JP2023141907A - 超音波診断システムおよび超音波診断システムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザの熟練度に関わらずアーチファクトが発生した際に適切に対処できる超音波診断システムおよび超音波診断システムの制御方法を提供する。
【解決手段】超音波診断システムは、超音波画像を入力する画像入力部(11)と、アーチファクトが写り込んだ複数の超音波画像とそれぞれのアーチファクトの発生原因とが紐付けられた学習用データにより学習された学習済みモデルを用いることにより画像入力部に入力された超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定する判定部(16)と、判定部(16)によりアーチファクトが発生していると判定された場合に、超音波画像におけるアーチファクトの発生箇所と発生原因を報知する報知部(17)とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】超音波診断システムは、超音波画像を入力する画像入力部(11)と、アーチファクトが写り込んだ複数の超音波画像とそれぞれのアーチファクトの発生原因とが紐付けられた学習用データにより学習された学習済みモデルを用いることにより画像入力部に入力された超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定する判定部(16)と、判定部(16)によりアーチファクトが発生していると判定された場合に、超音波画像におけるアーチファクトの発生箇所と発生原因を報知する報知部(17)とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、アーチファクトを判別する超音波診断システムおよび超音波診断システムの制御方法に関する。
従来から、いわゆる超音波プローブから被検体内に超音波を送信し、被検体内からの超音波エコーを受信することにより超音波画像を取得する超音波診断システムが知られている。超音波画像には、いわゆるアーチファクトと呼ばれる像が写り込むことがある。アーチファクトは、様々な要因により発生することが知られている。例えば、複数の超音波振動子により構成される振動子アレイから放射状に送信される、いわゆるサイドローブと呼ばれる超音波ビームが被検体内の反射体で反射されることによりアーチファクトが発生することがある。
このようなアーチファクトは、超音波画像に写る被検体の解剖学的構造の観察の妨げとなることがある。この場合には、超音波画像におけるアーチファクトの低減が望まれるが、アーチファクトにはその種類によって様々な発生要因があるため、アーチファクトを低減するための対処法も様々である。そこで、例えば特許文献1および2に開示されるように、超音波画像におけるアーチファクトを、定められた複数のタイプのいずれかとして特定する技術が発明されている。特許文献1は、超音波画像におけるアーチファクトを、被検体内の解剖学的構造の陰影を表しているか、被検体内に溜まったガスを表しているか等の複数のタイプのいずれかとして特定することを開示している。特許文献2は、超音波画像におけるアーチファクトがいわゆる多重反射に起因するのものか、解剖学的構造の陰影を表しているか等の複数のタイプのいずれかとして特定することを開示している。
アーチファクトは、超音波画像に写る被検体の解剖学的構造の観察の妨げとなることがあるが、その一方で、被検体の病状等の診断に有益な情報となることもある。また、通常、超音波プローブの向きおよび傾きを変更する等の適切な操作によりアーチファクトを低減するため、および、アーチファクトの種類に関する情報を被検体の診断に活用するためには、医師等のユーザがアーチファクトの発生原因等について熟知している必要があった。特許文献1および2では、超音波画像におけるアーチファクトを、定められた複数のタイプのいずれかとして特定するが、ユーザは、特定されたアーチファクトのタイプを確認しても、例えばアーチファクトの詳細な発生原因を把握することが困難な場合があった。特に、熟練していないユーザにとっては、アーチファクトを低減するための適切な対処、および、アーチファクトの診断への有効活用は困難な場合があった。
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、ユーザの熟練度に関わらずアーチファクトが発生した際に適切に対処できる超音波診断システムおよび超音波診断システムの制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断システムは、超音波画像を入力する画像入力部と、アーチファクトが写り込んだ複数の超音波画像とそれぞれのアーチファクトの発生原因とが紐付けられた学習用データにより学習された学習済みモデルを用いることにより画像入力部に入力された超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定する判定部と、判定部によりアーチファクトが発生していると判定された場合に、超音波画像におけるアーチファクトの発生箇所と発生原因を報知する報知部とを備えることを特徴とする。
超音波診断システムは、アーチファクトの発生原理と発生原理に基づくアーチファクトの解消方法が格納されたデータ記憶部を備え、報知部は、発生原因を報知する際に、データ記憶部に格納されている発生原理に基づくアーチファクトの解消方法を併せて報知することができる。
データ記憶部は、アーチファクトが診断に有効活用された事例を格納し、報知部は、発生原因を報知する際に、データ記憶部に格納されているアーチファクトが診断に有効活用された事例を併せて報知することができる。
データ記憶部は、アーチファクトが診断に有効活用された事例を格納し、報知部は、発生原因を報知する際に、データ記憶部に格納されているアーチファクトが診断に有効活用された事例を併せて報知することができる。
超音波診断システムは、画像入力部と判定部と報知部を含む診断装置を備え、データ記憶部は、診断装置に配置されることができる。
また、超音波診断システムは、画像入力部と判定部と報知部を含む診断装置と、ネットワークを介して診断装置に接続されたサーバとを備え、データ記憶部は、サーバに配置されることもできる。
また、超音波診断システムは、報知部を含む診断装置と、ネットワークを介して診断装置に接続され、且つ、画像入力部と判定部とを含むサーバとを備え、データ記憶部は、前記サーバに配置されることもできる。
また、超音波診断システムは、画像入力部と判定部と報知部を含む診断装置と、ネットワークを介して診断装置に接続されたサーバとを備え、データ記憶部は、サーバに配置されることもできる。
また、超音波診断システムは、報知部を含む診断装置と、ネットワークを介して診断装置に接続され、且つ、画像入力部と判定部とを含むサーバとを備え、データ記憶部は、前記サーバに配置されることもできる。
超音波診断システムは、画像入力部に入力された超音波画像に対してユーザの入力操作により関心領域を指定するための入力装置を備え、判定部は、関心領域におけるアーチファクトの発生の有無を判定することができる。
画像入力部は、振動子アレイを有する超音波プローブと、振動子アレイから被検体に超音波ビームの送受信を行い且つ振動子アレイから出力される受信信号に基づいて超音波画像を取得する画像取得部とを含むことができる。
