JP2024078034A - 超音波診断装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】Shear Waveスキャンにおいて最適なスキャン条件を設定すること。【解決手段】実施形態に係る超音波診断装置は、取得部と、設定部とを備える。取得部は、生体内にせん断波を生じさせるプッシュパルスの送信電圧に関する設定値を含むパラメータを取得する。設定部は、パラメータに基づいて、関心領域サイズおよびフレームレートの少なくとも一方を変更したスキャン条件を設定する。【選択図】 図1
Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、超音波診断装置および方法に関する。
従来、超音波診断装置において、非侵襲的に生体組織の硬さの情報(硬度情報)を得るエラストグラフィ(Elastography)として、せん断波(Shear Wave)を用いたシアウェーブエラストグラフィ(Shear Wave Elastography:SWE)が知られている。このSWEによるスキャン(Shear Waveスキャン)では、生体内にせん断波を生じさせるプッシュパルスによって生体組織の一部を変形させ、生体組織の中を伝播するせん断波の速度(せん断速度)を検出し、検出したせん断速度に基づいて組織の硬さを評価することができる。
Shear Waveスキャンを実行する関心領域(Region of Interest:ROI)は、検査対象の生体組織に応じて大きさが異なることがある。例えば、整形外科の領域である下肢の腱および筋肉について検査をする際には、せん断波の伝播方向に複数箇所の計測領域を必要とする場合がある。この場合、ROIを大きくする必要がある一方で、発熱およびパワー規制などによりプッシュパルスの送信電圧が低下し、超音波画像の感度(例えば、SN比)の低下が懸念される。また例えば、フレームレートに関しても、リアルタイム性を求めるとプッシュパルスの送信電圧が低下し、同様に超音波画像の感度が低下する恐れがある。しかし、現状では、プッシュパルスの強度を基準としたスキャン条件の設定について知られていない。
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、Shear Waveスキャンにおいて最適なスキャン条件を設定することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
実施形態に係る超音波診断装置は、取得部と、設定部とを備える。取得部は、生体内にせん断波を生じさせるプッシュパルスの送信電圧に関する設定値を含むパラメータを取得する。設定部は、パラメータに基づいて、関心領域サイズおよびフレームレートの少なくとも一方を変更したスキャン条件を設定する。
以下、図面を参照しながら、超音波診断装置の実施形態について詳細に説明する。
(実施形態)
図1は、実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図1の超音波診断装置1は、装置本体100と、超音波プローブ101とを有している。装置本体100は、入力装置102および出力装置103と接続されている。また、装置本体100は、ネットワークNWを介して外部装置104と接続されている。外部装置104は、例えば、PACS(Picture Archiving and Communication Systems)を搭載したサーバである。
図1は、実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図1の超音波診断装置1は、装置本体100と、超音波プローブ101とを有している。装置本体100は、入力装置102および出力装置103と接続されている。また、装置本体100は、ネットワークNWを介して外部装置104と接続されている。外部装置104は、例えば、PACS(Picture Archiving and Communication Systems)を搭載したサーバである。
超音波プローブ101は、例えば、装置本体100による制御に従い、被検体である生体P内のスキャン領域について超音波スキャンを実行する。超音波プローブ101は、例えば、複数の圧電振動子、複数の圧電振動子とケースとの間に設けられる整合層、および複数の圧電振動子から放射方向に対して後方への超音波の伝播を防止するバッキング材を有する。超音波プローブ101は、例えば、第1の素子配列方向(エレベーション方向)と第2の素子配列方向(アジマス方向)とに沿って複数の超音波振動子が配列された2次元アレイプローブである。超音波プローブ101は、装置本体100と着脱自在に接続される。超音波プローブ101には、オフセット処理、および超音波画像をフリーズさせる操作(フリーズ操作)等の際に押下されるボタンが配置されてもよい。
複数の圧電振動子は、装置本体100が有する後述の超音波送信回路110から供給される駆動信号に基づいて超音波を発生する。これにより、超音波プローブ101から生体Pへ超音波が送信される。超音波プローブ101から生体Pへ超音波が送信されると、送信された超音波は、生体Pの体組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが、移動している血流または心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向の速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。超音波プローブ101は、生体Pからの反射波信号を受信して電気信号に変換する。
図1には、一つの超音波プローブ101と装置本体100との接続関係を例示している。しかしながら、装置本体100には、複数の超音波プローブを接続することが可能である。接続された複数の超音波プローブのうちいずれを超音波スキャンに使用するかは、例えば、後述するタッチパネル上のソフトウェアボタンによって任意に選択することができる。
装置本体100は、超音波プローブ101により受信された反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体100は、超音波送信回路110と、超音波受信回路120と、内部記憶回路130と、画像メモリ140と、入力インタフェース150と、出力インタフェース160と、通信インタフェース170と、処理回路180とを有している。
超音波送信回路110は、超音波プローブ101に駆動信号を供給するプロセッサである。超音波送信回路110は、例えば、トリガ発生回路、遅延回路、およびパルサ回路により実現される。トリガ発生回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返して発生する。遅延回路は、超音波プローブから発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な複数の圧電振動子毎の遅延時間を、トリガ発生回路が発生する各レートパルスに対し与える。パルサ回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ101に設けられる複数の超音波振動子へ駆動信号(駆動パルス)を印加する。遅延回路により各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、複数の圧電振動子の表面からの送信方向が任意に調整可能となる。
また、超音波送信回路110は、駆動信号によって、超音波の出力強度を任意に変更することができる。超音波診断装置では、出力強度を大きくすることにより、生体P内での超音波の減衰の影響を小さくすることができる。超音波診断装置は、超音波の減衰の影響を小さくすることによって、受信時において、S/N比の大きい反射波信号を取得することができる。尚、駆動信号は、送信電圧に言い換えられてもよい。よって、プッシュパルスを発生させるために超音波送信回路110が超音波プローブ101に供給する送信電圧は、プッシュパルスの送信電圧と呼ばれてもよい。
一般的に、超音波が生体P内を伝播すると、出力強度に相当する超音波の振動の強さ(これは、音響パワーとも称する)が減衰する。音響パワーの減衰は、吸収、散乱および反射などによって起こる。また、音響パワーの減少の度合いは、超音波の周波数および超音波の放射方向の距離に依存する。例えば、超音波の周波数を大きくすることにより、減衰の度合いは大きくなる。また、超音波の放射方向の距離が長くなるほど、減衰の度合いは大きくなる。
超音波受信回路120は、超音波プローブ101が受信した反射波信号に対して各種処理を施し、受信信号を生成するプロセッサである。超音波受信回路120は、超音波プローブ101によって取得された超音波の反射波信号に基づく受信信号を生成する。具体的には、超音波受信回路120は、例えば、プリアンプ、A/D変換器、復調器、およびビームフォーマにより実現される。プリアンプは、超音波プローブ101が受信した反射波信号をチャネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。A/D変換器は、ゲイン補正された反射波信号をディジタル信号に変換する。復調器は、ディジタル信号を復調する。ビームフォーマは、例えば、復調されたディジタル信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与えて、遅延時間が与えられた複数のディジタル信号を加算する。ビームフォーマの加算処理により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調された受信信号が発生する。尚、以降では、「超音波の反射波信号」および「受信信号」を総称して「エコー信号」と呼ぶ。よって、「受信信号の強度」は、「エコー信号の反射強度(エコー反射強度)」と言い換えられてもよい。
内部記憶回路130は、例えば、磁気的記憶媒体、光学的記憶媒体、または半導体メモリ等、プロセッサにより読み取り可能な記憶媒体等を有する。内部記憶回路130は、超音波送受信を実現するためのプログラム、後述する部位推定処理に関するプログラム、レンダリング画像生成処理に関するプログラム、および各種データなどを記憶している。プログラムおよび各種データは、例えば、内部記憶回路130に予め記憶されていてもよい。また、プログラムおよび各種データは、例えば、非一過性の記憶媒体に記憶されて配布され、非一過性の記憶媒体から読み出されて内部記憶回路130にインストールされてもよい。また、内部記憶回路130は、入力インタフェース150を介して入力される操作に従い、処理回路180で生成されるBモード画像データ、造影画像データ、血流映像に関する画像データ、および三次元データなどを記憶する。内部記憶回路130は、記憶している画像データおよび三次元データを、通信インタフェース170を介して外部装置104等に転送することも可能である。
