JP2023077820A - 超音波画像分析装置、超音波診断装置および超音波画像分析装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波画像に基づいて乳腺領域における癌のリスクを推定することができる超音波画像分析装置、超音波診断装置および超音波画像分析装置の制御方法を提供する。【解決手段】乳腺領域検出部３６により、被検体の乳房が撮影されている超音波画像から乳腺領域が検出され、ＧＴＣ（腺組織組成）領域抽出部３７により、超音波画像から乳腺領域内の乳管と小葉と周囲間質を含むＧＴＣ領域が抽出され、ＧＴＣ領域割合算出部３８により、乳腺領域に対するＧＴＣ領域の割合が算出され、モニタ３３に表示される。【選択図】図１

Description

本発明は、被検体の乳房が撮影されている超音波画像の分析を行う超音波画像分析装置に関する。
また、本発明は、超音波画像分析装置を備える超音波診断装置、および、超音波画像分析装置の制御方法にも関している。

従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵する超音波プローブと、超音波プローブに接続される装置本体とを備えており、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信し、その受信信号を電気的に処理することにより超音波画像が生成される。

乳房の脂肪と乳腺組織の構成は、人により様々であるが、乳房の解剖学的構造は共通であり、乳腺組織においては、主乳管から小葉外乳管に分岐し、さらに、多数の小葉につながっている。小葉の周りには間質が存在し、間質も含めて乳腺組織を構成している。
小葉の周りの間質としては、周囲間質と浮腫状間質の２種類が存在することが知られている。周囲間質は、小葉から乳管に至る構造に沿って存在するもので、膠原線維を多く含んでいる。一方、浮腫状間質は、周囲間質の間を埋めており、基質が豊富で膠原線維および脂肪等が混在し、周囲間質に比べて膠原線維は少ない。

近年、患者個別のリスク管理の考え方が広まっているが、乳房内における乳腺領域の割合、特に、高濃度の乳腺が癌リスク因子であることが知られている。乳房内における乳腺領域の割合は、マンモグラフィ装置を用いて測定することができる。
また、非特許文献１では、乳腺領域がほぼ同じであっても、乳腺領域内の乳管と小葉と周囲間質を含むＧＴＣ（Glandular Tissue Component；腺組織組成）領域の割合が高い場合に、癌を発生しやすい、と報告されている。すなわち、乳房内における乳腺領域の割合に加え、乳腺領域におけるＧＴＣ領域の割合が、リスク因子となり得る。これは、小葉縮退が進まない患者において、リスクが高いことを意味している。

ただし、マンモグラフィ装置では、周囲間質と浮腫状間質を見分けることができず、乳腺組織の全体が白色様に観察されてしまい、乳腺領域におけるＧＴＣ領域の割合を測定することができない。
特許文献１には、超音波画像の深さ方向で境界を検出することにより、乳腺領域を抽出し、乳腺領域に存在する病変部を検出する超音波診断装置が開示されている。

特開２０２０－１８６９４号公報 Su Hyun Lee et al. "Glandular Tissue Component and Breast Cancer Risk in Mammographically Dense Breasts at Screening Breast US", Radiology, Volume 301, October 1, 2021

しかしながら、特許文献１の超音波診断装置は、乳腺領域内の病変部を検出することを目的としており、乳腺領域をさらに細かい組織に分割することには関心を有していない。このため、乳腺領域における癌のリスクを推定することができないという問題があった。

本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、超音波画像に基づいて乳腺領域における癌のリスクを推定することができる超音波画像分析装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、このような超音波画像分析装置を備える超音波診断装置、および、超音波画像分析装置の制御方法を提供することも目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る超音波画像分析装置は、
被検体の乳房が撮影されている超音波画像から乳腺領域を検出する乳腺領域検出部と、
乳腺領域検出部により検出された乳腺領域内の乳管と小葉と周囲間質を含む腺組織組成領域を抽出する腺組織組成領域抽出部と、
乳腺領域に対する腺組織組成領域の割合を算出する腺組織組成領域割合算出部と
を備えることを特徴とする。

乳腺領域検出部は、超音波画像を画像認識することにより乳腺領域を検出することができる。この場合、超音波画像から皮膚と大胸筋との間に位置する乳房領域を検出する乳房領域検出部を備え、乳腺領域検出部は、乳房領域検出部により検出された乳房領域内の前方境界線および後方境界線を認識し、前方境界線と後方境界線の間の領域を乳腺領域として検出してもよい。
あるいは、乳腺領域検出部は、深層学習を利用して超音波画像から乳腺領域を検出することもできる。

腺組織組成領域抽出部は、輝度しきい値を用いて超音波画像の乳腺領域を２値化することにより腺組織組成領域を抽出することができる。
また、腺組織組成領域抽出部は、深層学習を利用して超音波画像の乳腺領域から腺組織組成領域を抽出することもできる。
腺組織組成領域割合算出部は、超音波画像における乳腺領域の占有画素数と腺組織組成領域の占有画素数に基づいて乳腺領域に対する腺組織組成領域の割合を算出することができる。

乳腺領域検出部は、被検体の乳房の定められた複数個所において撮影された複数の超音波画像からそれぞれ乳腺領域を検出し、
組織組成領域抽出部は、複数の超音波画像の乳腺領域からそれぞれ腺組織組成領域を抽出し、
腺組織組成領域割合算出部は、複数の超音波画像の乳腺領域に対する腺組織組成領域の割合をそれぞれ算出してもよい。
腺組織組成領域割合算出部は、複数の超音波画像の乳腺領域に対する腺組織組成領域の割合の平均値を算出することもできる。
超音波画像は、３次元超音波画像であり、腺組織組成領域割合算出部は、乳腺領域検出部により検出された乳腺領域の体積と、腺組織組成領域抽出部により抽出された腺組織組成領域の体積に基づいて、乳腺領域に対する腺組織組成領域の割合を算出するように構成してもよい。

本発明に係る超音波診断装置は、
被検体の乳房が撮影されている超音波画像を表示するモニタと、
上記の超音波画像分析装置と
を備え、
乳腺領域検出部は、超音波画像から乳腺領域を検出し、
腺組織組成領域割合算出部は、算出された乳腺領域に対する腺組織組成領域の割合をモニタに表示することを特徴とする。

さらに、乳房領域に対する乳腺領域の割合を算出してモニタに表示する乳腺領域割合算出部を備えることができる。この場合、腺組織組成領域抽出部は、乳腺領域割合算出部により検出された乳腺領域の割合が設定値より大きい場合にのみ乳腺領域内の腺組織組成領域を抽出してもよい。

腺組織組成領域抽出部は、輝度しきい値を用いて超音波画像の乳腺領域を２値化することにより腺組織組成領域を抽出し、乳腺領域が２値化された２値化画像をモニタに表示することが好ましい。
輝度しきい値は、一定値とすることができる。
腺組織組成領域抽出部は、超音波画像内の腺組織組成領域のエッジを検出し、検出されたエッジにおける輝度値の変化に基づいて輝度しきい値を自動的に設定するように構成することもできる。
あるいは、超音波画像における乳腺領域の輝度のヒストグラムを作成してモニタに表示するヒストグラム作成部を備え、輝度しきい値は、モニタに表示されたヒストグラムと２値化画像と超音波画像に基づいてユーザにより設定されるように構成することもできる。

定められた複数個所がプロットされた乳房の模式図を生成してモニタに表示する乳房模式図生成部を備えてもよい。
ユーザに対して定められた複数個所における超音波画像の撮影のガイドを行う撮影ガイド部を備えることができる。

腺組織組成領域割合算出部は、算出された腺組織組成領域の割合を超音波画像に付随するタグに格納することが好ましい。
腺組織組成領域割合算出部は、被検体の最新の超音波画像に基づいて算出された最新の腺組織組成領域の割合に併せて、被検体の過去の超音波画像に基づいて算出された過去の腺組織組成領域の割合をモニタに表示することもできる。
超音波プローブと、被検体に対し超音波プローブを用いて超音波ビームの送受信を行うことにより被検体の乳房が撮影された超音波画像を生成する画像生成部を備えることが好ましい。

