JP6462263B2 - 超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。

超音波診断装置を用いた画像診断として、被検体の組織の硬さ（ヤング率）を映像化するエラストグラフィーがある。エラストグラフィーでは、例えば、操作者が、超音波プローブを被検体の表面に接触させた状態で加振して、組織に対する圧迫及び開放を繰り返すことで、被検体の組織に応力を加える。そして、超音波診断装置では、この応力によって発生する組織の歪みを、硬さの情報として算出する。

組織の歪みを算出するためには、組織の変位又は移動速度を算出する必要がある。例えば、組織の変位は、隣接フレーム間の受信ＲＦ（Radio Frequency）信号の相互相関により算出される。また、組織の移動速度は、ドプラ法により算出される。さらに、これら二つの方法を組み合わせて歪みを算出する方法がある。

上記の方法では、歪みは、例えば、組織に対する圧迫及び開放による応力によって変動するため、局所領域における相対的な値として算出される。したがって、歪みを安定的に画像化するためには、歪みを規格化する必要がある。歪みの規格化に使用する値としては、例えば、歪みを映像化する領域の歪みの統計値（最大値、最小値、平均値等）、同一時相における参照領域の歪みの統計値等が挙げられる。参照領域は、例えば、被検体と超音波プローブとの間に挿入される硬さが分かっている弾性体である超音波カプラ内に指定される。

ところが、変位の算出に用いる局所領域が超音波を強く反射する領域と重複する領域では、算出される変位に誤差が生じてしまう。また、歪みは、局所領域における変位の空間微分として算出されるため、歪みの算出に用いる局所領域が超音波を強く反射する領域と重複する領域では、算出される歪みに誤差が生じてしまう。したがって、歪みの規格化に用いる値が不正確な値となり、走査範囲における歪みが不正確になってしまう。このため、従来の超音波診断装置は、歪みを正確に算出することが困難であった。

特開２００４−２６１１９８号公報 特開２０１３−１５４２１７号公報 国際公開第２００７／１１０６６９号

本発明が解決しようとする課題は、被検体の組織の歪みをより正確に算出することができる超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。

実施形態の超音波診断装置は、送受信部と、境界特定部と、変位分布演算部と、歪み分布演算部とを備える。送受信部は、超音波プローブに超音波による走査を実行させ、前記走査によって得られた受信信号に基づいて受信データを生成する。境界特定部は、走査範囲内で隣接する領域の境界を特定する。変位分布演算部は、前記境界を基準とした第１の領域に対応する受信データを削除し、前記第１の領域に隣接する領域の受信データから推測した受信データを付加し、付加後の受信データに基づいて変位分布を演算する。歪み分布演算部は、前記変位分布に基づいて、歪み分布を演算する。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る変位分布演算部の構成例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る歪み分布演算部の構成例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理例を示すフローチャートである。 図５は、第１の実施形態に係るモニタの表示例を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の歪み分布の演算方法を示すフローチャートである。 図７は、境界特定部が、超音波カプラと被検体との境界を特定した状態を示す図である。 図８は、第１の領域特定部が第１の領域を設定した状態を示す図である。 図９は、受信データ削除部が第１の領域の受信データを削除し、受信データ付加部が第１の領域に受信データを付加することを説明する図である。 図１０は、変位算出部が、受信データ付加部が付加した受信データに基づいて、走査線上の変位分布を演算した状態を示す図である。 図１１は、第２の領域特定部が、境界によって隔てられた二つの領域を分割し、第２の領域を設定した状態を示す図である。 図１２は、変位付加部が、走査線上において、第２の領域に歪み算出部が歪みを算出する際に使用する変位を付加した状態を示す図である。 図１３は、歪み算出部が、走査線上において、変位付加部が付加した変位に基づいて、第２の領域内の歪み分布を算出した状態を示す図である。 図１４は、歪み算出部が、図１３に示した変位分布及び歪み分布を接続した図である。 図１５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す図である。 図１６は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の歪み分布の演算方法を示すフローチャートである。 図１７は、境界特定部が、超音波カプラと被検体との境界を特定した状態を示す図である。 図１８は、第２の領域特定部が、境界によって隔てられた二つの領域を分割し、第２の領域を設定した状態を示す図である。 図１９は、変位付加部が、走査線上において、第２の領域に歪み算出部が歪みを算出する際に使用する変位を付加した状態を示す図である。 図２０は、歪み算出部が、走査線上において、変位付加部が付加した変位に基づいて、第２の領域内の歪み分布を演算した状態を示す図である。 図２１は、歪み算出部が、図２０に示した歪み分布を接続した図である。 図２２は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す図である。 図２３は、第３の実施形態に係る変位分布演算部の構成例を示す図である。 図２４は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の歪み分布の演算方法を示すフローチャートである。 図２５は、境界特定部が正常部と歪みを算出することができない組織との境界を特定した状態を示す図である。 図２６は、第１の領域特定部が第１の領域を設定した状態を示す図である。 図２７は、受信データ付加部が、第１の領域に変位分布を演算するための受信データを付加することを説明する図である。 図２８は、歪み分布演算部が演算し、規格化された歪み分布を示す図である。 図２９は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す図である。 図３０は、第４の実施形態に係る変位分布演算部の構成例を示す図である。 図３１は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の歪み分布の演算方法を示すフローチャートである。 図３２は、境界特定部が正常部と病変部との境界を特定した状態を示す図である。 図３３は、第１の領域特定部が、境界を第１の領域とした状態を示す図である。 図３４は、受信データ削除部が、第１の領域の受信データを変更することを説明する図である。 図３５は、歪み分布演算部が演算し、規格化した歪み分布を示す図である。 図３６は、第５の実施形態に係る超音波診断装置の処理例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａの構成例を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る変位分布演算部９２ａの構成例を示す図である。図３は、第１の実施形態に係る歪み分布演算部９３ａの構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａは、超音波プローブ２と、モニタ３と、入力装置４と、装置本体５ａとを有する。