なお、内部記憶回路130は、CDドライブ、DVDドライブ、およびフラッシュメモリなどの可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置などであってもよい。内部記憶回路130は、記憶しているデータを可搬性記憶媒体へ書き込み、可搬性記憶媒体を介してデータを外部装置104に記憶させることも可能である。
画像メモリ140は、例えば、磁気的記憶媒体、光学的記憶媒体、または半導体メモリなどのプロセッサにより読み取り可能な記憶媒体を有する。画像メモリ140は、入力インタフェース150を介して入力されるフリーズ操作直前の複数フレームに対応する画像データを保存する。画像メモリ140に記憶されている画像データは、例えば、連続表示(シネ表示)される。尚、画像メモリ140は、画像データの保存に限らず、三次元データを保存してもよい。
上記の内部記憶回路130および画像メモリ140は、必ずしもそれぞれが独立した記憶装置により実現されなくてもよい。内部記憶回路130および画像メモリ140は、単一の記憶装置により実現されてもよい。また、内部記憶回路130および画像メモリ140は、それぞれが複数の記憶装置により実現されてもよい。
入力インタフェース150は、入力装置102を介し、操作者からの各種指示を受け付ける。入力装置102は、例えば、マウス、キーボード、パネルスイッチ、スライダースイッチ、トラックボール、ロータリーエンコーダ、操作パネル、およびタッチパネルである。入力インタフェース150は、例えばバスを介して処理回路180に接続され、操作者から入力される操作指示を電気信号へ変換し、電気信号を処理回路180へ出力する。なお、入力インタフェース150は、マウスおよびキーボード等の物理的な操作部品と接続するものだけに限られない。例えば、超音波診断装置1とは別体に設けられた外部の入力機器から入力される操作指示に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路180へ出力する回路も入力インタフェースの例に含まれる。
出力インタフェース160は、例えば処理回路180からの電気信号を出力装置103へ出力するためのインタフェースである。出力装置103は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRTディスプレイ等の任意のディスプレイである。出力装置103は、入力装置102を兼ねたタッチパネル式のディスプレイでもよい。出力装置103は、ディスプレイの他に、音声を出力するスピーカーを更に含んでもよい。出力インタフェース160は、例えばバスを介して処理回路180に接続され、処理回路180からの電気信号を出力装置103に出力する。
通信インタフェース170は、例えばネットワークNWを介して外部装置104と接続され、外部装置104との間でデータ通信を行う。
処理回路180は、例えば、超音波診断装置1の中枢として機能するプロセッサである。処理回路180は、内部記憶回路130に記憶されているプログラムを実行することで、当該プログラムに対応する機能を実現する。処理回路180は、例えば、Bモード処理機能181と、ドプラ処理機能182と、エラストグラフィ処理機能183と、画像生成機能184と、取得部として機能する取得機能185Aと、判定部として機能する判定機能185Bと、算出部として算出機能185Cと、設定部として機能する設定機能185Dと、表示制御機能186と、システム制御機能187とを有している。尚、ドプラ処理機能182は、本実施形態との関係性が薄いため、処理回路180の機能から省略されてもよい。
Bモード処理機能181は、超音波受信回路120から受け取った受信信号(エコー信号)に基づき、Bモードデータを生成する機能である。Bモード処理機能181によって処理回路180は、例えば、超音波受信回路120から受け取った受信信号に対して包絡線検波処理、および対数圧縮処理などを施し、受信信号の信号強度(エコー反射強度)を輝度の値(輝度値)で表現したデータ(Bモードデータ)を生成する。生成されたBモードデータは、2次元的な超音波走査線(ラスタ)上のBモードRAWデータとして不図示のRAWデータメモリに記憶される。
また、処理回路180は、Bモード処理機能181により、ハーモニックイメージング(Harmonic Imaging)を実行することができる。ハーモニックイメージングとは、超音波の反射波信号に含まれる基本波成分だけでなく、高調波成分(ハーモニック成分)も利用する撮像法である。ハーモニックイメージングには、例えば、造影剤を用いないティッシュハーモニックイメージング(THI:Tissue Harmonic Imaging)と、造影剤を利用するコントラストハーモニックイメージング(CHI:Contrast Harmonic Imaging)とがある。
THIでは、振幅変調(AM:Amplitude Modulation)法や位相変調(PM:Phase Modulation)法、AM法及びPM法を組み合わせたAMPM法と呼ばれる映像法を用いて、ハーモニック成分を抽出することができる。
AM法、PM法およびAMPM法では、同一の走査線に対して振幅や位相が異なる超音波送信を複数回行う。これにより、超音波受信回路120は、各走査線で複数の反射波データを生成し、生成した反射波データを出力する。処理回路180は、Bモード処理機能181により、各走査線の複数の反射波データを、変調法に応じた加減算処理することで、ハーモニック成分を抽出する。そして、処理回路180は、ハーモニック成分の反射波データに対して包絡線検波処理などを行って、Bモードデータを生成する。
また、CHIでは、例えば、周波数フィルタを用いてハーモニック成分を抽出する。処理回路180は、Bモード処理機能181により、造影剤を反射源とする反射波データ(高調波成分)と、生体P内の組織を反射源とする反射波データ(基本波成分)とを分離することができる。これにより、処理回路180は、フィルタを用いて造影剤からの高調波成分を選択して、造影画像データを生成するためのBモードデータを生成することができる。
造影画像データを生成するためのBモードデータは、造影剤を反射源とするエコー反射強度を輝度値で表したデータとなる。また、処理回路180は、生体Pの反射波データから基本波成分を抽出して、組織画像データを生成するためのBモードデータを生成することもできる。
ドプラ処理機能182は、超音波受信回路120から受け取った受信信号を周波数解析することで、スキャン領域に設定されるROI(Region Of Interest:関心領域)内にある移動体のドプラ効果に基づく運動情報を抽出したデータ(ドプラ情報)を生成する機能である。生成されたドプラ情報は、2次元的な超音波走査線上のドプラRAWデータ(ドプラデータとも称する)として不図示のRAWデータメモリに記憶される。
具体的には、処理回路180は、ドプラ処理機能182により、例えば移動体の運動情報として、平均速度、平均分散値、平均パワー値などを複数のサンプル点それぞれで推定し、推定した運動情報を示すドプラデータを生成する。移動体は、例えば、血流や、心壁などの組織、造影剤である。本実施形態に係る処理回路180は、ドプラ処理機能182により、血流の運動情報(血流情報)として、血流の平均速度、血流速度の分散値、血流信号のパワー値などを、複数のサンプル点それぞれで推定し、推定した血流情報を示すドプラデータを生成する。
エラストグラフィ処理機能183は、超音波受信回路120から受け取った受信信号に基づいて、被検体P内の組織の弾性を表す指標値を算出する機能である。具体的には、エラストグラフィ処理機能183において処理回路180は、例えば、超音波受信回路120から受け取った受信信号に含まれる位相情報を用いて、プッシュパルスによって被検体P内で生じた変位を算出する。処理回路180は、算出した変位に基づいて、被検体P内の組織の弾性を表す指標値を算出する。組織の弾性を表す指標値は、例えば、被検体P内で発生するせん断波(Shear Wave)の伝播速度である。以下、「せん断波の伝播速度」を「せん断速度(Shear Wave Speed)」と記載する。せん断速度は、生体内の密度が一様であれば、硬い組織では速く、柔らかい組織では遅い。尚、処理回路180は、せん断速度から、ヤング率又はせん断弾性率を算出し、算出したヤング率又はせん断弾性率を組織の弾性を表す指標値としてもよい。また、せん断波の到達時間を組織の弾性を表す指標値としてもよい。
画像生成機能184は、Bモード処理機能181により生成されたデータに基づいて、Bモード画像データを生成する機能である。例えば、画像生成機能184によって処理回路180は、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換(スキャンコンバート)し、表示用の画像データ(表示用画像データ)を生成する。具体的には、処理回路180は、RAWデータメモリに記憶されたBモードRAWデータに対してRAW-ピクセル変換、例えば、超音波プローブ101による超音波の走査形態に応じた座標変換を実行することで、ピクセルから構成される2次元Bモード画像データ(超音波画像データとも称する)を生成する。換言すると、処理回路180は、画像生成機能184により、超音波の送受信によって、連続する複数のフレームにそれぞれ対応する複数の超音波画像(医用画像)を生成する。
また、処理回路180は、例えば、RAWデータメモリに記憶されたドプラRAWデータに対してRAW-ピクセル変換を実行することで、血流情報が映像化されたドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、平均速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又はこれらを組み合わせた画像データである。処理回路180は、ドプラ画像データとして、血流情報がカラーで表示されるカラードプラ画像データ、および一つの血流情報がグレースケールで波形状に表示されるドプラ画像データを生成する。
また、処理回路180は、例えば、エラストグラフィ処理機能183により算出された弾性を表す指標値に基づき、生体組織の硬さがカラー表示された弾性画像データを生成する。弾性画像には、例えば、せん断波の伝播速度(m/s)を表示するマップタイプと、弾性率(kPa)を表示するマップタイプとがある。また例えば、処理回路180は、エラストグラフィ処理機能183により算出されたせん断速度に基づき、せん断波の伝播がカラー表示された伝播画像データを生成する。伝播画像は、例えば、せん断波の到達時間を等高線(一定の時間間隔で、せん断波の波面位置を表示)で表現したものである。
