JP5826527B2

JP5826527B2 - 弾性映像を提供する超音波システムおよび方法

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Publication number: JP5826527B2
Application number: JP2011129304A
Authority: JP
Inventors: サンシクパク，
Original assignee: Samsung Medison Co Ltd
Current assignee: Samsung Medison Co Ltd
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2015-12-02
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Description

本発明は、超音波システムに関し、特に、弾性映像を提供する超音波システムおよび方法に関する。

超音波システムは、無侵襲および非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るために医療分野で広く用いられている。超音波システムは、対象体を直接切開して観察する外科手術の必要がなく、対象体の内部組織を高解像度の映像で医師に提供することができるため、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。

超音波システムは、対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）の反射係数を、２次元映像で示すＢモード（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓｍｏｄｅ）映像を提供してくれる。Ｂモード映像は、超音波信号の反射係数を画面上に点の明るさで表示する。しかし、腫瘍または癌組織のような非正常組織の中には、正常組織と比較して反射係数にほとんど差が無いものがあり、Ｂモード映像で非正常組織を観測するのには困難な場合がある。

このように、反射係数の差がほとんどない組織を識別する方法として、外部から対象体に圧力（印加力）を加えない時と加えた時との間に生じる媒質の機械的な歪み（変形の度合い）を用いて、対象体の病巣（ｌｅｓｉｏｎ）を分析する弾性映像法がある。弾性映像法は、Ｂモード映像で診断できない組織の機械的な性質を映像化するので、病巣の診断に大いに役に立つ。弾性映像法は、組織の弾性が病理学的現象と関連があることを利用する。例えば、腫瘍や癌組織は、周囲の軟組織に比べて組織が硬いので、外部から同じ力を与えた時、周囲組織より変形の程度（即ち、歪み）が小さい。

弾性映像法は、外部から同一の力を加えて組織を変形させる場合、癌のように硬い組織は変形される程度が少なく、軟部組織は容易にその形状が変形する現象を用いて、組織の病巣を確認する映像技法である。単位面積当りの加えられる圧力によって変形された程度を変形率、即ち、ストレイン（ｓｔｒａｉｎ）といい、弾性係数（Ｙｏｕｎｇ’ｓｍｏｄｕｌｕｓ）は、ストレインに対する圧力の比率値で定義される。

対象体内の弾性係数測定は、媒質に一定の圧力を加えた後、変形された程度を測定して、その比率を求めればよいが、対象体内の弾性係数は、圧力の分布を正確に測定することができないため、対象体内の圧力の分布が同一であるとう仮定を前提として、ストレインのみで弾性を推定する。即ち、超音波弾性では、対象体内に加えられた圧力の分布を正確に測定することが難しく、ストレインを測定して映像化している。これにより、相対値で弾性映像を表現し、測定する人、または測定する時期によって異なって表現され、組織内の病巣の推移をみて診断することが難しいという問題がある。

特開２０１０−２２８２８号公報

本発明の課題は、現在のフレームを基準に複数の前のフレームの中から弾性映像を形成するための最適な前のフレームを検出し、その前のフレームと現在のフレームとの間で変位を算出して弾性映像を提供する超音波システムおよび方法を提供することにある。

本発明における超音波システムは、対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、Ｎ（Ｎは２以上の整数）番目ｎフレームを含む複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて前記Ｎ番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定し、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出し、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出し、前記変位を用いて前記弾性映像を形成するプロセッサとを備える。

また、本発明における弾性映像提供方法は、ａ）対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、前記対象体に対する複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する段階と、ｂ）前記超音波データを用いて、前記複数のフレームのＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定する段階と、ｃ）前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と、ｄ）前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出する段階と、ｅ）前記算出された変位を用いて弾性映像を形成する段階とを備える。

また、弾性映像を提供する方法を行うためのプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体は、前記方法が、ａ）対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に前記対象体に対する複数のフレームのそれぞれに該当する超音波データを取得する段階と、ｂ）前記超音波データを用いて、前記複数のフレームのＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを基準にＮ−１番目のフレームないしＮ−Ｍ（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定する段階と、ｃ）前記Ｎ−１番目のフレームないし前記Ｎ−Ｍ番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と、ｄ）前記超音波データを用いて前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出する段階と、ｅ）前記算出された変位を用いて前記弾性映像を形成する段階とを備えることを特徴とする。

