JP4940000B2 - 超音波診断装置及び超音波診断プログラム - Google Patents

Description

本発明は、被検体に対して超音波走査することで生成されるボリュームデータを基に検査部位のＣモード画像の画像データを生成・表示する超音波診断装置及び超音波診断プログラムに関する。

乳房の超音波検査で、主に集団検診用に考案された手法である水浸法を実現するための超音波診断装置がある。水浸法は、患者の乳房の片方又は両方を専用の水槽に水浸させ、その水槽を挟んで患者と対向する超音波プローブを移動させながら２Ｄ（断面）データを生成すると共に、複数の２Ｄデータを基に３Ｄデータを生成する方法である。超音波プローブの垂直移動には機械式の移動ステージを使用して自動的なスキャンが可能で、また水槽内の水を介しているため、乳房の全体が撮像できるので、集団検診システムとして適当である。

乳房の超音波診断では、特に集団検診で最低限の枚数で乳房をできる限りもれなく表示するためにＣモード画像を表示するＣモード表示を行なっている。

乳房の超音波診断の従来技術として、以下のようなものがある。
特公平７−６７４５３号公報 特表２００２−５１２８３５号公報

乳房は、湾曲した胸郭の体表面側に位置している。従来のＣモード表示では、（１）胸骨に近い乳房部分を含むＣモード画像には胸骨ばかりが現われるので、１枚のＣモード画像上には乳房の情報がほとんどない、（２）胸骨に近い乳房部分を含むＣモード画像には胸骨によるアーチファクトが発生し易いので、Ｃモード画像上の乳房の端の部分の診断が行ない難い、等の問題があった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、診断に適した画像を提供できる超音波診断装置及び超音波診断プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る超音波診断装置は、上述した課題を解決するために請求項１に記載したように、被検体に対して超音波走査することで生成されるボリュームデータを基に検査部位のＣモード画像の画像データを生成・表示する超音波診断装置において、前記ボリュームデータを基に、非画像化部分を含まずに湾曲する湾曲面によって形成される湾曲Ｃモード面を生成する湾曲Ｃモード面生成部と、前記湾曲Ｃモード面生成部によって生成された前記湾曲Ｃモード面のデータを基に、湾曲Ｃモード画像の画像データを生成する湾曲Ｃモード画像生成部と、を有する。

本発明に係る超音波診断プログラムは、上述した課題を解決するために請求項１３に記載したように、被検体に対して超音波走査することで生成されるボリュームデータを基に検査部位のＣモード画像の画像データを生成・表示するコンピュータに、前記ボリュームデータを基に、非画像化部分を含まずに湾曲する湾曲面によって形成される湾曲Ｃモード面を生成する湾曲Ｃモード面生成機能と、前記湾曲Ｃモード面生成機能によって生成された前記湾曲Ｃモード面のデータを基に、湾曲Ｃモード画像の画像データを生成する湾曲Ｃモード画像生成機能と、を実現させる。

本発明に係る超音波診断装置及び超音波診断プログラムによると、診断に適した画像を提供できる。

本発明に係る超音波診断装置及び超音波診断プログラムの実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態の超音波診断装置における技術的手法は、被検体としての患者の乳房、肝臓及び膵臓等の臓器を検査対象とする場合に有効である。本実施形態の超音波診断装置においては説明を具体的とするため、検査対象を乳房としている。

図１は、本発明に係る超音波診断装置の実施形態を示す構成図である。

図１は、本実施形態の超音波診断装置１０を示す。超音波診断装置１０は、乳房の超音波検査で、主に集団検診用に考案された手法である水浸法を実現するための装置である。水浸法は、患者の乳房の片方又は両方を専用の水槽（図示しない）に水浸させ、その水槽を挟んで患者と対向する超音波プローブを移動させながら２Ｄ（断面）データを生成すると共に、複数の２Ｄデータを基に３Ｄデータを生成する方法である。超音波プローブの垂直移動には機械式の移動ステージを使用して自動的なスキャンが可能で、また水槽内の水を介しているため、乳房の全体が撮像できるので、集団検診システムとして適当である。また、超音波診断装置１０は乳房検査の他、肝臓、膵臓等の所定の臓器の検査に対しても適用可能である。

超音波診断装置１０は、大きくは、超音波プローブ１１及び装置本体１２から構成される。

超音波プローブ１１は、複数個の超音波振動子を先端部分に配置して超音波の送受信を行なう。また、超音波振動子は電気音響変換超音波振動子であり、超音波送信時には電気パルスを超音波パルスに変換し、また超音波受信時には超音波信号を電気信号に変換する。超音波プローブ１１は、アレイ変換器の方式によって、１Ｄ（方位角操舵だけの単一行）アレイプローブ、１．５Ｄアレイ（電子合焦されるが、仰角次元に操舵されない）プローブ、２Ｄアレイ（広範な三次元操舵を伴う微細ピッチ・アレイ）プローブに分類される。このうち、生体のボリュームデータを積極的に取得するためには、２Ｄアレイプローブを採用することが望ましい。

また、超音波プローブ１１は、１Ｄアレイプローブや２Ｄアレイプローブであっても、超音波プローブ１１自体に揺動機能を具備し、スキャン断面を次々に変えながら複数断層像を取得し、結果的にボリュームデータを取得する機械式３Ｄプローブであってもよい。