超音波診断システムは、超音波プローブの向きおよび傾きを検知するプローブ検知部と、プローブ検知部により検知された超音波プローブの向きおよび傾きに基づいてアーチファクトが低減されるように超音波プローブの向きおよび傾きを変化させることをガイドするガイド部とを備えることができる。
画像入力部は、振動子アレイを有する超音波プローブと、振動子アレイから被検体に超音波ビームの送受信を行い且つ振動子アレイから出力される受信信号に基づいて超音波画像を取得する画像取得部とを含むことができる。
超音波診断システムは、超音波プローブの向きおよび傾きを検知するプローブ検知部と、プローブ検知部により検知された超音波プローブの向きおよび傾きに基づいてアーチファクトが低減されるように超音波プローブの向きおよび傾きを変化させることをガイドするガイド部とを備えることができる。
プローブ検知部は、超音波プローブに配置されたプローブセンサからなることができる。
また、プローブ検知部は、超音波プローブを撮影して光学画像を取得する光学カメラと、光学カメラにより取得された光学画像を解析することにより超音波プローブの向きおよび傾きを検知する光学画像解析部とを含むこともできる。
また、プローブ検知部は、超音波プローブを撮影して光学画像を取得する光学カメラと、光学カメラにより取得された光学画像を解析することにより超音波プローブの向きおよび傾きを検知する光学画像解析部とを含むこともできる。
本発明に係る超音波診断システムの制御方法は、超音波画像を入力し、アーチファクトが写り込んだ複数の超音波画像とそれぞれのアーチファクトの発生原因とが紐付けられた学習用データにより学習された学習済みモデルを用いることにより、入力された超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定し、アーチファクトが発生していると判定された場合に、超音波画像におけるアーチファクトの発生箇所と発生原因を報知することを特徴とする。
本発明によれば、超音波診断システムが、超音波画像を入力する画像入力部と、アーチファクトが写り込んだ複数の超音波画像とそれぞれのアーチファクトの発生原因とが紐付けられた学習用データにより学習された学習済みモデルを用いることにより画像入力部に入力された超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定する判定部と、判定部によりアーチファクトが発生していると判定された場合に、超音波画像におけるアーチファクトの発生箇所と発生原因を報知する報知部とを備えるため、ユーザの熟練度に関わらずアーチファクトが発生した際に適切に対処できる。
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。
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に係る超音波診断システムの構成を示す。実施の形態1の超音波診断システムは、診断装置1により構成される。診断装置1は、いわゆる超音波プローブ、いわゆる超音波診断装置等の図示しない外部の装置、および、図示しない外部のメモリ等から得た超音波画像を表示するものである。診断装置1は、例えば、超音波プローブによりリアルタイムに撮影された超音波画像を検査者等のユーザが確認するため、または、医師等のユーザが超音波画像を観察して被検体の診断を行うため等に使用される。
図1に本発明の実施の形態1に係る超音波診断システムの構成を示す。実施の形態1の超音波診断システムは、診断装置1により構成される。診断装置1は、いわゆる超音波プローブ、いわゆる超音波診断装置等の図示しない外部の装置、および、図示しない外部のメモリ等から得た超音波画像を表示するものである。診断装置1は、例えば、超音波プローブによりリアルタイムに撮影された超音波画像を検査者等のユーザが確認するため、または、医師等のユーザが超音波画像を観察して被検体の診断を行うため等に使用される。
診断装置1は画像入力部11を備えており、画像入力部11に表示制御部12およびモニタ13が、順次、接続されている。また、画像入力部11に画像メモリ14が接続されている。画像メモリ14は表示制御部12に接続している。また、診断装置1はデータ記憶部15を備えている。画像メモリ14およびデータ記憶部15に判定部16が接続されている。また、判定部16に報知部17が接続されている。報知部17は、表示制御部12に接続している。
また、表示制御部12、画像メモリ14、データ記憶部15、判定部16および報知部17に、装置制御部18が接続されている。また、装置制御部18に入力装置19が接続されている。また、表示制御部12、判定部16、報知部17および装置制御部18により、診断装置1用のプロセッサ20が構成されている。
画像入力部11は、図示しない外部の超音波プローブ、超音波診断装置等の図示しない外部の装置または図示しない外部のメモリ等から診断装置1に超音波画像を入力する。画像入力部11は、例えば、超音波プローブ、超音波診断装置等の外部の装置または外部の記録媒体と図示しない通信ケーブル等を介して有線接続するための接続端子、または、超音波プローブ、外部の装置または外部の記録媒体と無線接続するためのアンテナ等を含む。
画像入力部11に接続される外部のメモリとしては、例えば、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk 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 Disk:フレキシブルディスク)、MOディスク(Magneto-Optical disk: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)、または、USBメモリ(Universal Serial Bus memory:ユニバーサルシリアルバスメモリ)等の記録メディア等が挙げられる。
表示制御部12は、装置制御部18の制御の下で、画像入力部11により入力された超音波画像等に対して所定の処理を施して、モニタ13に表示する。
モニタ13は、表示制御部12の制御の下で、種々の表示を行う。モニタ13は、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含むことができる。
モニタ13は、表示制御部12の制御の下で、種々の表示を行う。モニタ13は、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含むことができる。
画像メモリ14は、装置制御部18のよる制御の下で、画像入力部11により入力された超音波画像を格納するメモリである。画像メモリ14に格納された超音波画像は、装置制御部18による制御の下で読み出されて判定部16に送出される。また、画像メモリ14に格納された超音波画像は、装置制御部18による制御の下で読み出されて表示制御部12に送出されて、モニタ13に表示されることもできる。画像メモリ14としては、例えば、フラッシュメモリ、HDD、SSD、FD、MOディスク、MT、RAM、CD、DVD、SDカード、または、USBメモリ等の記録メディア等が用いられる。
