JP6389963B2

JP6389963B2 - 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法

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Publication number: JP6389963B2
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Inventors: 徹郎江畑
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Description

この発明は、超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に係り、特に、超音波画像に基づいて被検体の撮像部位を判別する超音波診断装置に関する。

従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、アレイトランスデューサを内蔵した超音波プローブから被検体内に向けて超音波ビームを走査し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信して、その受信信号を電気的に処理することにより超音波画像が生成される。

このような超音波診断装置を用いて被検体の複数の撮像部位を診断しようとする場合、それぞれの撮像部位に対して診断に適した超音波画像を得るために、撮像部位に応じてそれぞれ異なる適切な画像化条件が存在する。そこで、例えば特許文献１には、生成された超音波画像からパターンマッチング処理により撮像部位を自動判別し、判別結果に基づいて撮像部位に最適な走査パラメータを設定する超音波診断装置が開示されている。

特開平４−２２４７３８号公報

しかしながら、このような自動判別処理をフレーム毎に行うと、自動判別処理による計算量が増大する。計算量の増大により、例えば、フレームレートが低下するおそれがある。フレームレートが低下すると、画像に動きがある場合には動きに滑らかさがなくなり、診断の妨げとなるおそれがある。また、例えば、計算量の増大により、消費電力の増大を招くこととなる。

この発明は、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、部位判別を実施しながらも計算量の増大を抑制することができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。

この発明に係る超音波診断装置は、超音波プローブと、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ超音波プローブから出力される受信信号を画像化してフレーム毎に被検体の超音波画像を生成する画像化部と、画像化部で生成された超音波画像を用いて被検体の撮像部位を判別する部位判別部と、超音波プローブが空中放射状態と被検体への接触状態のいずれにあるかを判定するプローブ状態判定部と、部位判別部を制御することにより、プローブ状態判定部により超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合には部位判別を実施せず、プローブ状態判定部により超音波プローブが空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に部位判別を実施する装置制御部とを備えるものである。

プローブ状態判定部は、超音波画像の輝度分布に基づいて画像内の構造物の有無を検知し、画像内に構造物の存在が検知されない場合に、超音波プローブが空中放射状態にあると判定し、画像内に構造物の存在が検知される場合に、超音波プローブが被検体への接触状態にあると判定することが好ましい。

プローブ状態判定部は、さらに、超音波画像内に設定された観察点のフレーム間の移動量を検知し、画像内に構造物の存在が検知されない状態から構造物の存在が検知される状態に変化し且つ観察点の移動量が設定値以下の場合に、超音波プローブが空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定し、画像内に構造物の存在が検知される状態から構造物の存在が検知されない状態に変化し且つ観察点の移動量が設定値以下の場合に、超音波プローブが被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定する構成とすることもできる。

装置制御部は、部位判別が完了したと認識した後は、部位判別部を制御することにより、次に超音波プローブが空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定されるまで、部位判別を実施しないようにしても良い。
部位判別部は、超音波画像と各撮像部位との類似度を算出し且つ類似度に基づいて判別結果を出力し、装置制御部は、部位判別部から判別結果が出力されることで部位判別が完了したと認識することもできる。

また、この発明に係る超音波診断装置の制御方法は、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ超音波プローブから出力される受信信号を画像化してフレーム毎に被検体の超音波画像を生成する工程と、超音波プローブが空中放射状態と被検体への接触状態のいずれにあるかを判定する工程と、超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合には超音波画像に基づく被検体の撮像部位の判別を実施せず、超音波プローブが空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に超音波画像に基づく被検体の撮像部位の判別を実施する工程とを含むものである。

この発明によれば、超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合には超音波画像に基づく被検体の撮像部位の判別を実施せず、超音波プローブが空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に部位判別部による部位判別を実施するので、部位判別を実施しながらも計算量の増大を抑制することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。受信部の内部構成を示すブロック図である。Ｂモード処理部の内部構成を示すブロック図である。Ｂモード画像を示す図である。プローブ状態判定部による超音波プローブの状態判定の動作を示すフローチャートである。複数の関心領域が設定されたＢモード画像を示す図である。プローブ状態判定部による超音波プローブの状態遷移判定の動作を示すフローチャートである。実施の形態１の動作を示すフローチャートである。実施の形態２における複数の観察点が設定されたＢモード画像を示す図である。実施の形態２における超音波プローブの状態遷移判定の動作を示すフローチャートである。