装置本体１２は、送受信回路２１、Ｂモード処理回路２２、シネメモリ２３、スキャンコンバート回路２４、画像合成回路２５及びモニタ２６を備える。

送受信回路２１は、図示しないが、送信回路及び受信部を有する。送信部には、照射する超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを発生するレートパルス発生回路と、超音波送信時における超音波ビームの収束時間や偏向角度を決定するための遅延回路であり、Ｎ個の超音波振動子を駆動するタイミングを決定する送信遅延回路と、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成するパルサ回路とが具備される。

送受信回路２１の送信部に具備するレートパルス発生回路は、照射する超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを送信遅延回路に供給する。送信遅延回路は、超音波送信に使用される超音波振動子の２倍（２Ｎ）の独立な遅延回路から構成されており、超音波送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を収束するための遅延時間と、所定の方向に超音波を送信するための遅延時間とをレートパルスに与え、パルサ回路に供給する。

パルサ回路は、送信遅延回路と同数の２Ｎの独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ１１に内蔵された超音波振動子を駆動し、患者内に超音波を放射するための駆動パルスを形成する。

患者の乳房内に照射された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる臓器間の境界面又は組織にて反射する。また、反射波は組織の非線型特性により、中心周波数が２ｆ_０の超音波パルスが新たに発生する。よって、組織内で反射して超音波プローブ１１に戻る超音波は、超音波送信時の中心周波数ｆ_０の超音波パルス（基本波成分）と、中心周波数が２ｆ_０の超音波パルス（高調波成分）が混在したものとなる。送受信回路２１に有する受信部は、受信信号の基本波成分又は高調波成分を取得するＢＰＦ（ｂａｎｄ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）と、超音波振動子によって電気信号に変換された微小信号を増幅するプリアンプ回路と、このプリアンプ回路の受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路と、ビームフォーマ回路及び加算回路を備えた整相加算回路とが具備される。

ビームフォーマ回路は、細い受信ビーム幅を得るために、所定の深さから超音波を収束するための収束用遅延時間を超音波ビームの受信指向性を順次変更し、患者内を走査するための遅延時間を、デジタル信号に変換された受信信号に与える。加算回路は、ビームフォーマからの出力を加算する。

Ｂモード処理回路２２は、送受信回路２１からのデジタル入力信号を基に、Ｂモード像（断層像）用のＲＡＷデータ（ここでは、スキャンコンバート処理前のデータ）を生成する。具体的には、Ｂモード処理回路２２には、図示しないが、送受信回路２１からのデジタル入力信号の振幅を対数変換し、弱い信号を相対的に強調する対数変換回路と、この対数変換回路で対数変換されたデジタル信号に対して包絡線検波の演算を行ない、振幅の包絡線を検出する包絡線検波回路とが具備される。

なお、Ｂモード処理回路２２と並列にカラードプラモード処理回路（図示しない）を設けてもよい。カラードプラモード処理回路は、移動体、例えば血流の絶対速度に対する超音波走査線方向成分（以下、「余弦成分」という。）の余弦成分速度コード（例えば、８ｂｉｔ，２５６階調）を用いて、速度分布データを生成するための信号処理を行ない、カラードプラ像（カラー血流画像、ＣＭＦ（ｃｏｌｏｒ ｆｌｏｗ ｍａｐｐｉｎｇ））用のＲＡＷデータを生成する。カラードプラモード処理回路には、送受信回路２１からのデジタル入力信号を実部と虚部を有する複素（ドプラ）信号に変換する直交検波回路と、互いに直交する複素成分をＦＦＴ（ｆａｓｔ ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）分析するＦＦＴ分析回路と、ＦＦＴ分析によって得られるスペクトルの中心（血流方向に対する余弦成分の平均速度）や分散値（血流の乱れの状態）等を演算する演算回路とが具備される。

シネメモリ２３は、不揮発性の半導体メモリ等によって構成される。シネメモリ２３は、例えば超音波診断装置１０が収集終了（フリーズ）する直前の複数のフレームに対応するライブ画像のＲＡＷデータを記憶するメモリである。シネメモリ２３は、複数のＲＡＷデータを記憶する容量をもっており、ＣＰＵ３１からフリーズのコマンドが送られるまで、ＲＡＷデータを連続的に記億する。シネメモリ２３の記憶にはいわゆるループ方式が採用されていることが一般的である。すなわち、ＲＡＷデータの記憶がシネメモリ２３の許容量を超える場合には、記憶された時間の古いＲＡＷデータから順次消去した上で新しいＲＡＷデータを書き込む（上書き）ことで、シネメモリ２３に最新のＲＡＷデータが記憶されるようになっている。

スキャンコンバート回路２４は、Ｂモード処理回路２２から出力されたライブ画像のＲＡＷデータを標準ＴＶ信号（ＴＶフォーマットの信号）に変換して、ライブ画像の画像データを生成する。

画像合成回路２５は、スキャンコンバート回路２４及びＣＰＵ３１から出力されるライブ画像の画像データを基にライブ画像の表示用のデータを生成して表示用のデータをアナログ変換する。一方、画像合成回路２５から出力される湾曲Ｃモード画像の画像データ（後述する）を基に表示用のデータを生成して表示用のデータをアナログ変換する。また、画像合成回路２５は、画像を種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成し、ビデオ信号としてモニタ２６に出力する。