取得機能185Aは、後述するスキャン条件最適化処理に関するパラメータを取得する機能である。具体的には、取得機能185Aにより処理回路180は、例えば、超音波診断装置1に設定されたスキャン条件を含むパラメータを取得する。スキャン条件は、例えば、関心領域(ROI)の情報(例えば、位置およびサイズを含む)およびフレームレートに関する設定値(FrameRate Index:FR Index)を含む。FR Indexは、フレームレートの値を数値項目で表したものである。
パラメータには、スキャン条件の他、プッシュパルスの送信電圧に関する設定値(PushQuality)が含まれてもよい。PushQualityは、送信電圧の範囲を数値項目で表したものである。更に、パラメータには、スキャン条件の各項目のうち、最適化させたい項目の情報である項目情報が含まれてもよい。
ところで、プッシュパルスの送信電圧は、ROIサイズおよびフレームレートのそれぞれと対応関係にある。例えば、表示画像(超音波画像)の感度(例えば、SN比)を維持したままROIサイズを広げる場合、せん断波の減衰を抑えるためにプッシュパルスの送信電圧を高くする必要がある。また例えば、表示画像のSN比を維持したままフレームレートを高くする場合、プッシュパルスの送信間隔を短くする(即ち、所定時間内のプッシュパルスの数を増やす)必要がある。しかし、安全上の制限から、プッシュパルスの送信電圧、および所定電圧における所定時間内のプッシュパルスの数には上限が設けられているため、所望の送信電圧に設定できない場合やプッシュパルスの数を増やすために送信電圧を下げる場合があった。これらの場合、超音波画像のSN比を維持するためには、従来ユーザがROIサイズおよびフレームレートの少なくとも一方を手動で設定していた。
そこで、本実施形態では、超音波画像のSN比を基準とした指標に代えて、プッシュパルスの送信電圧を基準とした指標を用いる。プッシュパルスの送信電圧を基準とした指標が、前述したPushQualityである。つまり、本実施形態では、ユーザがPushQualityを設定することによってプッシュパルスの送信電圧を所望の範囲となるように指定し、超音波診断装置1は、この所望の範囲に収まるプッシュパルスの送信電圧となるように、ROIサイズおよびフレームレートの少なくとも一方を適切な値に変更する。
判定機能185Bは、スキャン条件最適化処理における最適化させたい項目を判定する機能である。具体的には、判定機能185Bにより処理回路180は、項目情報に基づいて最適化させたい項目を判定する。項目情報には、例えば、最適化させたい項目として「ROI幅」(関心領域サイズ)および「フレームレート」の少なくとも一方が含まれる。項目情報は、ユーザが最適化させたい項目を選択することで設定されてもよいし、ユーザが設定を維持したい項目、即ち設定を変更したくない項目を選択することで設定されてもよい。尚、項目情報が設定されていない場合、処理回路180は、ROI幅およびフレームレートの両方を最適化するように判定してもよいし、ユーザに対して最適化させたい項目を選択させてもよい。また、項目情報は、設定を維持したい項目、即ち設定を変更したくない項目の情報でもよい。
更に、判定機能185Bは、スキャン条件最適化処理において、他の様々な判定を行う機能を有してもよい。具体的には、判定機能185Bにより処理回路180は、スキャン条件最適化処理に含まれる具体的な最適化処理(後述するROI幅最適化処理、フレームレート最適化処理、および一括最適化処理)において、様々な判定を行ってもよい。例えば、判定機能185Bにより処理回路180は、プッシュパルスの送信電圧と設定値(PushQuality)とを比較することによって、ROI幅、フレームレート、またはそれら両方の変更の有無を判定してもよい。尚、様々な判定の具体例は後述される。
算出機能185Cは、プッシュパルスの送信電圧を算出する機能である。具体的には、算出機能185Cにより処理回路180は、超音波送受信を伴わないプレスキャンまたはシミュレーションモードにおいて、ROIの情報およびフレームレートに基づいてプッシュパルスの送信電圧を算出する。尚、送信電圧の算出においてプレスキャンを用いる場合、実際の超音波送受信が行われないためクーリングタイムを省略することができる。
設定機能185Dは、取得されたパラメータに基づいて、Shear Waveスキャンのスキャン条件を設定する機能である。具体的には、設定機能185Dにより処理回路180は、スキャン条件最適化処理に含まれる具体的な最適化処理において、関心領域サイズおよびフレームレートの少なくとも一方を変更したスキャン条件を設定する。
なお、本実施形態では、関心領域サイズの変更として、関心領域におけるスキャン方向(せん断波の伝播方向)の長さを変更するものとする。しかし、これに限らず、関心領域サイズの変更として、超音波の放射方向(深さ方向)の長さを変更してもよいし、スキャン方向および放射方向の両方の長さを変更してもよい。また、関心領域の長さは、関心領域の幅(ROI幅)と呼ばれてもよい。
表示制御機能186は、画像生成機能184により生成された各種超音波画像データに基づく画像を出力装置103としてのディスプレイに表示させる機能である。具体的には、例えば、表示制御機能186により処理回路180は、画像生成機能184により生成されたBモード画像データ、弾性画像データ、伝播画像データ、又はこれらのうち少なくとも二つの画像を含む画像データに基づく画像のディスプレイにおける表示を制御する。
より具体的には、処理回路180は、Bモード画像データおよび弾性画像データに基づいて、Bモード画像に弾性画像が重畳された超音波画像(弾性超音波画像)を表示させる。また、処理回路180は、Bモード画像データおよび伝播画像データに基づいて、Bモード画像に伝播画像が重畳された超音波画像(伝播超音波画像)を表示させる。尚、処理回路180は、複数の超音波画像を並べて同時に表示させてもよい。例えば、処理回路180は、弾性超音波画像および伝播超音波画像を左右、或いは上下にレイアウトして表示させてもよい。
表示制御機能186により処理回路180は、例えば、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換(スキャンコンバート)し、表示用画像データを生成する。また、処理回路180は、表示用画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度(ブライトネス)、コントラスト、及びγカーブ補正、並びにRGB変換等の各種処理を実行してもよい。また、処理回路180は、表示用画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディマーク等の付帯情報を付加してもよい。また、処理回路180は、操作者が入力装置により各種指示を入力するためのユーザインタフェース(GUI:Graphical User Interface)を生成し、GUIをディスプレイに表示させてもよい。
システム制御機能187は、超音波診断装置1全体の動作を統括して制御する機能である。例えば、システム制御機能187によって処理回路180は、超音波の送受信に関するパラメータに基づいて超音波送信回路110および超音波受信回路120を制御する。
以上、実施形態における超音波診断装置1の構成について説明した。次に、実施形態におけるスキャン条件最適化処理について説明する。
図2は、実施形態に係る超音波診断装置1によるスキャン条件最適化処理の処理手順を例示するフローチャートである。図2のフローチャートは、例えば、ユーザがスキャン条件最適化処理を実行することにより開始される。
(ステップST110)
スキャン条件最適化処理が実行されると、処理回路180は、取得機能185Aを実行する。取得機能185Aを実行すると、処理回路180は、超音波診断装置1に設定されている現在のパラメータ(即ち、最適化処理前のパラメータ)を取得する。以下、取得されるパラメータには、項目情報、ROIの情報、FR Index、およびPushQualityが含まれるものとする。
スキャン条件最適化処理が実行されると、処理回路180は、取得機能185Aを実行する。取得機能185Aを実行すると、処理回路180は、超音波診断装置1に設定されている現在のパラメータ(即ち、最適化処理前のパラメータ)を取得する。以下、取得されるパラメータには、項目情報、ROIの情報、FR Index、およびPushQualityが含まれるものとする。
(ステップST120)
パラメータを取得した後、処理回路180は、判定機能185Bを実行する。判定機能185Bを実行すると、処理回路180は、ROI幅のみの最適化か否かを判定する。具体的には、パラメータに含まれる項目情報が「ROI幅」(関心領域サイズ)のみの場合、処理回路180は、ROI幅のみの最適化であると判定し、それ以外の場合、ROI幅のみの最適化ではないと判定する。
パラメータを取得した後、処理回路180は、判定機能185Bを実行する。判定機能185Bを実行すると、処理回路180は、ROI幅のみの最適化か否かを判定する。具体的には、パラメータに含まれる項目情報が「ROI幅」(関心領域サイズ)のみの場合、処理回路180は、ROI幅のみの最適化であると判定し、それ以外の場合、ROI幅のみの最適化ではないと判定する。
ROI幅のみの最適化であると判定された場合、処理はステップST140へと進み、ROI幅のみの最適化ではないと判定された場合、処理はステップST130へと進む。
(ステップST130)
ROI幅のみの最適化ではないと判定した後、処理回路180は、フレームレートのみの最適化であるか否かを判定する。具体的には、パラメータに含まれる項目情報が「フレームレート」のみの場合、処理回路180は、フレームレートのみの最適化であると判定し、それ以外の場合、フレームレートのみの最適化ではないと判定する。
ROI幅のみの最適化ではないと判定した後、処理回路180は、フレームレートのみの最適化であるか否かを判定する。具体的には、パラメータに含まれる項目情報が「フレームレート」のみの場合、処理回路180は、フレームレートのみの最適化であると判定し、それ以外の場合、フレームレートのみの最適化ではないと判定する。
フレームレートのみの最適化であると判定された場合、処理はステップST150へと進み、フレームレートのみの最適化ではないと判定された場合、処理はステップST160へと進む。
(ステップST140)
ROI幅のみの最適化であると判定した後、処理回路180は、ROI幅を最適化する処理(ROI幅最適化処理)を実行する。ROI幅最適化処理については後述される。ステップST140の後、スキャン条件最適化処理は終了する。
ROI幅のみの最適化であると判定した後、処理回路180は、ROI幅を最適化する処理(ROI幅最適化処理)を実行する。ROI幅最適化処理については後述される。ステップST140の後、スキャン条件最適化処理は終了する。
(ステップST150)