本発明に係る超音波画像分析装置の制御方法は、
被検体の乳房が撮影されている超音波画像から乳腺領域を検出し、
乳腺領域内の乳管と小葉と周囲間質を含む腺組織組成領域を抽出し、
乳腺領域に対する腺組織組成領域の割合を算出することを特徴とする。

本発明によれば、乳腺領域検出部により、被検体の乳房が撮影されている超音波画像から乳腺領域を検出し、腺組織組成領域抽出部により、乳腺領域内の乳管と小葉と周囲間質を含む腺組織組成領域を抽出し、腺組織組成領域割合算出部により、乳腺領域に対する腺組織組成領域の割合を算出するので、乳腺領域における癌のリスクを推定することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１における送受信回路の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態１における画像生成部の内部構成を示すブロック図である。 被検体の乳腺領域が撮影されている超音波画像を示す図である。 ＧＴＣ領域が撮影されている乳腺領域の超音波画像を示す図である。 輝度しきい値により乳腺領域が２値化された２値化画像を示す図である。 実施の形態１の動作を表すフローチャートである。 実施の形態２に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２の動作を表すフローチャートである。 実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３の動作を表すフローチャートである。 実施の形態４に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４において生成される乳房の模式図の構成を示す図である。 プローブマークが付された乳房の模式図を示す図である。 実施の形態４の動作を表すフローチャートである。 実施の形態５に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態５においてモニタに表示される乳房の模式図と撮影ガイドを示す図である。 実施の形態５においてモニタに表示される他の乳房の模式図と撮影ガイドを示す図である。 実施の形態５の動作を表すフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。

［実施の形態１］
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成を示す。超音波診断装置１は、超音波プローブ２と、装置本体３を備えている。超音波プローブ２と装置本体３は、互いに図示しないケーブルを介して有線接続されている。

超音波プローブ２は、振動子アレイ２１と、振動子アレイ２１に接続された送受信回路２２を有している。

装置本体３は、超音波プローブ２の送受信回路２２に接続された画像生成部３１を有し、画像生成部３１に、表示制御部３２およびモニタ３３が順次接続され、画像生成部３１に画像メモリ３４が接続されている。また、画像メモリ３４に、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ（Glandular Tissue Component；腺組織組成）領域抽出部３７およびＧＴＣ領域割合算出部３８が順次接続され、ＧＴＣ領域抽出部３７およびＧＴＣ領域割合算出部３８が表示制御部３２に接続されている。また、乳腺領域検出部３６がＧＴＣ領域抽出部３７に接続されている。
さらに、ＧＴＣ領域割合算出部３８に検査結果メモリ３９が接続されている。

画像生成部３１、表示制御部３２、画像メモリ３４、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８および検査結果メモリ３９に、本体制御部４０が接続されており、本体制御部４０に、入力装置４１が接続されている。また、超音波プローブ２の送受信回路２２が、本体制御部４０に接続されている。
画像生成部３１、表示制御部３２、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８および本体制御部４０により、プロセッサ４２が構成されている。
また、プロセッサ４２内の乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８および本体制御部４０により、超音波画像分析装置４が構成されている。

超音波プローブ２の振動子アレイ２１は、１次元または２次元に配列された複数の超音波振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送受信回路２２から供給される駆動信号に従って超音波を送信し、且つ、被検体からの反射波を受信してアナログの受信信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ－ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛－チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。

送受信回路２２は、本体制御部４０による制御の下で、振動子アレイ２１から超音波を送信し且つ振動子アレイ２１により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する。送受信回路２２は、図２に示すように、振動子アレイ２１に接続されるパルサ２３と、振動子アレイ２１に順次直列に接続された増幅部２４、ＡＤ（Analog Digital）変換部１５およびビームフォーマ２６を有している。

パルサ２３は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、本体制御部４０からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ２１の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ２１の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。

送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波エコーが、超音波プローブ２の振動子アレイ２１に向かって伝搬する。このように振動子アレイ２１に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ２１を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ２１を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して、電気信号である受信信号を発生させ、これらの受信信号を増幅部２４に出力する。

増幅部２４は、振動子アレイ２１を構成するそれぞれの振動子から入力された信号を増幅し、増幅した信号をＡＤ変換部２５に送信する。ＡＤ変換部２５は、増幅部２４から送信された信号をデジタルの受信データに変換し、これらの受信データをビームフォーマ２６に送信する。ビームフォーマ２６は、本体制御部４０からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、ＡＤ変換部２５により変換された各受信データに対してそれぞれの遅延を与えて加算することにより、いわゆる受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、ＡＤ変換部２５で変換された各受信データが整相加算され且つ超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が取得される。

装置本体３の画像生成部３１は、図３に示されるように、信号処理部５１、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）５２および画像処理部５３が順次直列に接続された構成を有している。
信号処理部５１は、超音波プローブ２の送受信回路２２から送出された音線信号に対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報である超音波画像信号（Ｂモード画像信号）を生成する。

ＤＳＣ５２は、信号処理部５１で生成された超音波画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）する。
画像処理部５３は、ＤＳＣ５２から入力される超音波画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、超音波画像を表す信号を表示制御部３２および画像メモリ３４に出力する。このようにして画像生成部３１により生成された超音波画像を表す信号を、単に、超音波画像と呼ぶこととする。

表示制御部３２は、本体制御部４０の制御の下、画像生成部３１から送出された超音波画像に所定の処理を施し、モニタ３３に、超音波画像を表示する。
モニタ３３は、表示制御部３２の制御の下、超音波画像を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）等のディスプレイ装置を有している。

画像メモリ３４は、本体制御部４０の制御の下、画像生成部３１により生成された超音波画像を保存するメモリである。例えば、画像メモリ３４は、被検体の乳房の乳腺領域に対する診断に対応して画像生成部３１により生成された複数フレームの超音波画像を保持することができる。

画像メモリ３４としては、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディアを用いることができる。

乳房領域検出部３５は、画像生成部３１により生成された超音波画像から被検体の乳房領域を検出する。図４に、被検体の乳房が撮影された超音波画像の一例を示す。この超音波画像は、超音波プローブ２の先端を被検体の乳房に接触させて撮影された断層画像であり、最浅部を示す超音波画像の上端に被検体の皮膚Ｓが写り、より深い部分を示す超音波画像の下部に大胸筋Ｔが写っている。乳房領域検出部３５は、超音波画像から皮膚Ｓと大胸筋Ｔを認識し、皮膚Ｓと大胸筋Ｔとの間の深部領域を乳房領域ＢＲとして検出することができる。

乳腺領域検出部３６は、画像生成部３１により生成された超音波画像から被検体の乳腺領域を検出する。乳腺領域検出部３６は、図４に示されるように、乳房領域検出部３５により検出された乳房領域ＢＲ内において、より浅部側に位置する前方境界線Ｌ１と、より深部側に位置する後方境界線Ｌ２とを認識し、前方境界線Ｌ１から後方境界線Ｌ２までの間の深部領域を乳腺領域Ｍとして検出することができる。

上述した乳房領域ＢＲの検出および乳腺領域Ｍの検出を行うために、テンプレートマッチングと、Adaboost（Adaptive Boosting）、SVM（Support Vector Machine）またはSIFT（Scale-Invariant Feature Transform）等の特徴量を利用した画像解析技術と、深層学習等の機械学習技術を利用して学習された判定モデルと、の少なくとも１つを用いて画像認識を行うことができる。
なお、判定モデルは、乳房が撮影された学習用超音波画像における乳房領域ＢＲおよび乳房領域ＢＲ内の乳腺領域Ｍ（セグメンテーション）を学習した学習済みモデルである。