モニタ２６は、画像合成回路２５からの出力を基に、ライブ画像の画像データや湾曲Ｃモード画像の画像データ等を表示する。

また、超音波診断装置１０は、制御装置（ＣＰＵ：ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）３１、包括メモリ３２、ＨＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ）３３、入力装置３５及び通信制御装置３６を有する。

ＣＰＵ３１は、包括メモリ３２やＨＤ３３に記憶されるプログラムや、入力装置３５による入力に従って、送受信回路２１、信号処理回路２２、シネメモリ２３、スキャンコンバート回路２４及び画像合成回路２５の動作を制御する。

包括メモリ３２は、不揮発性の半導体メモリ等によって構成される。包括メモリ３２は、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）や、超音波診断に係る各種アプリケーションプログラムを記憶する記憶装置である。超音波診断に係る各種アプリケーションプログラムとしては、ライブ表示用のプログラムやシネ再生用のプログラム等が挙げられる。また、包括メモリ３２は、ＣＰＵ３１のワークメモリとしても機能する。

ＨＤ３３は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクであり、図示しないＨＤＤ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）によってＨＤ３３内部のデータの読み書きが可能である。ＨＤ３３は、ボリュームデータや湾曲Ｃモード画像の画像データを記憶し、また、包括メモリ３２の代替として超音波診断に係る各種アプリケーションプログラムを記憶することもできる。

入力装置３５は、例えば、マウスやトラックボール、モード切替スイッチ及びキーボード等を有している。入力装置３５は、オペレータからの各種指示、関心領域（ＲＯＩ：ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の設定指示、フリーズの指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体１２にとりこむための装置である。

通信制御装置３６は、各規格に応じた通信制御を行なう。通信制御装置３６は、電話回線を通じて病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮに接続することができる機能を有している。よって、超音波診断装置１０は、通信制御装置３６を介して超音波診断装置１０外部のネットワークＮ網に接続することができる。

図２は、本実施形態の超音波診断装置１０の機能を示す図である。

ＣＰＵ３１（図１に図示）がプログラムを実行することによって、超音波診断装置１０は、ボリュームデータ生成部４１、湾曲Ｃモード面生成部４２、湾曲Ｃモード画像生成部４３及び湾曲Ｃモード画像記憶制御部４４として機能する。なお、超音波診断装置１０を構成する各部４１乃至４４は、ソフトウェア的に機能するものとして説明するが、超音波診断装置１０にハードウェア的に備えられるものであってもよい。

ボリュームデータ生成部４１は、シネメモリ２３に記憶されたＲＡＷデータを基に、超音波スキャンの走査線信号列を３Ｄ的に再配列してボリュームデータを生成（再構成）する機能を有する。

湾曲Ｃモード面生成部４２は、ボリュームデータ生成部４１によって生成されたボリュームデータを基に、非画像化部分を含まずに湾曲する湾曲面によって形成される湾曲Ｃモード面を生成する機能を有する。

図３乃至図６は、湾曲Ｃモード面の配置を説明するための概念図である。

図３及び図４は、アキシャル断面（Ｘ−Ｙ平面）を用いて湾曲Ｃモード面の配置を説明するためのアキシャル断面の位置を示すＸ−Ｚ平面図である。例えば、図３及び図４は、患者の乳房を含むアキシャル断面Ｋを用いて湾曲Ｃモード面の配置を説明するためのアキシャル断面Ｋの位置を示すＸ−Ｚ平面図である。図３は、患者の片方の乳房のみを含むアキシャル断面ＫＡを示すＸ−Ｚ平面図である一方、図４は、患者の両方の乳房を含むアキシャル断面ＫＢを示すＸ−Ｚ平面図である。

図５は、湾曲Ｃモード面の一例を、図３に示すアキシャル断面ＫＡにおける湾曲Ｃモード線として示すＸ−Ｙ平面図である。

図５に示すように、湾曲Ｃモード面生成部４２は、ボリュームデータ生成部４１によって生成されたボリュームデータに含まれるアキシャル断面ＫＡ上で、患者の非画像化部分、例えば胸郭面ＤＴを含まずその胸郭面ＤＴの体表面側に湾曲する湾曲面によって形成される湾曲Ｃモード面Ｃ（図５では、例えば４つの湾曲Ｃモード面Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を示している。）を生成する。なお、図５では、胸郭面ＤＴをアキシャル断面ＫＡにおける胸郭線ＤＴ_ＫＡとして示し、また、湾曲Ｃモード面Ｃ（湾曲Ｃモード面Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）をアキシャル断面ＫＡにおける湾曲Ｃモード線Ｃ_ＫＡ（湾曲Ｃモード線Ｃ_ＫＡ１，Ｃ_ＫＡ２，Ｃ_ＫＡ３，Ｃ_ＫＡ４）として示している。