超音波プローブ２は、超音波の送受信を行う。超音波プローブ２は、装置本体５ａに着脱可能に設けられ、バッキング材、整合層及び複数の振動子を有する。超音波プローブ２が有する複数の振動子は、装置本体５ａが有する送受信部６から供給される駆動信号に基づいて、被検体Ｐの組織へ超音波を送信する。超音波プローブ２が有する複数の振動子は、被検体Ｐの組織により反射された超音波を受信し、これを電気信号に変換する。

振動子は、ジルコン酸チタン酸塩、ポリフッ化ビニリデン等、圧電効果を示す材料で作製されている。バッキング材は、振動子に対して被検体Ｐとは反対側に設けられている。バッキング材は、振動子から被検体Ｐへ向う方向以外の方向への超音波の伝搬を抑制する。整合層は、振動子と被検体Ｐとの間に設けられている。整合層は、振動子が送信した超音波を被検体Ｐの組織に効率的に伝搬させる役割を果たす。第１の実施形態では、超音波プローブ２として、全ての振動子が直線上に配列されたリニア電子スキャンプローブを例に挙げて説明する。

超音波プローブ２から被検体Ｐの組織へ送信された超音波は、音響インピーダンスの不連続面で反射され、超音波プローブ２が有する振動子によって受信される。受信される反射波の振幅は、超音波が反射される点における音響インピーダンスの差に依存する。超音波が反射される点における音響インピーダンスの差が大きい程、超音波が強く反射される。

モニタ３は、装置本体５ａが生成した表示用画像データに基づいて画像を表示する。また、モニタ３は、超音波診断装置１ａの操作者が入力装置４を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する。

入力装置４は、超音波診断装置１ａの操作者から各種設定要求を受け付け、これを装置本体５ａへ転送する。入力装置４は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール等である。例えば、操作者が、入力装置４が有するフリーズボタンを押下すると、超音波の送受信が終了し、超音波診断装置１ａは、一時停止状態となる。また、例えば、フリーズボタンを操作者が押下すると、超音波診断装置１ａは、リアルタイム表示モードから動画再生モードに移行する。

装置本体５ａは、図１に示すように、送受信部６と、信号処理部７ａと、リファレンス情報生成部１０と、内部記憶部２０と、画像生成部３０と、画像メモリ４０と、制御部５０とを有する。

送受信部６は、パルサ回路、送信遅延回路及びトリガ発生回路を有する。送受信部６は、超音波プローブ２に超音波走査、すなわち超音波による走査を実行させる。パルサ回路は、所定のレート周波数で、被検体Ｐへ送信する超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生させる。送信遅延回路は、超音波プローブ２が有する各振動子に必要な送信遅延時間を、パルサ回路が発生させた各レートパルスに与える。これにより、超音波プローブ２が送信する超音波をビーム状にし、送信指向性を持たせることができる。トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ２の各振動子に駆動信号を印加する。超音波プローブ２の各振動子に印加された駆動信号は、振動子によって超音波を発生させる機械的振動に変換される。送受信部６は、送信遅延時間を振動子ごとに調整することにより、超音波の送信方向やフォーカス点を変化させることができる。