ところで、超音波画像にはいわゆるアーチファクトと呼ばれる像が写り込むことがある。アーチファクトは、様々な要因により発生することが知られている。例えば、複数の超音波振動子により構成される振動子アレイから放射状に送信される、いわゆるサイドローブと呼ばれる超音波ビームが被検体内の反射体で反射されることによりアーチファクトが発生することがある。
また、超音波のスキャン方法として、いわゆるリニアスキャンおよびセクタスキャン等のスキャン方法が一般的に知られている。サイドローブによって発生するアーチファクトは、例えば、スキャン方法によって異なる形状を有することが知られている。例えば、リニアスキャンが行われる場合に、サイドローブによって発生するアーチファクトは、超音波画像の横方向の両端部において深部側に向かって湾曲する形状を有することが多い。例えば、セクタスキャンが行われる場合に、サイドローブによって発生するアーチファクトは、超音波画像の横方向の両端部において浅部側に向かって湾曲する形状を有することが多い。ここで、超音波画像の横方向とは、超音波画像における深さ方向に直交する方向のことを指す。
このようなアーチファクトは、超音波画像に写る被検体の解剖学的構造の観察の妨げとなることがある。この場合に、超音波画像におけるアーチファクトを低減するためには、アーチファクトの発生箇所および発生原因に応じて適切に対処する必要がある。例えば被検体内の反射体にサイドローブが反射することでアーチファクトが発生している場合には、アーチファクトの原因となる反射体にサイドローブが反射しないように被検体に接触している超音波プローブの向きおよび傾きの少なくとも一方を変化させることにより、アーチファクトを低減できることがある。
ここで、超音波プローブの向きを変化させるとは、被検体の体表上における超音波プローブのいわゆる音響レンズの位置を一定にしたまま、スキャンされる被検体の断層面を回転させるように超音波プローブを回転させることをいう。また、超音波プローブの傾きを変化させるとは、被検体の体表上における超音波プローブの音響レンズの位置を支点として、スキャンされる被検体の断層面を傾斜させるように超音波プローブを傾斜させることをいう。
また、アーチファクトは、被検体の病状等の診断に有益な情報となることもある。例えば、被検体の肺を撮影した超音波画像において、胸膜と超音波プローブとの間の多重反射に起因するいわゆるAラインと呼ばれるアーチファクトが明確に写り込んでいる場合には、被検体の病状としていわゆる気胸が疑われる。また、被検体の肺を撮影した超音波画像において、概ね深さ方向に沿って延びる線状のアーチファクトが写り込んでいる場合には、いわゆる被検体の病状として肺炎または肺水腫が疑われる。また、被検体の肝臓を撮影した超音波画像において、例えば概ね深さ方向に沿って延びる線状のアーチファクトが写り込んでいる場合には、被検体の病状としていわゆる肝硬変または脂肪肝等が疑われる。このように、医師等のユーザは、超音波画像に写り込んだアーチファクトを確認することにより、被検体の病状の診断を精確に行うことができるが、例えば、被検体の皮膚のしわに起因して線状のアーチファクトが発生することもあるため、通常、ユーザは、精確な診断を行うためにアーチファクトの発生箇所および発生原因に熟知している必要がある。
データ記憶部15は、互いに異なる複数の種類のアーチファクトに対して、それぞれのアーチファクトの発生原理と前記発生原理に基づくアーチファクトの解消方法、および、アーチファクトが診断に有効活用された事例が予め格納されたメモリである。データ記憶部15に格納されたアーチファクトの発生原理とそのアーチファクトの解消方法は、装置制御部18による制御の下で読み出されて判定部16に送出される。ここでデータ記憶部15としては、例えば、フラッシュメモリ、HDD、SSD、FD、MOディスク、MT、RAM、CD、DVD、SDカード、または、USBメモリ等の記録メディア等が用いられる。
判定部16は、アーチファクトが写り込んだ複数の超音波画像とそれぞれのアーチファクトの発生原因とが紐付けられた学習用データにより学習された学習済みモデルを用いることにより、画像入力部11に入力された超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定する。
判定部16は、学習済みモデルとして、例えばいわゆる、ResNet(Residual Neural Network)、DenseNet(Dense Convolutional Network)、AlexNet、Baseline(ベースライン)、バッチ正規化(Batch Normalization)、ドロップアウト正則化、NetWidth探索、または、NetDepth探索等のアルゴリズムに従うモデルを用いることができる。また、判定部16は、これらのアルゴリズムに従うモデルを互いに適宜組み合わせて用いることもできる。
また、判定部16は、学習済みモデルを用いることにより、超音波画像において発生しているアーチファクトの発生箇所と発生原因を推定する。判定部16は、例えば、超音波画像の横方向における両端部が深部に向かって湾曲した形状を有するアーチファクトを、リニアスキャンが行われた場合にサイドローブが反射体に反射することによって発生したアーチファクトであると推定し、その発生箇所すなわちサイドローブが反射する反射体の位置を推定できる。
判定部16は、推定されたアーチファクトの発生箇所とアーチファクトの発生原因を報知部17に送出する。また、判定部16は、推定されたアーチファクトの発生原因に対応するアーチファクトの発生原理とアーチファクトの解消方法をデータ記憶部15から読み出して報知部17に送出する。
報知部17は、判定部16によりアーチファクトが発生していると判定された場合に、判定部16により推定されたアーチファクトの発生箇所と発生原因をユーザに報知する。報知部17は、例えば、アーチファクトの発生箇所と発生原因を表すメッセージをモニタ13に表示することによりユーザに報知できる。なお、報知部17は、テキスト、静止画、動画、および、それらの組み合わせによりメッセージをモニタ13に表示できる。
また、報知部17は、アーチファクトの発生原因をユーザに報知する際に、データ記憶部15に格納されているアーチファクトの発生原理に基づくアーチファクトの解消方法を合わせて報知できる。また、報知部17は、アーチファクトの発生原因をユーザに報知する際に、データ記憶部15に格納されている、アーチファクトが診断に有効活用された事例を併せて報知できる。
入力装置19は、ユーザによる入力操作を受け付け、入力された情報を装置制御部18に送出する。入力装置19は、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タッチパネル等の検査者が入力操作を行うための装置等により構成される。
装置制御部18は、予め記録されたプログラム等に従って診断装置の各部を制御する。
装置制御部18は、予め記録されたプログラム等に従って診断装置の各部を制御する。
なお、診断装置1の表示制御部12、判定部16、報知部17および装置制御部18により構成されるプロセッサ20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)、または、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20の表示制御部12、判定部16、報知部17および装置制御部18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されることもできる。