ＧＴＣ領域抽出部３７は、乳腺領域検出部３６により検出された被検体の乳腺領域ＭからＧＴＣ領域を抽出する。ＧＴＣ領域は、乳腺領域Ｍ内の乳管と小葉と周囲間質からなり、浮腫状間質が、周囲間質の間を埋めている。浮腫状間質は、基質が豊富で且つ脂肪細胞が混在していることから、超音波画像により乳腺領域Ｍを観察すると、浮腫状間質は、エコーレベルが高く、高輝度に写る。これに対して、ＧＴＣ領域を構成する乳管と小葉と周囲間質は、比較的エコーレベルが低く、浮腫状間質よりも輝度が低くなる。

このため、ＧＴＣ領域抽出部３７は、例えば、輝度しきい値Ｔｈを用いて超音波画像の乳腺領域Ｍを２値化することにより、乳腺領域Ｍ内のＧＴＣ領域と浮腫状間質とを互いに区別して、ＧＴＣ領域を抽出することができる。
例えば、図５に示される超音波画像のように、乳腺領域Ｍ内に、ＧＴＣ領域Ｒ１と、浮腫状間質で埋められる浮腫状領域Ｒ２とが混在する場合に、適切な輝度しきい値Ｔｈを用いて乳腺領域Ｍを２値化することにより、図６に示されるような２値化画像が得られる。

図６の２値化画像では、輝度しきい値Ｔｈ未満の輝度値を有する画素が黒色（図６では斜線部）に表されて黒色部分Ｐ１を形成し、輝度しきい値Ｔｈ以上の輝度値を有する画素が白色に表されて白色部分Ｐ２を形成している。黒色部分Ｐ１がＧＴＣ領域Ｒ１に対応し、白色部分Ｐ２が浮腫状領域Ｒ２に対応している。すなわち、乳腺領域Ｍを２値化することにより、ＧＴＣ領域Ｒ１を黒色部分Ｐ１として抽出することができる。
ＧＴＣ領域抽出部３７により作成された２値化画像は、表示制御部３２を介してモニタ３３に表示される。

なお、輝度しきい値Ｔｈとしては、予め定められた一定値を使用することができる。
また、ＧＴＣ領域抽出部３７は、画像解析により、超音波画像内のＧＴＣ領域Ｒ１に対してエッジ検出を行い、検出されたエッジ部分における輝度値の変化、すなわち、ＧＴＣ領域Ｒ１の内部から外部に至る複数の画素の輝度値の変化に基づいて、輝度しきい値Ｔｈを自動的に算出してもよい。このようにすれば、画像解析の対象となる超音波画像に適した輝度しきい値Ｔｈを自動的に設定することができ、超音波画像に適合した２値化画像を取得することが可能となる。

さらに、ＧＴＣ領域抽出部３７は、深層学習等の機械学習技術を利用して学習された判定モデルを用いてＧＴＣ領域Ｒ１の抽出を行うこともできる。この場合、乳房が撮影された学習用超音波画像における乳腺領域Ｍ内のＧＴＣ領域Ｒ１（セグメンテーション）を学習した学習済みモデルが判定モデルとして用いられる。

ＧＴＣ領域割合算出部３８は、乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１の割合を算出してモニタ３３に表示する。具体的には、ＧＴＣ領域割合算出部３８は、乳腺領域検出部３６により検出された乳腺領域Ｍと、ＧＴＣ領域抽出部３７により抽出されたＧＴＣ領域Ｒ１を入力し、乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１のＧＴＣ領域割合を算出する。
また、ＧＴＣ領域割合算出部３８は、算出されたＧＴＣ領域割合を検査結果として検査結果メモリ３９に保存する。

ＧＴＣ領域割合は、マンモグラフィ装置では測定することができないものであるが、この実施の形態１に係る超音波診断装置において、例えば、超音波画像における乳腺領域Ｍの占有画素数とＧＴＣ領域Ｒ１の占有画素数に基づいて算出することができる。具体的には、乳腺領域Ｍの全体の占有画素数に対する、乳腺領域Ｍ内に存在するすべてのＧＴＣ領域Ｒ１の占有画素数の和の比率により、ＧＴＣ領域割合は表される。
ＧＴＣ領域割合算出部３８は、算出されたＧＴＣ領域割合を、数値によりモニタ３３に表示してもよく、または、円グラフ、バーグラフ等によりモニタ３３に表示することもできる。

検査結果メモリ３９は、本体制御部４０の制御の下、ＧＴＣ領域割合算出部３８により算出されたＧＴＣ領域割合を検査結果として保存するメモリである。
検査結果メモリ３９としては、画像メモリ３４と同様に、フラッシュメモリ、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＦＤ、ＭＯディスク、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディアを用いることができる。
なお、検査結果メモリ３９は、画像メモリ３４と一体になったメモリ、または、画像メモリ３４とは別体のメモリのいずれでもよい。

また、画像生成部３１により生成された超音波画像が、例えば、患者識別情報が付された、いわゆるＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）形式の画像データとして表され、付帯情報を格納するタグを有し、ＧＴＣ領域割合算出部３８により算出されたＧＴＣ領域割合が、超音波画像に付随するタグに格納されるように構成することもできる。

本体制御部４０は、予め記憶している制御プログラム等に基づいて、装置本体３の各部および超音波プローブ２の送受信回路２２の制御を行う。
また、図示しないが、本体制御部４０に、本体側格納部が接続されている。本体側格納部は、制御プログラム等を記憶している。また、本体側格納部としては、例えば、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＳＤカード、ＳＳＤ等を用いることができる。

入力装置４１は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、および、モニタ３３に重ねて配置されたタッチセンサ等の装置により構成される。

なお、画像生成部３１、表示制御部３２、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８および本体制御部４０を有するプロセッサ４２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。

また、プロセッサ４２の画像生成部３１、表示制御部３２、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８および本体制御部４０は、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成することもできる。
プロセッサ４２内の乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８および本体制御部４０からなる超音波画像分析装置４を、画像生成部３１および表示制御部３２から独立させて、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＧＰＵ、その他のＩＣにより構成してもよい。

次に、図７に示されるフローチャートを参照して、実施の形態１に係る超音波診断装置１の動作について説明する。
まず、ステップＳ１において、超音波プローブ２を用いて被検体の乳房が撮影され、超音波画像が取得される。このとき、本体制御部４０の制御の下で、超音波プローブ２の送受信回路２２のパルサ２３からの駆動信号に従って振動子アレイ２１の複数の振動子から超音波の送受信が開始され、被検体の乳房内からの超音波エコーは、振動子アレイ２１の複数の振動子により受信され、アナログ信号である受信信号が増幅部２４に出力されて増幅され、ＡＤ変換部２５でＡＤ変換されて受信データが取得される。

この受信データに対してビームフォーマ２６により受信フォーカス処理が施され、これにより生成された音線信号が装置本体３の画像生成部３１に送出され、画像生成部３１により被検体の乳房の断層画像情報を表す超音波画像が生成される。この際に、画像生成部３１の信号処理部５１により、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じた減衰の補正および包絡線検波処理が施され、ＤＳＣ５２により、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換され、画像処理部５３により、階調処理等の各種の必要な画像処理が施される。

続くステップＳ２において、画像生成部３１により生成された超音波画像は、表示制御部３２を介してモニタ３３に表示され、且つ、画像メモリ３４に保存される。
なお、超音波画像の取得時には、被検体の乳房の全体、すなわち、例えば図４に示される被検体の皮膚Ｓと大胸筋Ｔとの間の深度部分が画面内に収まるように、本体制御部４０の制御の下で、超音波の送信強度およびモニタ３３に表示される超音波画像の深度範囲が調整されるものとする。