図６は、湾曲Ｃモード面の一例を、図４に示すアキシャル断面ＫＢにおける湾曲Ｃモード線として示すＸ−Ｙ平面図である。

図６に示すように、湾曲Ｃモード面生成部４２は、ボリュームデータ生成部４１によって生成されたボリュームデータに含まれるアキシャル断面ＫＢ上で、胸郭面ＤＴを含まずその胸郭面ＤＴの体表面側に湾曲する湾曲面によって形成される湾曲Ｃモード面Ｃ（図６では、例えば４つの湾曲Ｃモード面Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を示している。）を生成する。なお、図６では、胸郭面ＤＴをアキシャル断面ＫＢにおける胸郭線ＤＴ_ＫＢとして示し、また、湾曲Ｃモード面Ｃ（湾曲Ｃモード面Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）をアキシャル断面ＫＢにおける湾曲Ｃモード線Ｃ_ＫＢ（湾曲Ｃモード線Ｃ_ＫＢ１，Ｃ_ＫＢ２，Ｃ_ＫＢ３，Ｃ_ＫＢ４）として示している。

具体的には、湾曲Ｃモード面取得部４２は、断面設定部４２ａ、非画像化部分演算部４２ｂ、湾曲Ｃモード線演算部４２ｃ及び湾曲Ｃモード面演算部４２ｄを有する。

断面設定部４２ａは、ボリュームデータ生成部４１によって生成されたボリュームデータを基に、特定のアキシャル断面、例えば患者の乳頭を含むアキシャル断面（以下、『乳頭断面』という。）を設定する機能を有する。断面設定部４２ａによる特定のアキシャル断面の設定は、画像認識によって自動的に設定される。又は、断面設定部４２ａによる特定のアキシャル断面の設定は、ボリュームデータを基に生成・表示された複数のアキシャル断面の画像データを見ながらオペレータが入力装置３５を介して所望のアキシャル断面の画像データを選択することによって、手動的に設定される。なお、特定のアキシャル断面として乳頭断面を設定する場合、断面設定部４２ａは、患者の片方の乳房のみを含む乳頭断面を設定してもよいし、患者の両方の乳房を含む乳頭断面を設定してもよい。以下、断面設定部４２ａが、患者の片方の乳房のみを含む乳頭断面を設定する場合を説明する。

非画像化部分演算部４２ｂは、断面設定部４２ａによって設定された特定のアキシャル断面の画像データを基に、特定のアキシャル断面における非画像化部分、例えば体表面に形成される胸郭の胸郭線を演算する機能を有する。Ｃモード画像上に胸郭面を含むと、胸骨によるアーチファクトが発生し易く、また、Ｃモード画像の画像データの全体を乳房の診断に用いることができない。

図７は、断面設定部４２ａによって設定された特定のアキシャル断面としての乳頭断面の位置を示すＸ−Ｚ平面図である。図８は、図７に示す乳頭断面における胸郭線の第１の演算方法を説明するための概念図である。

図８は、図７に示す乳頭断面Ｌにおける画像上の胸郭線ＤＴ_Ｌと、乳頭断面Ｌにおける演算上の胸郭線ＥＴ_Ｌとを示すＸ−Ｙ平面図である。図８に示すように、ボリュームデータを基に生成・表示された乳頭断面Ｌの画像データを見ながらオペレータは、入力装置３５を介して乳頭断面Ｌにおける画像上の胸郭線ＤＴ_Ｌに相当する位置に３点以上の胸郭点Ｐ_Ｌ、例えば３点の胸郭点Ｐ_Ｌ１，Ｐ_Ｌ２，Ｐ_Ｌ３をプロットする。そして、非画像化部分演算部４２ｂは、胸郭点Ｐ_Ｌ１，Ｐ_Ｌ２，Ｐ_Ｌ３によって決定される湾曲（例えば、円弧）を乳頭断面Ｌにおける演算上の胸郭線ＥＴ_Ｌとして演算する。

図９は、図７に示す乳頭断面における胸郭線の第２の演算方法を説明するための概念図である。

図９は、図７に示す乳頭断面Ｌにおける画像上の胸郭線ＤＴ_Ｌと、乳頭断面Ｌにおける演算上の胸郭線ＥＴ_Ｌとを示すＸ−Ｙ平面図である。図９に示すように、ボリュームデータを基に生成・表示された乳頭断面Ｌの画像データを見ながらオペレータは、入力装置３５を介して乳頭断面Ｌにおける画像上の胸郭線ＤＴ_Ｌに相当する位置に２点以上の胸郭点Ｐ_Ｌ、例えば２点の胸郭点Ｐ_Ｌ１，Ｐ_Ｌ２をプロットする。そして、非画像化部分演算部４２ｂは、胸郭点Ｐ_Ｌ１を通る接線Ａ_Ｌと水平線Ｂ_Ｌとのなす角θ_Ｌが所要角度、例えば７０度になるときの胸郭点Ｐ_Ｌ１，Ｐ_Ｌ２を通る円の円弧を乳頭断面Ｌにおける演算上の胸郭線ＥＴ_Ｌとして演算する。

さらに、図７に示す乳頭断面Ｌにおける胸郭線の第３の演算方法として、非画像化部分演算部４２ｂは、ボリュームデータを基に生成・表示された乳頭断面の画像データを基に、乳頭断面における演算上の胸郭線を半自動的に演算することができる。乳頭断面における演算上の胸郭線を半自動的に演算する場合、ボリュームデータを基に生成・表示された乳頭断面の画像データを見ながらオペレータは、入力装置３５を介して乳頭断面における画像上の胸郭線に相当する位置に複数の胸郭点をプロットする。そして、非画像化部分演算部４２ｂは、複数の胸郭点と乳頭断面の画像上の高輝度点とをスムーズに結ぶ線を乳頭断面における演算上の胸郭線として演算する。