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。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、アレイトランスデューサ１Ａを内蔵する超音波プローブ１を備え、この超音波プローブ１に送受信部２を介して画像生成部３が接続され、さらに、画像生成部３に表示制御部４を介して表示部５が接続されている。

送受信部２は、超音波プローブ１のアレイトランスデューサ１Ａに接続された送信部６および受信部７と、これら送信部６および受信部７に接続された送受信制御部８を有している。画像生成部３は、送受信部２の受信部７に接続されたＢモード処理部９と、Ｂモード処理部９に接続されたＤＳＣ（Digital Scan Converter）１０を有しており、表示制御部４は、ＤＳＣ１０に接続されている。
また、画像生成部３のＤＳＣ１０に部位判別部１１およびプローブ状態判定部１２がそれぞれ接続されている。
送受信部２の送受信制御部８、画像生成部３のＢモード処理部９およびＤＳＣ１０、表示制御部４、部位判別部１１およびプローブ状態判定部１２に装置制御部１３が接続されている。さらに、装置制御部１３に、操作部１４および格納部１５がそれぞれ接続されている。

超音波プローブ１のアレイトランスデューサ１Ａは、１次元又は２次元に配列された複数の超音波トランスデューサを有している。これらの超音波トランスデューサは、それぞれ送信部６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受信信号を出力する。各超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子、ＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸・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した振動子によって構成される。

そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。

送受信部２は、超音波ビームの送受信を行い、画像生成部３は、Ｂモード画像信号を生成するもので、これら送受信部２および画像生成部３により画像化部が構成されている。
送受信部２の送信部６は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、送受信制御部８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、アレイトランスデューサ１Ａの複数の超音波トランスデューサ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の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサに供給する。

受信部７は、図２に示されるように、増幅部１６とＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１７が順次直列に接続された構成を有している。受信部７は、アレイトランスデューサ１Ａの各超音波トランスデューサから送信される受信信号を増幅部１６で増幅し、Ａ／Ｄ変換部１７でＡ／Ｄ変換してデジタルの受信データを生成する。
送受信制御部８は、装置制御部１３から伝送される各種の制御信号に基づき、繰り返し周波数（ＰＲＦ）間隔で被検体への超音波パルスの送信と被検体からの超音波エコーの受信が繰り返し行われるように、送信部６および受信部７を制御する。

画像生成部３のＢモード処理部９は、図３に示されるように、ビームフォーマ１８と信号処理部１９とが順次直列に接続された構成を有している。ビームフォーマ１８は、装置制御部１３からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、送受信部２の受信部７から出力された受信データにそれぞれの遅延を与えて加算することにより、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、整相加算され超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が生成される。
信号処理部１９は、ビームフォーマ１８で生成された音線信号に対し、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し、さらに、階調処理等の各種の必要な画像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。

画像生成部３のＤＳＣ１０は、信号処理部１９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。
表示制御部４は、画像生成部３により生成されたＢモード画像信号に基づいて、表示部５にＢモード画像を表示させる。
表示部５は、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部４の制御の下で、Ｂモード画像を表示する。

部位判別部１１は、画像生成部３で生成されたＢモード画像信号に基づいて、被検体の撮像部位を判別する。
プローブ状態判定部１２は、画像生成部３で生成されたＢモード画像に基づき、超音波プローブ１が、被検体の体表に接触して超音波を被検体の体内に放射する接触状態と、被検体の体表から離れて超音波を空中に放射する空中放射状態のいずれにあるかを判定する。

