作が開始されると、動き演算部３１が動作して探触子１２の動きを示す動きフレームデータが生成され、動き識別部３２のフレームメモリ３２０に順次格納される。

（ステップＳ１０１）
スクリーニング動作の開始と同時に、動き識別部３２の命令解析部３２１はフレームメモリ３２０に格納された動きフレームデータに基づいて探触子１２の動きをリアルタイムで解析する。スクリーニングは、探触子１２を体表面に接触した状態で移動して行うから、命令解析部３２１は探触子１２が静止していないことを識別してスクリーニング中であることを認識できる。ステップＳ１０１では、命令解析部３２１により探触子１２の動きが静止したか否かを識別し、探触子１２が静止するまでＳ１０１に戻ってスクリーニング動作が継続される。つまり、ステップＳ１０１において、動き監視部３２２は、探触子１２の動きが静止しているか否かを識別する。動き監視部３２２が探触子１２の静止を識別した場合、ステップＳ１０２において、命令解析部３２１は、探触子１２の動きに関連付けられた制御命令（装置動作命令）を識別し、装置制御部３４は、探触子１２の動きに関連付けられた命令を実行する。つまり、装置制御部３４は、動き監視部３２２が探触子１２の静止を識別した場合に、超音波画像をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）を実行する実行モードになる。言い換えれば、動き監視部３２２が探触子１２の静止を識別しないために実行モードにならない場合、装置制御部３４はフリーズ命令（命令Ｄ）を実行しない。これにより、探触子１２の誤操作により、装置制御部（制御部）３４がフリーズ命令（命令Ｄ）を実行することを防止することができる。

（ステップＳ２０１、Ｓ２０２）
ステップＳ１０１で、探触子１２の動きが静止したことを識別した場合（Ｙｅｓ）は、画像表示部２４に静止状態を示す表示をする（Ｓ２０１）。例えば、図１１に示す表示画面のインジケータ５１に、探触子１２の静止状態を示す表示（例えば、“Ｒｅａｄｙｔｏ ｆｒｅｅｚｅ（フリーズ待機状態）”又は“Ｃａｐｔｕｒｉｎｇ（超音波画像の記憶中）”の表示）を表示する。これらに限らず、静止状態を示す表示の表示位置又は表示形態は、表示画面の任意の位置に、また任意の表示形態で表示すればよい。次いで、命令解析部３２１は、装置制御部３４に静止状態の超音波画像を記憶させる命令を出力して、静止状態における超音波画像をシネメモリ部３６に順次記憶させる（Ｓ２０２）。

（ステップＳ２０３）
スクリーニング中に検者が注目した診断部位の超音波画像が画像表示部２３に表示された場合、検者は探触子１２の動きを変化させてフリーズ命令を入力する。本実施形態では、検者が探触子１２を注目部位で静止させて持ち上げる動きをフリーズ命令として設定している。つまり、命令解析部３２１は、探触子１２が体表面に接触している状態で、かつ静止状態から、体表面から離れる動きを識別した場合に、フリーズ命令を装置制御部３４に出力する。命令解析部３２１によりフリーズ命令が識別されるまでは、ステップＳ１００に戻って、探触子１２の動きに基づいて、フリーズ命令が識別されるまで繰り返される。

（ステップＳ２０４、２０５）
フリーズ命令が識別された場合（Ｙｅｓ）は、例えば図９に示すように、画像表示部２４にフリーズ画像４６が表示される（Ｓ２０４）。また、フリーズ操作に関連するメニュー４１が表示される（Ｓ２０５）。

（ステップＳ２０５〜Ｓ２１１）
メニュー４１が表示された状態において、本実施形態では、探触子１２の動きに応じて所望のメニューの選択、変更、フリーズ画像選択、静止画像保存、フリーズ解除、ボディマーク変更、などの操作を行うことができるようになっている。

図１０のタイミングチャートを参照して、フリーズ操作における超音波診断装置１の各部の動作を説明する。図において、横軸は時間軸を示し、“ｔ（０）”は、現在取得した動きフレームデータの時刻を表す。“ｔ（−１）”，“ｔ（−２）”，・・・，“ｔ（−１０）”は、それぞれ現在の動きフレームデータから、１フレーム前、２フレーム前、・・・、１０フレーム前に取得した動きフレームデータの時刻を表す。図１０（ａ）は、探触子１２の深度方向（上下の圧迫方向）の変位の時間変化を表している。図１０（ｂ）は、動き監視部３２２において監視している相関窓４３の相関係数フレームデータに基づいて求められる相関係数の時間変化を表している。図１０（ｃ）は、記憶手法のレトロスペクティブ１〜３とプロスペクティブ１〜２のプロセスを表している。

図１０の時刻“ｔ（−１０）”において、超音波画像によるスクリーニングが開始され、時刻“ｔ（−１０）〜ｔ（−７）”において、探触子１２が被検体１０の体表面に接触状態で移動が継続されている。同図（ａ）の例では、探触子１２の深度方向の上下移動は比較的小さく所定の閾値範囲±Ｔ１内である。この場合、命令解析部３２１は探触子１２の上下移動による圧迫動作を行っていないことを識別できる。一方、探触子１２は体表面に接触した状態で、走査面に沿った方向（左右方向）に移動しているので、動き監視部３２２に入力される相関係数フレームデータの相関係数は、閾値Ｔ２（例えば、０．９５）を下回っている。この場合、命令解析部３２１は、探触子１２の左右方向の移動であることを識別する。

なお、探触子１２の上下移動が所定の閾値範囲±Ｔ１を超える場合は、命令解析部３２１は探触子１２の動きを上下往復動の圧迫状態として識別し、スクリーニングモードからエラスト画像を取得するエラストモードに切替える命令を装置制御部３４に出力する第２の実施形態に適用することも可能である。