また、図７に示す乳頭断面Ｌにおける胸郭線の第４の演算方法として、非画像化部分演算部４２ｂは、ボリュームデータを基に生成・表示された乳頭断面の画像データを基に、乳頭断面における演算上の胸郭線を自動的に演算することができる。乳頭断面における演算上の胸郭線を自動的に演算する場合、非画像化部分演算部４２ｂは、乳頭断面における画像上の高輝度点をスムーズに結ぶ線を乳頭断面における演算上の胸郭線として演算する。

また、図２に示す湾曲Ｃモード線演算部４２ｃは、非画像化部分演算部４２ｂによって生成された特定のアキシャル断面における演算上の胸郭線を基に、特定のアキシャル断面における湾曲Ｃモード線を演算する機能を有する。

図１０は、図７に示す乳頭断面における湾曲Ｃモード線の演算方法の一例を示す概念図である。

図１０（ａ）は、図７に示す乳頭断面Ｌにおける演算上の胸郭線ＥＴ_Ｌの両端を両端とし、患者の体表面側（図１０（ａ）中では上側）に湾曲する湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ（図１０（ａ）では、例えば２つの湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ１，Ｃ_Ｌ２を示している。）を示すＸ−Ｙ平面図である。乳頭断面Ｌにおける湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌは、乳頭断面Ｌにおける演算上の胸郭線ＥＴ_Ｌの両端を通る円の円弧（胸郭線ＥＴ_Ｌの両端から体表面側で湾曲）を基に、その円の径及び湾曲率を変更することによって演算される。なお、オペレータが入力装置３５を介して円の径及び湾曲率を変更してもよく、その場合、胸郭線ＥＴ_Ｌの両端を通る円の円弧をカラー表示させることが好適である。

一方、図１０（ｂ）は、図７に示す乳頭断面Ｌを基に非画像化部分演算部４２ｂによって設定された胸郭線ＥＴ_Ｌの形を変えることなく胸郭線ＥＴ_Ｌの体表面側に平行移動させた湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ（図１０（ｂ）では、例えば２つの湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ１，Ｃ_Ｌ２を示している。）を示している。なお、オペレータが入力装置３５を介して湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ間の厚さを変更してもよい。

ここで、湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ（湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌを基に生成される湾曲Ｃモード面Ｃ）の数が予め設定されている場合がある。その場合、Ｃモード線演算部４２ｃは、図１０（ａ），（ｂ）を用いて説明した湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌの演算方法に従って、予め設定されている数に応じて乳頭断面Ｌにおける湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌを演算する。

図１１は、湾曲Ｃモード線の数が予め設定されている場合の湾曲Ｃモード線の演算方法の一例を示す概念図である。

湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌの数が予め設定されている場合、ボリュームデータを基に生成・表示された乳頭断面Ｌの画像データを見ながらオペレータは、図１１（ａ）に示すように、入力装置３５を介して乳頭断面Ｌにおける画像上の特定部位に相当する位置に点、例えば乳頭に相当する位置に乳頭点Ｑ_Ｌをプロットする。そして、湾曲Ｃモード線演算部４２ｃは、乳頭断面Ｌにおける演算上の胸郭線ＥＴ_Ｌの両端を両端とし、乳頭点Ｑ_Ｌを頂点として湾曲する湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ１を演算する。また、湾曲Ｃモード線演算部４２ｃは、予め設定されている湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌの数に応じて胸郭線ＥＴ_Ｌと湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ１との間に、胸郭線ＥＴ_Ｌの両端を両端として湾曲する湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ（湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ２，Ｃ_Ｌ３，…）を挿入する。

又は、湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌの数が予め設定されている場合、ボリュームデータを基に生成・表示された乳頭断面Ｌの画像データを見ながらオペレータは、図１１（ｂ）に示すように、入力装置３５を介して乳頭断面Ｌにおける画像上の乳頭に相当する位置に乳頭点Ｑ_Ｌをプロットする。そして、湾曲Ｃモード線演算部４２ｃは、非画像化部分演算部４２ｂによって演算された胸郭線ＥＴ_Ｌの形を変えることなく胸郭線ＥＴ_Ｌの体表面側に平行移動させ、かつ、乳頭点Ｑ_Ｌを通る乳頭断面Ｌにおける湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ１を演算する。また、湾曲Ｃモード線演算部４２ｃは、予め設定されている湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌの数に応じて胸郭線ＥＴ_Ｌと湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ１との間に、非画像化部分演算部４２ｂによって設定された胸郭線の形を変えることなく胸郭線ＥＴ_Ｌの体表面側に平行移動させた湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ（湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ２，Ｃ_Ｌ３，…）を挿入する。

また、湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌの数が予め設定されている場合の他に、湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌ（湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌを基に生成される湾曲Ｃモード面Ｃ）間の寸法が予め設定されている場合がある。その場合、Ｃモード線演算部４２ｃは、予め設定されている寸法に応じて湾曲Ｃモード線Ｃ_Ｌを演算する。