このようにして超音波画像が画像メモリ３４に保存されると、ステップＳ３において、超音波画像は、超音波画像分析装置４に入力され、乳房領域検出部３５により超音波画像から被検体の乳房領域ＢＲが検出される。例えば、図４に示されるように、超音波画像の最浅部に写っている被検体の皮膚Ｓから、より深い部分に写っている大胸筋Ｔまでの間の深部領域が、乳房領域ＢＲとして検出される。
さらに、超音波画像は、乳房領域検出部３５を介して乳腺領域検出部３６に入力され、乳腺領域検出部３６により、乳房領域検出部３５で検出された乳房領域ＢＲ内において、前方境界線Ｌ１と後方境界線Ｌ２とが認識され、前方境界線Ｌ１から後方境界線Ｌ２までの間の深部領域が乳腺領域Ｍとして検出される。

次に、ステップＳ４において、超音波画像分析装置４のＧＴＣ領域抽出部３７により、乳腺領域検出部３６で検出された乳腺領域ＭからＧＴＣ領域Ｒ１が抽出される。このとき、ＧＴＣ領域抽出部３７は、例えば、図５に示される超音波画像の乳腺領域Ｍに対し、予め定められた一定値からなる輝度しきい値Ｔｈを用いて２値化することにより、図６に示されるような２値化画像を取得する。図６の２値化画像において、黒色部分Ｐ１が、抽出されたＧＴＣ領域Ｒ１に対応し、白色部分Ｐ２が、浮腫状間質で埋められる浮腫状領域Ｒ２に対応している。
ＧＴＣ領域抽出部３７により作成された２値化画像は、表示制御部３２を介してモニタ３３に表示される。

続くステップＳ５において、超音波画像分析装置４のＧＴＣ領域割合算出部３８により、乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１のＧＴＣ領域割合が算出され、表示制御部３２を介してモニタ３３に表示される。このとき、ＧＴＣ領域割合算出部３８は、超音波画像における乳腺領域Ｍの全体の占有画素数に対する、乳腺領域Ｍ内に存在するすべてのＧＴＣ領域Ｒ１の占有画素数の比率によりＧＴＣ領域割合を算出することができる。
算出されたＧＴＣ領域割合は、数値、円グラフ、バーグラフ等によりモニタ３３に表示され、また、検査結果として検査結果メモリ３９に保存される。また、算出されたＧＴＣ領域割合を、超音波画像に紐づくＤＩＣＯＭ形式のタグに格納することもでき、あるいは、超音波診断装置１からネットワークを介して外部の診断レポートシステム等に直接送信することもできる。

このようにして、マンモグラフィ装置では測定し得ないＧＴＣ領域割合がモニタ３３に表示される。
モニタ３３に表示されたＧＴＣ領域割合を確認することにより、被検体の乳腺領域における癌リスクを推定することが可能となる。

また、いわゆるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System：医療用画像管理システム）等を活用することにより、同一被検体の過去の検査におけるＤＩＣＯＭを取得して、ＤＩＣＯＭ内に格納されている過去のＧＴＣ領域割合を入手し、ＧＴＣ領域割合算出部３８が、被検体の最新の超音波画像に基づいて算出された最新のＧＴＣ領域割合に併せて、過去のＧＴＣ領域割合をモニタ３３に表示することもできる。

過去の検査においてＧＴＣ領域割合が算出されていない場合は、過去の検査で取得された過去の超音波画像に基づいて、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７およびＧＴＣ領域割合算出部３８により過去のＧＴＣ領域割合を算出し、算出された過去のＧＴＣ領域割合を最新のＧＴＣ領域割合に併せてモニタ３３に表示すればよい。
上記の実施の形態１では、画像生成部３１により生成される超音波画像は２次元超音波画像であるが、画像生成部３１が、被検体の乳房の３次元超音波画像を生成するように構成することもできる。超音波プローブ２を平面的に走査させることにより複数の異なる断層面における複数の２次元超音波画像を取得した後、これら複数の２次元超音波画像に基づいて３次元超音波画像を生成してもよく、あるいは、超音波プローブ２の代わりに３次元プローブを用いて、３次元プローブを静止したまま３次元超音波画像を生成してもよい。

乳腺領域検出部３６により、３次元超音波画像から乳腺領域Ｍが検出され、ＧＴＣ領域抽出部３７により、３次元超音波画像の乳腺領域ＭからＧＴＣ領域Ｒ１が抽出される。ＧＴＣ領域割合算出部３８は、乳腺領域検出部３６により検出された乳腺領域Ｍの体積と、ＧＴＣ領域抽出部３７により抽出されたＧＴＣ領域Ｒ１の体積に基づいて、乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１のＧＴＣ領域割合を算出することができる。算出されたＧＴＣ領域割合は、モニタ３３に表示され、また、検査結果メモリ３９に保存される。
このようにして、３次元超音波画像に基づいたＧＴＣ領域割合の算出を行うことにより、被検体の乳腺領域Ｍにおける癌リスク推定の精度が向上し、より信頼性の高い診断を行うことが可能となる。

上記の実施の形態１では、超音波診断装置１の一例として、超音波プローブ２と装置本体３を含む構成を説明したが、超音波画像分析装置４を含む超音波診断装置の例はこれに限らず、米国特許公開公報ＵＳ２０１５／００９４５８７Ａのような、乳房を固定している間に自動的に動く振動子アセンブリと本体とを備えた乳房自動超音波装置にも、超音波画像分析装置４を適用することができる。
また、上記の実施の形態１では、超音波画像分析装置４が超音波診断装置１の内部に配置されているが、これに限るものではなく、超音波画像分析装置４を、超音波診断装置１から分離して使用することもできる。例えば、ネットワークを介して汎用の超音波撮影装置に接続されている図示しないサーバ等の内部に超音波画像分析装置４を配置し、汎用の超音波撮影装置により被検体の乳房が撮影された超音波画像をサーバに伝送して、超音波画像分析装置４によりＧＴＣ領域割合の算出を行ってもよい。また、例えば、特開２００８－１６１２８３号公報、特開２０１９－６９３１９号公報等に記載されているように、超音波による測定機能を備えたマンモグラフィ装置に、超音波画像分析装置４を内蔵し、マンモグラフィ装置の内部でＧＴＣ領域割合の算出を行うこともできる。

［実施の形態２］
図８に、実施の形態２に係る超音波診断装置１Ａの構成を示す。超音波診断装置１Ａは、超音波プローブ２に装置本体３Ａを接続したものである。装置本体３Ａは、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置１の装置本体３において、乳腺領域割合算出部６１を新たに追加し、本体制御部４０の代わりに本体制御部４０Ａを用いたもので、その他の構成は、実施の形態１における装置本体３と同様である。
実施の形態２の超音波診断装置１Ａは、乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１のＧＴＣ領域割合だけでなく、乳房領域ＢＲに対する乳腺領域Ｍの割合も算出してモニタ３３に表示するように構成されている。

乳腺領域割合算出部６１に、乳房領域検出部３５および乳腺領域検出部３６が接続されており、また、乳腺領域割合算出部６１は、表示制御部３２とＧＴＣ領域抽出部３７と検査結果メモリ３９に接続されている。
画像生成部３１、表示制御部３２、画像メモリ３４、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８、検査結果メモリ３９および乳腺領域割合算出部６１に、本体制御部４０Ａが接続されており、本体制御部４０Ａに、入力装置４１が接続されている。

画像生成部３１、表示制御部３２、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８、本体制御部４０Ａおよび乳腺領域割合算出部６１により、プロセッサ４２Ａが構成されている。
乳腺領域割合算出部６１は、乳房領域検出部３５による乳房領域ＢＲの検出結果と、乳腺領域検出部３６による乳腺領域Ｍの検出結果を入力し、乳房領域ＢＲに対する乳腺領域Ｍの割合を算出する。