本発明は、最高の画質（ｑｕａｌｉｔｙ）を有する弾性映像を提供することができるだけでなく、一定の範囲のストレインを用いて弾性映像を形成するため、フレームによるストレイン変化（ｓｔｒａｉｎｖａｒｉａｎｃｅ）を低減することができる。

本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。本発明の実施例におけるフレームを示す例示図である。本発明の第１の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。従来の変位を算出する例を示す例示図である。本発明の第１の実施例における変位を算出する例を示す例示図である。本発明の第１の実施例におけるストレインしきい範囲を示す例示図である。本発明の第２の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。本発明の第４の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。

＜第１の実施例＞
図１は、本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、超音波システム１００は、超音波データ取得部１１０、プロセッサ１２０、格納部１３０およびディスプレイ部１４０を備える。

超音波データ取得部１１０は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信して超音波データを取得する。

図２は、本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、超音波データ取得部１１０は、複数の電気音響変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｅｌｅｍｅｎｔ：以下単に変換素子と呼ぶ）（図示せず）を含む超音波プローブ２１０、送信信号形成部２２０、ビームフォーマ２３０および超音波データ形成部２４０を備える。

超音波プローブ２１０は、外部（例えば、ユーザ）から提供される圧力を対象体に印加する。また、超音波プローブ２２０は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。受信信号は、アナログ信号である。超音波プローブ２１０は、コンベックスプローブ（ｃｏｎｖｅｘｐｒｏｂｅ）、リニアプローブ（ｌｉｎｅａｒｐｒｏｂｅ）などを含む。

送信信号形成部２２０は、超音波信号の送信を制御する。また、送信信号形成部２２０は、変換素子および集束点を考慮して、フレームを得るための送信信号を形成する。フレームは、Ｂモード映像を含む。しかし、フレームは、必ずしもこれに限定されない。本実施例において、送信信号形成部２２０は、図３に示すように、対象体に圧力を加えている間Ｔに、複数のフレームＦ_１ないしＦ_ｎのそれぞれを得るための送信信号を形成する。

ビームフォーマ２３０は、超音波プローブ２１０から受信信号が提供されると、受信信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を形成する。また、ビームフォーマ２３０は、変換素子および集束点を考慮して、デジタル信号を受信集束させて受信集束信号を形成する。

超音波データ形成部２４０は、ビームフォーマ２３０から受信集束信号が提供されると、受信集束信号を用いて該当フレームの超音波データを形成する。超音波データは、ＲＦ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）データを含む。しかし、超音波データは、必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成部２４０は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理（例えば、利得（ｇａｉｎ）調節など）を受信集束信号に行うこともできる。

再び図１を参照すると、プロセッサ１２０は、超音波データ取得部１１０に連結される。プロセッサ１２０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて弾性映像を形成する。以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例におけるプロセッサ１２０について、詳細に説明する。

図４は、本発明の第１の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。図４を参照すると、プロセッサ１２０は、第１の変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）算出部４１０、第１のストレイン（ｓｔｒａｉｎ）算出部４２０、ストレイン処理部４３０、フレーム検出部４４０、第２の変位算出部４５０、第２のストレイン算出部４６０および映像形成部４７０を備える。

第１の変位算出部４１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、現在のフレームと、現在のフレームを基準に予め定められた数の前のフレームのそれぞれとの間で、弾性映像に対応する変位（以下、第１の変位という）を算出する。本実施例において、第１の変位は、大まかに（ｒｏｕｇｈｌｙ）算出される。変位は、公知の多様な方法を用いて算出できるため、本実施例では詳細に説明しない。

一般に、超音波データを用いて互いに隣接するフレーム間で、即ち、図５に示すように、現在のフレームＦ_ｉ（ｉは２以上の整数）と前のフレームＦ_ｉ−１との間で弾性映像Ｅ_ｉ−１に対応する変位Ｄ_ｉ−１が算出される。