フレームレートのみの最適化であると判定した後、処理回路180は、フレームレートを最適化する処理(フレームレート最適化処理)を実行する。フレームレート最適化処理については後述される。ステップST150の後、フレームレート最適化処理は終了する。
フレームレートのみの最適化であると判定した後、処理回路180は、フレームレートを最適化する処理(フレームレート最適化処理)を実行する。フレームレート最適化処理については後述される。ステップST150の後、フレームレート最適化処理は終了する。
(ステップST160)
ROI幅およびフレームレートのみの最適化ではないと判定した後、処理回路180は、ROI幅およびフレームレートを最適化する処理(一括最適化処理)を実行する。一括最適化処理については後述される。ステップST160の後、スキャン条件最適化処理は終了する。
ROI幅およびフレームレートのみの最適化ではないと判定した後、処理回路180は、ROI幅およびフレームレートを最適化する処理(一括最適化処理)を実行する。一括最適化処理については後述される。ステップST160の後、スキャン条件最適化処理は終了する。
次に、スキャン条件最適化処理に含まれるROI幅最適化処理、フレームレート最適化処理、および一括最適化処理の具体例についてそれぞれ説明する。
(ROI幅最適化処理)
図3は、図2のフローチャートのROI幅最適化処理の処理手順を例示するフローチャートである。ROI幅最適化処理は、フレームレートを維持しつつ(変更せずに)、ユーザが設定したPushQualityを満たすようにROI幅を変更する処理である。
図3は、図2のフローチャートのROI幅最適化処理の処理手順を例示するフローチャートである。ROI幅最適化処理は、フレームレートを維持しつつ(変更せずに)、ユーザが設定したPushQualityを満たすようにROI幅を変更する処理である。
(ステップST1401)
ROI幅最適化処理が実行されると、処理回路180は、初期ROI幅W0を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるROIの情報に基づいてROI幅Wに初期ROI幅W0を代入する。ROIの情報は、予め設定されている値でもよいし、ユーザが指定した値でもよい。
ROI幅最適化処理が実行されると、処理回路180は、初期ROI幅W0を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるROIの情報に基づいてROI幅Wに初期ROI幅W0を代入する。ROIの情報は、予め設定されている値でもよいし、ユーザが指定した値でもよい。
(ステップST1402)
初期ROI幅W0を設定した後、処理回路180は、上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるPushQualityであって、このPushQualityに対応付けられた送信電圧の範囲(所定の範囲の送信電圧の値)をテーブルから読み出す。そして、処理回路180は、読み出した送信電圧の範囲のうちの最大値を上限閾値TH1に設定し、最小値を下限閾値TH2に設定する。以下、上記のテーブルについて図4を用いて説明する。
初期ROI幅W0を設定した後、処理回路180は、上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるPushQualityであって、このPushQualityに対応付けられた送信電圧の範囲(所定の範囲の送信電圧の値)をテーブルから読み出す。そして、処理回路180は、読み出した送信電圧の範囲のうちの最大値を上限閾値TH1に設定し、最小値を下限閾値TH2に設定する。以下、上記のテーブルについて図4を用いて説明する。
図4は、実施形態におけるPushQualityと、送信電圧の範囲とを対応付けたテーブルである。図4のテーブル400には、PushQualityの数値項目が「1」から「5」まで設定され、それぞれの数値項目に送信電圧Vの範囲が対応付けられている。例えば、PushQuality「5」には、送信電圧Vの範囲として「0.95・Vmax≦V<1.00・Vmax」が対応付けられている。ここで、Vmaxは、プッシュパルスの送信電圧の上限値である。
同様に、PushQuality「4」には、送信電圧Vの範囲として「0.90・Vmax≦V<0.95・Vmax」が対応付けられ、PushQuality「3」には、送信電圧Vの範囲として「0.80・Vmax≦V<0.90・Vmax」が対応付けられ、PushQuality「2」には、送信電圧Vの範囲として「0.70・Vmax≦V<0.80・Vmax」が対応付けられ、PushQuality「1」には、送信電圧Vの範囲として「0.60・Vmax≦V<0.70・Vmax」が対応付けられている。
例えば、PushQuality「4」が設定された場合、処理回路180は、上限閾値TH1として「0.95・Vmax」を設定し、下限閾値TH2として「0.90・Vmax」を設定する。
(ステップST1403)
上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定した後、処理回路180は、算出機能185Cを実行する。算出機能185Cを実行すると、処理回路180は、プッシュパルスの送信電圧Vを算出する。具体的には、処理回路180は、現在のROIの情報およびフレームレートに基づいてプッシュパルスの送信電圧Vを算出する。
上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定した後、処理回路180は、算出機能185Cを実行する。算出機能185Cを実行すると、処理回路180は、プッシュパルスの送信電圧Vを算出する。具体的には、処理回路180は、現在のROIの情報およびフレームレートに基づいてプッシュパルスの送信電圧Vを算出する。
(ステップST1404)
プッシュパルスの送信電圧Vを算出した後、処理回路180は、送信電圧Vが上限閾値TH1未満であるか否かを判定する。送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定された場合、処理はステップST1407へと進む。送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定された場合、処理はステップST1405へと進む。
プッシュパルスの送信電圧Vを算出した後、処理回路180は、送信電圧Vが上限閾値TH1未満であるか否かを判定する。送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定された場合、処理はステップST1407へと進む。送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定された場合、処理はステップST1405へと進む。
(ステップST1405)
送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wが最大ROI幅Wmaxであるか否かを判定する。ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxである場合、現在設定されているPushQualityの条件(送信電圧Vの範囲)を満たさないため、ROI幅最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxでない場合、処理はステップST1406へと進む。
送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wが最大ROI幅Wmaxであるか否かを判定する。ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxである場合、現在設定されているPushQualityの条件(送信電圧Vの範囲)を満たさないため、ROI幅最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxでない場合、処理はステップST1406へと進む。
(ステップST1406)
ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているROI幅Wに所定の値ΔWを加算する。具体的には、処理回路180は、ROI幅Wに所定の値ΔWを加算した値を新たなROI幅Wに代入する。新たなROI幅Wが設定された後、処理はステップST1403へと戻る。
ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているROI幅Wに所定の値ΔWを加算する。具体的には、処理回路180は、ROI幅Wに所定の値ΔWを加算した値を新たなROI幅Wに代入する。新たなROI幅Wが設定された後、処理はステップST1403へと戻る。
(ステップST1407)
ステップST1404において送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定した後、処理回路180は、送信電圧Vが下限閾値TH2以上であるか否かを判定する。送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定された場合、処理はステップST1410へと進む。送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定された場合、処理はステップST1408へと進む。
ステップST1404において送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定した後、処理回路180は、送信電圧Vが下限閾値TH2以上であるか否かを判定する。送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定された場合、処理はステップST1410へと進む。送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定された場合、処理はステップST1408へと進む。
(ステップST1408)
送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wが最小ROI幅Wminであるか否かを判定する。ROI幅Wが最小ROI幅Wminである場合、現在設定されているPushQualityの条件を満たさないため、ROI幅最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。ROI幅Wが最小ROI幅Wminでない場合、処理はステップST1409へと進む。
送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wが最小ROI幅Wminであるか否かを判定する。ROI幅Wが最小ROI幅Wminである場合、現在設定されているPushQualityの条件を満たさないため、ROI幅最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。ROI幅Wが最小ROI幅Wminでない場合、処理はステップST1409へと進む。
