JP4494744B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、超音波造影画像を撮影しリージョン・オブ・インタレスト（ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ： ＲＯＩ）についてタイム・インテンシティ・カーブ（ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｃｕｒｖｅ： ＴＩＣ）を求める超音波診断装置に関する。

超音波診断装置では、超音波造影剤を用いて撮影を行い、ＲＯＩにおける造影剤の濃度の推移をＴＩＣとして表示することが行われる。ＴＩＣはＲＯＩに属する全画素の平均が示される。ＴＩＣは肝疾患診断においては腫瘍のバスキュラリティ（ｖａｓｃｕｌａｒｉｔｙ）を調べるのに利用される（例えば、非特許文献１参照）。
松田他、超音波造影法−肝疾患を中心に−、「腹部画像診断」、１９５５年、第１５巻、第１１号、ｐ．９０９−９１８

腫瘍の形態は様々であり、内部に分化度の異なる複数の結節を有するものもある。分化度が異なればバスキュラリティが異なるので、腫瘍全体をＲＯＩとして求めたＴＩＣでは各々のバスキュラリティが平均化され、どれに対しても不正確なものとなる。

そこで、本発明の課題は、患部の形態に応じて多様なＴＩＣを求めることが可能な超音波診断装置を実現することである。

（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、超音波を利用して造影画像を撮影しＲＯＩについてＴＩＣを求める超音波診断装置であって、重複可能な複数のＲＯＩを設定する設定手段と、前記ＲＯＩを規定する境界線によって囲まれた区画を個々に指定する指定手段と、前記指定された区画についてＴＩＣを求める測定手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。

前記指定された区画は複数のＲＯＩの論理積であることが、複数のＲＯＩの重複部についてのＴＩＣを得る点で好ましい。前記指定された区画は複数のＲＯＩの論理和であることが、複数のＲＯＩ全体を通じてのＴＩＣを得る点で好ましい。前記指定された区画は複数のＲＯＩの排他的論理和であることが、複数のＲＯＩから重複部を除いたものについてのＴＩＣを得る点で好ましい。

（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、超音波を利用して造影画像を撮影しＲＯＩについてＴＩＣを求める超音波診断装置であって、ＲＯＩを設定する設定手段と、前記ＲＯＩを複数区画に分割する分割手段と、前記複数区画についてそれぞれＴＩＣを求める測定手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。

前記分割手段は、複数区画の輪郭が相似形となるようにＲＯＩを分割することが、順次内包の関係にある複数の区画を得る点で好ましい。前記分割手段は、中心を通る直線によってＲＯＩを分割することが、区画の対称性を得る点で好ましい。前記分割手段は、複数の平行線によってＲＯＩを分割することが、区画の平行性を得る点で好ましい。

ひとつの観点での本発明では、超音波診断素値が、重複可能な複数のＲＯＩを設定する設定手段と、前記ＲＯＩを規定する境界線によって囲まれた区画を個々に指定する指定手段と、前記指定された区画についてＴＩＣを求める測定手段とを具備するので、患部の形態に応じて多様なＴＩＣを求めることが可能な超音波診断装置を実現することができる。

他の観点での本発明では、超音波診断素値が、ＲＯＩを設定する設定手段と、前記ＲＯＩを複数区画に分割する分割手段と、前記複数区画についてそれぞれＴＩＣを求める測定手段とを具備するので、患部の形態に応じて多様なＴＩＣを求めることが可能な超音波診断装置を実現することができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に超音波診断装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、超音波診断装置に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。

図１に示すように、本装置は、超音波プローブ２を有する。超音波プローブ２は、図示しない複数の超音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のアレイ（ａｒｒａｙ）を有する。個々の超音波トランスデューサは例えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電材料によって構成される。

超音波プローブ２は、使用者により対象４に当接して使用される。対象４の関心領域には造影剤４０２が造影剤供給部８によって供給されている。造影剤４０２としては、微小な気泡を主体とするものが用いられる。造影剤４０２は静脈注射等により供給される。

超音波プローブ２は送受信部６に接続されている。送受信部６は、超音波プローブ２に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部６は、また、超音波プローブ２が受波したエコー信号を受信する。

送受信部６は、例えば図２に示すような走査を行う。すなわち、放射点２００からｚ方向に延びる音線２０２で扇状の２次元領域２０６をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキャン（ｓｅｃｔｏｒ ｓｃａｎ）を行う。