装置制御部１３は、操作者により操作部１４から入力された指令に基づいて、送受信制御部８、Ｂモード処理部９、ＤＳＣ１０、表示制御部４、部位判別部１１およびプローブ状態判定部１２の制御を行う。
また、操作部１４は、操作者が入力操作を行うためのもので、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
格納部１５は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＳＤカード、ＣＦカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。

ここで、部位判別部１１における部位判別の方法について説明する。
被検体の撮像部位としては、例えば、心臓、右腹部、左腹部、膀胱等を挙げることができる。もちろん、その他の各種の撮像部位を判別するように構成することもできる。
部位判別部１１は、予め、複数の撮像部位の典型的なパターンデータを記憶しており、画像生成部３のＤＳＣ１０から出力された撮像部位のＢモード画像信号について、予め記憶している複数のパターンデータに対するそれぞれの類似度を算出する。この類似度の算出には、周知のマッチング技術を用いることができる。また、マッチング技術の他、例えば、Csurka et al.: Visual Categorization with Bags of Keypoints, Proc. of ECCV Workshop on Statistical Learning in Computer Vision, pp. 59-74 (2004) に記載されている機械学習手法、あるいは、Krizhevsk et al.: ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks, Advances in Neural Information Processing Systems 25, pp.1106-1114 (2012) に記載されているDeep Learningを用いた一般画像認識手法等を用いて類似度の算出を行うこともできる。

これらの方法により、部位判別部１１は、撮像部位のＢモード画像信号について、複数の撮像部位との類似度スコアをそれぞれ算出し、最も高い類似度スコアを有する撮像部位を判別結果とする。例えば、心臓に対する類似度スコアが５、右腹部に対する類似度スコアが１０、左腹部に対する類似度スコアが６、膀胱に対する類似度スコアが３であった場合、撮像された撮像部位は、類似度スコアが最も高い右腹部である、との判別結果が得られる。
このようにして、部位判別部１１によりなされた撮像部位に対する判別結果が装置制御部１３に入力される。

プローブ状態判定部１２は、超音波プローブ１の状態を判定するが、一般に、超音波プローブ１が被検体の体表に接触して超音波を被検体の体内に放射する場合には、図４に示されるように、Ｂモード画像３１内に何らかの構造物すなわち被検体内の組織が描出される。一方、超音波プローブ１が被検体の体表から離れて超音波を空中に放射する場合には、Ｂモード画像３１内に構造物が描出されない。
そこで、Ｂモード画像３１の輝度分布に基づいてＢモード画像３１内の構造物の有無を検知し、Ｂモード画像３１内に構造物の存在が検知される場合に、超音波プローブ１が被検体への接触状態にあると判定し、Ｂモード画像３１内に構造物の存在が検知されない場合に、超音波プローブ１が空中放射状態にあると判定することができる。

プローブ状態判定部１２は、図５のフローチャートに示されるように、ステップＳ１１で、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されるか否かを判定する。Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されない場合には、ステップＳ１２で超音波プローブ１が空中放射状態にあると判定され、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知される場合には、ステップＳ１３で超音波プローブ１が被検体への接触状態にあると判定される。

具体的には、図６に示されるように、Ｂモード画像３１を複数の領域３２に分割し、各領域３２内の輝度の分散または最大輝度と最小輝度の差分を指標値として求め、予め設定された設定値以上の指標値を有する領域３２の個数が予め設定されたしきい値以上である場合に、プローブ状態判定部１２は、超音波プローブ１が被検体への接触状態にあると判定する。一方、予め設定された設定値以上の指標値を有する領域３２の個数が予め設定されたしきい値未満であれば、プローブ状態判定部１２は、超音波プローブ１が空中放射状態にあると判定する。

また、超音波プローブ１が空中放射状態にある場合には、ほぼ同じＢモード画像が取得されると考えられるため、超音波プローブ１が空中放射状態の場合のＢモード画像を予め保持しておき、テンプレートマッチング等のマッチング技術を用いて、プローブ状態判定部１２が超音波プローブ１の状態を判定することもできる。