次に、図2のフローチャートを用いて実施の形態1における診断装置1の動作の例を説明する。
まず、ステップS1において、図示しない外部の超音波プローブ、図示しない外部の装置または図示しない外部のメモリ等から画像入力部11に超音波画像が入力される。入力された超音波画像は、表示制御部12を介してモニタ13に表示される。また、入力された超音波画像は、画像メモリ14に格納される。
次に、ステップS2において、判定部16は、入力装置19を介したユーザの入力操作に基づいて、または、自動的に画像メモリ14に格納された超音波画像を読み出して、その超音波画像にアーチファクトが発生しているか否かを判定する処理を行う。この際に、判定部16は、アーチファクトが写り込んだ複数の超音波画像とそれぞれのアーチファクトの発生原因とが紐付けられた学習用データにより学習された学習済みモデルを用いてアーチファクトが発生しているか否かを判定する処理を行う。
ステップS3において、判定部16は、超音波画像にアーチファクトが発生しているか否かの判定結果を出力する。ここで、アーチファクトが発生していないという判定結果が出力された場合に、ステップS1に戻る。画像入力部11に超音波画像が入力されると、ステップS1~ステップS3の処理が、再度、行われる。
ステップS3でアーチファクトが発生しているという判定結果が出力された場合に、ステップS4に進む。この際に、判定部16は、学習済みモデルを用いて、超音波画像に写り込んだアーチファクトの発生箇所と発生原因を推定する。
通常、ユーザがアーチファクトを確認してその発生箇所と発生原因を推定するためには、ユーザがアーチファクトについて熟知している必要があるが、判定部16によれば、ユーザの熟練度に関わらず、アーチファクトの発生箇所と発生原因が容易に且つ自動的に推定される。
ステップS4において、報知部17は、ステップS3で判定されたアーチファクトの発生箇所と発生原因を、モニタ13にメッセージを表示する等によりユーザに報知する。これにより、ユーザは、その熟練度に関わらずアーチファクトの発生箇所と発生原因を容易に且つ正確に把握できる。
このようにしてステップS4の処理が完了すると、図2のフローチャートに従う診断装置1の動作が終了する。
このようにしてステップS4の処理が完了すると、図2のフローチャートに従う診断装置1の動作が終了する。
以上から、実施の形態1における診断装置1によれば、判定部16が、学習済みモデルを用いることにより画像入力部11に入力された超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定し、そのアーチファクトの発生箇所と発生原因を推定し、報知部17が、アーチファクトの発生箇所と発生原因をユーザに報知するため、ユーザは、その熟練度に関わらずアーチファクトの発生箇所と発生原因を容易に且つ正確に把握して、アーチファクトを低減する、または、アーチファクトに基づいて被検体の病状を診断する等の適切な対処を行うことができる。
なお、ステップS3でアーチファクトが発生しているという判定結果が出力された場合に、判定部16は、アーチファクトの発生原因に対応するアーチファクトの解消方法をデータ記憶部15から読み出して報知部17に送出できる。この場合に、ステップS4において報知部17は、アーチファクトの発生原因と一緒に、そのアーチファクトの解消方法をユーザに報知できる。例えば図示しない外部の超音波プローブが画像入力部11に接続されている場合に、ユーザは、報知部17により報知されたアーチファクトの解消方法を参考にして超音波プローブの向きまたは傾きを変更する等により、アーチファクトを解消できる。
また、ステップS3でアーチファクトが発生しているという判定結果が出力された場合に、判定部16は、アーチファクトの発生原因に対応して、そのアーチファクトが診断に有効活用された事例をデータ記憶部15から読み出して報知部17に送出できる。この場合に、ステップS4において報知部17は、アーチファクトの発生原因と一緒に、そのアーチファクトが診断に有効活用された事例をユーザに報知できる。医師等のユーザは、報知部17により報知された事例を参考にして、被検体の病状等の診断を正確に行うことができる。
また、報知部17が、モニタ13にメッセージを表示することにより、アーチファクトの発生箇所と発生原因をユーザに報知することが説明されているが、報知部17により行われるユーザへの報知の方法は、特に限定されない。例えば、診断装置1が図示しないスピーカを備える場合に、報知部17は、スピーカを介して音声を発することによりユーザに報知できる。
また、判定部16が超音波画像の全体におけるアーチファクトの発生の有無を判定することが説明されているが、判定部16は、例えば、入力装置19を介したユーザの入力操作により超音波画像内に指定された関心領域におけるアーチファクトの発生の有無を判定することもできる。判定部16は、関心領域におけるアーチファクトの発生の有無を判定することにより、超音波画像の全体からアーチファクトの発生の有無を判定する場合よりも計算負荷を低減して、より迅速にアーチファクトの発生の有無を判定できる。
実施の形態2
本発明の超音波診断システムは診断装置1に接続される超音波プローブを備えることもできる。
本発明の超音波診断システムは診断装置1に接続される超音波プローブを備えることもできる。
図3に、本発明の実施の形態2に係る超音波診断システムの構成を示す。実施の形態2の超音波診断システムは、図1に示す診断装置1により構成される超音波診断システムにおいて、診断装置1の代わりに診断装置1Aを備え、診断装置1Aに接続される超音波プローブ3Aが追加されたものである。
超音波プローブ3Aは、振動子アレイ31と、振動子アレイ31に接続される送受信回路32を備えている。
診断装置1Aは、実施の形態1における診断装置1において、画像入力部11の代わりに画像生成部41を備え、装置制御部18の代わりに装置制御部18Aを備えたものである。診断装置1Aにおいて、画像生成部41は、超音波プローブ3Aの送受信回路32に接続されている。ここで、超音波プローブ3Aと画像生成部41により画像入力部11Aが構成される。また、送受信回路32と画像生成部41により画像取得部42が構成される。また、画像生成部41は、表示制御部12、画像メモリ14および装置制御部18Aに接続されている。また、装置制御部18Aは、超音波プローブ3Aの送受信回路32に接続されている。また、画像生成部41、表示制御部12、判定部16、報知部17および装置制御部18Aにより、診断装置1A用のプロセッサ20Aが構成されている。
超音波プローブ3Aの振動子アレイ31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。これらの超音波振動子は、それぞれ送受信回路32から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して、超音波エコーに基づく信号を出力する。各超音波振動子は、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32は、装置制御部18Aによる制御の下で、振動子アレイ31から超音波を送信し且つ振動子アレイ31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32は、図4に示すように、振動子アレイ31に接続されるパルサ51と、振動子アレイ31から順次直列に接続される増幅部52、AD(Analog to Digital)変換部53およびビームフォーマ54を有している。