次に、図１０（ａ）の時刻“ｔ（−７）〜ｔ（−３）”においては、探触子１２の上下移動は比較的小さく所定の閾値範囲±Ｔ１以内であり、相関係数フレームデータの相関係数は所定の閾値Ｔ３（例えば、０．９５）以上である。この場合、命令解析部３２１は探触子１２が被検体１０の体表面に接し、かつ静止状態であることを識別する。命令解析部３２１は、探触子１２の静止状態を識別すると、予め設定された手順に従って、超音波画像の記憶を開始する記憶開始命令（命令Ｋ）、記憶開始命令を実行するまでの所定の時間をカウントする開始時間カウント命令（命令Ｌ）、シネメモリ３６に記憶された超音波画像をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）、超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令（命令Ｍ）、及び記憶終了命令を実行するまでの所定の時間をカウントする終了時間カウント命令（命令Ｎ）を装置制御部３４に出力する。

装置制御部３４は、図９のＳ２０２において、命令解析部３２１から入力される記憶開始命令（命令Ｋ）に従って、画像構成部２３からシネメモリ３６に超音波画像の記憶を開始する。次に、装置制御部３４は、図９のＳ２０３におけるシネメモリ３６に記憶された超音波画像をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）の実行を待機する。この実行待機は、命令解析部３２１から開始時間カウント命令（命令Ｌ）が入力されている場合は命令Ｌに従って、静止状態の開始ｔ（−７）から所定の時間内、静止状態の時間内、及び静止状態の終了ｔ（−３）から所定の時間内の少なくとも１つの時間のカウント満了によって解除されて、フリーズ命令（命令Ｄ）が実行される。

フリーズ命令（命令Ｄ）を実行中、命令解析部３２１は、静止状態の開始から所定の時間内、静止状態の時間内、及び静止状態の終了から所定の時間内の少なくとも１つの時間内に、探触子１２が非接触状態になったことを識別した場合は、超音波画像をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）の終了命令、及び超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令（命令Ｍ）を装置制御部３４に出力する。

上述したように、本実施形態の命令解析部３２１は、動きフレームから求まる探触子１２の移動軌跡の被検体の深度方向の移動幅が第１閾値範囲を下回り、かつ移動軌跡の被検体の走査面に沿う方向の移動速度が第２の閾値以上であるとき、探触子が被検体の体表面に接触状態であり、かつスクリーニング中であることを識別する第１の識別機能を有している。また、第１の識別後に、深度方向の移動幅が第１閾値範囲内に変化し、かつ前記被検体の走査面に沿う方向の移動速度が第２の閾値未満に変化したとき、探触子が体表面に接触状態で、かつ静止状態であることを識別する第２の識別機能を有している。さらに、第２の識別から第１の設定時間の経過後に、静止状態の探触子により取得される超音波画像を記憶させる記憶命令を装置制御部３４に出力するとともに、第１の設定時間より長い第２の設定時間の経過後に記憶命令を終了する記憶終了命令を出力し、第２の識別後に、動き演算部３１が休止して動きフレームの出力が停止したことにより探触子が体表面から非接触状態に変化したことを識別する第３の識別機能を有している。そして、第３の識別後に、装置制御部３４に記憶された超音波画像を静止画像として画像表示部に表示させるフリーズ命令を出力する機能を備えている。

ここで、図９のステップＳ２０２で超音波画像をシネメモリ部３６に記憶する制御について説明する。まず、記憶手法には、レトロスペクティブとプロスペクティブがある。レトロスペクティブの記憶手法では、探触子１２の静止状態の開始前から超音波画像の記憶が開始されている。一方、プロスペクティブの記憶手法では、探触子１２の静止状態の開始後に超音波画像の記憶が開始される。

すなわち、レトロスペクティブの記憶手法では、図１０の時刻“ｔ（−７）”の前から超音波画像がシネメモリ部３６に記憶される。図１０では、命令解析部３２１は、時刻“（−２）”において探触子１２が非接触状態になった場合、図９のステップＳ２０３において、装置制御部３４に超音波画像をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）を実行させる。レトロスペクティブの記憶手法には、３つの記憶手法がある。

図１０では、時刻“ｔ（−２）〜ｔ（０）”において、探触子１２が被検体１０の表面から離れ、探触子１２の非接触状態が継続される。つまり、探触子１２は非接接触状態であり、探触子１２の深度方向の変位は０であり、閾値範囲±Ｔ１内である。ここで、非接触状態検知部３８に実施例４を適用すれば、順次入力される超音波画像データは、多重エコー画像４５であるから、それらの相関係数（一致度）は所定の閾値Ｔ３（例えば、０．９５）以上である。その結果、非接触状態検知部３８は非接触状態を検知して、非接触状態検知信号が非接触状態検知信号保持部３２３に格納される。これにより、命令解析部３２１は探触子１２の非接触状態を識別する。なお、非接触状態検知部３８に実施例５を適用すれば、超音波画像データのゲインが大きく変更されても、接触、非接触の識別の信頼性を向上させることができる。

レトロスペクティブ１では、命令解析部３２１が探触子１２の静止状態が非接触状態に変わったことを識別したとき、装置制御部３４に超音波画像をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）を実行させる。すなわち、図１０（ａ）では、時刻“ｔ（−３）〜ｔ（−２）”の間において、命令解析部３２１は探触子１２が上下方向に移動している圧迫状態（非接触への遷移状態）を識別してしまう。つまり、静止状態の識別が解除される。そのため、静止状態から非接触状態に変化したときに、フリーズ命令（命令Ｄ）を出力するように設定されていると、静止状態が解除されているので、命令解析部３２１からフリーズ命令（命令Ｄ）が装置制御部３４に出力されない。その結果、レトロスペクティブ１の場合、装置制御部３４がフリーズ命令（命令Ｄ）を実行できないおそれがある。