このように、Ｂモード画像内に構造物が存在するか否かに基づいて超音波プローブ１の状態を判定するので、プローブ状態判定部１２は、フレーム間におけるＢモード画像内の構造物存在の検知状態の変化から、超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したこと、あるいは、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したことも判定することができる。
すなわち、図７のフローチャートに示されるように、プローブ状態判定部１２は、まずステップＳ２１で、各フレームのＢモード画像内に構造物の存在が検知されるか否かを判定し、構造物の存在が検知されない場合は、超音波プローブ１は空中放射状態にあると判断し、続くステップＳ２２で、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されるまで、各フレームのＢモード画像に対して構造物存在の検知判定を繰り返す。そして、ステップＳ２２で、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されると、ステップＳ２３で、超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したことが判定される。

一方、ステップＳ２１で、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知された場合は、プローブ状態判定部１２は、超音波プローブ１が被検体への接触状態にあると判断し、続くステップＳ２４で、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されなくなるまで、各フレームのＢモード画像に対して構造物存在の検知判定を繰り返す。そして、ステップＳ２４で、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されなくなると、ステップＳ２５で、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したことが判定される。

次に、図８のフローチャートを参照して実施の形態１の動作について説明する。
まず、ステップＳ３１で、送受信部２により超音波プローブ１のアレイトランスデューサ１Ａの複数の超音波トランスデューサを用いた超音波ビームの送受信および走査が行われ、被検体からの超音波エコーを受信した各超音波トランスデューサから受信信号が受信部７に出力され、受信部７で増幅およびＡ／Ｄ変換されて受信データが生成される。
さらに、ステップＳ３２で、受信データは画像生成部３に入力され、Ｂモード処理部９で受信フォーカス処理が行われた後にＤＳＣ１０で信号変換されてＢモード画像信号が生成される。このＢモード画像信号は、画像生成部３から表示制御部４に出力され、Ｂモード画像が表示部５に表示される。

また、画像生成部３のＤＳＣ１０から出力されたＢモード画像信号は、プローブ状態判定部１２に入力され、ステップＳ３３で、プローブ状態判定部１２により超音波プローブ１が空中放射状態にあるか否かが判定される。このとき、プローブ状態判定部１２は、図５のフローチャートに示したように、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されるか否かに従って、超音波プローブ１が空中放射状態にあるか、あるいは、被検体への接触状態にあるかを判定する。
ステップＳ３３で、超音波プローブ１が空中放射状態にないと判定されると、ステップＳ３１に戻り、ステップＳ３３で、超音波プローブ１が空中放射状態にあると判定されるまで、ステップＳ３１およびＳ３２における画像化が繰り返される。これにより、撮像部位のＢモード画像が順次生成されて表示部５に表示され、撮像部位の診断が実施される。

そして、ステップＳ３３で超音波プローブ１が空中放射状態にあると判定されると、それまでの撮像部位の診断が終了して、次の検査部位に移動するために超音波プローブ１が被検体から離れたものと判断され、続くステップＳ３４およびＳ３５で、再び画像化が行われ、ステップＳ３６で、プローブ状態判定部１２により、超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したか否かが判定される。このとき、プローブ状態判定部１２は、図７のフローチャートに示したように、フレーム間におけるＢモード画像内の構造物存在の検知状態の変化から、超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したか否かを判定する。

ステップＳ３６で、超音波プローブ１がまだ空中放射状態から被検体への接触状態に遷移していないと判定されると、ステップＳ３４に戻り、ステップＳ３６で、超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定されるまで、ステップＳ３４およびＳ３５における画像化が繰り返される。

そして、ステップＳ３６で超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定されると、新たな撮像部位への超音波プローブ１の移動がなされたものと判断され、続くステップＳ３７およびＳ３８で、再び画像化が行われ、ステップＳ３９で、部位判別部１１により部位判別が実施される。部位判別部１１は、部位判別が完了すると、撮像部位に対する判別結果を装置制御部１３に出力し、装置制御部１３は、部位判別部１１から判別結果が出力されることにより、ステップＳ４０で、部位判別が完了したと認識する。
ステップＳ４０で、部位判別の完了が確認されると、ステップＳ３１に戻り、撮像部位の画像化が行われて、撮像部位の診断が実施される。