なお、送受信部６は、後述する制御部５０の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更することができる。例えば、送信駆動電圧の変更は、瞬時にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路又は複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

送受信部６は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有する。送受信部６は、超音波プローブ２が受信した反射波に基づく受信信号に各種処理を行って受信データを生成する。ここで、受信データは、振幅、周波数、位相、波長、波数、包絡線等の情報を含む。アンプ回路は、受信信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された受信信号をＡ／Ｄ変換し、受信指向性を決定するために必要な受信遅延時間をチャンネルごとに与える。加算器は、与えられた受信遅延時間に基づき、受信信号の加算処理を行って受信データを生成する。加算器の加算処理により、受信信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。送受信部６が生成した受信データは、信号処理部７ａへ送信される。受信データの形態は、ＲＦ信号やＩＱ信号と呼ばれる位相が含まれた信号、包絡線検波処理後の振幅等を選択することができる。

なお、送受信部６は、後述する制御部５０の制御により、受信遅延時間、送信周波数、送信駆動電圧、開口素子数等を瞬時に変更することができる。また、送受信部６は、一つのフレーム又はレートパルスごとに、異なる波形を送信して受信することもできる。

例えば、送受信部６は、超音波の送受信ごとに走査線の位置をずらすことにより、１フレーム分の受信データを生成する。送受信部６が超音波プローブ２の各振動子に駆動信号を印加して、超音波の送受信を行う領域は、走査範囲と呼ばれる。

信号処理部７ａは、送受信部６から受信データを受信し、受信した受信データに対して信号処理を行う。図１に示すように、信号処理部７ａは、Ｂモード処理部８と、組織情報処理部９ａとを有する。

Ｂモード処理部８は、送受信部６から受信した受信データに対して対数増幅、包絡線検波処理等を行い、受信データの振幅を輝度に変換したＢモードデータを生成する。Ｂモードデータは、後述する画像生成部３０によって、走査範囲内の各点で反射された反射波の強度を輝度で表示したＢモード画像データに変換される。なお、図示していないが、信号処理部７ａは、受信データを周波数解析することでドプラ効果に基づく移動体の運動情報を抽出したドプラデータを生成するドプラ処理部を有する。移動体としては、血流、組織、造影剤エコー成分等が挙げられる。ドプラ処理部は、例えば、移動体の運動情報として、平均速度、分散値、パワー値等を多点に渡り抽出したドプラデータを生成する。

組織情報処理部９ａは、図１に示すように、境界特定部９１と、変位分布演算部９２ａと、歪み分布演算部９３ａと、歪み比演算部９４とを有する。組織情報処理部９ａは、送受信部６から受信した受信データに基づいて、走査範囲の組織の変位、歪み及び歪み比を所定の時間間隔で算出する。すなわち、組織情報処理部９ａは、エラストグラフィーを行うエラストモードが指定された場合に、組織の硬さをカラースケールで表示するために用いる各種情報を受信データから算出する。

境界特定部９１は、走査範囲内又は超音波画像内で隣接する領域の境界を特定する。境界特定部９１は、例えば、ＢモードデータやＢモード画像データから隣接する領域のエッジを検出し、検出したエッジにカーブフィッティングを行い、このカーブフィッティングの結果を隣接する領域の境界と特定する。なお、境界は、走査範囲内において二次元的又は三次元的に存在する。

変位分布演算部９２ａは、第２の領域を設定する前に、境界を含む第１の領域を設定し、第１の領域の受信データを削除し、第１の領域に変位の算出に使用する受信データを付加し、変位分布を演算する。変位分布演算部９２ａは、図２に示すように、第１の領域特定部９２１ａ、受信データ削除部９２２ａ、受信データ付加部９２３ａ及び変位算出部９２４ａを有する。変位分布演算部９２ａは、走査範囲内の変位分布を演算する。例えば、変位分布演算部９２ａは、同一の走査線上において、変位の算出に使用する第１局所領域の各位置における受信データの相互相関を隣接するフレーム間で算出し、走査範囲内の変位分布を演算する。或いは、変位分布演算部９２ａは、隣接するフレーム間で、同一の走査線の受信データを周波数解析することで、走査範囲内の各点の移動速度を算出し、移動速度を時間積分することで、走査範囲内の変位分布を演算してもよい。また、変位分布演算部９２ａは、第１の領域の受信データを削除し、第１の領域に変位の算出に使用する受信データを付加する代わりに、第１の領域の受信データに定数倍等の処理を施してもよい。