このような場合、命令解析部３２１は、図１０（ｃ）のレトロスペクティブ２に示すように、静止状態の終了を識別した時刻“ｔ（−３）”から設定された猶予時間（例えば、０．５秒）内に、探触子１２が非接触状態になったことを識別した場合に、フリーズ命令（命令Ｄ）を出力するようにすれば、レトロスペクティブ１の不備を解消できる。あるいは、図１０（ｃ）のレトロスペクティブ３に示すように、命令解析部３２１は、静止状態の開始から所定の時間内（例えば、静止状態の開始直後）に、記憶終了命令を実行させるまでの所定の時間（例えば、２秒）をカウントする終了時間カウント命令（命令Ｎ）を実行させるようにしてもよい。また、命令解析部３２１は、静止状態の開始から所定の時間内（例えば、静止状態の開始から２秒後）に、超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令（命令Ｍ）を実行して、超音波画像をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）を実行してもよい。

一方、図１０のプロスペクティブ１では、図９のステップＳ２０２において、装置制御部３４は静止状態の開始から所定の時間内（例えば、静止状態の開始直後）に、記憶開始命令を実行するまでの所定の時間（例えば、１秒）をカウントする開始時間カウント命令（命令Ｌ）を実行する。そして、静止状態の開始から所定の時間内（例えば、静止状態の開始から１秒後）に、超音波画像の記憶を開始する記憶開始命令（命令Ｋ）を実行する。この場合、命令解析部３２１は、レトロスペクティブ２と同様に、静止状態の終了（時刻“ｔ（−３）”）から所定の猶予時間（例えば、０．５秒））内に探触子１２が非接触状態になった場合に、超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令（命令Ｍ）及び超音波画像をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）を実行させるようにしてもよい（ステップＳ２０３）。

また、図１０のプロスペクティブ２のように、命令解析部３２１は、静止状態の開始から所定の時間内（例えば、静止状態の開始直後）に、超音波画像の記憶を開始する記憶開始命令（命令Ｋ）及び記憶終了命令を実行するまでの所定の時間をカウントする終了時間カウント命令（命令Ｎ）を出力する。これに基づいて装置制御部３４はそれらの命令を実行する。また、命令解析部３２１は、静止状態の開始から所定の時間内（例えば、静止状態の開始から２秒後）に、超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令（命令Ｍ）及び超音波画像をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）を、装置制御部３４に出力して実行させるようにしてもよい（ステップＳ２０３）。

ここで、本実施形態３のフリーズ操作の確実性を高める変形例について次に説明する。本変形例は、探触子１２の把持部に操作スイッチを設け、その操作スイッチによりフリーズ操作の実行モードをオン／オフすることにより、確実にフリーズ命令（命令Ｄ）を装置制御部３４に実行させることができる。すなわち、図１０（ｄ）に示すように、操作スイッチがオフのときはフリーズ操作を無効とし、オンのときはフリーズ操作を有効に定める。そして、ｔ（−７）〜ｔ（−２）の間のみ、操作スイッチをオンにする。これにより、図１０（ｅ）のようなタイミングでフリーズ操作が命令解析部３２１で検出（識別）された場合は、有効なフリーズ操作としてフリーズ命令（命令Ｄ）を装置制御部３４に出力する。一方、図１０（ｆ）に示すように、何らかの原因により、命令解析部３２１でフリーズ操作が検出（識別）されても、無効なフリーズ操作であるとして、フリーズ命令（命令Ｄ）を装置制御部３４に出力しないようにすることができる。

装置制御部３４は、超音波画像４０の記憶中（例えば、“Ｃａｐｔｕｒｉｎｇ”の表示）又は記憶時間を示す表示、及び超音波画像の記憶を開始又は終了するまでの時間を示す表示を、画像表示部２４の表示画像のインジケータ５１に表示する。

また、フリーズ命令（命令Ｄ）が実行された場合、装置制御部３４は、フリーズされた超音波画像を表示する表示命令（命令Ｅ）を画像構成部２３に出力し、画像表示部２４にフリーズされた超音波画像を表示させる（図９のステップＳ２０４）。

また、装置制御部３４は、静止状態の超音波画像４０を記憶する記憶命令を実行し、記憶された超音波画像４０のうち最大の一致度（相関係数）を有する超音波画像（図１０の時刻“ｔ（−４）”で取得された超音波画像４０−１）をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）を実行する。また、装置制御部３４は、所定の閾値Ｔ２以上の一致度（相関係数）を有する最新の超音波画像（図１０の時刻“ｔ（−３）”で取得された超音波画像４０−２）をフリーズするフリーズ命令（命令Ｄ）を実行してもよい。これにより、図１１に示すように、画像表示部２４には、超音波画像４０のフリーズ画像（frozen image）４６が表示される。

なお、フリーズ命令（命令Ｄ）が実行された場合、超音波診断装置１は、リアルタイムの超音波画像（Ｂモード画像）４０の撮像を中断してもよいし、継続してもよい。

画像表示部２４は、リアルタイムの超音波画像（Ｂモード画像）４０をフリーズ画像４６とともに表示してもよい。また、超音波画像（Ｂモード画像）４０には、超音波画像４０においてパターン及び輝度分布の少なくとも１つの一致度を求めるために設定される領域（相関窓）４３が表示されてもよい。探触子１２の移動状態、静止状態、及び圧迫状態は、探触子１２が被検体１０に接触した状態における超音波画像（Ｂモード画像）４０の変化に基づいて識別されるので、超音波画像（Ｂモード画像）４０からフリーズ画像４６に表示が変更された場合、検者は探触子１２を被検体１０に適切に接触させているか否かを判断することができない。そこで、画像表示部２４がフリーズ画像４６とともに超音波画像（Ｂモード画像）４０及び領域（相関窓）４３を表示することにより、検者が超音波画像（Ｂモード画像）４０を確認すれば、探触子１２を被検体１０に適切に接触させているか否かを判断することができる。

なお、相関窓４３は矩形であってもよいし、矩形の頂点のみの表示であってもよい。相関窓４３は、超音波画像４０の動画保存の際には保存されない。また、画像表示部２４は、複数の超音波画像４０のフリーズ画像４６を表示してもよい。画像表示部２４が複数のフリーズ画像４６を表示することにより、対照的な部位（例えば、両腕や両足など）を比較観察することができる。