しかし、本実施例における第１の変位算出部４１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、図６に示すように、現在のフレームＦ_ｉ（例えば、ｉは７以上）を基準に、予め定められた数（例えば、６）の前のフレームＦ_ｉ−１ないしＦ_ｉ−６を設定する。第１の変位算出部４１０は、設定された前のフレームＦ_ｉ−１ないしＦ_ｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦ_ｉとの間で、弾性映像Ｅ_ｉ−１ないしＥ_ｉ−６のそれぞれに対応する第１の変位Ｄ_ｉ−１ないしＤ_ｉ−６を算出する。

一例として、第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦ_ｉ−１ないしＦ_ｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦ_ｉとの間で、弾性映像Ｅ_ｉ−１ないしＥ_ｉ−６のそれぞれのフレーム全体に対応する第１の変位Ｄ_ｉ−１ないしＤ_ｉ−６を算出する。

他の例として、第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦ_ｉ−１ないしＦ_ｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦ_ｉとに、関心領域（ｒｅｇｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｅｓｔ、ＲＯＩ）を設定する。第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦ_ｉ−１ないしＦ_ｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦ_ｉとの間で、弾性映像Ｅ_ｉ−１ないしＥ_ｉ−６のそれぞれの関心領域に対応する第１の変位Ｄ_ｉ−１ないしＤ_ｉ−６を算出する。

さらに他の例として、第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦ_ｉ−１ないしＦ_ｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦ_ｉとの間で、弾性映像フレームＥ_ｉ−１ないしＥ_ｉ−６のそれぞれのフレーム全体に対応する軸モーション（ａｘｉａｌｍｏｔｉｏｎ）を算出する。軸モーションは、様々なモーショントラッキング方法（例えば、ブロックマッチング（ｂｌｏｃｋｍａｔｃｈｉｎｇ））を用いて算出することができる。第１の変位算出部４１０は、算出された軸モーションに基づいて、弾性映像フレームＥ_ｉ−１ないしＥ_ｉ−６のそれぞれに対応する第１の変位Ｄ_ｉ−１ないしＤ_ｉ−６を算出する。

さらに他の例として、第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦ_ｉ−１ないしＦ_ｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦ_ｉとに関心領域を設定する。第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦ_ｉ−１ないしＦ_ｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦ_ｉとの間で、弾性映像フレームＥ_ｉ−１ないしＥ_ｉ−６のそれぞれの関心領域に対応する軸モーションを算出する。第１の変位算出部４１０は、算出された軸モーションに基づいて、弾性映像フレームＥ_ｉ−１ないしＥ_ｉ−６のそれぞれに対応する第１の変位Ｄ_ｉ−１ないしＤ_ｉ−６を算出する。

上述した例では、現在のフレームを基準に、６つの前のフレームを設定するものとして説明したが、必ずしもこれに限定されない。

第１のストレイン算出部４２０は、第１の変位算出部４１０から第１の変位が提供されると、第１の変位を用いてストレインを算出する。変位を用いてストレインを算出する方法は、公知の様々な方法が用いられることができる。一例として、第１のストレイン算出部４２０は、第１の変位算出部４１０から提供される第１の変位を微分した微分値をストレインとして算出する。

ストレイン処理部４３０は、第１のストレイン算出部４２０から提供されるストレインを用いて、複数の弾性映像のそれぞれに対応するストレイン平均値を算出する。ストレイン処理部４３０は、算出されたストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、ストレインしきい範囲内に存在するストレイン平均値を検出する。一例として、ストレイン処理部４３０は、図７に示すように、最大ストレインしきい値Ｓ_ｍａｘと最小ストレインしきい値Ｓ_ｍｉｎを含むストレインしきい範囲内に存在するストレイン平均値Ｓ_ｉ−２、Ｓ_ｉ−３、Ｓ_ｉ−６を検出する。

フレーム検出部４４０は、ストレイン処理部４３０から検出されたストレイン平均値に対応する前のフレームから弾性映像を形成するための最適な前のフレームを検出する。一例として、フレーム検出部４４０は、ストレイン処理部４３０から検出されたストレイン平均値Ｓ_ｉ−２、Ｓ_ｉ−３、Ｓ_ｉ−６に対応する前のフレームＦ_ｉ−２、Ｆ_ｉ−３、Ｆ_ｉ−６に対してストレインの標準偏差（ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ）を算出し、算出された標準偏差が最も小さい前のフレームＦ_ｉ−３を、弾性映像を形成するための最適な前のフレームとして検出する。