歪み分布演算部９３ａは、境界を含む第２の領域を設定し、第２の領域に歪みの演算に使用する変位を付加した変位分布に基づいて、歪み分布を演算する。歪み分布演算部９３ａは、図３に示すように、第２の領域特定部９３１ａ、変位付加部９３３ａ及び歪み算出部９３４ａを有する。歪み分布演算部９３ａは、走査範囲内の歪み分布を演算する。例えば、歪み分布演算部９３ａは、走査線上において、歪みの算出に使用する第２局所領域において、変位分布演算部９２ａが演算した変位分布を空間微分することで、走査範囲内の歪み分布を演算する。なお、例えば、第２局所領域における変位の空間微分により得られた歪みは、第２局所領域の中心の歪みとされる。

歪み比演算部９４は、走査範囲内の所定の二つの領域内の歪み分布の統計値の比である歪み比を演算する。まず、操作者は、歪み比を算出するために、歪み分布上で標的領域及び参照領域を設定する。標的領域は、例えば、操作者が病変部であると判断した領域に設定される。参照領域は、例えば、操作者が正常であると判断した領域や、超音波プローブ２と被検体Ｐとの間に挟まれた超音波カプラに設定される。次に、歪み比演算部９４は、標的領域における歪みの統計値及び参照領域における歪みの統計値を演算する。統計値は、標的領域又は参照領域の歪みの平均値、中央値、上位「ｎ」位の値等である。ここで、上位「ｎ」位の値とは、標的領域又は参照領域の内部の歪みの中で、大きい値から順に「ｎ」番目の値を意味し、「ｎ」は自然数となる。最後に、歪み比演算部９４は、標的領域における歪みの統計値を参照領域における歪みの統計値で割った値を歪み比として算出する。

なお、組織情報処理部９ａが有する境界特定部９１、変位分布演算部９２ａ、歪み分布演算部９３ａ及び歪み比演算部９４の詳細については後述する。信号処理部７ａが生成する各種データは、生データとも呼ばれる。

リファレンス情報生成部１０は、エラストグラフィーを行うために、例えば、操作者が超音波プローブ２を被検体Ｐの表面に接触させた状態で加振して、組織に対する圧迫及び解放を繰り返すことで組織に応力を加えている状態に関する指標を縦軸とし、経過時間を横軸とするリファレンス情報を生成する。指標としては、例えば、歪み分布表示領域に表示されている領域内の歪みの平均を歪み分布表示領域に表示されている領域内の歪みの分散で割った値が挙げられる。この指標は、値が大きいほど平均値に対するばらつきが小さく、組織への応力の加え方が適切であることを意味する。このため、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａの操作者は、リファレンス情報を参照することにより、組織への応力の加え方が適切か否かを判断することができる。生成されたリファレンス情報は、モニタ３へ送信される。ここで、指標は、上述した値に限定されない。例えば、指標として、組織の平均移動速度を採用することができる。また、指標を演算するタイミングは、特に限定されない。

操作者は、リファレンス情報を参照し、例えば、組織への応力の加え方が適切であると判断した時点でフリーズボタンを押下し、モニタ３に表示されている画像を静止状態とし、装置本体５ａの処理を停止させる。フリーズボタンが押下され、動画再生モードへの移行要求を受け付けられると、後述する制御部５０の制御により、後述する画像メモリ４０は、動画再生モードへの移行要求を受け付ける直前から過去に所定期間だけ遡った分の指標及び表示用画像データを記憶する。操作者は、画像メモリ４０に記憶された複数のフレームを動画再生し、診断に最適であると思われるフレームを選択する。そして、操作者は、選択したフレーム上で標的領域及び参照領域を選択する。

内部記憶部２０は、医師の所見等の診断情報、装置本体５ａを制御するための制御プログラム、診断プロトコル、各種グラフィック等を記憶する。また、内部記憶部２０は、必要に応じて、後述する画像メモリ４０が記憶する表示用画像データの保管に使用してもよい。なお、内部記憶部２０が記憶しているデータは、図示しないインターフェース回路を経由して、外部の周辺装置へ転送することができる。