また、図２に示す湾曲Ｃモード面演算部４２ｄは、湾曲Ｃモード線演算部４２ｃによって生成された特定のアキシャル断面における湾曲Ｃモード線を基に、湾曲Ｃモード面を演算する機能を有する。例えば、湾曲Ｃモード面演算部４２ｄは、特定のアキシャル断面における湾曲Ｃモード線をアキシャル方向（Ｚ軸方向）に水平移動させて形成される湾曲Ｃモード面を演算する。

湾曲Ｃモード画像生成部４３は、湾曲Ｃモード面生成部４２によって生成された湾曲Ｃモード面のＲＡＷデータを標準ＴＶ信号に変換して、湾曲Ｃモード画像の画像データを生成する機能を有する。湾曲Ｃモード画像の画像データは、画像合成回路２５を介してモニタ２６に表示される。

図１２は、表示される湾曲Ｃモード画像の一例を示す概念図である。

図１２（ａ）は、湾曲Ｃモード面生成部４２によって生成された湾曲Ｃモード面Ｃ１（図５に図示）における湾曲Ｃモード画像の画像データを示す。図１２（ｂ）は、湾曲Ｃモード面生成部４２によって生成された湾曲Ｃモード面Ｃ２（図５に図示）における湾曲Ｃモード画像の画像データを示す。図１２（ｃ）は、湾曲Ｃモード面生成部４２によって生成された湾曲Ｃモード面Ｃ３（図５に図示）における湾曲Ｃモード画像の画像データを示す。また、図１２（ｄ）は、湾曲Ｃモード面生成部４２によって生成された湾曲Ｃモード面Ｃ４（図５に図示）における湾曲Ｃモード画像の画像データを示す。なお、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、患者の片方の乳房のみを含む湾曲Ｃモード面Ｃを示している。

図１２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、湾曲Ｃモード画像の画像データには非画像化部分としての胸郭面を含まないので、胸骨によるアーチファクトが発生せず、また、湾曲Ｃモード画像の画像データの全体を乳房の診断に用いることができる。

なお、湾曲Ｃモード面生成部４２の断面設定部４２ａによって患者の両方の乳房を含む乳頭断面を設定した場合、湾曲Ｃモード面生成部４２は、両方の乳房を含む湾曲Ｃモード面を生成することができる。よって、両方の乳房を含む湾曲Ｃモード画像の画像データがモニタ２６に表示される。また、湾曲Ｃモード面生成部４２の断面設定部４２ａによって患者の片方の乳房のみを含む乳頭断面を設定した場合であっても、湾曲Ｃモード面生成部４２は、片方の乳房のみを含む乳頭断面を基に演算された湾曲Ｃモード面を基に、両方の乳房を含む湾曲Ｃモード面を生成することができる。よって、両方の乳房を含む湾曲Ｃモード画像の画像データがモニタ２６に表示される。

図１３は、表示される湾曲Ｃモード画像の一例を示す概念図である。

図１３（ａ）は、湾曲Ｃモード面生成部４２によって生成された湾曲Ｃモード面Ｃ１（図６に図示）における湾曲Ｃモード画像の画像データを示す。図１３（ｂ）は、湾曲Ｃモード面生成部４２によって生成された湾曲Ｃモード面Ｃ２（図６に図示）における湾曲Ｃモード画像の画像データを示す。図１３（ｃ）は、湾曲Ｃモード面生成部４２によって生成された湾曲Ｃモード面Ｃ３（図６に図示）における湾曲Ｃモード画像の画像データを示す。また、図１３（ｄ）は、湾曲Ｃモード面生成部４２によって生成された湾曲Ｃモード面Ｃ４（図６に図示）における湾曲Ｃモード画像の画像データを示す。なお、図１３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、患者の両方の乳房を含む湾曲Ｃモード面Ｃを示している。

図１３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、湾曲Ｃモード画像の画像データには胸郭面を含まないので、胸骨によるアーチファクトが発生せず、また、湾曲Ｃモード画像の画像データの全体を乳房の診断に用いることができる。

また、図２に示す湾曲Ｃモード画像記憶制御部４４は、湾曲Ｃモード画像生成部４３によって生成された湾曲Ｃモード画像の画像データを、包括メモリ３２又はＨＤ３３等の記憶装置に記憶させる機能を有する。

なお、図１に示すＣＰＵ３１が実行するプログラムは、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。よって、ネットワークＮ網に接続されたビューア等の超音波診断装置１０以外のコンピュータ（図示しない）を、図２に示す各部４１乃至４４として機能させることもできる。

続いて、本実施形態の超音波診断装置１０の動作について、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。

ＣＰＵ３１がプログラムを実行することによって、ＣＰＵ３１が送受信回路２１、Ｂモード処理回路２２及びシネメモリ２３を制御することによって、生体のボリュームデータを取得するために超音波プローブ１１から超音波の送受信を行なって（ステップＳ１）、複数のフレームに対応するライブ画像のＲＡＷデータをシネメモリ２３に記憶させる。

次いで、シネメモリ２３に記憶されたＲＡＷデータを基に、超音波スキャンの走査線信号列を３Ｄ的に再配列してボリュームデータを生成（再構成）する（ステップＳ２）。

次いで、ステップＳ２によって生成されたボリュームデータを基に、非画像化部分を含まずに湾曲する湾曲面によって形成される湾曲Ｃモード面を生成する（ステップＳ３）。具体的には、ステップＳ３は、ステップＳ３ａ乃至Ｓ３ｄからなる。