図９に示されるフローチャートを参照して、実施の形態２に係る超音波診断装置１Ａの動作について説明する。
ステップＳ１～Ｓ５は、図７に示した実施の形態１におけるフローチャートのステップＳ１～Ｓ５と同一である。すなわち、ステップＳ１において、被検体の乳房の撮影が行われて超音波画像が取得され、ステップＳ２において、超音波画像がモニタ３３に表示され、ステップＳ３において、乳房領域検出部３５により超音波画像から乳房領域ＢＲが検出され且つ乳腺領域検出部３６により乳腺領域Ｍが検出され、ステップＳ４において、ＧＴＣ領域抽出部３７により乳腺領域ＭからＧＴＣ領域Ｒ１が抽出され、ステップＳ５において、ＧＴＣ領域割合算出部３８により乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１のＧＴＣ領域割合が算出されてモニタ３３に表示される。

さらに、実施の形態２では、続くステップＳ６において、乳房領域検出部３５により検出された乳房領域ＢＲと乳腺領域検出部３６により検出された乳腺領域Ｍに基づいて、乳腺領域割合算出部６１により、乳房領域ＢＲに対する乳腺領域Ｍの割合が算出され、表示制御部３２を介してモニタ３３に表示され、また、検査結果として検査結果メモリ３９に保存される。

乳房領域ＢＲに対する乳腺領域Ｍの割合は、癌リスク因子であることが知られており、マンモグラフィ装置でも測定することができるが、実施の形態２の超音波診断装置１Ａによれば、マンモグラフィ装置を用いることなく、画像生成部３１により生成された超音波画像に基づいて乳腺領域割合算出部６１により算出することができる。
従って、ＧＴＣ領域割合算出部３８により算出されたＧＴＣ領域割合と、乳腺領域割合算出部６１により算出された乳房領域ＢＲに対する乳腺領域Ｍの割合の双方に基づいて、被検体の乳腺領域Ｍにおける癌リスクを高精度で推定することが可能となる。

なお、乳腺が退縮して乳房のボリュームが減少した場合、図４に示される前方境界線Ｌ１よりも浅部側と後方境界線Ｌ２よりも深部側における脂肪領域が増加し、また、乳腺内の腺葉間に脂肪領域が発生することで、乳房領域ＢＲに対する乳腺領域Ｍの割合が低下することがある。乳房領域ＢＲに対する乳腺領域Ｍの割合が低い場合には、癌リスクも低いことから、ＧＴＣ領域抽出部３７は、乳腺領域割合算出部６１により検出された乳腺領域Ｍの割合が設定値より大きい場合にのみ乳腺領域Ｍ内のＧＴＣ領域Ｒ１を抽出するように構成してもよい。

すなわち、乳腺領域割合算出部６１により検出された乳腺領域Ｍの割合が設定値より大きい場合に、ＧＴＣ領域抽出部３７により、乳腺領域ＭからＧＴＣ領域Ｒ１が抽出され、ＧＴＣ領域割合算出部３８によりＧＴＣ領域割合が算出されてモニタ３３に表示される。一方、乳腺領域割合算出部６１により検出された乳腺領域Ｍの割合が設定値以下の場合には、ＧＴＣ領域抽出部３７によるＧＴＣ領域Ｒ１の抽出は行われず、従って、ＧＴＣ領域割合算出部３８によるＧＴＣ領域割合の算出も行われない。

［実施の形態３］
図１０に、実施の形態３に係る超音波診断装置１Ｂの構成を示す。超音波診断装置１Ｂは、超音波プローブ２に装置本体３Ｂを接続したものである。装置本体３Ｂは、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置１の装置本体３において、ヒストグラム作成部６２を新たに追加し、本体制御部４０の代わりに本体制御部４０Ｂを用いたもので、その他の構成は、実施の形態１における装置本体３と同様である。
実施の形態３の超音波診断装置１Ｂは、ＧＴＣ領域抽出部３７が２値化画像を作成する際に用いられる輝度しきい値Ｔｈをユーザが入力するように構成されている。

ヒストグラム作成部６２に、乳腺領域検出部３６が接続されており、また、ヒストグラム作成部６２は、表示制御部３２に接続されている。
画像生成部３１、表示制御部３２、画像メモリ３４、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８、検査結果メモリ３９およびヒストグラム作成部６２に、本体制御部４０Ｂが接続されており、本体制御部４０Ｂに、入力装置４１が接続されている。

画像生成部３１、表示制御部３２、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８、本体制御部４０Ｂおよびヒストグラム作成部６２により、プロセッサ４２Ｂが構成されている。
ヒストグラム作成部６２は、乳腺領域検出部３６により超音波画像から検出された乳腺領域Ｍの輝度のヒストグラムを作成し、作成されたヒストグラムを、表示制御部３２を介してモニタ３３に表示する。

図１１に示されるフローチャートを参照して、実施の形態３に係る超音波診断装置１Ｂの動作について説明する。
ステップＳ１～Ｓ３は、図７に示した実施の形態１におけるフローチャートのステップＳ１～Ｓ３と同一である。すなわち、ステップＳ１において、被検体の乳房の撮影が行われて超音波画像が取得され、ステップＳ２において、超音波画像がモニタ３３に表示され、ステップＳ３において、乳房領域検出部３５により超音波画像から乳房領域ＢＲが検出され且つ乳腺領域検出部３６により乳腺領域Ｍが検出される。

実施の形態３では、続くステップＳ７において、ヒストグラム作成部６２により、超音波画像における乳腺領域Ｍの輝度のヒストグラムが作成され、表示制御部３２を介してモニタ３３に表示される。
さらに、ステップＳ８において、ＧＴＣ領域抽出部３７により、輝度しきい値Ｔｈの初期値を用いて乳腺領域Ｍが２値化され、図６に示されるような２値化画像が表示制御部３２を介してモニタ３３に表示される。
このようにして、ヒストグラム作成部６２により作成されたヒストグラムと、ＧＴＣ領域抽出部３７により作成された２値化画像と、画像生成部３１により生成された超音波画像がモニタ３３に表示される。

次に、ステップＳ９において、ユーザの目視により、モニタ３３に表示されている２値化画像と超音波画像が比較され、２値化画像が良好であるか否かが判定される。具体的には、ＧＴＣ領域抽出部３７により作成された２値化画像が、画像生成部３１により生成された超音波画像に見合っているか否かが判定される。

例えば、図６に示されるような２値化画像の黒色部分Ｐ１が、その大きさおよび形状において、図５に示されるような超音波画像の乳腺領域Ｍに現れているＧＴＣ領域Ｒ１を適正に表していると、ユーザにより判断される場合は、２値化画像が良好であると判定される。一方、２値化画像の黒色部分Ｐ１が、その大きさおよび形状において、超音波画像の乳腺領域ＭにおけるＧＴＣ領域Ｒ１からかけ離れていると、ユーザにより判断される場合は、２値化画像が良好ではないと判定される。

ステップＳ９において、２値化画像が良好でないと判定される場合は、ステップＳ１０に進み、モニタ３３に表示されているヒストグラムと２値化画像と超音波画像に基づいて、ユーザにより、入力装置４１を介して新たな輝度しきい値Ｔｈが入力される。
その後、ステップＳ８に戻り、ＧＴＣ領域抽出部３７により、ステップＳ１０で入力された新たな輝度しきい値Ｔｈを用いて２値化画像が作成され、モニタ３３に表示される。さらに、ステップＳ９において、ユーザにより、２値化画像が良好であるか否かが再度判定される。

このようにして、ステップＳ９において、２値化画像が良好であると判定されるまで、ステップＳ８～Ｓ１０が繰り返される。
そして、ステップＳ９において、２値化画像が良好であると判定されると、ステップＳ４に進み、ステップＳ４およびＳ５が順次実行される。ステップＳ４およびＳ５は、図７に示した実施の形態１におけるフローチャートのステップＳ４およびＳ５と同一である。すなわち、ステップＳ４において、ＧＴＣ領域抽出部３７により２値化画像を利用して乳腺領域ＭからＧＴＣ領域Ｒ１が抽出され、ステップＳ５において、ＧＴＣ領域割合算出部３８により乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１のＧＴＣ領域割合が算出されてモニタ３３に表示される。