画像生成部３０は、信号処理部７ａ及びリファレンス情報生成部１０により得られた走査線上の信号をテレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査に変換し、モニタ３にＢモード画像、歪み分布画像、リファレンス情報、各種グラフィック等を表示するための表示用画像データを生成する。この処理を、スキャンコンバートと呼ぶ。表示用画像データとは、Ｂモード画像データ、歪み画像データ、リファレンス情報画像データ、合成画像データ等である。

例えば、画像生成部３０は、Ｂモード処理部８が生成したＢモードデータから、モニタ３にＢモード画像を表示するためのＢモード画像データを生成する。画像生成部３０は、歪み分布演算部９３ａが演算した歪み分布から、モニタ３に被検体Ｐの組織の歪みをカラースケールで表示するための歪み画像データを生成する。画像生成部３０は、リファレンス情報生成部１０が生成したリファレンス情報から、モニタ３にリファレンス情報を表示するためのリファレンス情報画像データを生成する。画像生成部３０は、モニタ３に各パラメータの文字情報、各種グラフィックを表示するための合成画像データを生成する。

なお、画像生成部３０は、スキャンコンバート以外に、例えば、スキャンコンバート後の複数のフレームを用いて、輝度の平均値画像を生成する平滑化処理を行う。また、画像生成部３０には、表示用画像データを格納する記憶メモリが搭載されている。

画像メモリ４０は、画像生成部３０が生成した表示用画像データを記憶するメモリである。例えば、画像メモリ４０は、フリーズボタンが押下される直前の複数のフレームに対応する表示用画像データを保存する。超音波診断装置１ａは、この画像メモリ４０に記憶されている画像を連続表示（シネ表示）することで、動画を表示することができる。また、画像メモリ４０は、生データを記憶することもできる。画像メモリ４０に記憶された生データは、例えば、診断の後に呼び出すことが可能となっており、画像生成部３０を経由して表示用画像データとなる。

制御部５０は、超音波診断装置１ａにおける処理全体を制御する。具体的には、制御部５０は、入力装置４を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部２０から読み込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部６、信号処理部７ａ、リファレンス情報生成部１０、内部記憶部２０及び画像生成部３０を制御する。また、制御部５０は、画像メモリ４０が記憶する表示用画像データ等をモニタ３にて表示するように制御する。

以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａの全体構成について説明した。このような構成の下で、超音波診断装置１ａは、エラストグラフィーを行う。なお、上記の説明では、超音波プローブ２を被検体Ｐの表面に接触させた状態で加振して、組織に対する圧迫及び解放を繰り返すことで組織に応力を加え、歪み情報を生成する場合について説明した。ただし、第１の実施形態は、上記以外の方法により行なわれるエラストグラフフィーにも適用することができる。例えば、被検体Ｐの組織を振動させるために、高音圧の超音波であるプッシュパルスを送信して、組織内を伝搬する横波であるせん断波を発生させるエラストグラフフィーにも適用することができる。また、例えば、超音波診断装置１ａとは別の機器を用いて、被検体Ｐの組織に振動を与えるエラストグラフフィーにも適用することができる。

次に、図４及び図５を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａの処理の一例について説明する。図４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａの処理例を示すフローチャートである。図５は、第１の実施形態に係るモニタ３の表示例を示す図である。

図４に示すように、制御部５０が、エラストグラフィーのリアルタイム表示モードの開始要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。リアルタイム表示モードの開始要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部５０は、リアルタイム表示モードの開始要求を受け付けるまで待機する。リアルタイム表示モードの開始要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部５０は、エラストモードでの処理を開始させる。

制御部５０が、送受信部６によって、１フレーム分の受信データが生成されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。１フレーム分の受信データが生成されていない場合（ステップＳ１０２否定）、制御部５０は、１フレーム分の受信データが生成されるまで待機する。１フレーム分の受信データが生成された場合（ステップＳ１０２肯定）、制御部５０の制御により、組織情報処理部９ａが歪み分布を演算する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の詳細は後述する。

リファレンス情報生成部１０が、リファレンス情報を生成する（ステップＳ１０４）。画像生成部３０が、モニタ３にＢモード画像、歪み分布画像、リファレンス情報、各種グラフィック等を表示するための表示用画像データを生成する（ステップＳ１０５）。