ステップＳ３では、まず、ステップＳ２によって生成されたボリュームデータを基に、特定のアキシャル断面、例えば患者の乳頭断面を設定する（ステップＳ３ａ）。ステップＳ３ａによる特定のアキシャル断面の設定は、画像認識によって自動的に設定される。又は、ステップＳ３ａによる特定のアキシャル断面の設定は、ボリュームデータを基に生成・表示された複数のアキシャル断面の画像データを見ながらオペレータが入力装置３５を介して所望のアキシャル断面の画像データを選択することによって、手動的に設定される。

次いで、ステップＳ３ａによって設定された特定のアキシャル断面の画像データを基に、特定のアキシャル断面における非画像化部分、例えば体表面に形成される胸郭の胸郭線を演算する（ステップＳ３ｂ）。

次いで、ステップＳ３ｂによって生成された特定のアキシャル断面における演算上の胸郭線を基に、特定のアキシャル断面における湾曲Ｃモード線を演算する（ステップＳ３ｃ）。

次いで、ステップＳ３ｃによって生成された特定のアキシャル断面における湾曲Ｃモード線を基に、湾曲Ｃモード面を演算する（ステップＳ３ｄ）。湾曲Ｃモード面演算部４２ｄは、特定のアキシャル断面における湾曲Ｃモード線をアキシャル方向（Ｚ軸方向）に水平移動させて形成される湾曲Ｃモード面を演算する。

次いで、ステップＳ３によって生成された湾曲Ｃモード面のＲＡＷデータを標準ＴＶ信号に変換して、湾曲Ｃモード画像の画像データを生成する（ステップＳ４）。湾曲Ｃモード画像の画像データは、画像合成回路２５を介してモニタ２６に表示される（ステップＳ５）。湾曲Ｃモード画像の画像データの表示例を、図１２及び図１３に示す。

本実施形態の超音波診断装置１０によると、患者の乳房を含む湾曲Ｃモード面Ｃ１乃至Ｃ４をモニタ２６に表示することによって、乳房の診断に適した画像を提供することができる。

本発明に係る超音波診断装置の実施形態を示す構成図。 本実施形態の超音波診断装置１０の機能を示す図。 アキシャル断面を用いて湾曲Ｃモード面の配置を説明するためのアキシャル断面の位置を示すＸ−Ｚ平面図。 アキシャル断面を用いて湾曲Ｃモード面の配置を説明するためのアキシャル断面の位置を示すＸ−Ｚ平面図。 湾曲Ｃモード面の一例を、図３に示すアキシャル断面における湾曲Ｃモード線として示すＸ−Ｙ平面図。 湾曲Ｃモード面の一例を、図４に示すアキシャル断面における湾曲Ｃモード線として示すＸ−Ｙ平面図。 特定のアキシャル断面としての乳頭断面の位置を示すＸ−Ｚ平面図。 図７に示す乳頭断面における胸郭線の第１の演算方法を説明するための概念図。 図７に示す乳頭断面における胸郭線の第２の演算方法を説明するための概念図。 （ａ），（ｂ）は、図７に示す乳頭断面における湾曲Ｃモード線の演算方法の一例を示す概念図。 湾曲Ｃモード線の数が予め設定されている場合の湾曲Ｃモード線の演算方法の一例を示す概念図。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、表示される湾曲Ｃモード画像の一例を示す概念図。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、表示される湾曲Ｃモード画像の一例を示す概念図。 本実施形態の超音波診断装置の動作を示すフローチャート。

符号の説明

１０ 超音波診断装置
１１ 超音波プローブ
１２ 装置本体
２１ 送受信回路
２２ Ｂモード処理回路
２３ シネメモリ
２４ スキャンコンバート回路
２５ 画像合成回路
２６ モニタ
３１ ＣＰＵ
３５ 入力装置
４１ ボリュームデータ生成部
４２ 湾曲Ｃモード面生成部
４２ａ 断面設定部
４２ｂ 非画像化部分演算部
４２ｃ 湾曲Ｃモード線演算部
４２ｄ 湾曲Ｃモード面演算部
４３ 湾曲Ｃモード画像生成部
４４ 湾曲Ｃモード画像記憶制御部

Claims (24)