上述した例では、ストレインの標準偏差が最も小さい前のフレームを弾性映像を形成するための最適な前のフレームとして検出するものとして説明したが、他の例では、ストレインしきい範囲内で予め定められたしきい値に最も近接したストレイン平均値、または、ストレインしきい範囲内で予め定められたしきい値より小さい、または、大きいストレイン平均値に対応する前のフレームを、弾性映像を形成するための最適なフレームとして検出することもできる。

第２の変位算出部４５０は、フレーム検出部４４０から検出された最適な前のフレームと現在のフレームとの間で変位（以下、第２の変位という）を算出する。一例として、第２の変位算出部４５０は、フレーム検出部４４０から検出された最適な前のフレームＦ_ｉ−３と現在のフレームＦ_ｉとの間で第２の変位を算出する。

第２のストレイン算出部４６０は、第２の変位算出部４５０から提供される第２の変位を用いて、ストレインを算出する。

映像形成部４７０は、第２のストレイン算出部４６０から提供されるストレインを用いて弾性映像を形成する。ストレインを用いて弾性映像を形成する方法は、公知の様々な方法が用いられることができるため、本実施例では詳細に説明しない。

＜第２の実施例＞
図８は、本発明の第２の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。図８を参照すると、プロセッサ１２０は、フレーム検出部８１０、変位算出部８２０、ストレイン算出部８３０および映像形成部８４０を備える。

フレーム検出部８１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、現在のフレームを基準に予め定められた数の前のフレームを設定する。フレーム検出部８１０は、設定された前のフレームのそれぞれと現在のフレームとの間で、モーショントラッキング（例えば、ブロックマッチング（ｂｌｏｃｋｍａｔｃｈｉｎｇ））を行って、前のフレームのそれぞれと現在のフレームとの間の横モーション（ｌａｔｅｒａｌｍｏｔｉｏｎ）を検出する。フレーム検出部８１０は、検出された横モーションを用いて、弾性映像を形成するための最適な前のフレームを検出する。本実施例において、フレーム検出部８１０は、検出された横モーションのうち横モーションが最も小さい前のフレームを、弾性映像を形成するための最適な前のフレームとして検出する。

上述した実施例では、２つのフレーム間で横モーションを検出するものとして説明したが、他の実施例では、フレームが３次元超音波映像である場合、２つのフレーム間でエレベーションモーション（ｅｌｅｖａｔｉｏｎａｌｍｏｔｉｏｎ）を検出することもできる。

変位算出部８２０は、フレーム検出部８１０から検出された最適な前のフレームと現在のフレームとの間で変位を算出する。ストレイン算出部８３０は、変位算出部８２０から提供される変位を用いてストレインを算出する。映像形成部８４０は、ストレイン算出部８３０から提供されるストレインを用いて弾性映像を形成する。

＜第３の実施例＞
図９は、本発明の第３の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。図９を参照すると、プロセッサ１２０は、第１の変位算出部９１０、第１のストレイン算出部９２０、ストレイン処理部９３０、フレーム検出部９４０、第２の変位算出部９５０、第２のストレイン算出部９６０および映像形成部９７０を備える。

第１の変位算出部９１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、現在のフレームと、現在のフレームを基準に予め定められた数の前のフレームとの間で、弾性映像のそれぞれに対応する変位（即ち、第１の変位）を算出する。本実施例における第１の変位算出部９１０は、第１の実施例における第１の変位算出部４１０と同一であるため、本実施例で詳細に説明しない。

第１のストレイン算出部９２０は、第１の変位算出部９１０から提供される第１の変位を用いて、複数の弾性映像のそれぞれに対応するストレインを算出する。

ストレイン処理部９３０は、第１のストレイン算出部９２０から提供されるストレインを用いて、複数の弾性映像のそれぞれに対応するストレインの平均値を算出する。ストレイン処理部９３０は、ストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、ストレインしきい範囲内に存在するストレイン平均値を検出する。本実施例におけるストレイン処理部９３０は、第１の実施例におけるストレイン処理部４３０と同一であるため、本実施例で詳細に説明しない。