パルサ51は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部18A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31の複数の超音波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超音波振動子に供給する。このように、振動子アレイ31の超音波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、それぞれの超音波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、超音波プローブ3Aの振動子アレイ31に向かって伝搬する。このように振動子アレイ31に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ31を構成するそれぞれの超音波振動子により受信される。この際に、振動子アレイ31を構成するそれぞれの超音波振動子は、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52に出力する。
増幅部52は、振動子アレイ31を構成するそれぞれの超音波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53に送信する。AD変換部53は、増幅部52から送信された信号をデジタルの受信データに変換する。ビームフォーマ54は、AD変換部53から受け取っ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53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。
画像生成部41は、図5に示すように、信号処理部55、DSC(Digital Scan Converter:デジタルスキャンコンバータ)56および画像処理部57が順次直列に接続された構成を有している。
信号処理部55は、送受信回路32から受信した音線信号に対し、装置制御部18Aにより設定される音速値を用いて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Bモード画像信号を生成する。
DSC56は、信号処理部55で生成されたBモード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57は、DSC56から入力されるBモード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、Bモード画像信号を表示制御部12および画像メモリ14に送出する。以降は、画像処理部57により画像処理が施されたBモード画像信号を、超音波画像と呼ぶ。
画像処理部57は、DSC56から入力されるBモード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、Bモード画像信号を表示制御部12および画像メモリ14に送出する。以降は、画像処理部57により画像処理が施されたBモード画像信号を、超音波画像と呼ぶ。
画像生成部41で連続的に生成された複数フレームの超音波画像は、順次モニタ13に表示され、画像メモリ14に格納される。判定部16は、画像メモリ14から超音波画像を読み出して、学習済みモデルを用いてアーチファクトが発生しているか否かを判定する。アーチファクトが発生していると判定された場合に、判定部16は、学習済みモデルを用いて、そのアーチファクトの発生箇所と発生原因を推定する。報知部17は、例えばモニタ13にメッセージを表示することにより、判定部16により推定されたアーチファクトの発生箇所と発生原因をユーザに報知する。
このように、本発明の実施の形態2の超音波診断システムによれば、ユーザは、報知部17により報知されたアーチファクトの発生箇所と発生原因を確認することにより、例えば、超音波画像におけるアーチファクトを解消するように超音波プローブ3Aの向きおよび傾き等を容易に変更できる。また、ユーザは、報知部17により報知されたアーチファクトの発生箇所と発生原因を確認することにより、例えば、アーチファクトの情報を容易に有効活用しながら被検体の診断を行うこともできる。
また、報知部17は、データ記憶部15に予め格納されている、アーチファクトの発生原理と前記発生原理に基づくアーチファクトの解消方法、または、アーチファクトが診断に有効活用された事例をユーザに報知することもできる。これにより、ユーザは、アーチファクトを解消するために超音波プローブ3Aの向きおよび傾き等をさらに容易に変更でき、アーチファクトの情報をさらに容易に有効活用しながら被検体の診断を行うことができる。
なお、画像生成部41は、診断装置1Aに備えられると説明されているが、診断装置1Aに備えられる代わりに超音波プローブ3Aに備えられることもできる。この場合に、例えば、診断装置1Aは、図1に示す実施の形態1における診断装置1のように画像入力部11を備え、超音波プローブ3Aで生成された超音波画像が画像入力部11に入力されることができる。
また、判定部16により、被検体内の反射体にサイドローブが反射することがアーチファクトの発生原因として推定された場合に、装置制御部18Aは、例えば、送受信回路32を制御してビームフォーミングの条件を変更する等により、画像化する被検体の断層面を変更する等、被検体内の反射体にサイドローブが反射しないように振動子アレイ31から超音波ビームを送信させることができる。装置制御部18Aは、このような処理を、例えば、入力装置19を介したユーザからの指示に基づいて行うことができ、自動的に行うこともできる。このように、装置制御部18Aが、被検体内の反射体にサイドローブが反射しないように振動子アレイ31から超音波ビームを送信させることにより、ユーザは、アーチファクトを容易に低減できる。
実施の形態3
実施の形態1および2では、ユーザの判断によりアーチファクトを解消するために超音波プローブの向きおよび傾きの少なくとも一方を決定しているが、本発明の超音波診断システムは、アーチファクトを解消するための超音波プローブの向きおよび傾きの少なくとも一方をユーザに自動的にガイドすることができる。
実施の形態1および2では、ユーザの判断によりアーチファクトを解消するために超音波プローブの向きおよび傾きの少なくとも一方を決定しているが、本発明の超音波診断システムは、アーチファクトを解消するための超音波プローブの向きおよび傾きの少なくとも一方をユーザに自動的にガイドすることができる。
図6に、本発明の実施の形態3に係る超音波診断システムの構成を示す。実施の形態3の超音波診断システムは、図3に示す実施の形態2の超音波診断システムにおいて、超音波プローブ3Aの代わりに超音波プローブ3Bを備え、診断装置1Aの代わりに診断装置1Bを備えたものである。