このように、超音波プローブ１が被検体から離れて空中放射状態にあると判定されている間は、部位判別部１１による部位判別を実施せず、超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定されると、部位判別部１１による部位判別を実施するので、部位判別を実施する必要がないフレームに対して部位判別処理を省略することができ、計算量を抑制することが可能となる。計算量の抑制により、例えば、フレームレートの低下を抑制することが可能となる。また、例えば、計算量増大の抑制により、消費電力の抑制が可能となる。
さらに、超音波プローブ１が被検体へ接触して部位判別部１１による部位判別が完了したと装置制御部１３が認識した後、超音波プローブ１が被検体から離れることによりプローブ状態判定部１２により空中放射状態にあると判定され、さらにその後、超音波プローブ１が被検体に接触することでプローブ状態判定部１２により被検体への接触状態に遷移したと判定されるまで、部位判別部１１による部位判別を実施しないようにする。これにより、撮像部位がそれまで診断していた撮像部位から新たな撮像部位に移動した場合にのみ、部位判別部１１による部位判別が実施されることとなる。従って、部位判別を実施しながらも計算量の増大をさらに抑制することが可能となる。

実施の形態２
実施の形態１では、プローブ状態判定部１２が、図６に示した複数の領域３２の輝度の指標値に基づいて、超音波プローブ１の状態を判定したが、各領域３２の輝度の指標値に基づく解析に加え、図９に示されるように、Ｂモード画像３１内に複数の観察点３３を設定し、各観察点３３のフレーム間の移動量を検知して、超音波プローブ１の状態を判定することができる。

実施の形態２に係る超音波診断装置の構成は、図１に示した実施の形態１に係る超音波診断装置の構成と同じであるが、プローブ状態判定部１２は、各観察点３３のフレーム間の移動量が設定値以下の観察点３３の個数が予め設定されたしきい値以上である場合に、超音波プローブ１の動きが安定したと判断し、図６に示した各領域３２の輝度の指標値に基づいて超音波プローブ１が被検体への接触状態と空中放射状態のいずれにあるかを判定する。さらに、プローブ状態判定部１２は、フレーム間におけるＢモード画像内の構造物存在の検知状態の変化から、超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したこと、あるいは、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したことを判定することができる。

すなわち、プローブ判定部１２は、図１０のフローチャートに示されるように、実施の形態１と同様に、ステップＳ２１でＢモード画像内に構造物が検知されないと、続くステップＳ２２で、構造物が検知されるまで各フレームのＢモード画像に対して構造物存在の検知判定を繰り返し、ステップＳ２２で、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されると、続くステップＳ２６で、複数の観察点３３のフレーム間の移動量が設定値以下であるか否かを確認する。複数の観察点３３のフレーム間の移動量が設定値より大きい場合には、超音波プローブ１の動きが安定していないと判断してステップＳ２２に戻り、複数の観察点３３のフレーム間の移動量が設定値より小さくなるまで、構造物存在の検知判定およびフレーム間の移動量検知を繰り返す。
そして、ステップＳ２６で、複数の観察点３３のフレーム間の移動量が設定値より小さいと確認されると、超音波プローブ１の動きが安定したと判断され、ステップＳ２３で、超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定される。

一方、ステップＳ２１で、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されると、プローブ判定部１２は、続くステップＳ２４で、構造物が検知されなくなるまで各フレームのＢモード画像に対して構造物存在の検知判定を繰り返し、ステップＳ２４で、Ｂモード画像内に構造物の存在が検知されなくなると、続くステップＳ２７で、複数の観察点３３のフレーム間の移動量が設定値以下であるか否かを確認する。複数の観察点３３のフレーム間の移動量が設定値より大きい場合には、超音波プローブ１の動きが安定していないと判断してステップＳ２４に戻り、複数の観察点３３のフレーム間の移動量が設定値より小さくなるまで、構造物存在の検知判定およびフレーム間の移動量検知を繰り返す。
そして、ステップＳ２７で、複数の観察点３３のフレーム間の移動量が設定値より小さいと確認されると、超音波プローブ１の動きが安定したと判断され、ステップＳ２５で、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定される。