(ステップST1409)
ROI幅Wが最小ROI幅Wminでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているROI幅Wから所定の値ΔWを減算する。具体的には、処理回路180は、ROI幅Wから所定の値ΔWを減算した値を新たなROI幅Wに代入する。新たなROI幅Wが設定された後、処理はステップST1403へと戻る。
ROI幅Wが最小ROI幅Wminでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているROI幅Wから所定の値ΔWを減算する。具体的には、処理回路180は、ROI幅Wから所定の値ΔWを減算した値を新たなROI幅Wに代入する。新たなROI幅Wが設定された後、処理はステップST1403へと戻る。
(ステップST1410)
ステップST1407において送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wをスキャン条件に設定する。このとき、処理回路180は、新しいスキャン条件を設定する前、即ち新しいスキャン条件への変更前に、ユーザに対してスキャン条件を変更する旨の通知を行ってもよい。また、処理回路180は、ユーザに対して変更後のスキャン条件を通知してもよい。ステップST1410の後、ROI幅最適化処理は終了する。
ステップST1407において送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wをスキャン条件に設定する。このとき、処理回路180は、新しいスキャン条件を設定する前、即ち新しいスキャン条件への変更前に、ユーザに対してスキャン条件を変更する旨の通知を行ってもよい。また、処理回路180は、ユーザに対して変更後のスキャン条件を通知してもよい。ステップST1410の後、ROI幅最適化処理は終了する。
なお、ステップST1405においてROI幅Wが最大ROI幅Wmaxであると判定された場合、或いはステップST1408においてROI幅Wが最小ROI幅Wminであると判定された場合、処理回路180は、ユーザに対してPushQualityおよびフレームレートの少なくとも一方の設定の変更を促す旨の通知を行ってもよい。
また、ステップST1404およびステップST1407は、フローチャートにおける位置が入れ換えられてもよい。即ち、入れ換えられた処理順では、ステップST1403の後にステップST1407が行われ、ステップST1407においてYESと判定された後にステップST1404が行われ、ステップST1404においてYESと判定された後にステップST1410が行われる。
図5は、実施形態におけるROI幅最適化処理の実行前後の超音波画像を比較する図である。図5には、ROI幅最適化処理を実行する前の超音波画像510と、ROI幅最適化処理を実行した後の超音波画像520とが左右に並べて示されている。
超音波画像510は、ROI511および設定情報512を含む。ROI511には、深さ方向に長さDおよびスキャン方向に幅W1を有する伝播画像が含まれる。設定情報512には、PushQualityを示す文字列「PQ 2」と、フレームレートを示す文字列「FR 3」とが含まれる。
超音波画像520は、ROI521および設定情報522を含む。ROI521には。深さ方向に長さDおよびスキャン方向に幅W1よりも狭い幅W2を有する伝播画像が含まれる。設定情報522には、PushQualityを示す文字列「PQ 4」と、フレームレートを示す文字列「FR 3」とが含まれる。
例えば、ユーザが、超音波画像510を表示させている状態で、PushQualityを「4」に設定し、項目情報を「ROI幅」に設定した後、ROI幅最適化処理を実行したものとする。この設定では、フレームレートを維持したままPushQualityを「2」から「4」へと高くしていることから、ROI幅最適化処理により、ROI幅は「W1」から「W2」へと狭くなっている。しかし、ROI511の深さ方向における望ましい状態でせん断波の伝播が観測可能な長さDp1に対して、ROI521の深さ方向における望ましい状態でせん断波の伝播が観測可能な長さDp2は、長さΔDだけ長くなっている。即ち、ROI幅最適化処理を実行したことによって、ROI幅が狭まる一方、深さ方向の診断分解能が向上していることがわかる。
(フレームレート最適化処理)
図6は、図2のフローチャートのフレームレート最適化処理の処理手順を例示するフローチャートである。フレームレート最適化処理は、ROI幅を維持しつつ(変更せずに)、ユーザが設定したPushQualityを満たすようにフレームレートを変更する処理である。
図6は、図2のフローチャートのフレームレート最適化処理の処理手順を例示するフローチャートである。フレームレート最適化処理は、ROI幅を維持しつつ(変更せずに)、ユーザが設定したPushQualityを満たすようにフレームレートを変更する処理である。
(ステップST1501)
フレームレート最適化処理が実行されると、処理回路180は、初期フレームレートFR0を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるFR Indexに基づいてフレームレートFRに初期フレームレートFR0を代入する。FR Indexは、予め設定されている値でもよいし、ユーザが指定した値でもよい。
フレームレート最適化処理が実行されると、処理回路180は、初期フレームレートFR0を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるFR Indexに基づいてフレームレートFRに初期フレームレートFR0を代入する。FR Indexは、予め設定されている値でもよいし、ユーザが指定した値でもよい。
(ステップST1502)
初期フレームレートFR0を設定した後、処理回路180は、上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるPushQualityであって、このPushQualityに対応付けられた送信電圧の範囲(所定の範囲の送信電圧の値)をテーブルから読み出す。そして、処理回路180は、読み出した送信電圧の範囲のうちの最大値を上限閾値TH1に設定し、最小値を下限閾値TH2に設定する。上記のテーブルは、例えば図4のテーブルを用いる。
初期フレームレートFR0を設定した後、処理回路180は、上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるPushQualityであって、このPushQualityに対応付けられた送信電圧の範囲(所定の範囲の送信電圧の値)をテーブルから読み出す。そして、処理回路180は、読み出した送信電圧の範囲のうちの最大値を上限閾値TH1に設定し、最小値を下限閾値TH2に設定する。上記のテーブルは、例えば図4のテーブルを用いる。
(ステップST1503)
上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定した後、処理回路180は、算出機能185Cを実行する。算出機能185Cを実行すると、処理回路180は、プッシュパルスの送信電圧Vを算出する。具体的には、処理回路180は、現在のROIの情報およびフレームレートに基づいてプッシュパルスの送信電圧Vを算出する。
上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定した後、処理回路180は、算出機能185Cを実行する。算出機能185Cを実行すると、処理回路180は、プッシュパルスの送信電圧Vを算出する。具体的には、処理回路180は、現在のROIの情報およびフレームレートに基づいてプッシュパルスの送信電圧Vを算出する。
(ステップST1504)
プッシュパルスの送信電圧Vを算出した後、処理回路180は、送信電圧Vが上限閾値TH1未満であるか否かを判定する。送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定された場合、処理はステップST1507へと進む。送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定された場合、処理はステップST1505へと進む。
プッシュパルスの送信電圧Vを算出した後、処理回路180は、送信電圧Vが上限閾値TH1未満であるか否かを判定する。送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定された場合、処理はステップST1507へと進む。送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定された場合、処理はステップST1505へと進む。
(ステップST1505)
送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRが最大フレームレートFRmaxであるか否かを判定する。フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxである場合、現在設定されているPushQualityの条件(送信電圧Vの範囲)を満たさないため、フレームレート最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxでない場合、処理はステップST1506へと進む。
送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRが最大フレームレートFRmaxであるか否かを判定する。フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxである場合、現在設定されているPushQualityの条件(送信電圧Vの範囲)を満たさないため、フレームレート最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxでない場合、処理はステップST1506へと進む。
(ステップST1506)
フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているフレームレートFRの数値項目に1を加算する。具体的には、処理回路180は、フレームレートFRの数値項目に1を加算した値を新たなフレームレートFRに代入する。新たなフレームレートFRが設定された後、処理はステップST1503へと戻る。
フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているフレームレートFRの数値項目に1を加算する。具体的には、処理回路180は、フレームレートFRの数値項目に1を加算した値を新たなフレームレートFRに代入する。新たなフレームレートFRが設定された後、処理はステップST1503へと戻る。