超音波プローブ3Bは、実施の形態2における超音波プローブ3Aにおいてプローブセンサ33が追加されたものである。また、診断装置1Bは、実施の形態2における診断装置1Aにおいて、ガイド部43が追加され、装置制御部18Aの代わりに装置制御部18Bを備えたものである。
診断装置1Bにおいて、判定部16にガイド部43が接続されている。ガイド部43は、超音波プローブ3Bのプローブセンサ33に接続している。また、ガイド部43は、表示制御部12および装置制御部18Bに接続している。また、診断装置1Bの画像生成部41、表示制御部12、判定部16、報知部17、装置制御部18Bおよびガイド部43により、診断装置1B用のプロセッサ20Bが構成されている。
プローブセンサ33は、超音波プローブ3Bに配置され且つ超音波プローブ3Bの向きおよび傾きを検知するセンサ装置である。プローブセンサ33は、例えば、いわゆる、加速度センサ、ジャイロセンサ、または、磁気センサ等のセンサ装置を含んで構成されることができる。
ガイド部43は、プローブセンサ33により検知された超音波プローブ3Bの向きおよび傾きと、判定部16により推定されたアーチファクトの発生箇所および発生原因に基づいて、アーチファクトが低減されるように超音波プローブ3Bの向きおよび傾きの少なくとも一方を変化させることをユーザにガイドする。ガイド部43は、例えば、「プローブの向きを90度回転させてスキャンすると、このアーチファクトを低減できる可能性があります」等のメッセージをモニタ13の表示させることにより、超音波プローブ3Bの向きおよび傾きの少なくとも一方を変化させることをユーザにガイドできる。
このように、本発明の実施の形態3の超音波診断システムによれば、ガイド部43が、プローブセンサ33により検知された超音波プローブ3Bの向きおよび傾きと、判定部16により推定されたアーチファクトの発生箇所および発生原因に基づいて、アーチファクトが低減されるように超音波プローブ3Bの向きおよび傾きの少なくとも一方を変化させることをユーザにガイドするため、ユーザは、その熟練度に関わらず超音波プローブ3Bの向きおよび傾きの少なくとも一方を適切に変化させて、アーチファクトを容易に低減できる。
なお、ガイド部43が、モニタ13にメッセージを表示することによりユーザのガイドを行うことが説明されているが、ガイドの方法は特に限定されない。例えば、診断装置1Bが図示しないスピーカを備える場合に、ガイド部43は、スピーカを介して音声を発することによりユーザにガイドできる。
実施の形態4
実施の形態3では、超音波プローブ3Bの向きおよび傾きを検知するプローブ検知部としてプローブセンサ33が設けられているが、プローブ検知部の構成はこれに限定されない。プローブ検知部を、例えば、超音波プローブ3Bの光学画像を撮影し、撮影された光学画像を解析することにより超音波プローブ3Bの向きおよび傾きを検知するように構成することもできる。
実施の形態3では、超音波プローブ3Bの向きおよび傾きを検知するプローブ検知部としてプローブセンサ33が設けられているが、プローブ検知部の構成はこれに限定されない。プローブ検知部を、例えば、超音波プローブ3Bの光学画像を撮影し、撮影された光学画像を解析することにより超音波プローブ3Bの向きおよび傾きを検知するように構成することもできる。
図7に、本発明の実施の形態4に係る超音波診断システムの構成を示す。実施の形態4の超音波診断システムは、図3に示す実施の形態2の超音波診断システムにおいて、診断装置1Aの代わりに診断装置1Cを備え、光学カメラ61が追加されたものである。
診断装置1Cは、実施の形態2における診断装置1Aにおいて、ガイド部43および光学画像解析部44が追加され、装置制御部18Aの代わりに装置制御部18Cを備えたものである。実施の形態4におけるガイド部43は、図6に示す実施の形態3におけるガイド部43と同一である。
診断装置1Cにおいて、光学画像解析部44は光学カメラ61に接続している。光学カメラ61および光学画像解析部44により、プローブ検知部45が構成されている。また、光学画像解析部44は、装置制御部18Cおよびガイド部43に接続している。また、画像生成部41、表示制御部12、判定部16、報知部17、装置制御部18C、ガイド部43および光学画像解析部44により、診断装置1C用のプロセッサ20Cが構成されている。
光学カメラ61および光学画像解析部44により構成されるプローブ検知部45は、超音波プローブ3Aの向きおよび傾きを検知する。
光学カメラ61は、いわゆるCCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)イメージセンサまたはいわゆるCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)イメージセンサ等のイメージセンサを含み、超音波プローブ3Aを撮影して、超音波プローブ3Aが写る光学画像を取得する。光学カメラ61は、取得された光学画像を光学画像解析部44に送出する。
光学カメラ61は、いわゆるCCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)イメージセンサまたはいわゆるCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)イメージセンサ等のイメージセンサを含み、超音波プローブ3Aを撮影して、超音波プローブ3Aが写る光学画像を取得する。光学カメラ61は、取得された光学画像を光学画像解析部44に送出する。
光学画像解析部44は、光学カメラ61により取得された光学画像を解析することにより、超音波プローブの向きおよび傾きを検知する。光学画像解析部44は、例えば、超音波プローブ3Aを様々な角度から撮影した複数のテンプレート画像を記憶しており、これらの複数のテンプレート画像を用いた、いわゆるテンプレートマッチングの方法により光学画像内をサーチして超音波プローブ3Aを検出し、検出された超音波プローブ3Aの向きおよび傾きを検知できる。
また、光学画像解析部44は、例えば、超音波プローブ3Aを様々な角度から撮影した複数のテンプレート画像をいわゆる教師データとして学習した学習済みモデルを用いることにより、超音波プローブ3Aの向きおよび傾きを検知することもできる。この学習済みモデルとして、例えば、ResNet、DenseNet、AlexNet、Baseline、バッチ正規化、ドロップアウト正則化、NetWidth探索、または、NetDepth探索等のアルゴリズムに従うモデルを用いることができる。また、光学画像解析部44は、これらのアルゴリズムに従うモデルを互いに適宜組み合わせて用いることもできる。
光学画像解析部44は、このようにして検知した超音波プローブ3Aの向きおよび傾きをガイド部43に送出する。
ガイド部43は、光学画像解析部44により検知された超音波プローブ3Aの向きおよび傾きと、判定部16により推定されたアーチファクトの発生箇所および発生原因に基づいて、アーチファクトが低減されるように超音波プローブ3Aの向きおよび傾きの少なくとも一方を変化させることをユーザにガイドする。