上述した実施の形態３のように、ヒストグラム作成部６２により作成された乳腺領域Ｍの輝度のヒストグラムがモニタ３３に表示され、モニタ３３に表示されているヒストグラムと２値化画像と超音波画像に基づいて、ユーザにより、新たな輝度しきい値Ｔｈが入力されることにより、ＧＴＣ領域抽出部３７において、より正確に乳腺領域ＭからＧＴＣ領域Ｒ１を抽出することができ、被検体の乳腺領域Ｍにおける癌リスクを高精度で推定することが可能となる。

［実施の形態４］
図１２に、実施の形態４に係る超音波診断装置１Ｃの構成を示す。超音波診断装置１Ｃは、超音波プローブ２に装置本体３Ｃを接続したものである。装置本体３Ｃは、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置１の装置本体３において、乳房模式図生成部６３を新たに追加し、本体制御部４０の代わりに本体制御部４０Ｃを用いたもので、その他の構成は、実施の形態１における装置本体３と同様である。
実施の形態４の超音波診断装置１Ｃは、乳房の定められた複数個所においてそれぞれ超音波画像の撮影を行い、これら複数の超音波画像に基づいてＧＴＣ領域割合を算出するように構成されている。

乳房模式図生成部６３は、表示制御部３２に接続されている。
画像生成部３１、表示制御部３２、画像メモリ３４、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８、検査結果メモリ３９および乳房模式図生成部６３に、本体制御部４０Ｃが接続されており、本体制御部４０Ｃに、入力装置４１が接続されている。
画像生成部３１、表示制御部３２、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８、本体制御部４０Ｃおよび乳房模式図生成部６３により、プロセッサ４２Ｃが構成されている。

被検体の乳房の１個所に超音波プローブ２を当てて撮影された１枚の超音波画像では、乳房の局所的な断層面しか見ることができないので、実施の形態４の超音波診断装置１Ｃでは、乳房の定められた複数個所においてそれぞれ超音波プローブ２を用いて超音波画像の撮影が行われる。

このため、乳房模式図生成部６３は、例えば、図１３に示されるような乳房の模式図（シェーマ、または、ボディマークとも称する）７１を生成する。図１３に示される乳房の模式図７１は、正面から見た左乳房を模式的に表すもので、円形状の乳房領域ＢＲと、腋窩を表し且つ乳房領域ＢＲから斜め上方に延びる略三角形状の腋窩領域７３を有している。乳房領域ＢＲは、乳房の内側上部領域Ａ、内側下部領域Ｂ、外側上部領域Ｃ、外側下部領域Ｄの４つの領域に分割されており、腋窩領域７３は、外側上部領域Ｃの左斜め上部に接続されている。
なお、図１３に示される乳房の模式図７１を左右反転させることにより、右乳房を模式的に表す乳房の模式図が得られる。

乳房模式図生成部６３は、乳房領域ＢＲを４つに分割した内側上部領域Ａ、内側下部領域Ｂ、外側上部領域Ｃ、外側下部領域Ｄを利用して、図１４に示されるように、超音波プローブ２を当てて超音波画像の撮影を行うための定められた複数個所がそれぞれプローブマーク７４によりプロットされた乳房の模式図７１を生成してモニタ３３に表示する。
図１４の乳房の模式図７１では、乳房領域ＢＲを分割した４つの領域のすべてにプローブマーク７４がプロットされている。なお、プローブマーク７４は、定められた長さを有する線分により表され、超音波プローブ２を当てる複数個所の位置を示すだけでなく、線分の向きにより、それぞれの個所に当てられる超音波プローブ２の向きをも示すことができる。

実施の形態４に係る超音波診断装置１Ｃでは、乳房領域検出部３５は、乳房の模式図７１により定められた複数個所において撮影された複数の超音波画像からそれぞれ乳房領域ＢＲを検出し、乳腺領域検出部３６は、複数の超音波画像における乳房領域ＢＲからそれぞれ乳腺領域Ｍを検出し、ＧＴＣ領域抽出部３７は、複数の超音波画像の乳腺領域ＭからそれぞれＧＴＣ領域Ｒ１を抽出する。そして、ＧＴＣ領域割合算出部３８は、複数の超音波画像の乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１の割合をそれぞれ算出し、表示制御部３２を介してモニタ３３に表示する。

図１５に示されるフローチャートを参照して、実施の形態４に係る超音波診断装置１Ｃの動作について説明する。
まず、ステップＳ１１において、乳房模式図生成部６３により図１４に示されるような乳房の模式図７１が生成され、表示制御部３２を介してモニタ３３に表示される。図１４に示される乳房の模式図７１は、乳房領域ＢＲを分割した４つの領域のすべてにプローブマーク７４がプロットされている。

ステップＳ１２において、ユーザは、モニタ３３に表示された乳房の模式図７１を確認し、４つの領域のうちの１つの領域にプロットされたプローブマーク７４に従って超音波画像の撮影を行う。すなわち、プローブマーク７４により示される位置および向きに合わせて、超音波プローブ２が被検体の乳房に当てられ、この状態で、振動子アレイ２１の複数の振動子から超音波の送受信が開始され、被検体の乳房内からの超音波エコーが、振動子アレイ２１の複数の振動子により受信される。

ステップＳ１２に続くステップＳ１～Ｓ５は、図７に示した実施の形態１におけるフローチャートのステップＳ１～Ｓ５と同一である。ステップＳ１において、超音波画像が取得され、ステップＳ２において、超音波画像がモニタ３３に表示され、ステップＳ３において、超音波画像から乳腺領域Ｍが検出され、ステップＳ４において、乳腺領域ＭからＧＴＣ領域Ｒ１が抽出され、ステップＳ５において、乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１のＧＴＣ領域割合が算出されてモニタ３３に表示される。

その後、ステップＳ１３において、定められた複数個所における超音波画像の撮影が終了したか否かが判定される。ここでは、乳房の模式図７１にプロットされた４つのプローブマーク７４のうち１つ目のプローブマーク７４に従った撮影が終わっただけであり、残りの３つのプローブマーク７４に従う撮影を行っていないため、複数個所における撮影がまだ終了していないと判定され、ステップＳ１３からステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１２では、２つ目のプローブマーク７４に従う撮影が行われ、続くステップＳ１～Ｓ５により、２つ目のプローブマーク７４に従って取得された超音波画像に基づくＧＴＣ領域割合が算出されてモニタ３３に表示された後、ステップＳ１３において、複数個所における撮影終了の判定が行われる。
同様にして、乳房の模式図７１にプロットされた４つのプローブマーク７４のすべてに対する超音波画像の撮影が終了するまで、ステップＳ１２、ステップＳ１～Ｓ５およびステップＳ１３が繰り返される。

そして、ステップＳ１３において、４つのプローブマーク７４のすべてに対する超音波画像の撮影が終了したと判定されると、一連の処理を完了する。
これにより、乳房の模式図７１の４つのプローブマーク７４に対応する４個所のそれぞれの断層面におけるＧＴＣ領域割合が算出され、モニタ３３に表示される。

複数個所で撮影された複数の超音波画像に基づいてＧＴＣ領域割合を算出することにより、被検体の乳腺領域Ｍにおける癌リスク推定の精度が向上し、より信頼性の高い診断を行うことが可能となる。
なお、ＧＴＣ領域割合算出部３８は、定められた複数個所において算出された複数のＧＴＣ領域割合をそれぞれモニタ３３に表示してもよく、また、複数個所における複数のＧＴＣ領域割合の平均値を算出し、この平均値を、複数のＧＴＣ領域割合に代えて、あるいは、複数のＧＴＣ領域割合と共にモニタ３３に表示することもできる。