(ステップST1507)
ステップST1504において送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定した後、処理回路180は、送信電圧Vが下限閾値TH2以上であるか否かを判定する。送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定された場合、処理はステップST1510へと進む。送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定された場合、処理はステップST1508へと進む。
ステップST1504において送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定した後、処理回路180は、送信電圧Vが下限閾値TH2以上であるか否かを判定する。送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定された場合、処理はステップST1510へと進む。送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定された場合、処理はステップST1508へと進む。
(ステップST1508)
送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRが最小フレームレートFRminであるか否かを判定する。フレームレートFRが最小フレームレートFRminである場合、現在設定されているPushQualityの条件を満たさないため、フレームレート最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。フレームレートFRが最小フレームレートFRminでない場合、処理はステップST1509へと進む。
送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRが最小フレームレートFRminであるか否かを判定する。フレームレートFRが最小フレームレートFRminである場合、現在設定されているPushQualityの条件を満たさないため、フレームレート最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。フレームレートFRが最小フレームレートFRminでない場合、処理はステップST1509へと進む。
(ステップST1509)
フレームレートFRが最小フレームレートFRminでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているフレームレートFRの数値項目から1を減算する。具体的には、処理回路180は、フレームレートFRの数値項目から1を減算した値を新たなフレームレートFRに代入する。新たなフレームレートFRが設定された後、処理はステップST1503へと戻る。
フレームレートFRが最小フレームレートFRminでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているフレームレートFRの数値項目から1を減算する。具体的には、処理回路180は、フレームレートFRの数値項目から1を減算した値を新たなフレームレートFRに代入する。新たなフレームレートFRが設定された後、処理はステップST1503へと戻る。
(ステップST1510)
ステップST1507において送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRをスキャン条件に設定する。このとき、処理回路180は、新しいスキャン条件を設定する前、即ち新しいスキャン条件への変更前に、ユーザに対してスキャン条件を変更する旨の通知を行ってもよい。また、処理回路180は、ユーザに対して変更後のスキャン条件を通知してもよい。ステップST1510の後、フレームレート最適化処理は終了する。
ステップST1507において送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRをスキャン条件に設定する。このとき、処理回路180は、新しいスキャン条件を設定する前、即ち新しいスキャン条件への変更前に、ユーザに対してスキャン条件を変更する旨の通知を行ってもよい。また、処理回路180は、ユーザに対して変更後のスキャン条件を通知してもよい。ステップST1510の後、フレームレート最適化処理は終了する。
なお、ステップST1505においてフレームレートFRが最大フレームレートFRmaxであると判定された場合、或いはステップST1508においてフレームレートFRが最小フレームレートFRminであると判定された場合、処理回路180は、ユーザに対してPushQualityおよびROI幅の少なくとも一方の設定の変更を促す旨の通知を行ってもよい。
また、ステップST1504およびステップST1507は、フローチャートにおける位置が入れ換えられてもよい。即ち、入れ換えられた処理順では、ステップST1503の後にステップST1507が行われ、ステップST1507においてYESと判定された後にステップST1504が行われ、ステップST1504においてYESと判定された後にステップST1510が行われる。
図7は、実施形態におけるフレームレート最適化処理の実行前後の超音波画像を比較する図である。図7には、フレームレート最適化処理を実行する前の超音波画像710と、フレームレート最適化処理を実行した後の超音波画像720とが左右に並べて示されている。
超音波画像710は、ROI711および設定情報712を含む。ROI711には、深さ方向に長さDおよびスキャン方向に幅Wを有する伝播画像が含まれる。設定情報712には、PushQualityを示す文字列「PQ 2」と、フレームレートを示す文字列「FR 2」とが含まれる。
超音波画像720は、ROI721および設定情報722を含む。ROI721には、深さ方向に長さDおよびスキャン方向に幅Wを有する伝播画像が含まれる。設定情報722には、PushQualityを示す文字列「PQ 4」と、フレームレートを示す文字列「FR 1」とが含まれる。
例えば、ユーザが、超音波画像710を表示させている状態で、PushQualityを「4」に設定し、項目情報を「フレームレート」に設定した後、フレームレート最適化処理を実行したものとする。この設定では、ROI幅を維持したままPushQualityを「2」から「4」へと高くしていることから、フレームレート最適化処理により、フレームレートは「FR 2」から「FR 1」へと下がっている。しかし、ROI711の伝播画像を構成する等高線に対して、ROI721の伝播画像を構成する等高線は、直線に近い線となっている。伝播画像においては、等高線の乱れが少ないほど診断に望ましい状態であるため、フレームレート最適化処理を実行したことによって、フレームレートが低下する一方、診断における信頼性が向上していることがわかる。
(一括最適化処理)
図8は、図2のフローチャートの一括最適化処理の処理手順を例示するフローチャートである。一括最適化処理は、ユーザが設定したPushQualityを満たすようにフレームレートおよびROI幅の少なくとも一方を変更する処理である。
図8は、図2のフローチャートの一括最適化処理の処理手順を例示するフローチャートである。一括最適化処理は、ユーザが設定したPushQualityを満たすようにフレームレートおよびROI幅の少なくとも一方を変更する処理である。
(ステップST1601)
一括最適化処理が実行されると、処理回路180は、初期フレームレートFR0を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるFR Indexに基づいてフレームレートFRに初期フレームレートFR0を代入する。FR Indexは、予め設定されている値でもよいし、ユーザが指定した値でもよい。
一括最適化処理が実行されると、処理回路180は、初期フレームレートFR0を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるFR Indexに基づいてフレームレートFRに初期フレームレートFR0を代入する。FR Indexは、予め設定されている値でもよいし、ユーザが指定した値でもよい。
(ステップST1602)
初期フレームレートFR0を設定した後、処理回路180は、初期ROI幅W0を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるROIの情報に基づいてROI幅Wに初期ROI幅W0を代入する。ROIの情報は、予め設定されている値でもよいし、ユーザが指定した値でもよい。
初期フレームレートFR0を設定した後、処理回路180は、初期ROI幅W0を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるROIの情報に基づいてROI幅Wに初期ROI幅W0を代入する。ROIの情報は、予め設定されている値でもよいし、ユーザが指定した値でもよい。
(ステップST1603)
初期ROI幅W0を設定した後、処理回路180は、上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるPushQualityであって、このPushQualityに対応付けられた送信電圧の範囲(所定の範囲の送信電圧の値)をテーブルから読み出す。そして、処理回路180は、読み出した送信電圧の範囲のうちの最大値を上限閾値TH1に設定し、最小値を下限閾値TH2に設定する。上記のテーブルは、例えば図4のテーブルを用いる。
初期ROI幅W0を設定した後、処理回路180は、上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定する。具体的には、処理回路180は、パラメータに含まれるPushQualityであって、このPushQualityに対応付けられた送信電圧の範囲(所定の範囲の送信電圧の値)をテーブルから読み出す。そして、処理回路180は、読み出した送信電圧の範囲のうちの最大値を上限閾値TH1に設定し、最小値を下限閾値TH2に設定する。上記のテーブルは、例えば図4のテーブルを用いる。
(ステップST1604)
上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定した後、処理回路180は、算出機能185Cを実行する。算出機能185Cを実行すると、処理回路180は、プッシュパルスの送信電圧Vを算出する。具体的には、処理回路180は、現在のROIの情報およびフレームレートに基づいてプッシュパルスの送信電圧Vを算出する。