制御部５０の表示制御により、モニタ３が、表示用画像データに基づいた画像を表示する（ステップＳ１０６）。具体的には、図５に示すように、モニタ３には、歪み分布画像表示領域３１、Ｂモード画像表示領域３２、リファレンス情報表示領域３３、演算結果表示領域３４、カラースケールＣ及びグレースケールＧが表示される。歪み分布画像表示領域３１には、歪み分布画像が表示される。Ｂモード画像表示領域３２には、Ｂモード画像が表示される。リファレンス情報表示領域３３には、リファレンス情報が表示される。演算結果表示領域３４には、後述する歪み及び歪み比の演算結果が表示される。カラースケールＣは、歪み分布演算部９３ａによって算出された歪みの大きさを示す。グレースケールＧは、Ｂモード画像の輝度の大きさを示す。

制御部５０が、動画再生モードへの移行要求を受け付けたか否か、すなわち、フリーズボタンが押下されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。動画再生モードへの移行要求を受け付けない場合（ステップＳ１０７否定）、制御部５０は、ステップＳ１０２に戻って、新たな１フレーム分の受信データが生成されたか否かを判定する。動画再生モードへの移行要求を受け付けた場合（ステップＳ１０７肯定）、制御部５０が、リファレンス情報に基づいて、操作者が組織への応力の加え方が適切であると判断したフレームを取得する（ステップＳ１０８）。ここで、ステップＳ１０７肯定の場合、制御部５０は、動画再生モードへの移行要求を受け付ける直前から過去に所定期間だけ遡った分の指標及び表示用画像データを画像メモリ４０に保存する。制御部５０が、ステップＳ１０８で選択したフレーム上で操作者が設定した標的領域Ｔ及び参照領域Ｒを取得する（図５及びステップＳ１０９）。

歪み比演算部９４が、標的領域Ｔにおける歪みの統計値を参照領域Ｒにおける歪みの統計値で割った値である歪み比を演算する（ステップＳ１１０）。図５に示すように、標的領域Ｔにおける歪みの統計値は、演算結果表示領域３４の「Ｓｔｒａｉｎ Ｔ」欄に、参照領域Ｒにおける歪みの統計値は、演算結果表示領域３４の「Ｓｔｒａｉｎ Ｒ」欄に、歪み比は、演算結果表示領域３４の「Ｓｔｒａｉｎ Ｒａｔｉｏ Ｔ」欄に表示される。図５では、標的領域Ｔにおける歪みの統計値は「ａ％」、参照領域Ｒにおける歪みの統計値は「ｂ％」、歪み比は「ｃ」と表示されている。

次に、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａの歪み分布の演算方法について説明する。図６は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａの歪み分布の演算方法を示すフローチャートである。以下では、図６のフローチャートを中心に、図７〜図１４を適宜参照しながら、超音波診断装置１ａの歪み分布の演算方法について説明する。第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａは、次のような処理を行う。まず、変位分布演算部９２ａが、境界の位置に基づく第１の領域を設定し、第１の領域に対応する受信データを変更し、第１の変位分布を演算する。次に、変位付加部９３３ａが、境界の位置に基づく第２の領域を設定し、第２の領域に第２の変位分布を付加する。最後に、歪み分布演算部が、変位分布演算部が演算した第１の変位分布に基づいて、歪み分布を演算する、歪み分布を演算する。以下、これらの詳細について説明する。

第１の実施形態では、超音波カプラと被検体Ｐとの音響インピーダンスの差が大きいため、両者の境界で強い超音波の反射が起こる場合を考える。

図７は、境界特定部９１が、超音波カプラＣａと被検体Ｐとの境界Ｂａを特定した状態を示す図である。図６のステップＳ１１及び図７に示すように、境界特定部９１が、超音波カプラＣａと被検体Ｐとのエッジを検出し、検出したエッジにカーブフィッティングを行い、境界Ｂａを特定する。つまり、カーブフィッティングの結果が境界Ｂａとなる。エッジを検出する方法としては、例えば、キャニー法が挙げられる。また、検出したエッジにカーブフィッティングを行う方法としては、例えば、ＲＡＮＳＡＣ（Random Sample Consensus）等のロバスト推定法、最小二乗法、最尤推定法が挙げられる。

図８は、第１の領域特定部９２１ａが、第１の領域Ｄａを設定した状態を示す図である。図６のステップＳ１２及び図８に示すように、第１の領域特定部９２１ａが、第１の領域Ｄａを設定する。第１の領域Ｄａは、例えば、強い超音波の反射が起こっている境界Ｂａ全てを含むように設定される。