このように、実施の形態２に係る超音波診断装置では、複数の観察点３３のフレーム間の移動量を加味して超音波プローブ１の状態遷移を判定するので、超音波プローブ１の動きが安定してから部位判別を実施することができ、超音波プローブ１の動きが不安定で誤判別を生じるような状況での部位判別処理の実施を禁止して、さらに計算量の増大を抑制することが可能になると共に、部位判別の精度を向上させることが可能となる。
また、複数の観察点３３のフレーム間の移動量に基づき、超音波プローブ１の動きが安定した後に、ステップＳ２５で、被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定するので、検査部位の診断中に誤って超音波プローブ１が瞬間的に被検体の体表から離れた場合に、即座に空中放射状態に遷移したと判定されることが防止され、同一の検査部位に対して部位判別を繰り返すことが回避される。

１超音波プローブ、１Ａアレイトランスデューサ、２送受信部、３画像生成部、４表示制御部、５表示部、６送信部、７受信部、８送受信制御部、９Ｂモード処理部、１０ＤＳＣ、１１部位判別部、１２プローブ状態判定部、１３装置制御部、１４操作部、１５格納部、１６増幅部、１７Ａ／Ｄ変換部、１８ビームフォーマ、１９信号処理部、３１Ｂモード画像、３２領域、３３観察点。