上限閾値TH1および下限閾値TH2を設定した後、処理回路180は、算出機能185Cを実行する。算出機能185Cを実行すると、処理回路180は、プッシュパルスの送信電圧Vを算出する。具体的には、処理回路180は、現在のROIの情報およびフレームレートに基づいてプッシュパルスの送信電圧Vを算出する。
(ステップST1605)
プッシュパルスの送信電圧Vを算出した後、処理回路180は、送信電圧Vが上限閾値TH1未満であるか否かを判定する。送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定された場合、処理はステップST1610へと進む。送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定された場合、処理はステップST1606へと進む。
プッシュパルスの送信電圧Vを算出した後、処理回路180は、送信電圧Vが上限閾値TH1未満であるか否かを判定する。送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定された場合、処理はステップST1610へと進む。送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定された場合、処理はステップST1606へと進む。
(ステップST1606)
送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRが最大フレームレートFRmaxであるか否かを判定する。フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxである場合、処理はステップST1608へと進む。フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxでない場合、処理はステップST1607へと進む。
送信電圧Vが上限閾値TH1未満でないと判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRが最大フレームレートFRmaxであるか否かを判定する。フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxである場合、処理はステップST1608へと進む。フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxでない場合、処理はステップST1607へと進む。
(ステップST1607)
フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているフレームレートFRの数値項目に1を加算する。具体的には、処理回路180は、フレームレートFRの数値項目に1を加算した値を新たなフレームレートFRに代入する。新たなフレームレートFRが設定された後、処理はステップST1604へと戻る。
フレームレートFRが最大フレームレートFRmaxでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているフレームレートFRの数値項目に1を加算する。具体的には、処理回路180は、フレームレートFRの数値項目に1を加算した値を新たなフレームレートFRに代入する。新たなフレームレートFRが設定された後、処理はステップST1604へと戻る。
(ステップST1608)
ステップST1606においてフレームレートFRが最大フレームレートFRmaxであると判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wが最大ROI幅Wmaxであるか否かを判定する。ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxである場合、現在設定されているPushQualityの条件(送信電圧Vの範囲)を満たさないため、一括最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxでない場合、処理はステップST1609へと進む。
ステップST1606においてフレームレートFRが最大フレームレートFRmaxであると判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wが最大ROI幅Wmaxであるか否かを判定する。ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxである場合、現在設定されているPushQualityの条件(送信電圧Vの範囲)を満たさないため、一括最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxでない場合、処理はステップST1609へと進む。
(ステップST1609)
ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxでないと判定した後、現在設定されているROI幅Wに所定の値ΔWを加算する。具体的には、処理回路180は、ROI幅Wに所定の値ΔWを加算した値を新たなROI幅Wに代入する。新たなROI幅Wが設定された後、処理はステップST1604へと戻る。
ROI幅Wが最大ROI幅Wmaxでないと判定した後、現在設定されているROI幅Wに所定の値ΔWを加算する。具体的には、処理回路180は、ROI幅Wに所定の値ΔWを加算した値を新たなROI幅Wに代入する。新たなROI幅Wが設定された後、処理はステップST1604へと戻る。
(ステップST1610)
ステップST1605において送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定した後、処理回路180は、送信電圧Vが下限閾値TH2以上であるか否かを判定する。送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定された場合、処理はステップST1615へと進む。送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定された場合、処理はステップST1611へと進む。
ステップST1605において送信電圧Vが上限閾値TH1未満であると判定した後、処理回路180は、送信電圧Vが下限閾値TH2以上であるか否かを判定する。送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定された場合、処理はステップST1615へと進む。送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定された場合、処理はステップST1611へと進む。
(ステップST1611)
送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRが最小フレームレートFRminであるか否かを判定する。フレームレートFRが最小フレームレートFRminである場合、処理はステップST1613へと進む。フレームレートFRが最小フレームレートFRminでない場合、処理はステップST1612へと進む。
送信電圧Vが下限閾値TH2以上でないと判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRが最小フレームレートFRminであるか否かを判定する。フレームレートFRが最小フレームレートFRminである場合、処理はステップST1613へと進む。フレームレートFRが最小フレームレートFRminでない場合、処理はステップST1612へと進む。
(ステップST1612)
フレームレートFRが最小フレームレートFRminでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているフレームレートFRの数値項目から1を減算する。具体的には、処理回路180は、フレームレートFRの数値項目から1を減算した値を新たなフレームレートFRに代入する。新たなフレームレートFRが設定された後、処理はステップST1604へと戻る。
フレームレートFRが最小フレームレートFRminでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているフレームレートFRの数値項目から1を減算する。具体的には、処理回路180は、フレームレートFRの数値項目から1を減算した値を新たなフレームレートFRに代入する。新たなフレームレートFRが設定された後、処理はステップST1604へと戻る。
(ステップST1613)
ステップST1611においてフレームレートFRが最小フレームレートFRminであると判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wが最小ROI幅Wminであるか否かを判定する。ROI幅Wが最小ROI幅Wminである場合、現在設定されているPushQualityの条件を満たさないため、一括最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。ROI幅Wが最小ROI幅Wminでない場合、処理はステップST1614へと進む。
ステップST1611においてフレームレートFRが最小フレームレートFRminであると判定した後、処理回路180は、現在のROI幅Wが最小ROI幅Wminであるか否かを判定する。ROI幅Wが最小ROI幅Wminである場合、現在設定されているPushQualityの条件を満たさないため、一括最適化処理は終了する。このとき、処理回路180は、ユーザに対して条件を満たさない旨の通知を行ってもよい。ROI幅Wが最小ROI幅Wminでない場合、処理はステップST1614へと進む。
(ステップST1614)
ROI幅Wが最小ROI幅Wminでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているROI幅Wから所定の値ΔWを減算する。具体的には、処理回路180は、ROI幅Wから所定の値ΔWを減算した値を新たなROI幅Wに代入する。新たなROI幅Wが設定された後、処理はステップST1604へと戻る。
ROI幅Wが最小ROI幅Wminでないと判定した後、処理回路180は、現在設定されているROI幅Wから所定の値ΔWを減算する。具体的には、処理回路180は、ROI幅Wから所定の値ΔWを減算した値を新たなROI幅Wに代入する。新たなROI幅Wが設定された後、処理はステップST1604へと戻る。
(ステップST1615)
ステップST1610において送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRおよび現在のROI幅Wをスキャン条件に設定する。このとき、処理回路180は、新しいスキャン条件を設定する前、即ち新しいスキャン条件への変更前に、ユーザに対してスキャン条件を変更する旨の通知を行ってもよい。また、処理回路180は、ユーザに対して変更後のスキャン条件を通知してもよい。ステップST1615の後、一括最適化処理は終了する。