装置制御部３４が、命令Ｅを実行した後に、例えば図１１に示したメニュー４１を表示するメニュー表示命令（命令Ｆ）を画像構成部２３に出力し、画像表示部２４にメニュー４１を表示させる（ステップＳ２０５）。メニュー４１は、図４（ａ）、（ｂ）に示した実施例の探触子の動きを用いて、超音波画像（Ｂモード画像）４０の撮像時に画像表示部２４の表示画面に表示されるカーソル４２を操作して選択するようにしてもよい。

また、図９のＳ２０５において、装置制御部３４は、静止状態が所定の時間継続したとき（例えば、図１０のレトロスペクティブ３又はプロスペクティブ２の時刻“ｔ（−３）”）にメニュー４１を表示するメニュー表示命令（命令Ｆ）を実行してもよい。さらにまた、装置制御部３４は、非接触状態が識別されたとき、例えば、図１０のレトロスペクティブ２又はプロスペクティブ１の時刻“ｔ（−２）”に、メニュー４１を表示するメニュー表示命令（命令Ｆ）を実行してもよい。

また、装置制御部３４は、カーソル４２が所定のメニュー（メニューボタン）４１に接触した状態でメニュー４１を表示するメニュー表示命令（命令Ｆ）を実行してもよい。画像表示部２４には、メニュー４１が表示されるときにメニュー４１に接触した状態のカーソル４２が表示される。例えば、最初からカーソル４２がメニューボタン“静止画保存”に接触した状態でメニュー４１が表示される。操作者の選択履歴から選択頻度が高いメニュー（メニューボタン）４１に最初からカーソル４２を接触させることで、選択頻度が高いメニュー（メニューボタン）４１を選択する際にカーソル４２を移動させる必要がなくなり、メニュー選択の時間を短縮することができる。

装置制御部３４は、メニュー選択命令（命令Ｈ）を実行する（図９のステップＳ２０６）。装置制御部３４は、カーソル４２がメニュー（メニューボタン）４１に接触した状態で非接触状態が識別されたときにメニューを選択するメニュー選択命令（命令Ｈ）を実行してもよい。例えば、カーソル４２をメニューボタン“静止画保存”に接触した状態で探触子１２を非接触状態にすると、メニューボタン“静止画保存”のメニュー選択命令（命令Ｈ）が実行される。

また、装置制御部３４は、カーソル４２がメニュー（メニューボタン）４１に接触したときにメニュー４１を選択するメニュー選択命令（命令Ｈ）を実行してもよい。カーソル４２がメニュー４１に接触するだけでメニュー４１を選択することができるので、メニュー選択の時間を短縮することができる。また、装置制御部（制御部）３４は、カーソル４２がメニュー４１に接触した状態で静止状態が所定の時間継続したときにメニュー４１を選択するメニュー選択命令（命令Ｈ）を実行してもよい。静止状態が所定の時間継続した後にメニュー４１を選択することができるので、誤ったメニュー選択を防止することができる。

また、装置制御部３４は、カーソル４２がメニュー４１に接触した状態で探触子１２の移動に応じて異なるメニューを選択するメニュー選択命令（命令Ｈ）を実行してもよい。例えば、カーソル４２をメニューボタン“動画保存”に接触した状態で、探触子１２を非接触状態にすると、レトロスペクティブの記憶手法で超音波画像４０がシネメモリ部３６に記憶されるメニュー選択命令（命令Ｈ）が実行され、探触子１２の接触状態を継続するとプロスペクティブの記憶手法で超音波画像４０がシネメモリ部３６に記憶されるメニュー選択命令（命令Ｈ）が実行される。

また、装置制御部３４は、画像表示部２４中の所定の位置にカーソル４２が接触したときにメニューを変更するメニュー変更命令（命令Ｏ）を実行してもよい（図９のＳ２０７）。例えば、カーソル４２が画像表示部２４の左側面（カーソル４２の可動範囲の左端部）に接触したときに、メニュー４１のメニューボタンが左に１秒ごとに変更する（メニューボタンが、フリーズ解除、ゲイン、ボディマーク、動画保存、静止画保存、フリーズ解除の順に１秒ごとに変更する）メニュー変更命令（命令Ｏ）が実行される。

また、装置制御部３４は、画像表示部２４中の所定の位置にカーソル４２が接触した時間に応じてシネメモリ部３６から超音波画像４０のフリーズ画像を選択するフリーズ画像選択命令（命令Ｐ）を実行してもよい（図９のＳ２０８）。レトロスペクティブ又はプロスペクティブの記憶手法により複数の超音波画像（フレームデータ）４０がシネメモリ部３６に記憶されている。複数の超音波画像４０はフレームごとにフレーム番号（例えば、１〜２５０）が付与され、フリーズ画像４６とともにフレーム番号が画像表示部２４に表示される。図１１では、２５０枚のフレームデータのうち２４５番目のフレームデータがフリーズ画像４６として表示されている。この状態で、カーソル４２が画像表示部２４の左側面（カーソル４２の可動範囲の左端部）に接触したときに、フレーム番号が所定の時間（例えば、０．０１秒）ごとに増減し、フレーム番号に対応するフレームデータがフリーズ画像４６として表示されるフリーズ画像選択命令（命令Ｐ）が実行される。これにより、“フリーズ画像選択”のメニュー４１が表示されなくても、画像表示部２４中の所定の位置にカーソル４２を接触させることで、フリーズ画像４６の選択を命令することができ、カーソル４２の接触時間に応じて複数のフレームデータから任意のフリーズ画像を選択することができる。装置制御部３４は、カーソル４２の接触時間の代わりに、探触子１２の移動距離に応じてシネメモリから超音波画像４０のフリーズ画像４６を選択するフリーズ画像選択命令（命令Ｐ）を実行してもよい（図９のＳ２０８）。