なお、図１４に示される乳房の模式図７１では、乳房領域ＢＲを分割した４つの領域のすべてにプローブマーク７４がプロットされているが、４つの領域のすべてではなく、４つの領域のうちの２つ以上の領域にプローブマーク７４がプロットされていてもよい。また、乳房領域ＢＲを分割する領域の数も、４つに限るものではなく、例えば、乳房領域ＢＲを２つの領域、あるいは、８つの領域に分割してもよい。

さらに、乳房領域ＢＲを分割した領域にプローブマーク７４をプロットする代わりに、図１３に示されるように、乳房の模式図７１に内側上部領域Ａ、内側下部領域Ｂ、外側上部領域Ｃ、外側下部領域Ｄ等の領域のみを指定し、ユーザが、指定された領域内の任意の位置において超音波画像を撮影するように構成してもよい。
乳房の模式図７１における領域の分割数、プロットされるプローブマーク７４の個数等は、本体制御部４０Ｃによる制御の下で乳房模式図生成部６３が自動的に設定してもよく、あるいは、入力装置４１を介してユーザが手動で設定することもできる。

［実施の形態５］
図１６に、実施の形態５に係る超音波診断装置１Ｄの構成を示す。超音波診断装置１Ｄは、超音波プローブ２に装置本体３Ｄを接続したものである。装置本体３Ｄは、図１２に示した実施の形態４の超音波診断装置１Ｃの装置本体３Ｃにおいて、撮影ガイド部６４を新たに追加し、本体制御部４０Ｃの代わりに本体制御部４０Ｄを用いたもので、その他の構成は、実施の形態４における装置本体３Ｃと同様である。
実施の形態５に係る超音波診断装置１Ｄは、乳房の定められた複数個所における超音波画像の撮影のガイドを行うように構成されている。

撮影ガイド部６４は、表示制御部３２に接続されている。
画像生成部３１、表示制御部３２、画像メモリ３４、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８、検査結果メモリ３９、乳房模式図生成部６３および撮影ガイド部６４に、本体制御部４０Ｄが接続されており、本体制御部４０Ｄに、入力装置４１が接続されている。
画像生成部３１、表示制御部３２、乳房領域検出部３５、乳腺領域検出部３６、ＧＴＣ領域抽出部３７、ＧＴＣ領域割合算出部３８、本体制御部４０Ｄ、乳房模式図生成部６３および撮影ガイド部６４により、プロセッサ４２Ｄが構成されている。

撮影ガイド部６４は、乳房の模式図７１のプローブマーク７４により示される複数個所における超音波画像の撮影のガイドを行う。
実施の形態５においては、定められた複数個所における撮影の順序が、例えば、ユーザにより予め設定されており、乳房模式図生成部６３により、定められた複数個所のうち、次の撮影を行う個所を示すプローブマーク７４のみがプロットされた乳房の模式図７１がモニタ３３に表示されるものとする。

撮影ガイド部６４は、図１７に示されるように、乳房の模式図７１にプロットされている１つのプローブマーク７４Ａに対応して、例えば、「ここにプローブをあてて大胸筋まで写るように撮影してください」というテキストからなるガイド７５Ａを作成してモニタ３３に表示する。
そして、プローブマーク７４Ａに従った撮影が終了すると、図１８に示されるように、乳房模式図生成部６３により、次の撮影を行う個所のプローブマーク７４Ｂがプロットされた乳房の模式図７１がモニタ３３に表示され、撮影ガイド部６４は、プローブマーク７４Ｂに対応して、例えば、「次にここを撮影してください」というテキストからなるガイド７５Ｂを作成してモニタ３３に表示する。

このようにして、モニタ３３に表示される乳房の模式図７１のプローブマーク７４に対応する超音波画像の撮影のガイドが、撮影ガイド部６４により行われる。
なお、図１７および１８に示されるように、ガイド７５Ａおよび７５Ｂは、乳房の模式図７１にプロットされているプローブマーク７４Ａおよび７４Ｂに重ならない位置であれば、乳房の模式図７１の一部に重畳して表示されることができる。あるいは、ガイド７５Ａおよび７５Ｂを、乳房の模式図７１から離れた位置に表示してもよい。

図１９に示されるフローチャートを参照して、実施の形態５に係る超音波診断装置１Ｄの動作について説明する。
まず、ステップＳ１１において、図１７に示されるように、乳房模式図生成部６３により、定められた複数個所のうち第１番目の撮影を行う個所を示す１つのプローブマーク７４Ａがプロットされた乳房の模式図７１がモニタ３３に表示され、さらに、ステップＳ１４において、撮影ガイド部６４により、プローブマーク７４Ａに対応するガイド７５Ａがモニタ３３に表示される。

その後のステップＳ１２およびステップＳ１～Ｓ５は、図１５に示した実施の形態４におけるフローチャートのステップＳ１２およびステップＳ１～Ｓ５と同一であり、乳房の模式図７１のプローブマーク７４Ａに従って超音波画像の撮影が行われ、乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１のＧＴＣ領域割合が算出されてモニタ３３に表示される。
なお、ステップＳ５では、ＧＴＣ領域割合算出部３８は、定められた複数個所において算出された複数のＧＴＣ領域割合をそれぞれモニタ３３に表示してもよく、また、複数個所における複数のＧＴＣ領域割合の平均値を算出し、この平均値を、複数のＧＴＣ領域割合に代えて、あるいは、複数のＧＴＣ領域割合と共にモニタ３３に表示してもよい。
そして、ステップＳ１３において、実施の形態４と同様に、定められた複数個所における超音波画像の撮影が終了したか否かが判定される。ここでは、プローブマーク７４Ａに従って第１番目の撮影が終わっただけであるため、ステップＳ１３からステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１１では、例えば図１８に示されるように、乳房模式図生成部６３により、定められた複数個所のうち第２番目の撮影を行う個所を示すプローブマーク７４Ｂがプロットされた乳房の模式図７１がモニタ３３に表示され、続くステップＳ１４において、撮影ガイド部６４により、プローブマーク７４Ｂに対応するガイド７５Ｂがモニタ３３に表示される。

その後のステップＳ１２およびステップＳ１～Ｓ５において、プローブマーク７４Ｂに従って第２番目の個所の撮影が行われ、乳腺領域Ｍに対するＧＴＣ領域Ｒ１のＧＴＣ領域割合が算出されてモニタ３３に表示され、さらに、ステップＳ１３において、複数個所における撮影終了の判定が行われる。
このようにして、定められた複数個所のすべての撮影が終了するまで、ステップＳ１１、ステップＳ１４、ステップＳ１２、ステップＳ１～Ｓ５およびステップＳ１３が繰り返される。

そして、ステップＳ１３において、定められた複数個所のすべての撮影が終了したと判定されると、一連の処理を完了する。
このように、乳房模式図生成部６３が、次の撮影の個所を示すプローブマーク７４がプロットされた乳房の模式図７１をモニタ３３に表示し、撮影ガイド部６４が、次の撮影の個所を示すプローブマーク７４に対応するガイド７５Ｂをモニタ３３に表示することにより、乳房に対する超音波画像の撮影に熟練していないユーザであっても、正確に且つ迅速に撮影を行って、ＧＴＣ領域割合をモニタ３３に表示することが可能となる。

なお、実施の形態５において、装置本体３Ｄが図示しないスピーカを有し、撮影ガイド部６４が、スピーカを介して、定められた複数個所における撮影のガイドを音声により提供するように構成することもできる。