図９は、受信データ削除部９２２ａが、第１の領域Ｄａの受信データを削除し、受信データ付加部９２３ａが、第１の領域Ｄａに受信データを付加することを説明する図である。図６のステップＳ１３及び図９に示すように、走査線Ｘａ上において、受信データ削除部９２２ａが、第１の領域Ｄａの受信データを削除し（図９（ａ）から図９（ｂ））、受信データ付加部９２３ａが、第１の領域Ｄａの内部に変位分布を演算するための受信データを付加する（図９（ｂ）から図９（ｃ））。受信データ付加部９２３ａは、第１の領域Ｄａに、例えば、走査線Ｘａ上において、第１の領域Ｄａに隣接する領域の受信データから推定した受信データを付加する。具体的には、図９（ｃ）の矢印Ａで示すように、受信データ付加部９２３ａは、走査線Ｘａ上において、第１の領域Ｄａに隣接する領域の受信データと同様の受信データを付加する。なお、第１の領域Ｄａに付加する受信データの推定に用いる受信データを取得する領域は、走査線Ｘａと平行な方向に沿って近似的に決定するようにしてもよい。

図１０は、変位算出部９２４ａが、受信データ付加部９２３ａが付加した受信データに基づいて、走査線上の変位分布を演算した状態を示す図である。図６のステップＳ１４及び図１０に示すように、変位算出部９２４ａが、変位分布を演算する。具体的には、変位算出部９２４ａが、受信データ付加部９２３ａが付加した受信データに基づいて、走査線上で第１局所領域ＬＤａを用いた変位分布の演算を行う。より具体的には、変位算出部９２４ａが、走査線上で第１局所領域ＬＤａをずらしながら、隣接するフレーム間で第１局所領域ＬＤａにおけるＲＦ信号の相互相関を取ることにより各点の変位を逐一計算し、変位分布を求める。図１０に示す一例では、変位分布は、屈曲した折れ線で表されている。変位分布が屈曲している点は、超音波カプラＣａと被検体Ｐとの境界Ｂａ上の点である。図１０において点線で囲まれた部分が、受信データ付加部９２３ａが付加した受信データに基づいて演算された変位分布である。受信データ付加部９２３ａが、特異的に大きくない適正な大きさの受信データを付加しているため、変位算出部９２４ａは、第１局所領域ＬＤａを用いて、第１の領域Ｄａ内の変位を正確に算出することができる。変位分布演算部９２ａは、上述した計算を走査範囲内の走査線上で行うことで、変位分布を演算する。変位分布演算部９２ａが演算した変位分布は、第１の変位分布とも呼ぶこともある。

これまでに説明したように、変位分布演算部９２ａは、送受信部６から受信した受信データに基づいて、超音波カプラＣａ及び被検体Ｐの組織の変位分布を演算する。ただし、変位分布演算部９２ａが変位分布を演算する方法は、上述した方法に限定されるものではない。例えば、変位分布演算部９２ａは、ドプラ法により算出された組織の移動速度を時間積分することにより、超音波カプラＣａ及び被検体Ｐの組織の変位分布を演算してもよい。

図１１は、第２の領域特定部９３１ａが境界Ｂａによって隔てられた二つの領域を分割し、第２の領域Ｓａを設定した状態を示す図である。図６のステップＳ１５及び図１１に示すように、第２の領域特定部９３１ａが、境界Ｂａによって隔てられた二つの領域を分割し、第２の領域Ｓａを設定する。第２の領域Ｓａは、境界Ｂａ全体に接触した帯状の領域である。また、第２の領域Ｓａは、各走査線上における幅が、前記境界の近傍の変位分布に基づいて算出される歪みの精度が低下する幅以上となっている。

図１２は、変位付加部９３３ａが、走査線上において、第２の領域Ｓａに歪み分布算出部９３４ａが歪みを算出する際に使用する変位を付加した状態を示す図である。図６のステップＳ１６及び図１２に示すように、変位付加部９３３ａが、第２の領域Ｓａに歪み算出部９３４ａが歪み分布の演算に使用する変位を付加する。図１２に示すように、変位付加部９３３ａは、走査線上において、被検体Ｐ側の変位分布を超音波カプラＣａ側に伸ばした線分Ｌ１１及び超音波カプラＣａ側の変位分布を被検体Ｐ側に伸ばした線分Ｌ１２で表される変位を付加する。すなわち、変位付加部９３３ａは、走査線毎に第２の変位分布を付加する。なお、線分Ｌ１１の下端及び線分Ｌ１２上端は、境界Ｂａと各走査線の交点と一致している。図１２は、変位付加部９３３ａが、一本の走査線上で行う処理を示した図である。変位付加部９３３ａは、この処理を走査範囲内の走査線上で行う。