また、本実施形態の変形例で説明したように、探触子１２の把持部に操作スイッチを設け、その操作スイッチによりメニュー選択や、保存フレームの選択等の操作に応用することができる。例えば、メニュー選択のためにカーソルを比較的長い距離移動させる場合、被検者の診断部位によっては移動距離が制約される場合がある。この場合、検者が探触子を持ち上げて非接触の状態にすると、その位置のメニューボタンが選択されたり、フレーム選択される誤操作につながる。このような場合、検査者が探触子を持ち上げる前に、把持部の操作スイッチをオフすることにより、命令解析部３２１が静止状態を識別し、かつ接触から非接触に変わったことを識別しても、メニューボタンの選択や、フレーム選択無効にする。これにより、検者は探触子を持ち上げ、繰り返し同一方向に移動させることにより、実質的にカーソルを比較的長い距離移動させることができる。

また、装置制御部３４は、探触子１２の静止状態が解除されたときに静止状態における最新の超音波画像４０をフリーズ画像４６として選択するフリーズ画像選択命令（命令Ｐ）を実行してもよい（図９のＳ２０８）。例えば、探触子１２が非接触状態になったときに静止状態の解除が認識されることによりフリーズ画像が選択される場合、非接触遷移状態（圧迫状態）でフリーズ画像の選択位置がずれるおそれがある。そこで、装置制御部（制御部）３４が、非接触遷移状態の前段である静止状態における最新の超音波画像４０をフリーズ画像４６として選択するフリーズ画像選択命令（命令Ｐ）を実行することで、操作者が指定したフリーズ画像４６を適切に選択することができる。

また、装置制御部３４は、探触子１２の非接触状態が識別されたときにフリーズ画像４６を保存する静止画保存命令（命令Ｑ）を実行してもよい（図９のＳ２０９）。また、装置制御部３４は、画像表示部２４中の所定の位置にカーソルが接触したときに超音波画像のフリーズを解除するフリーズ解除命令（命令Ｒ）を実行してもよい（図９のＳ２１０）。例えば、カーソル４２が画像表示部２４の右側面（カーソル４２の可動範囲の右端部）に接触したときに、フリーズ画像４６のフリーズが解除され、超音波画像のＢモード画像が表示される。

また、装置制御部３４は、超音波画像４０の所定の枠５２にカーソルが接触したときに枠５２内に表示されるボディマーク５３を設定するボディマーク設定命令（命令Ｓ）を実行してもよい（図９のＳ２１１）。

このように、動き識別部３２が探触子１２の動きを識別し、装置制御部３４が探触子１２の動きに関連付けられた命令を実行する。

装置制御部３４は、探触子１２の圧迫操作によりカーソル４２を第１の軸方向（例えば、上下方向）に移動させ、探触子１２の被検体表面での移動操作によりカーソル４２を第２の方向（例えば、左右方向）に移動させるカーソル移動命令（命令Ｔ）を実行してもよい。図１２は、超音波画像４０の枠５２（カーソル４２の可動範囲）内に表示されるボディマーク５３を示した図である。図１２（ａ）に示すように、探触子１２の圧迫操作によりカーソル４２が第１の軸方向（例えば、上下方向）に移動し、探触子１２の被検体表面での移動操作によりカーソル４２が第２の方向（例えば、左右方向）に移動する。また、図１２（ｂ）に示すように、装置制御部（制御部）３４は、超音波画像４０の枠５２（カーソル４２の可動範囲の端部）にカーソル４２が接触したときに枠５２内に表示されるボディマーク５３を設定（変更）するボディマーク設定命令（命令Ｓ）を実行してもよい。

また、装置制御部３４は、探触子１２の被検体表面での回転操作又は移動操作に応じてカーソルを所定の点を中心に回転させるカーソル移動命令（命令Ｔ）を実行してもよい。この場合、画像表示部２４は、探触子１２の回転操作又は移動操作に応じて所定の点を中心に回転するカーソル４２の角度を表示してもよい。例えば、乳腺の超音波画像（断層画像）を画像表示部２４に表示する場合、乳腺は乳頭を中心に放射状に位置するため、探触子１２を回転操作又は移動操作することで、乳頭を中心とするカーソル４２の角度を乳房のボディマークにおいて調整することができ、操作者は所望の超音波画像（断層画像）を表示させることができる。

また、装置制御部３４は、探触子１２の移動距離、速度、加速度、変位、及び姿勢の少なくとも１つに応じてカーソル４２の移動速度又は移動加速度を変化させるカーソル速度／加速度変更命令（命令Ｕ）を実行してもよい。例えば、探触子１２の移動速度が大きいほど、カーソル４２の移動距離が大きくなる。これにより、探触子１２の移動距離が短くても、カーソル４２の移動距離を長くすることができる。

また、装置制御部３４は、探触子１２の移動速度又は移動加速度に応じて超音波画像４０のパターン及び輝度分布の少なくとも１つの一致度が最大となる領域を探索する探索範囲４４又は探索ピッチを調整する探索範囲／ピッチ調整命令（命令Ｖ）を実行してもよい。例えば、探触子１２の移動速度が遅い場合は、探索範囲４４が狭くなり、探索ピッチが小さくなる。これにより、探触子１２の移動速度に応じて探索範囲４４又はピッチを調整することで、画像相関法による領域の探索の精度又は処理速度を向上させることができる。

また、装置制御部３４は、探触子１２の回転に応じてゲインを調整するゲイン調整命令（命令Ｗ）又は探触子１２の回転に応じて超音波画像４０の表示深度を調整する表示深度調整命令（命令Ｘ）を実行してもよい。回転式ボタンの回転操作に相当する命令を探触子１２の回転動作で実行することにより、操作者は、回転式ボタンを回転させるように、ゲイン調整や表示深度調整を行うことができる。