送波および受波のアパーチャを超音波トランスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させることにより、例えば図３に示すような走査を行うことができる。すなわち、放射点２００からｚ方向に発する音線２０２を直線状の軌跡２０４に沿って平行移動させることにより、矩形状の２次元領域２０６をｘ方向に走査し、いわゆるリニアスキャン（ｌｉｎｅａｒ ｓｃａｎ）を行う。

なお、超音波トランスデューサアレイが、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたいわゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ ａｒｒａｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な音線走査により、例えば図４に示すように、音線２０２の放射点２００を円弧状の軌跡２０４に沿って移動させ、扇面状の２次元領域２０６をθ方向に走査して、いわゆるコンベックススキャンが行える。

送受信部６はエコー処理部１０に接続されている。送受信部６から出力される音線ごとのエコー受信信号はエコー処理部１０に入力される。エコー処理部１０はエコー信号を処理して画像データを形成する。

エコー処理部１０は画像処理部１４に接続されている。画像処理部１４は、エコー処理部１０から入力されるデータに基づいて画像を生成する。画像処理部１４は、図５に示すように、セントラル・プロセシング・ユニット（ＣＰＵ： Ｃｅｎｔｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４０を有する。ＣＰＵ１４０には、バス（ｂｕｓ）１４２によって、メインメモリ（ｍａｉｎ ｍｅｍｏｒｙ）１４４、外部メモリ１４６、制御部インターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１４８、入力データメモリ（ｄａｔａ ｍｅｍｏｒｙ）１５２、ディジタル・スキャンコンバータ（ＤＳＣ： Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５４、画像メモリ１５６、および、ディスプレーメモリ（ｄｉｓｐｌａｙ ｍｅｍｏｒｙ）１５８が接続されている。

外部メモリ１４６には、ＣＰＵ１４０が実行するプログラムが記憶されている。外部メモリ１４６には、また、ＣＰＵ１４０がプログラムを実行するに当たって使用する種々のデータも記憶されている。

ＣＰＵ１４０は、外部メモリ１４６からプログラムをメインメモリ１４４にロード（ｌｏａｄ）して実行することにより、所定のデータ処理を遂行する。データ処理にはＴＩＣの測定が含まれる。ＣＰＵ１４０は、プログラム実行の過程で、制御部インターフェース１４８を通じて後述の制御部１８と制御信号の授受を行う。

エコー処理部１０から音線ごとに入力された画像データは、入力データメモリ１５２にそれぞれ記憶される。入力データメモリ１５２のデータは、ＤＳＣ１５４で走査変換されて画像メモリ１５６に記憶される。画像メモリ１５６のデータはディスプレーメモリ１５８を通じて表示部１６に出力される。

画像処理部１４には表示部１６が接続されている。表示部１６は、画像処理部１４から画像信号が与えられ、それに基づいて画像を表示するようになっている。表示部１６は、カラー（ｃｏｌｏｒ）画像が表示可能なＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ ｔｕｂｅ）を用いたグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。

以上の送受信部６、エコー処理部１０、画像処理部１４および表示部１６には制御部１８が接続されている。制御部１８は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する。制御部１８には、被制御の各部から各種の報知信号が入力される。制御部１８の制御の下で造影撮影が実行される。

制御部１８には操作部２０が接続されている。操作部２０は使用者によって操作され、制御部１８に適宜の指令や情報を入力するようになっている。操作部２０は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）およびその他の操作具を備えている。

本装置の動作を説明する。図６は、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図である。同図に示すように、ステージ６０１で、造影撮影を行う。すなわち、造影剤供給部８により対象４に造影剤が注入され、造影剤が体内に注入されたタイミングが操作部１６を通じて入力され、経過時間の計測が開始され、例えば肝臓等についての造影撮影が行われる。これによって肝臓の断層像が表示部１６に表示される。

次に、ステージ６０３で、ＲＯＩ設定を行う。ＲＯＩ設定は使用者の操作に基づいて画像処理部１４によって行われる。使用者は操作部２０に備わるポインティングデバイス等の操作具で断層像上にＲＯＩを設定する。操作部２０および画像処理部１４は、本発明における設定手段の一例である。

これによって、例えば図７に示すようなＲＯＩａおよびＲＯＩｂが設定される。ここでは円形のＲＯＩを示すが、ＲＯＩの形状は患部の形状に応じて適宜に設定してよい。ＲＯＩｂはＲＯＩａの中に設定されている。ＲＯＩａが例えば肝癌の範囲であるとするとＲＯＩｂは例えば結節の範囲である。