フレーム検出部９４０は、ストレイン処理部９３０から検出されたストレイン平均値に対応する前のフレームと現在のフレームとの間で、モーショントラッキング（例えば、ブロックマッチング）を行って、検出されたストレイン平均値に対応する前のフレームと現在のフレームとの間の横モーションを検出する。フレーム検出部９４０は、検出された横モーションを用いて、弾性映像を形成するための最適な前のフレームを検出する。本実施例において、フレーム検出部９４０は、検出された横モーションのうち横モーションが最も小さい前のフレームを、弾性映像を形成するための最適な前のフレームとして検出する。

上述した実施例では、２つのフレーム間に横モーションを検出するものとして説明したが、他の実施例では、フレームが３次元超音波映像である場合、２つのフレーム間にエレベーションモーションを検出することもできる。

第２の変位算出部９５０は、フレーム検出部９４０から検出された最適な前のフレームと現在のフレームとの間で変位を算出する。第２のストレイン算出部９６０は、第２の変位算出部９５０から提供される変位を用いてストレインを算出する。映像形成部９７０は、第２のストレイン算出部９６０から提供されるストレインを用いて弾性映像を形成する。

＜第４の実施例＞
図１０は、本発明の第４の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。図１０を参照すると、プロセッサ１２０は、第１の変位算出部１０１０、変位処理部１０２０、フレーム検出部１０３０、第２の変位算出部１０４０、ストレイン算出部１０５０および映像形成部１０６０を備える。

第１の変位算出部１０１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、現在のフレームと、現在のフレームを基準に予め定められた数のそれぞれの前のフレームとの間で、弾性映像のそれぞれに対応する変位（即ち、第１の変位）を算出する。本実施例における第１の変位算出部１０１０は、第１の実施例における第１の変位算出部４１０と同一であるため、本実施例で詳細に説明しない。

変位処理部１０２０は、第１の変位算出部１０１０から提供される第１の変位を用いて、弾性映像のそれぞれに対応する変位平均値を算出する。変位処理部１０２０は、算出された変位平均値と予め定められた変位しきい範囲とを比較して、変位しきい範囲内に存在する変位平均値を検出する。一例として、変位処理部１０２０は、最大変位しきい値と最小変位しきい値を含む変位しきい範囲内に存在する変位平均値を検出する。

フレーム検出部１０３０は、変位処理部１０２０から検出された変位平均値に対応する前のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する。一例として、フレーム検出部１０３０は、変位処理部１０２０から検出された変位平均値に対応するフレームのそれぞれに対して変位の標準偏差を算出し、算出された標準偏差が最も小さいフレームを、弾性映像を形成するための最適なフレームとして検出する。

上述した例では、ストレインの標準偏差が最も小さいフレームを、弾性映像を形成するための最適なフレームとして検出するものとして説明したが、他の例では、ストレインしきい範囲内で予め定められたしきい値に最も近接したストレイン平均値、または、ストレインしきい値の範囲内で予め定められたしきい値より小さい、または、大きいストレイン平均値に対応するフレームを、弾性映像を形成するための最適なフレームとして検出することもできる。

第２の変位算出部１０４０は、フレーム検出部１０３０から検出された最適な前のフレームと現在のフレームとの間で変位を算出する。ストレイン算出部１０５０は、第２の変位算出部１０４０から提供される変位を用いてストレインを算出する。映像形成部１０６０は、ストレイン算出部１０５０から提供されるストレインを用いて弾性映像を形成する。

再び図１を参照すると、格納部１３０は、超音波データ取得部１１０から取得された超音波データを格納する。また、格納部１３０は、プロセッサ１２０で算出された変位およびストレインを格納することもできる。

ディスプレイ部１４０は、プロセッサ１２０で形成された弾性映像を表示する。

以上、本発明における弾性映像を提供する超音波システムおよび方法を説明したが、当該方法は、コンピュータで読出し可能な記録媒体に記録させることができる。この記録媒体は、コンピュータシステムによって読み出されるデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。このコンピュータで読み出し可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ格納装置などの他、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み出し可能な記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散され、読み出しをコードにより行うようにすることも可能である。上述した実施例を具現するための機能的なプログラム、コードおよびコードセグメント方法は、本発明が属する技術分野の各プログラマにとっては容易に推定されることである。