ステップST1610において送信電圧Vが下限閾値TH2以上であると判定した後、処理回路180は、現在のフレームレートFRおよび現在のROI幅Wをスキャン条件に設定する。このとき、処理回路180は、新しいスキャン条件を設定する前、即ち新しいスキャン条件への変更前に、ユーザに対してスキャン条件を変更する旨の通知を行ってもよい。また、処理回路180は、ユーザに対して変更後のスキャン条件を通知してもよい。ステップST1615の後、一括最適化処理は終了する。
なお、ステップST1608においてROI幅Wが最大ROI幅Wmaxであると判定された場合、或いはステップST1613においてROI幅Wが最小ROI幅Wminであると判定された場合、処理回路180は、ユーザに対してPushQualityの設定の変更を促す旨の通知を行ってもよい。
また、図8のフローチャートでは、プッシュパルスの送信電圧が所定の範囲の送信電圧の値から外れていた場合(即ち、ステップST1605およびステップST1610においてNOと判定された後)に、フレームレートを最適化した後、ROI幅を最適化しているがこれに限らない。例えば、ROI幅を最適化した後、フレームレートを最適化してもよい。
更に、ステップST1605およびステップST1610は、フローチャートにおける位置が入れ換えられてもよい。即ち、入れ換えられた処理順では、ステップST1604の後にステップST1610が行われ、ステップST1610においてYESと判定された後にステップST1605が行われ、ステップST1605においてYESと判定された後にステップST1615が行われる。
以上説明したように、実施形態に係る超音波診断装置は、生体内にせん断波を生じさせるプッシュパルスの送信電圧に関する設定値を含むパラメータを取得し、パラメータに基づいて、関心領域サイズおよびフレームレートの少なくとも一方を変更したスキャン条件を設定する。
従って、実施形態に係る超音波診断装置は、プッシュパルスの送信電圧に関する設定値であるPushQualityを基準としてShear Waveスキャンにおいて最適なスキャン条件を設定することができる。
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、Shear Waveスキャンにおいて最適なスキャン条件を設定することができる。
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 超音波診断装置
100 装置本体
101 超音波プローブ
102 入力装置
103 出力装置
104 外部装置
110 超音波送信回路
120 超音波受信回路
130 内部記憶回路
140 画像メモリ
150 入力インタフェース
160 出力インタフェース
170 通信インタフェース
180 処理回路
181 Bモード処理機能
182 ドプラ処理機能
183 エラストグラフィ処理機能
184 画像生成機能
185A 取得機能
185B 判定機能
185C 算出機能
185D 設定機能
186 表示制御機能
187 システム制御機能
400 テーブル
510,520,710,720 超音波画像
512,522,712,722 設定情報
NW ネットワーク
100 装置本体
101 超音波プローブ
102 入力装置
103 出力装置
104 外部装置
110 超音波送信回路
120 超音波受信回路
130 内部記憶回路
140 画像メモリ
150 入力インタフェース
160 出力インタフェース
170 通信インタフェース
180 処理回路
181 Bモード処理機能
182 ドプラ処理機能
183 エラストグラフィ処理機能
184 画像生成機能
185A 取得機能
185B 判定機能
185C 算出機能
185D 設定機能
186 表示制御機能
187 システム制御機能
400 テーブル
510,520,710,720 超音波画像
512,522,712,722 設定情報
NW ネットワーク
Claims (20)
- 生体内にせん断波を生じさせるプッシュパルスの送信電圧に関する設定値を含むパラメータを取得する取得部と、
前記パラメータに基づいて、関心領域サイズおよびフレームレートの少なくとも一方を変更したスキャン条件を設定する設定部と
を具備する、超音波診断装置。 - 前記設定値は、所定の範囲の送信電圧の値と対応付けられている、
請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記パラメータに基づいて、前記プッシュパルスの送信電圧を算出する算出部
を更に具備し、
前記設定部は、算出された送信電圧の値と前記所定の範囲の送信電圧の値とに基づいて、前記スキャン条件を設定する、
請求項2に記載の超音波診断装置。 - 前記算出部は、超音波送受信を伴わないプレスキャンまたはシミュレーションモードにおいて、前記プッシュパルスの送信電圧を算出する、
請求項3に記載の超音波診断装置。 - 前記パラメータは、前記関心領域サイズおよび前記フレームレートのうち、最適化させたい項目の情報である項目情報を含み、
前記項目情報に基づいて、前記関心領域サイズおよび前記フレームレートの少なくとも一方を最適化させたい項目として判定する判定部
を更に具備する、
請求項4に記載の超音波診断装置。 - 前記項目情報が、最適化させたい項目として前記関心領域サイズのみを含む場合、
前記判定部は、前記関心領域サイズを最適化させたい項目として判定する、
請求項5に記載の超音波診断装置。 - 前記判定部は、算出された送信電圧の値と前記所定の範囲の送信電圧の値とを比較することによって、前記関心領域サイズの変更の有無を判定し、
前記関心領域サイズの変更が有ると判定された場合、
前記設定部は、前記関心領域サイズを変更した前記スキャン条件を設定する、
請求項6に記載の超音波診断装置。 - 前記関心領域サイズの変更が無いと判定された場合、
前記設定部は、ユーザに対して前記設定値および前記フレームレートの少なくとも一方の設定の変更を促す旨の通知を行う、
請求項7に記載の超音波診断装置。 - 前記項目情報が、最適化させたい項目として前記フレームレートのみを含む場合、
前記判定部は、前記フレームレートを最適化させたい項目として判定する、
請求項5に記載の超音波診断装置。 - 前記判定部は、算出された送信電圧の値と前記所定の範囲の送信電圧の値とを比較することによって、前記フレームレートの変更の有無を判定し、
前記フレームレートの変更が有ると判定された場合、
前記設定部は、前記フレームレートを変更した前記スキャン条件を設定する、
請求項9に記載の超音波診断装置。 - 前記フレームレートの変更が無いと判定された場合、
前記設定部は、ユーザに対して前記設定値および前記関心領域サイズの少なくとも一方の設定の変更を促す旨の通知を行う、
請求項10に記載の超音波診断装置。 - 前記項目情報が、最適化させたい項目として前記関心領域サイズおよび前記フレームレートを含む場合、
前記判定部は、前記関心領域サイズおよび前記フレームレートを最適化させたい項目として判定する、
請求項5に記載の超音波診断装置。 - 前記判定部は、算出された送信電圧の値と前記所定の範囲の送信電圧の値とを比較することによって、前記関心領域サイズの変更の有無および前記フレームレートの変更の有無を判定し、
前記設定部は、前記関心領域サイズおよび前記フレームレートの少なくとも一方を変更した前記スキャン条件を設定する、
請求項12に記載の超音波診断装置。 - 前記項目情報における最適化させたい項目は、ユーザによって選択される、
請求項5から請求項13までのいずれか一項に記載の超音波診断装置。 - 前記項目情報における最適化させたい項目は、ユーザが設定を維持したい項目を選択することによって設定される、
請求項5から請求項13までのいずれか一項に記載の超音波診断装置。 - 前記設定部は、前記スキャン条件の変更前に、ユーザに対して前記スキャン条件を変更する旨の通知を行う、
請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の超音波診断装置。 - 前記設定部は、ユーザに対して変更後の前記スキャン条件を通知する、
請求項16に記載の超音波診断装置。 - 前記設定値と所定の範囲の送信電圧の値とを対応付けたテーブル
を更に具備する、
請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の超音波診断装置。 - 前記設定値は、ユーザによって選択される、
請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の超音波診断装置。 - 生体内にせん断波を生じさせるプッシュパルスの送信電圧に関する設定値を含むパラメータを取得することと、
前記パラメータに基づいて、関心領域サイズおよびフレームレートの少なくとも一方を変更したスキャン条件を設定することと
を具備する、方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022190344A JP2024078034A (ja) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | 超音波診断装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022190344A JP2024078034A (ja) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | 超音波診断装置および方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024078034A true JP2024078034A (ja) | 2024-06-10 |
Family
ID=91377498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022190344A Pending JP2024078034A (ja) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | 超音波診断装置および方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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2022
- 2022-11-29 JP JP2022190344A patent/JP2024078034A/ja active Pending
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