このようなＲＯＩ設定により、ＲＯＩを規定する境界線によって囲まれた２つの区画１，２ができる。区画１はＲＯＩａからＲＯＩｂを除いたものに相当する。区画２はＲＯＩａとＲＯＩｂの重複部分であり、また、ＲＯＩｂそのものでもある。

次に、ステージ６０５で、区画指定を行う。区画指定は使用者の操作に基づいて画像処理部１４によって行われる。操作部２０および画像処理部１４は、本発明における指定手段の一例である。これによって、図８に斜線で示すように、例えば区画１と区画２の組合せがＴＩＣ測定範囲として指定される。この組合せはＲＯＩａとＲＯＩｂの論理和に相当し、また、ＲＯＩａそのものでもある。

区画１を指定したときは、図９に示すように、ＲＯＩａからＲＯＩｂを除いたものが指定される。これはＲＯＩａとＲＯＩｂの排他的論理和に相当する。区画２を指定したときは、図１０に示すように、ＲＯＩｂのみについての指定となる。これはまたＲＯＩａとＲＯＩｂの論理積に相当する。

次に、ステージ６０７で、ＴＩＣ測定を行う。ＴＩＣ測定は画像処理部１４のＣＰＵ１４０によって行われる。画像処理部１４は、本発明における測定手段の一例である。ＣＰＵ１４０は、画像メモリ１５６に記憶された画像について、指定された区画の画素値の平均値を求め、その経時的変化すなわちＴＩＣを表示部１６にグラフ（ｇｒａｐｈ）で表示する。

図８に示したような区画指定のときは、結節部を含んだＲＯＩａ全体のＴＩＣが示されるが、図９に示したような区画指定のときは、肝癌から結節を除いた部分のＴＩＣを得ることができる。また、図１０に示したような区画指定のときは、結節のみについてのＴＩＣを得ることができる。

さらには、指定に応じて区画１と区画２のＴＩＣを別々に求めることが可能であり、これによって、例えば図１１に示すように、それぞれの区画についてのＴＩＣを得ることができる。このようにすることにより、２つのＴＩＣの対比から診断上有力な情報を得ることができる。

図１２に、ＲＯＩ設定の他の例を示す。同図に示すように、３つのＲＯＩｃ，ｄ，ｅが設定される。ＲＯＩｃとＲＯＩｄは部分的に重複し、ＲＯＩｅはどれとも重複しないものである。

ここでは、ＲＯＩを規定する境界線によって囲まれた４つの区画１，２，３，４ができる。区画１はＲＯＩｃからＲＯＩｄとの重複部分を除いたものとなる。区画２はＲＯＩｄからＲＯＩｃとの重複部分を除いたものとなる。区画３はＲＯＩｃとＲＯＩｄの重複部分となる。区画４はＲＯＩｅそのものである。

このような場合における区画指定の例を図１３−２７に示す。図１３は区画１，３を指定した例である。これはＲＯＩｃの指定に他ならない。図１４は区画２，３を指定した例である。これはＲＯＩｄの指定に他ならない。図１５は区画１を指定した例である。これはＲＯＩｃからＲＯＩｄとの重複部分を除いたものに相当する。図１６は区画２を指定した例である。これはＲＯＩｄからＲＯＩｃとの重複部分を除いたものに相当する。図１７は区画１，２，３を指定した例である。これはＲＯＩｄとＲＯＩｃの論理和に相当する。図１８は区画１，２を指定した例である。これはＲＯＩｄとＲＯＩｃの排他的論理和に相当する。

図１９は区画４を指定した例である。これはＲＯＩｅのみを指定したものである。図２０は区画１，３，４を指定した例である。これはＲＯＩｃとＲＯＩｅを指定したものに相当する。図２１は区画２，３，４を指定した例である。これはＲＯＩｄとＲＯＩｅを指定したものに相当する。

図２２は区画１，４を指定した例である。これはＲＯＩｃからＲＯＩｄとの重複部分を除いたものとＲＯＩｅを指定したものである。図２３は区画２，４を指定した例である。これはＲＯＩｄからＲＯＩｃとの重複部分を除いたものとＲＯＩｅを指定したものである。図２４は区画１，２，３，４を指定した例である。これはＲＯＩｄとＲＯＩｃの論理和とＲＯＩｅを指定したものである。図２５は区画１，２，４を指定した例である。これはＲＯＩｄとＲＯＩｃの排他的論理和とＲＯＩｅを指定したものである。