本発明は、望ましい実施例によって説明および例示をしたが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項および範疇を逸脱することなく、様々な変形および変更が可能である。

１００超音波システム
１１０超音波データ取得部
１２０プロセッサ
１３０格納部
１４０ディスプレイ部
２１０超音波プローブ
２２０送信信号形成部
２３０ビームフォーマ
２４０超音波データ形成部
４１０、９１０第１の変位算出部
４２０、９２０第１のストレイン算出部
４３０、９３０ストレイン処理部
４４０、９４０フレーム検出部
４５０、９５０第２の変位算出部
４６０、９６０第２のストレイン算出部
４７０、９７０映像形成部
８１０フレーム検出部
８２０変位算出部
８３０ストレイン算出部
８４０映像形成部
１０１０第１の変位算出部
１０２０変位処理部
１０３０フレーム検出部
１０４０第２の変位算出部
１０５０ストレイン算出部
１０６０映像形成部

Claims

対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、Ｎ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを含む複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する超音波データ取得部と、
前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて、現在フレームに対応する前記Ｎ番目のフレームを基準に、以前フレームである（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定し、前記（Ｎ-１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で第１の変位を算出し、前記算出された第１の変位を用いて前記（Ｎ-１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目フレームとの間の前記第１のストレインを算出し、前記算出された第１のストレインを用いてストレイン平均値を算出し、前記ストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較し、前記ストレインしきい範囲内に存在する前記ストレイン平均値を検出し、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのうち、前記検出されたストレイン平均値に対応するフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出し、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で第２の変位を算出し、前記第２の変位を用いて第２のストレインを算出し、前記第２のストレインを用いて前記弾性映像を形成するプロセッサと
を備えることを特徴とする超音波システム。
前記プロセッサは、
前記検出されたストレイン平均値に対応する前記フレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、横モーション（ｌａｔｅｒａｌｍｏｔｉｏｎ）を検出し、前記検出された横モーションを用いて前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出し、
前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間に、前記第２の変位を算出し、
前記第２の変位を用いて前記第２のストレインを算出し、
前記第２のストレインを用いて前記弾性映像を形成することを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
前記プロセッサは、
前記算出された第１の変位を用いて変位平均値を算出し、前記変位平均値と予め定められた変位しきい範囲とを比較して、前記変位しきい範囲内に存在する前記変位平均値を検出し、
前記検出された変位平均値に対応するフレームから前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出し、
前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で、前記第２の変位を算出し、
前記算出された第２の変位を用いて前記第２のストレインを算出し、
前記算出された第２のストレインを用いて前記弾性映像を形成することを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
前記プロセッサは、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で、フレーム全体に対応する前記第１の変位を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波システム。
前記プロセッサは、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとに関心領域を設定し、前記関心領域に対応する前記第１の変位を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波システム。
前記プロセッサは、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で、モーショントラッキング（ｍｏｔｉｏｎｔｒａｃｋｉｎｇ）を行って、フレーム全体に対応する軸モーション（ａｘｉａｌｍｏｔｉｏｎ）を算出し、前記算出された軸モーションに基づいて前記第１の変位を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波システム。
前記プロセッサは、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとに関心領域を設定し、前記関心領域に対応する軸モーションを算出し、前記軸モーションに基づいて前記第１の変位を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波システム。
前記プロセッサは、前記検出されたストレイン平均値に対応する前記フレームのそれぞれに対して前記第１のストレインの標準偏差を算出し、前記算出された標準偏差が最も小さいフレームを、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームとして検出することを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
前記プロセッサは、前記検出されたストレイン平均値に対応する前記フレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で、モーショントラッキングを行って、エレベーションモーション（ｅｌｅｖａｔｉｏｎｍｏｔｉｏｎ）を検出し、前記検出されたエレベーションモーションを用いて、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームをさらに検出することを特徴とする請求項２に記載の超音波システム。
前記プロセッサは、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って横モーションを検出し、前記検出された横モーションを用いて前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出するフレーム検出部と、
前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出する変位算出部と、
前記算出された変位を用いてストレインを算出するストレイン算出部と、
前記算出されたストレインを用いて前記弾性映像を形成する映像形成部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載超音波システム。