このように、本発明の実施の形態4の超音波診断システムによれば光学画像解析部44が、光学カメラ61により取得された超音波プローブ3Aの光学画像に基づいて超音波プローブ3Aの向きおよび傾きが検知され、ガイド部43が、光学画像解析部44により検知された超音波プローブ3Aの向きおよび傾きと、判定部16により推定されたアーチファクトの発生箇所および発生原因に基づいて、アーチファクトが低減されるように超音波プローブ3Aの向きおよび傾きの少なくとも一方を変化させることをユーザにガイドするため、実施の形態3の超音波診断システムと同様にして、ユーザは、その熟練度に関わらず超音波プローブ3Aの向きおよび傾きの少なくとも一方を適切に変化させて、アーチファクトを容易に低減できる。
実施の形態5
実施の形態1では、診断装置1にデータ記憶部15が備えられているが、データ記憶部15は、例えば、いわゆるサーバに備えられることもできる。
実施の形態1では、診断装置1にデータ記憶部15が備えられているが、データ記憶部15は、例えば、いわゆるサーバに備えられることもできる。
図8に、本発明の実施の形態5に係る超音波診断システムの構成を示す。実施の形態5の超音波診断システムは、図1に示す診断装置1により構成される超音波診断システムにおいて、診断装置1の代わりに診断装置1Dを備え、診断装置1DにネットワークNWを介して接続するサーバ71が追加されたものである。
診断装置1Dは、実施の形態1における診断装置1において、通信部46が追加され、装置制御部18の代わりに装置制御部18Dを備え、データ記憶部15が除かれたものである。通信部46は、ネットワークNWを介してサーバ71に接続されている。また、通信部46は、判定部16および装置制御部18Dに接続されている。また、表示制御部12、判定部16、報知部17、装置制御部18Dおよび通信部46により、診断装置1D用のプロセッサ20Dが構成されている。
サーバ71は、例えば、ネットワークNWに接続可能なコンピュータにより構成され且つ診断装置1Dに対して離れた場所に配置されている。サーバ71は、データ記憶部72を含んでいる。
データ記憶部72は、実施の形態1におけるデータ記憶部15と同様にして、互いに異なる複数の種類のアーチファクトに対して、それぞれのアーチファクトの発生原理と前記発生原理に基づくアーチファクトの解消方法、および、アーチファクトが診断に有効活用された事例が予め格納されたメモリである。データ記憶部72に格納されたアーチファクトの解消方法とアーチファクトの有効活用の事例は、ネットワークNWを介して通信部46に送信される。データ記憶部72としては、例えば、フラッシュメモリ、HDD、SSD、FD、MOディスク、MT、RAM、CD、DVD、SDカード、または、USBメモリ等の記録メディア等が用いられる。
通信部46は、ネットワークNWを介してサーバ71に接続し、診断装置1Dとサーバ71との間で情報の送受信を行う。通信部46は、例えば、図示しない通信ケーブル等を介してネットワークNWに有線接続するための接続端子、または、ネットワークNWに無線接続するためのアンテナ等を含む。
判定部16は、推定されたアーチファクトの発生原因に対応する、サーバ71から通信部46に送信されたアーチファクトの解消方法とアーチファクトの有効活用の事例を報知部17に送出する。
報知部17は、判定部16から送出されたアーチファクトの解消方法またはアーチファクトの有効活用の事例をユーザに報知する。
報知部17は、判定部16から送出されたアーチファクトの解消方法またはアーチファクトの有効活用の事例をユーザに報知する。
このように、本発明の実施の形態5の超音波診断システムのように、データ記憶部72がサーバ71に含まれている場合でも、実施の形態1のようにデータ記憶部15が診断装置1に含まれている場合と同様に、報知部17が、アーチファクトの解消方法またはアーチファクトの有効活用の事例をユーザに報知するため、ユーザは、アーチファクトを容易に低減でき、アーチファクトを被検体の診断に有効活用できる。
なお、実施の形態5の態様は、実施の形態1に適用されることが説明されているが、実施の形態2~4にも適用されることができる。すなわち、実施の形態2~4の超音波診断システムに、実施の形態5の超音波診断システムと同様にしてサーバ71を設けることができる。
実施の形態6
実施の形態5では、画像入力部11および判定部16が診断装置1Dに備えられているが、画像入力部11および判定部16はサーバ71に備えられていてもよい。
実施の形態5では、画像入力部11および判定部16が診断装置1Dに備えられているが、画像入力部11および判定部16はサーバ71に備えられていてもよい。
図9に、実施の形態6に係る超音波診断システムの構成を示す。実施の形態6の超音波診断システムは、図8に示す実施の形態5の超音波診断システムにおいて、サーバ71の代わりにサーバ71Eを備え、診断装置1Dの代わりに診断装置1Eを備えたものである。診断装置1Eとサーバ71Eは、ネットワークNWを介して互いに接続されている。
診断装置1Eは、実施の形態5における診断装置1Dにおいて、画像入力部11および判定部16が取り除かれ、装置制御部18Dの代わりに装置制御部18Eを備えたものである。表示制御部12、報知部17、装置制御部18Eおよび通信部46により、診断装置1E用のプロセッサ20Eが構成されている。
サーバ71Eは、実施の形態5におけるサーバ71において、画像入力部73、判定部74およびサーバ制御部75が追加されたものである。サーバ71Eにおいて、データ記憶部72および画像入力部73に判定部74が接続されている。また、データ記憶部72、画像入力部73および判定部74に、サーバ制御部75が接続されている。また、判定部74およびサーバ制御部75によりサーバ71E用のプロセッサ76が構成されている。
サーバ71Eの画像入力部73は実施の形態5における診断装置1Dの画像入力部11と同一であり、判定部74は実施の形態5における診断装置1Dの判定部16と同一である。
サーバ制御部75は、予め記録されたプログラム等に従ってサーバ71Eの各部を制御する。
サーバ制御部75は、予め記録されたプログラム等に従ってサーバ71Eの各部を制御する。
また、サーバ71Eの判定部74およびサーバ制御部75により構成されるプロセッサ76は、CPU、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、DSP、ASIC、GPU、または、その他のIC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76の判定部74およびサーバ制御部75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されることもできる。
また、プロセッサ76の判定部74およびサーバ制御部75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されることもできる。
実施の形態6の超音波診断システムでは、図示しない外部の装置または記録媒体等からサーバ71Eの画像入力部73に対して超音波画像が入力される。画像入力部73は、外部の装置または記録媒体等から入力された超音波画像を判定部74に送出する。
判定部74は、学習済みモデルを用いることにより、画像入力部73から送出された超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定する。また、判定部74は、学習済みモデルを用いることにより、超音波画像において発生しているアーチファクトの発生箇所と発生原因を推定する。