上記の実施の形態１～５における超音波プローブ２と装置本体３との接続方法は、特に限定されず、有線接続でもよく、無線接続でもよい。
上記の実施の形態１～５では、超音波プローブ２が送受信回路２２を有しているが、装置本体３が送受信回路２２を有するように構成することもできる。また、装置本体３が画像生成部３１を有しているが、超音波プローブ２が画像生成部３１を有していてもよい。さらに、図３に示された、画像生成部３１を構成する信号処理部５１、ＤＳＣ５２および画像処理部５３のうち、信号処理部５１のみを超音波プローブ２が有し、装置本体３がＤＳＣ５２および画像処理部５３を有するように構成してもよい。
また、実施の形態１～５における装置本体３としては、携帯型またはハンドヘルド型のコンパクトな装置本体を用いることもでき、また、据え置き型の装置本体を用いることもできる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 超音波診断装置、２ 超音波プローブ、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 装置本体、４ 超音波画像分析装置、２１ 振動子アレイ、２２ 送受信回路、２３ パルサ、２４ 増幅部、２５ ＡＤ変換部、２６ ビームフォーマ、３１ 画像生成部、３２ 表示制御部、３３ モニタ、３４ 画像メモリ、３５ 乳房領域検出部、３６ 乳腺領域検出部、３７ ＧＴＣ領域抽出部、３８ ＧＴＣ領域割合算出部、３９ 検査結果メモリ、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ 本体制御部、４１ 入力装置、４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ プロセッサ、５１ 信号処理部、５２ ＤＳＣ、５３ 画像処理部、６１ 乳腺領域割合算出部、６２ ヒストグラム作成部、６３ 乳房模式図生成部、６４ 撮影ガイド部、７１ 乳房の模式図、７３ 腋窩領域、７４，７４Ａ，７４Ｂ プローブマーク、７５Ａ，７５Ｂ ガイド、Ｓ 皮膚、ＢＲ 乳房領域、Ｍ 乳腺領域、Ｌ１ 前方境界線、Ｌ２ 後方境界線、Ｔ 大胸筋、Ｒ１ ＧＴＣ領域、Ｒ２ 浮腫状領域、Ｐ１ 黒色部分、Ｐ２ 白色部分。

Claims (23)

1. 被検体の乳房が撮影されている超音波画像から乳腺領域を検出する乳腺領域検出部と、
   前記乳腺領域検出部により検出された前記乳腺領域内の乳管と小葉と周囲間質を含む腺組織組成領域を抽出する腺組織組成領域抽出部と、
   前記乳腺領域に対する前記腺組織組成領域の割合を算出する腺組織組成領域割合算出部と
   を備える超音波画像分析装置。
2. 乳腺領域検出部は、前記超音波画像を画像認識することにより前記乳腺領域を検出する請求項１に記載の超音波画像分析装置。
3. 前記超音波画像から皮膚と大胸筋との間に位置する乳房領域を検出する乳房領域検出部を備え、
   前記乳腺領域検出部は、前記乳房領域検出部により検出された前記乳房領域内の前方境界線および後方境界線を認識し、前記前方境界線と前記後方境界線の間の領域を前記乳腺領域として検出する請求項２に記載の超音波画像分析装置。
4. 前記乳腺領域検出部は、深層学習を利用して前記超音波画像から前記乳腺領域を検出する請求項１に記載の超音波画像分析装置。
5. 前記腺組織組成領域抽出部は、輝度しきい値を用いて前記超音波画像の前記乳腺領域を２値化することにより前記腺組織組成領域を抽出する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波画像分析装置。
6. 前記腺組織組成領域抽出部は、深層学習を利用して前記超音波画像の前記乳腺領域から前記腺組織組成領域を抽出する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波画像分析装置。
7. 前記腺組織組成領域割合算出部は、前記超音波画像における前記乳腺領域の占有画素数と前記腺組織組成領域の占有画素数に基づいて前記乳腺領域に対する前記腺組織組成領域の割合を算出する請求項１～６のいずれか一項に記載の超音波画像分析装置。
8. 前記乳腺領域検出部は、前記被検体の前記乳房の定められた複数個所において撮影された複数の前記超音波画像からそれぞれ乳腺領域を検出し、
   前記腺組織組成領域抽出部は、前記複数の前記超音波画像の前記乳腺領域からそれぞれ前記腺組織組成領域を抽出し、
   前記腺組織組成領域割合算出部は、前記複数の前記超音波画像の前記乳腺領域に対する前記腺組織組成領域の割合をそれぞれ算出する請求項１～７のいずれか一項に記載の超音波画像分析装置。
9. 前記腺組織組成領域割合算出部は、前記複数の前記超音波画像の前記乳腺領域に対する前記腺組織組成領域の割合の平均値を算出する請求項８に記載の超音波画像分析装置。
10. 前記超音波画像は、３次元超音波画像であり、
    前記腺組織組成領域割合算出部は、前記乳腺領域検出部により検出された前記乳腺領域の体積と、前記腺組織組成領域抽出部により抽出された前記腺組織組成領域の体積に基づいて、前記乳腺領域に対する前記腺組織組成領域の割合を算出する請求項１～９のいずれか一項に記載の超音波画像分析装置。
11. 被検体の乳房が撮影されている超音波画像を表示するモニタと、
    請求項１～１０のいずれか一項に記載の超音波画像分析装置と
    を備え、
    前記乳腺領域検出部は、前記超音波画像から乳腺領域を検出し、
    前記腺組織組成領域割合算出部は、算出された前記乳腺領域に対する前記腺組織組成領域の割合を前記モニタに表示する超音波診断装置。
12. 乳房領域に対する前記乳腺領域の割合を算出して前記モニタに表示する乳腺領域割合算出部を備える請求項１１に記載の超音波診断装置。
13. 前記腺組織組成領域抽出部は、前記乳腺領域割合算出部により検出された前記乳腺領域の割合が設定値より大きい場合にのみ前記乳腺領域内の前記腺組織組成領域を抽出する請求項１２に記載の超音波診断装置。
14. 前記腺組織組成領域抽出部は、輝度しきい値を用いて前記超音波画像の前記乳腺領域を２値化することにより前記腺組織組成領域を抽出し、前記乳腺領域が２値化された２値化画像を前記モニタに表示する請求項１３に記載の超音波診断装置。
15. 前記輝度しきい値は、一定値である請求項１４に記載の超音波診断装置。
16. 前記腺組織組成領域抽出部は、前記超音波画像内の前記腺組織組成領域のエッジを検出し、検出された前記エッジにおける輝度値の変化に基づいて前記輝度しきい値を自動的に設定する請求項１３または１４に記載の超音波診断装置。
17. 前記超音波画像における前記乳腺領域の輝度のヒストグラムを作成して前記モニタに表示するヒストグラム作成部を備え、
    前記輝度しきい値は、前記モニタに表示された前記ヒストグラムと前記２値化画像と前記超音波画像に基づいてユーザにより設定される請求項１４に記載の超音波診断装置。
18. 前記定められた複数個所がプロットされた乳房の模式図を生成して前記モニタに表示する乳房模式図生成部を備える請求項１１～１７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
19. ユーザに対して前記定められた複数個所における前記超音波画像の撮影のガイドを行う撮影ガイド部を備える請求項１８に記載の超音波診断装置。
20. 前記腺組織組成領域割合算出部は、算出された前記腺組織組成領域の割合を前記超音波画像に付随するタグに格納する請求項１１～１９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
21. 前記腺組織組成領域割合算出部は、前記被検体の最新の前記超音波画像に基づいて算出された最新の前記腺組織組成領域の割合に併せて、前記被検体の過去の前記超音波画像に基づいて算出された過去の前記腺組織組成領域の割合を前記モニタに表示する請求項１１～２０のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
22. 超音波プローブと、前記被検体に対し前記超音波プローブを用いて超音波ビームの送受信を行うことにより前記被検体の乳房が撮影された前記超音波画像を生成する画像生成部を備える請求項１１～２１のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
23. 被検体の乳房が撮影されている超音波画像から乳腺領域を検出し、
    前記乳腺領域内の乳管と小葉と周囲間質を含む腺組織組成領域を抽出し、
    前記乳腺領域に対する前記腺組織組成領域の割合を算出する
    超音波画像分析装置の制御方法。

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