また、装置制御部３４は、超音波画像４０においてパターン及び輝度分布の少なくとも１つの一致度を計測するために設定される領域（ＲＯＩ又は相関窓４３）の大きさ、位置、及び数の少なくとも１つを探触子１２の動きに応じて調整する領域調整命令（命令Ｙ）を実行してもよい。これにより、探触子１２の動きに応じて領域（ＲＯＩ又は相関窓４３）を調整することで、画像相関法による領域の探索及び追跡の精度又は処理速度を向上させることができる。

また、動き演算部３１は、パターン及び輝度分布の少なくとも１つに基づいて、領域（ＲＯＩ又は相関窓４３）が設定される位置が適切であるか否かを判定し、適切であると判定された位置に領域（ＲＯＩ又は相関窓４３）を設定してもよい。複数の領域（ＲＯＩ又は相関窓４３）が設定された場合、動き演算部３１は、パターン又は輝度分布と所定の閾値とを比較することで、不適切な位置に設定された領域（例えば、探触子１２の移動で“out of plane”となり観測されなくなった位置に設定された領域、探触子１２の移動で被検体１０に対する非接触部分が生じることに起因して無エコーとなった位置に設定された領域、又は超音波画像４０にサチレーションが生じている位置に設定された領域）を除外して、領域を探索して追跡する。また、動き演算部３１は、パターン又は輝度分布の輝度差の統計値やコントラストに基づいて、適切な位置（例えば、領域の探索及び追跡が容易となる特徴部位や組織の境界など）に領域を設定してもよい。これにより、領域（ＲＯＩ又は相関窓４３）が適切な位置に設定されることで、画像相関法による領域の探索及び追跡の精度又は処理速度を向上させることができる。

動き識別部３２は、超音波画像に１つ又は複数の領域を設定し、設定領域の画像パターン及び輝度分布の少なくとも１つの一致度が最大となる領域を探索して追跡することにより、探触子の移動軌跡、移動距離、速度、加速度、回転、振動、向き、変位、及び姿勢の少なくとも１つを識別する。また、動き識別部３２は、画像パターン及び輝度分布の少なくとも１つに基づいて、設定領域が設定される位置が適切であるか否かを判定し、適切であると判定された位置に設定領域を設定する。

また、装置制御部（制御部）３４は、探触子１２の動きに応じて超音波画像４０に複数の位置が設定されたときに複数の位置間の距離又は面積を計測する計測命令（命令Ｚ）を実行してもよい。また、画像表示部２４は、距離又は面積を計測するために超音波画像４０に設定される複数の位置を示す表示又は超音波画像４０に設定される複数の位置により計測された距離又は面積を、インジケータ５１に表示する。例えば、図１１に示すように、探触子１２の動きに応じて複数の位置５４−１，５４−２が設定され、複数の位置５４−１，５４−２間の距離５５が計測され、インジケータ５１に表示される。これにより、探触子１２の動きでキャリパーによる距離計測などを行うことができる。

また、装置制御部３４は、探触子１２の移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも１つが識別されたときに、これらの状態に応じた音声を発生させる音声命令（命令ＡＡ）を実行してもよい。例えば、図１０の時刻“ｔ（−２）”において、装置制御部（制御部）３４は、探触子１２が非接触状態（超音波画像のフリーズ状態）になったことを操作者に知らせる音声を発生させる。

また、装置制御部３４は、メニュー４１が選択されたときに音声を発生させる音声命令（命令ＡＡ）を実行してもよい。また、装置制御部（制御部）３４は、超音波画像４０の記憶を開始又は終了するときに音声を発生させる音声命令（命令ＡＡ）を実行してもよい。また、装置制御部（制御部）３４は、超音波画像４０の記憶を開始又は終了するまでの時間を示す音声を発生させる音声命令（命令ＡＡ）を実行してもよい。例えば、図１０のプロスペクティブ１の記憶手法において、装置制御部（制御部）３４は、時刻“ｔ（−７）”で、記憶開始命令（命令Ｋ）を実行するまでの所定の時間をカウントする音声を発生させ、時刻“ｔ（−５）”で、記憶を開始する音声を発生させる。また、図１０のプロスペクティブ２の記憶手段において、装置制御部（制御部）３４は、時刻“ｔ（−７）”で、記憶を開始する音声とともに記憶終了命令（命令Ｍ）を実行するまでの所定の時間をカウントする音声を発生させ、時刻“ｔ（−３）”で、記憶を終了する音声を発生させる。

また、装置制御部（制御部）３４は、超音波画像４０の記憶を終了した後にフレームレートを上げるフレームレート調整命令（命令ＡＢ）を実行してもよい。超音波画像４０の記憶が終了した後は、動き識別部３２の命令解析部３２１が探触子１２の動きを識別し、装置制御部３４が探触子１２の動きに関連付けられた命令を実行するので、探触子１２の動きに対する即応性が高いほうが望ましい。そこで、周波数が高い平面波などを利用してフレームレートを上げることで、探触子１２の動きに対する即応性を向上させることができる。

また、装置制御部３４は、超音波画像４０の記憶を終了した後に、超音波画像４０の取得範囲を狭くする画像取得範囲調整命令（命令ＡＣ）を実行してもよい。超音波画像４０の撮像深度を浅くするか探触子１２の口径を狭くするか（又は、両方）により、調整超音波画像４０の取得範囲を狭くすることで、フレームレートを上げることができ、探触子１２の動きに対する即応性を向上させることができる。

また、記憶手法としてはレトロスペクティブとプロスペクティブのプロセス以外にも、本実施の形態に係る発明は適用可能である。装置制御部３４は、探触子１２の非接触状態が認識されたときに画像モードを切り替える画像モード切替命令（命令ＡＤ）を実行してもよい。

また、命令解析部３２１により探触子１２の接触状態と非接触状態の間の切り替えが所定の時間内（例えば、０．５秒以内）に複数回認識されたとき（接触状態及び非接触状態が繰り返し複数回認識されたとき）に画像モード切替命令が実行されてもよい。例えば、装置制御部３４は、所定の時間内に３回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、カラードプラへの切替命令（命令Ａ）を実行し、所定の時間内に４回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、エラストグラフィへの切替命令（命令Ｂ）を実行してもよい。