1. 被検体に対して超音波走査することで生成されるボリュームデータを基に検査部位のＣモード画像の画像データを生成・表示する超音波診断装置において、
   前記ボリュームデータを基に、非画像化部分を含まずに湾曲する湾曲面によって形成される湾曲Ｃモード面を生成する湾曲Ｃモード面生成部と、
   前記湾曲Ｃモード面生成部によって生成された前記湾曲Ｃモード面のデータを基に、湾曲Ｃモード画像の画像データを生成する湾曲Ｃモード画像生成部と、
   を有することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記湾曲Ｃモード面生成部は、
   前記ボリュームデータ生成部によって生成された前記ボリュームデータを基に、特定のアキシャル断面を設定する断面設定部と、
   前記断面設定部によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像データを基に、前記特定のアキシャル断面における非画像化部分を演算する非画像化部分演算部と、
   前記非画像化部分演算部によって生成された前記特定のアキシャル断面における非画像化部分を基に、前記特定のアキシャル断面における湾曲Ｃモード線を演算する湾曲Ｃモード線演算部と、
   前記湾曲Ｃモード線演算部によって生成された前記湾曲Ｃモード線を基に、前記湾曲Ｃモード面を演算する湾曲Ｃモード面演算部と、
   を有す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. 前記断面設定部は、前記ボリュームデータ生成部によって生成された前記ボリュームデータを基に、前記被検体の乳頭を含むアキシャル断面を前記特定のアキシャル断面として設定することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記断面設定部は、前記特定のアキシャル断面を画像認識によって自動的に設定することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
5. 前記非画像化部分演算部は、前記断面設定部によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像データを基に、前記特定のアキシャル断面における胸郭線を演算することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
6. 前記非画像化部分演算部は、前記断面設定部によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像上の３点以上の点によって決定される円弧を前記非画像化部分として演算することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
7. 前記非画像化部分演算部は、前記断面設定部によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像上の２点以上の点と、１つの点を通る接線と水平線とのなす角とから決定される円の円弧を前記非画像化部分として演算することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
8. 前記非画像化部分演算部は、前記断面設定部によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像上の複数の点と前記特定のアキシャル断面の画像上の高輝度点とをスムーズに結ぶ線を前記非画像化部分として演算することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
9. 前記非画像化部分演算部は、前記断面設定部によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像上の高輝度点をスムーズに結ぶ線を前記非画像化部分として演算することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
10. 前記湾曲Ｃモード線演算部は、前記湾曲Ｃモード線の曲率を変更可能なように構成されることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
11. 前記湾曲Ｃモード線演算部は、複数の湾曲Ｃモード線間の厚みを変更可能なように構成されることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
12. 前記湾曲Ｃモード面演算部は、前記湾曲Ｃモード線演算部によって生成された前記湾曲Ｃモード線をアキシャル方向に水平移動させて形成される前記湾曲Ｃモード面を演算することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
13. 被検体に対して超音波走査することで生成されるボリュームデータを基に検査部位のＣモード画像の画像データを生成・表示するコンピュータに、
    前記ボリュームデータを基に、非画像化部分を含まずに湾曲する湾曲面によって形成される湾曲Ｃモード面を生成する湾曲Ｃモード面生成機能と、
    前記湾曲Ｃモード面生成機能によって生成された前記湾曲Ｃモード面のデータを基に、湾曲Ｃモード画像の画像データを生成する湾曲Ｃモード画像生成機能と、
    を実現させることを特徴とする超音波診断プログラム。
14. 前記湾曲Ｃモード面生成機能は、
    前記ボリュームデータ生成機能によって生成された前記ボリュームデータを基に、特定のアキシャル断面を設定する断面設定機能と、
    前記断面設定機能によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像データを基に、前記特定のアキシャル断面における非画像化部分を演算する非画像化部分演算機能と、
    前記非画像化部分演算機能によって生成された前記特定のアキシャル断面における非画像化部分を基に、前記特定のアキシャル断面における湾曲Ｃモード線を演算する湾曲Ｃモード線演算機能と、
    前記湾曲Ｃモード線演算機能によって生成された前記湾曲Ｃモード線を基に、前記湾曲Ｃモード面を演算する湾曲Ｃモード面演算機能と、
    を有することを特徴とする請求項１３に記載の超音波診断プログラム。
15. 前記断面設定機能は、前記ボリュームデータ生成機能によって生成された前記ボリュームデータを基に、前記被検体の乳頭を含むアキシャル断面を前記特定のアキシャル断面として設定することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。
16. 前記断面設定機能は、前記特定のアキシャル断面を画像認識によって自動的に設定することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。
17. 前記非画像化部分演算機能は、前記断面設定機能によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像データを基に、前記特定のアキシャル断面における胸郭線を演算することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。
18. 前記非画像化部分演算機能は、前記断面設定機能によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像上の３点以上の点によって決定される円弧を前記非画像化部分として演算することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。
19. 前記非画像化部分演算機能は、前記断面設定機能によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像上の２点以上の点と、１つの点を通る接線と水平線とのなす角とから決定される円の円弧を前記非画像化部分として演算することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。
20. 前記非画像化部分演算機能は、前記断面設定機能によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像上の複数の点と前記特定のアキシャル断面の画像上の高輝度点とをスムーズに結ぶ線を前記非画像化部分として演算することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。
21. 前記非画像化部分演算機能は、前記断面設定機能によって設定された前記特定のアキシャル断面の画像上の高輝度点をスムーズに結ぶ線を前記非画像化部分として演算することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。
22. 前記湾曲Ｃモード線演算機能は、前記湾曲Ｃモード線の曲率を変更可能とすることを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。
23. 前記湾曲Ｃモード線演算機能は、複数の湾曲Ｃモード線間の厚みを変更可能とすることを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。
24. 前記湾曲Ｃモード面演算機能は、前記湾曲Ｃモード線演算機能によって生成された前記湾曲Ｃモード線をアキシャル方向に水平移動させて形成される前記湾曲Ｃモード面を演算することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断プログラム。

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