画像入力部73に対して入力された超音波画像、アーチファクトの有無に関する判定部74の判定結果、および、判定部74により推定されたアーチファクトの発生箇所および発生原因は、ネットワークNWを介して診断装置1Eの通信部46に送信される。
診断装置1Eの通信部46は、ネットワークNWを介してサーバ71Eから受信した超音波画像を画像メモリ14に送出する。これにより、超音波画像は画像メモリ14に格納される。また、画像メモリ14に格納された超音波画像は、装置制御部18Eによる制御の下で表示制御部12に送出され、モニタ13に表示される。
また、通信部46は、ネットワークNWを介してサーバ71Eから受信したアーチファクトの有無に関する判定結果と、アーチファクトの発生箇所および発生原因と報知部17に送出する。
報知部17は、判定部74によりアーチファクトが発生していると判定された場合に、判定部74により推定されたアーチファクトの発生箇所と発生原因をユーザに報知する。また、報知部17は、アーチファクトの発生原因をユーザに報知する際に、データ記憶部72に格納されているアーチファクトの発生原理に基づくアーチファクトの解消方法を合わせて報知できる。また、報知部17は、アーチファクトの発生原因をユーザに報知する際に、データ記憶部72に格納されている、アーチファクトが診断に有効活用された事例を併せて報知できる。
以上から、本発明の実施の形態6の超音波診断システムのように、画像入力部73および判定部74はサーバに含まれている場合でも、実施の形態5のように画像入力部11および判定部16が診断装置1Dに含まれている場合と同様に、報知部17が、アーチファクトの解消方法またはアーチファクトの有効活用の事例をユーザに報知するため、ユーザは、アーチファクトを容易に低減でき、アーチファクトを被検体の診断に有効活用できる。
また、実施の形態6の超音波診断システムでは、判定部74がサーバ71Eに含まれているため、アーチファクトの有無に関する判定と、アーチファクトの発生箇所と発生原因の推定を診断装置1E内で行う必要が無く、診断装置1Eにおける計算負荷を軽減できる。そのため、例えば互いに異なる場所に複数の診断装置1Eを設置し、それぞれの場所のユーザがそれぞれの診断装置1Eを用いて被検体の診断を行う場合に、計算能力の高い高価なプロセッサ20Eを診断装置1E毎に搭載する必要がない。このように、診断装置1Eに高価なプロセッサ20Eを搭載する必要がないため、特に複数の診断装置1Eを設置する場合に、超音波診断システムの導入が容易である。
1,1A,1B,1C,1D,1E 診断装置、3A,3B 超音波プローブ、11,11A,73 画像入力部、12 表示制御部、13 モニタ、14 画像メモリ、15,72 データ記憶部、16,74 判定部、17 報知部、18,18A,18B,18C,18D,18E 装置制御部、19 入力装置、20,20A,20B,20C,20D,20E,76 プロセッサ、31 振動子アレイ、32 送受信回路、33 プローブセンサ、41 画像生成部、42 画像取得部、43 ガイド部、44 光学画像解析部、45 プローブ検知部、46 通信部、51 パルサ、52 増幅部、53 AD変換部、54 ビームフォーマ、55 信号処理部、56 DSC、57 画像処理部、61 光学カメラ、71,71E サーバ、75 サーバ制御部、NW ネットワーク。
Claims (12)
- 超音波画像を入力する画像入力部と、
アーチファクトが写り込んだ複数の超音波画像とそれぞれのアーチファクトの発生原因とが紐付けられた学習用データにより学習された学習済みモデルを用いることにより前記画像入力部に入力された前記超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定する判定部と、
前記判定部によりアーチファクトが発生していると判定された場合に、前記超音波画像におけるアーチファクトの発生箇所と発生原因を報知する報知部と
を備える超音波診断システム。 - アーチファクトの発生原理と前記発生原理に基づくアーチファクトの解消方法が格納されたデータ記憶部を備え、
前記報知部は、前記発生原因を報知する際に、前記データ記憶部に格納されている前記発生原理に基づくアーチファクトの解消方法を併せて報知する請求項1に記載の超音波診断システム。 - 前記データ記憶部は、アーチファクトが診断に有効活用された事例を格納し、
前記報知部は、前記発生原因を報知する際に、前記データ記憶部に格納されている前記アーチファクトが診断に有効活用された事例を併せて報知する請求項2に記載の超音波診断システム。 - 前記画像入力部と前記判定部と前記報知部を含む診断装置を備え、
前記データ記憶部は、前記診断装置に配置されている請求項2または3に記載の超音波診断システム。 - 前記画像入力部と前記判定部と前記報知部を含む診断装置と、
ネットワークを介して前記診断装置に接続されたサーバと
を備え、
前記データ記憶部は、前記サーバに配置されている請求項2または3に記載の超音波診断システム。 - 前記報知部を含む診断装置と、
ネットワークを介して前記診断装置に接続され、且つ、前記画像入力部と前記判定部とを含むサーバと
を備え、
前記データ記憶部は、前記サーバに配置されている請求項2または3に記載の超音波診断システム。 - 前記画像入力部に入力された前記超音波画像に対してユーザの入力操作により関心領域を指定するための入力装置を備え、
前記判定部は、前記関心領域におけるアーチファクトの発生の有無を判定する請求項1~6のいずれか一項に記載の超音波診断システム。 - 前記画像入力部は、
振動子アレイを有する超音波プローブと、
前記振動子アレイから被検体に超音波ビームの送受信を行い且つ前記振動子アレイから出力される受信信号に基づいて超音波画像を取得する画像取得部と
を含む請求項1~7のいずれか一項に記載の超音波診断システム。 - 前記超音波プローブの向きおよび傾きを検知するプローブ検知部と、
前記プローブ検知部により検知された前記超音波プローブの向きおよび傾きに基づいてアーチファクトが低減されるように前記超音波プローブの向きおよび傾きの少なくとも一方を変化させることをガイドするガイド部と
を備える請求項8に記載の超音波診断システム。 - 前記プローブ検知部は、前記超音波プローブに配置されたプローブセンサからなる請求項9に記載の超音波診断システム。
- 前記プローブ検知部は、
前記超音波プローブを撮影して光学画像を取得する光学カメラと、
前記光学カメラにより取得された前記光学画像を解析することにより前記超音波プローブの向きおよび傾きを検知する光学画像解析部と
を含む請求項9に記載の超音波診断システム。 - 超音波画像を入力し、
アーチファクトが写り込んだ複数の超音波画像とそれぞれのアーチファクトの発生原因とが紐付けられた学習用データにより学習された学習済みモデルを用いることにより、入力された前記超音波画像におけるアーチファクトの発生の有無を判定し、
アーチファクトが発生していると判定された場合に、前記超音波画像におけるアーチファクトの発生箇所と発生原因を報知する
超音波診断システムの制御方法。
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