Claims

超音波プローブと、
前記超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ前記超音波プローブから出力される受信信号を画像化してフレーム毎に前記被検体の超音波画像を生成する画像化部と、
前記画像化部で生成された前記超音波画像を用いて前記被検体の撮像部位を判別する部位判別部と、
前記超音波プローブが空中放射状態と前記被検体への接触状態のいずれにあるかを判定するプローブ状態判定部と、
前記部位判別部を制御することにより、前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合には部位判別を実施せず、前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に部位判別を実施する装置制御部と
を備え、
前記プローブ状態判定部は、前記超音波画像の輝度分布に基づいて画像内の構造物の有無を検知し、画像内に構造物の存在が検知されない場合に、前記超音波プローブが空中放射状態にあると判定し、画像内に構造物の存在が検知される場合に、前記超音波プローブが前記被検体への接触状態にあると判定する超音波診断装置。
前記プローブ状態判定部は、さらに、前記超音波画像内に設定された観察点のフレーム間の移動量を検知し、画像内に構造物の存在が検知されない状態から構造物の存在が検知される状態に変化し且つ前記観察点の移動量が設定値以下の場合に、前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定し、画像内に構造物の存在が検知される状態から構造物の存在が検知されない状態に変化し且つ前記観察点の移動量が設定値以下の場合に、前記超音波プローブが前記被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定する請求項１に記載の超音波診断装置。
前記装置制御部は、前記部位判別が完了したと認識した後は、前記部位判別部を制御することにより、次に前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定されるまで、部位判別を実施しない請求項１または２に記載の超音波診断装置。
前記部位判別部は、前記超音波画像と各撮像部位との類似度を算出し且つ前記類似度に基づいて判別結果を出力し、
前記装置制御部は、前記部位判別部から前記判別結果が出力されることで部位判別が完了したと認識する請求項３に記載の超音波診断装置。
超音波プローブと、
前記超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ前記超音波プローブから出力される受信信号を画像化してフレーム毎に前記被検体の超音波画像を生成する画像化部と、
前記画像化部で生成された前記超音波画像を用いて前記被検体の撮像部位を判別する部位判別部と、
前記超音波プローブが空中放射状態と前記被検体への接触状態のいずれにあるかを判定するプローブ状態判定部と、
前記部位判別部を制御することにより、前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合には部位判別を実施せず、前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に部位判別を実施する装置制御部と
を備え、
前記装置制御部は、前記部位判別が完了したと認識した後は、前記部位判別部を制御することにより、次に前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定されるまで、部位判別を実施しない超音波診断装置。
前記プローブ状態判定部は、さらに、前記超音波画像内に設定された観察点のフレーム間の移動量を検知し、画像内に構造物の存在が検知されない状態から構造物の存在が検知される状態に変化し且つ前記観察点の移動量が設定値以下の場合に、前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定し、画像内に構造物の存在が検知される状態から構造物の存在が検知されない状態に変化し且つ前記観察点の移動量が設定値以下の場合に、前記超音波プローブが前記被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定する請求項５に記載の超音波診断装置。
前記部位判別部は、前記超音波画像と各撮像部位との類似度を算出し且つ前記類似度に基づいて判別結果を出力し、
前記装置制御部は、前記部位判別部から前記判別結果が出力されることで部位判別が完了したと認識する請求項５または６に記載の超音波診断装置。
超音波診断装置の制御方法であって、
超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ前記超音波プローブから出力される受信信号を画像化してフレーム毎に前記被検体の超音波画像を生成する第１工程と、
前記超音波プローブが空中放射状態と前記被検体への接触状態のいずれにあるかを判定する第２工程と、
前記超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合には前記超音波画像に基づく前記被検体の撮像部位の判別を実施せず、前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に前記超音波画像に基づく前記被検体の撮像部位の判別を実施する第３工程と
を含み、
前記第２工程は、前記超音波画像の輝度分布に基づいて画像内の構造物の有無を検知し、画像内に構造物の存在が検知されない場合に、前記超音波プローブが空中放射状態にあると判定し、画像内に構造物の存在が検知される場合に、前記超音波プローブが前記被検体への接触状態にあると判定する超音波診断装置の制御方法。
前記第２工程は、さらに、前記超音波画像内に設定された観察点のフレーム間の移動量を検知し、画像内に構造物の存在が検知されない状態から構造物の存在が検知される状態に変化し且つ前記観察点の移動量が設定値以下の場合に、前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定し、画像内に構造物の存在が検知される状態から構造物の存在が検知されない状態に変化し且つ前記観察点の移動量が設定値以下の場合に、前記超音波プローブが前記被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定する請求項８に記載の超音波診断装置の制御方法。
前記第３工程は、前記撮像部位の判別が完了したと認識された後は、次に前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定されるまで、前記被検体の撮像部位の判別を実施しない請求項８または９に記載の超音波診断装置の制御方法。
前記第３工程は、前記超音波画像と各撮像部位との類似度を算出し且つ前記類似度に基づいて判別結果を出力することで前記撮像部位の判別が完了したと認識する請求項１０に記載の超音波診断装置の制御方法。
超音波診断装置の制御方法であって、
超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ前記超音波プローブから出力される受信信号を画像化してフレーム毎に前記被検体の超音波画像を生成する第１工程と、
前記超音波プローブが空中放射状態と前記被検体への接触状態のいずれにあるかを判定する第２工程と、
前記超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合には前記超音波画像に基づく前記被検体の撮像部位の判別を実施せず、前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に前記超音波画像に基づく前記被検体の撮像部位の判別を実施する第３工程と
を含み、
前記第３工程は、前記前記被検体の撮像部位の判別が完了したと認識された後は、次に前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定されるまで、前記被検体の撮像部位の判別を実施しない超音波診断装置の制御方法。
前記第２工程は、さらに、前記超音波画像内に設定された観察点のフレーム間の移動量を検知し、画像内に構造物の存在が検知されない状態から構造物の存在が検知される状態に変化し且つ前記観察点の移動量が設定値以下の場合に、前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定し、画像内に構造物の存在が検知される状態から構造物の存在が検知されない状態に変化し且つ前記観察点の移動量が設定値以下の場合に、前記超音波プローブが前記被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定する請求項１２に記載の超音波診断装置の制御方法。
前記第３工程は、前記超音波画像と各撮像部位との類似度を算出し且つ前記類似度に基づいて判別結果を出力することで前記撮像部位の判別が完了したと認識する請求項１２または１３に記載の超音波診断装置の制御方法。