また、装置制御部３４は、所定の時間内に３回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、カラードプラへの切替命令（命令Ａ）を実行し、次の所定の時間内に３回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、エラストグラフィへの切替命令（命令Ｂ）を実行してもよい。

また、装置制御部３４は、所定の時間内に３回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、画像モードを切り替えるメニューを表示するメニュー表示命令（命令Ｆ）を実行してもよい。

また、装置制御部３４は、探触子１２の接触状態と非接触状態の間の切り替えが所定の時間内（例えば、１．０秒以内）に複数回認識された後の探触子１２の接触状態及び非接触状態のそれぞれで異なる命令を実行してもよい。例えば、装置制御部３４は、所定の時間内に３回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識された後に探触子１２の非接触状態が認識された場合、画像モード切替命令（命令ＡＤ）を実行し、所定の時間内に３回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識された後に探触子１２の接触状態が認識された場合、ゲインを設定するモードを表示するゲイン設定モード表示命令（命令ＡＥ）を実行してもよい。

また、２次元アレイプロー部を用いることで、装置制御部３４は、探触子１２の被検体表面での２次元方向の移動操作によりカーソル４２を第１の軸方向（例えば、上下方向）及び第２の方向（例えば、左右方向）に移動させるカーソル移動命令（命令Ｓ）を実行することができる。

以上のように、命令解析部３２１が探触子１２の動きを識別し、装置制御部３４が探触子１２の動きに関連付けられた命令を実行することにより、超音波診断装置の操作性を高めることができる。

検者や走査部位によって探触子１２を握る位置が異なる。また、操作者が右手で探触子１２を握り、左手で穿刺針を操作している場合、このままでは超音波診断装置の操作卓に設けられた機械的な操作部（ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど）を操作することができない。また、超音波診断装置の操作卓から離れた位置で探触子１２を操作している場合、探触子１２を操作したままで超音波診断装置の操作卓に設けられた機械的な操作部（ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど）を操作することができない。

上記の実施の形態によれば、探触子が機械的な操作部（ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど）の機能を備えることで、これらの問題を解決することができ、超音波診断装置の操作性を高めることができる。

また、上記の実施の形態によれば、探触子の移動に応じた超音波画像の変化に基づいて、探触子の動きを検出することができるので、新しいソフトウェアを導入しても、機械的な操作部（ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど）を設けることなく、汎用の超音波診断装置に適用することができる。

さらに、図１３に示すように、ポータブルの超音波診断装置では、小型化のために機械的な操作部（ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど）のスペースが限られていることから、上記の実施の形態によれば、機械的な操作部を装備することなく様々な機能をポータブルの超音波診断装置に搭載することができる。また、機械的な操作部を最小限にとどめ、探触子による操作と機械的なボタンによる操作とを連携させることで、超音波診断装置の利便性や操作性がさらに向上する。例えば、カーソルの移動は探触子の操作で行い、メニューの選択及び解除は機械的な操作部で行うことができる。

本発明の超音波診断装置は、探触子の動きを識別して、探触子の動きに関連付けられた命令を実行することにより、超音波診断装置の操作の利便性を高めることができる。探触子操作中の生検、穿刺、静注、及び動注などでは、検者は両手が塞がり、超音波診断装置のボタンなどを操作することができない。また、術中でのエコー使用時でも、検者は超音波診断装置のボタンなどに触れることができない。さらに、整形外科のエコー検査でも、被験者（被検体）が様々な姿勢を取るため、検者が探触子を把持する反対側の手で、被検体の姿勢を補助するため、両手が塞がることになり、検者がボタンなどに触れることができない。本発明の超音波診断装置によれば、超音波診断装置のボタンなどを操作せずに、探触子の動きで超音波診断装置を操作することができ、超音波診断装置の操作の利便性を高めることができる。

１ 超音波診断装置１０ 被検体１２ 探触子１４ 送信部１６ 受信部１７ 超音波送受信制御部１８ 整相加算部２０ 断層画像構成部２２ スキャンコンバータ２８ ＲＦ信号フレームデータ選択部２３ 画像構成部２４ 画像表示部３０ 探触子操作命令部３１ 動き演算部３２ 動き識別部３４ 装置制御部３５ 操作部３６ シネメモリ部３７ データ保存部３８ 非接触検知部４１ メニューボタン４２ カーソル３２０ フレームメモリ３２１ 命令解析部３２２ 動き監視部３２３ 非接触状態信号保持部

本発明に係る超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受信する探触子と、前記探触子によって時系列で取得される複数の超音波画像データに基づいて、前記探触子の動きを識別する動き識別部と、前記動き識別部により識別された前記探触子の動きに対応する制御命令を実行する装置制御部と、前記動き識別部により識別された前記探触子の動きの状態を操作者に知らせる報知部と、を備えることを特徴とする。

また本発明に係る超音波診断装置の作動方法は、被検体との間で超音波を送受信する探触子と、前記探触子によって時系列に取得される複数の超音波画像データに基づいて、前記探触子の動きを識別する動き識別部と、前記動き識別部により識別された前記探触子の動きに対応する制御命令を実行する装置制御部と、を備える超音波診断装置の作動方法であって、前記動き識別部により前記探触子の動きの状態を識別する識別ステップと、前記識別ステップで識別された前記探触子の動きの状態を操作者に知らせる報知ステップと、を備えることを特徴とする。

Claims (13)