図２６は区画３を指定した例である。これはＲＯＩｃとＲＯＩｄの論理積に相当する。図２７は区画３，４を指定した例である。これはＲＯＩｃとＲＯＩｄの論理積とＲＯＩｅを指定したものである。

このような区画指定によって、それぞれ、ＲＯＩにおける所望の部分についてのＴＩＣを得ることができる。したがって、それらＴＩＣに基づいて的確な診断を行うことが可能になる。

図２８に、本装置の他の動作のフロー図を示す。同図において図６に示したステージと同様なステージは同一の符号を付して説明を省略する。この動作では、ステージ６０５’で区画指定の代わりにＲＯＩ分割を行う。ＲＯＩ分割は予め用意されたパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）の中から使用者によって指定されたものに従って行われる。ＲＯＩ分割は使用者の操作に基づいて画像処理部１４によって行われる。操作部２０および画像処理部１４は、本発明における分割手段の一例である。

ＲＯＩ分割の例を図２９−３１に示す。図２９はＲＯＩｆを同心円状に分割した例である。これによって例えば区画１，２，３が形成される。このようにして、順次内包の関係にある複数の区画を得ることができる。なお、同心円に限らず、楕円や多角形をした相似形であってよい。また、中心が共通である必要はない。

図３０はＲＯＩｆを中心を通る直線で分割した例である。これによって例えば区画１，２，３，４が形成される。このようにして複数の区画の対称性を得ることができる。図３１はＲＯＩｆを平行な複数の直線で分割した例である。これによって例えば区画１，２，３，４が形成される。このようにして複数の区画の平行性を得ることができる。なお、分割のパターンは図示のものに限らず適宜でよい。

このようなＲＯＩ分割によって生成された区画のおのおのについて、ステージ６０７でＴＩＣが求められる。これによって、例えば図３２に示すように、各区画ごとにＴＩＣを表示することができる。したがって、このようなＴＩＣに基づいて的確な診断を行うことが可能になる。

超音波診断装置のブロック図である。 音線走査の概念を示す図である。 音線走査の概念を示す図である。 音線走査の概念を示す図である。 画像処理部のブロック図である。 超音波診断装置の動作のフロー図である。 ＲＯＩ設定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 ＴＩＣの例を示す図である。 ＲＯＩ設定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 区画指定の例を示す図である。 超音波診断装置の動作のフロー図である。 ＲＯＩ分割の例を示す図である。 ＲＯＩ分割の例を示す図である。 ＲＯＩ分割の例を示す図である。 ＴＩＣの例を示す図である。

符号の説明

２ 超音波プローブ
４ 対象
４０２ 造影剤
６ 送受信部
８ 造影剤供給部
１０ エコー処理部
１４ 画像処理部
１６ 表示部
１８ 制御部
２０ 操作部

Claims (6)

1. 超音波を利用して造影画像を撮影しＲＯＩについてＴＩＣを求める超音波診断装置であって、
   一部の領域が重なるように複数のＲＯＩを設定する設定手段と、
   前記ＲＯＩを規定する境界線によって囲まれた区画を個々に指定可能な指定手段と、
   前記指定された区画についてＴＩＣを求める測定手段と、
   を具備することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記指定された区画は複数のＲＯＩの論理積である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記指定された区画は複数のＲＯＩの論理和である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 前記指定された区画は複数のＲＯＩの排他的論理和である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
5. 超音波を利用して造影画像を撮影しＲＯＩについてＴＩＣを求める超音波診断装置であって、
   重複可能な複数のＲＯＩを設定する設定手段と、
   前記ＲＯＩを規定する境界線によって囲まれた区画において複数のＲＯＩの論理和である区画を指定する指定手段と、
   前記指定された区画についてＴＩＣを求める測定手段と、
   を具備することを特徴とする超音波診断装置。
6. 超音波を利用して造影画像を撮影しＲＯＩについてＴＩＣを求める超音波診断装置であって、
   小ＲＯＩの全領域が大ＲＯＩに含まれるように複数のＲＯＩを設定する設定手段と、
   前記小ＲＯＩの全領域を含んだ前記大ＲＯＩの領域を指定する指定手段と、
   前記指定された領域についてＴＩＣを求める測定手段と、
   を具備することを特徴とする超音波診断装置。

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