前記プロセッサは、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行ってエレベーションモーションを検出し、前記検出されたエレベーションモーションを用いて前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームをさらに検出することを特徴とする請求項１０に記載の超音波システム。
ａ）対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、前記対象体に対する複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する段階と、
ｂ）前記超音波データを用いて、前記複数のフレームのＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定する段階と、
ｃ）前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で第１の変位を算出する段階と、
ｄ）前記算出された第１の変位を用いて第１のストレインを算出し、前記算出された第１のストレインを用いてストレイン平均値を算出し、前記ストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、前記ストレインしきい範囲内に存在する前記ストレイン平均値を検出する段階と、
ｅ）前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのうち、前記検出されたストレイン平均値に対応するフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と、
ｆ）前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で第２の変位を算出し、前記第２の変位を用いて第２のストレインを算出する段階と、
ｇ）前記算出された第２のストレインを用いて弾性映像を形成する段階と
を備えることを特徴とする弾性映像提供方法。
前記段階ｅ）は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのうち、前記検出されたストレイン平均値に対応する前記フレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って横モーションを検出する段階と、
前記検出された横モーションを用いて前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の弾性映像提供方法。
前記段階ｅ）は、
前記算出された第１の変位を用いて変位平均値を算出する段階と、
前記変位平均値と予め定められた変位しきい範囲とを比較して、前記変位しきい範囲内に存在する前記変位平均値を検出する段階と、
前記検出された変位平均値に対応するフレームから前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の弾性映像提供方法。
前記第１の変位算出段階は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で、フレーム全体に対応する前記第１の変位を算出する段階
を備えることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の弾性映像提供方法。
前記第１の変位算出段階は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとに関心領域を設定する段階と、
前記関心領域に対応する前記第１の変位を算出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の弾性映像提供方法。
前記第１の変位算出段階は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、フレーム全体に対応する軸モーションを算出する段階と、
前記算出された軸モーションに基づいて前記第１の変位を算出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の弾性映像提供方法。
前記第１の変位算出段階は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとに関心領域を設定する段階と、
前記関心領域に対応する軸モーションを算出する段階と、
前記軸モーションに基づいて前記第１の変位を算出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の弾性映像提供方法。
前記フレーム検出段階は、
前記検出されたストレイン平均値に対応する前記フレームのそれぞれに対して前記第１のストレインの標準偏差を算出する段階と、
前記算出された標準偏差が最も小さいフレームを、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームとして検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の弾性映像提供方法。
前記フレーム検出段階は、
前記検出されたストレイン平均値に該当する前記フレームと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、エレベーションモーションを検出する段階と、
前記検出されたエレベーションモーションを用いて、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の弾性映像提供方法。
前記段階ｃ）は、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、横モーションを検出する段階と、
前記検出された横モーションを用いて、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の弾性映像提供方法。
前記段階ｃ）は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、エレベーションモーションを検出する段階と、
前記検出されたエレベーションモーションを用いて、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の弾性映像提供方法。
弾性映像を提供する方法を行うためのプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体であって、前記方法は、
ａ）対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、前記対象体に対する複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する段階と、
ｂ）前記超音波データを用いて、前記複数のフレームのＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定する段階と、
ｃ）前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で第１の変位を算出する段階と、
ｄ）前記算出された第１の変位を用いて第１のストレインを算出し、前記算出された第１のストレインを用いてストレイン平均値を算出し、前記ストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、前記ストレインしきい範囲内に存在する前記ストレイン平均値を検出する段階と、
ｅ）前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのうち、前記検出されたストレイン平均値に対応するフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と、
ｆ）前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で第２の変位を算出し、前記第２の変位を用いて第２のストレインを算出する段階と、
ｇ）前記算出された第２のストレインを用いて前記弾性映像を形成する段階と
を備えることを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。