1. 被検体との間で超音波を送受信する探触子と、
   前記探触子によって時系列で取得される複数の超音波画像データを順次入力し、前記超音波画像データに設定される設定領域の変位を該設定領域の画素データに基づいて求め、求められた複数の前記超音波画像データの前記設定領域の変位に基づいて前記探触子の動きを識別し、識別された前記探触子の動きに関連付けて設定されている制御命令を装置制御部に出力する探触子操作命令部を備えてなる超音波診断装置。
2. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記設定領域は、前記超音波画像データの全領域、一又は複数の部分領域であり、
   前記設定領域の変位は、前記設定領域に含まれる複数の画素の変位を統計処理して演算されることを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項1に記載の超音波診断装置において、
   前記探触子操作命令部は、前記設定領域の変位を求めて動きフレームデータを出力する動き演算部と、
   該動き演算部から出力される動きフレームデータに基づいて前記探触子の動きを識別し、識別された前記探触子の動きに関連付けて設定されている制御命令を装置制御部に出力する動き識別部とを備えてな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、
   前記動き識別部は、前記動き演算部から順次出力される動きフレームデータを時間軸に沿って格納するフレームメモリと、
   該フレームメモリに格納された前記動きフレームデータの変位を時間軸に沿って並べて前記探触子の移動軌跡を生成し、生成された前記探触子の移動軌跡に関連付けて設定されている制御命令を装置制御部に出力する命令解析部とを備えてなることを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記探触子操作命令部は、さらに、前記探触子によって時系列で取得される複数の超音波画像データに基づいて前記探触子が前記被検体の体表面に非接触状態にあることを検出する非接触検知部を備え、
   該非接触検知部は、前記超音波画像データの浅部と深部にそれぞれ設定領域を設け、浅部の設定領域と深部の設定領域の画像データの比を求め、求めた比が設定された閾値以上のときに前記探触子が前記非接触状態にあることを検知することを特徴とする超音波診断装置。
6. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記探触子操作命令部は、さらに、前記探触子によって時系列で取得される複数の超音波画像データに基づいて前記探触子が前記被検体の体表面に非接触状態にあることを検出する非接触検知部を備え、
   前記非接触検知部は、前記探触子が前記非接触状態における前記超音波画像データのサンプル画像データを有し、前記サンプル画像データと前記超音波画像データとの一致度を求め、求めた前記一致度が設定された閾値以上のときに前記探触子が前記非接触状態にあることを検知することを特徴とする超音波診断装置。
7. 請求項５又は６に記載の超音波診断装置において、
   前記非接触検知部は、前記探触子が前記非接触状態にあることを検知したとき、前記探触子の動きを求める演算を休止させることを特徴とする超音波診断装置。
8. 請求項５又は６に記載の超音波診断装置において、
   前記非接触検知部は、前記探触子が前記非接触状態にあることを検知した非接触状態信号を非接触状態信号保持部に保持させ、
   前記探触子操作命令部は、前記非接触状態信号保持部に前記非接触状態信号が保持されているか否かを条件に、予め設定されている制御命令を装置制御部に出力することを特徴とする超音波診断装置。
9. 請求項４に記載の超音波診断装置において、
   前記命令解析部は、
   前記移動軌跡の前記被検体の深度方向の移動幅が第１閾値範囲を下回り、かつ前記移動軌跡の前記被検体の走査面に沿う方向の移動速度が第２の閾値以上であるとき、前記探触子が前記被検体の体表面に接触状態であり、かつスクリーニング中であることを識別する第１の識別と、
   第１の識別後に、前記深度方向の移動幅が前記第１閾値範囲内に変化し、かつ前記被検体の走査面に沿う方向の移動速度が第２の閾値未満に変化したとき、前記探触子が前記体表面に接触状態で、かつ静止状態であることを識別する第２の識別と、
   第２の識別から第１の設定時間の経過後に、前記静止状態の前記探触子により取得される超音波画像を記憶させる記憶命令を前記装置制御部に出力するとともに、第１の設定時間より長い第２の設定時間の経過後に前記記憶命令を終了する記憶終了命令を出力し、
   第２の識別後に、前記動き演算部が休止して前記動きフレームデータの出力が停止したことにより前記探触子が前記体表面から非接触状態に変化したことを識別する第３の識別と、
   前記第３の識別後に、前記装置制御部に前記記憶された超音波画像を静止画像として画像表示部に表示させるフリーズ命令を出力することを特徴とする超音波診断装置。
10. 請求項９に記載の超音波診断装置において、
    前記装置制御部は、前記第２の識別による前記静止状態の開始から所定の時間内、前記静止状態の時間内、及び前記静止状態の終了から所定の時間内の少なくとも１つの時間内に、前記超音波画像をフリーズするフリーズ命令、前記超音波画像の記憶を開始する記憶開始命令、前記記憶開始命令を実行するまでの所定の時間をカウントする開始時間カウント命令、前記超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令、及び前記記憶終了命令を実行するまでの所定の時間をカウントする終了時間カウント命令の少なくとも１つを実行することを特徴とする超音波診断装置。
11. 請求項９又は１０に記載の超音波診断装置において、
    前記装置制御部は、前記第２の識別による前記静止状態の開始から所定の時間内、前記静止状態の時間内、及び前記静止状態の終了から所定の時間内の少なくとも１つの時間内に、前記第３の識別による前記探触子が前記非接触状態になった場合、前記超音波画像をフリーズするフリーズ命令及び前記超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令の少なくとも１つを実行することを特徴とする超音波診断装置。
12. 請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
    前記装置制御部は、前記静止状態の前記超音波画像を記憶する記憶命令を実行し、記憶された前記超音波画像のうち最大の前記一致度を有する前記超音波画像及び所定の閾値以上の前記一致度を有する最新の前記超音波画像の少なくとも１つをフリーズするフリーズ命令を実行することを特徴とする超音波診断装置。
13. 被検体との間で超音波を送受信する探触子を操作して、前記探触子により取得される超音波画像を画像表示部に表示し、前記探触子によって時系列で取得される複数の超音波画像データを順次入力し、前記超音波画像データに設定される設定領域の変位を該設定領域の画素データに基づいて求め、求められた複数の前記超音波画像データの前記設定領域の変位に基づいて前記探触子の動きを識別し、識別された前記探触子の動きに関連付けて設定されている制御命令に基づいて超音波診断装置を制御する超音波診断装置の作動方法。

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