図１３は、歪み算出部９３４ａが、走査線上において、変位付加部９３３ａが付加した変位に基づいて、歪み分布を算出した状態を示す図である。図１４は、歪み算出部９３４ａが、図１３に示した変位分布及び歪み分布を接続した図である。図６のステップＳ１７、図１３及び図１４に示すように、歪み算出部９３４ａが、歪みを演算し、境界Ｂａによって分割された二つの領域を接続する。

まず、歪み算出部９３４ａが、変位付加部９３３ａが付加した変位に基づいて、走査線上で第２局所領域ＬＳａを用いた歪み分布の演算を行う。具体的には、歪み算出部９３４ａが、走査線上で第２局所領域ＬＳａをずらしながら、第２局所領域ＬＳａ上で変位分布の空間微分を取って各点の歪みを逐一計算し、歪み分布を求める。

この時点で、図１３に示すように、歪み分布は、送受信方向に平行な二本の線分で表されている。変位付加部９３３ａが、線分Ｌ１１で表される変位を付加しているため、歪み算出部９３４ａは、第２局所領域ＬＳａを用いて、被検体Ｐ側の歪みを正確に算出することができる。この歪みの算出結果は、図１３に線分Ｌ１３で示されている。同様に、変位付加部９３３ａが、線分Ｌ１２で表される変位を付加しているため、歪み算出部９３４ａは、第２局所領域ＬＳａを用いて、超音波カプラＣａ側の歪みを正確に算出することができる。この歪みの算出結果は、図１３に線分Ｌ１４で示されている。歪み分布演算部９３ａは、上述した計算を走査範囲内の走査線上で行うことで、歪み分布を演算する。すなわち、歪み分布演算部９３ａは、走査範囲を構成する走査線毎に歪み分布を演算する。

図６のステップＳ１７及び図１４に示すように、歪み算出部９３４ａが、分割された二つの領域を接続する。一本の走査線上で最終的に演算された歪み分布は、送受信方向に平行な二本の線分と、これらに直交する線分とを組み合わせた折れ線で表されている。また、被検体Ｐ側の歪みを正確に算出するために付加された変位及び超音波カプラＣａ側の歪みを正確に算出するために付加された変位は、削除されている。図１４において、点線で囲まれた歪み分布が、図６に示した演算方法により演算された歪み分布である。

歪み算出部９３４ａによって算出された歪み分布は、必要に応じて規格化される。歪みは、組織の硬さを示す指標となる。これは、硬い組織は変形し難いため、歪みの値は小さくなり、軟らかい組織は変形し易いため、歪みの値は大きくなるからである。

以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａにおける歪み分布の演算方法について説明した。第１の領域特定部９２１ａが、算出される変位の精度が他の領域よりも低い可能性が高い領域である第１の領域Ｄａを設定する。受信データ削除部９２２ａが、第１の領域Ｄａの受信データを削除し、受信データ付加部９２３ａが、第１の領域Ｄａに変位分布を算出する受信データを付加する。変位算出部９２４ａが、変位分布を算出する。このため、超音波診断装置１ａは、境界Ｂａで強い超音波の反射が起っている場合でも、第１の領域Ｄａの変位分布をより正確に演算することができる。

第２の領域特定部９３１ａが、算出される歪みの精度が他の領域よりも低くなる領域である第２の領域Ｓａを設定する。変位付加部９３３ａは、歪みの算出に使用する変位を付加する。歪み算出部９３４ａが、歪み分布を算出する。このため、超音波診断装置１ａは、第２の領域Ｓａの歪み分布をより正確に算出することができる。また、より正確な歪み分布が算出されるため、超音波診断装置１ａは、歪み分布の規格化及び歪み比の算出を適切に行うことができる。また、超音波診断装置１ａは、第２の領域Ｓａの歪み分布をより正確に算出することができるため、歪み比を算出する際に使用する参照領域Ｒ及び標的領域Ｔを設定することができる範囲が狭くなることを抑制することができる。

なお、境界特定部９１が所定の走査範囲のＢモード情報から隣接する領域の境界Ｂａを特定し、生成部がＢモード情報に基づいて所定の走査範囲の第１の歪み情報を生成し、変位付加部が第２の領域Ｓａに付加した変位に基づいて第１の歪み情報のうち境界Ｂａの近傍の歪みが変更された第２の歪み情報を生成し、モニタ３が第２の歪み情報に基づいて、第２の歪み情報を表示してもよい。なお、生成部は、例えば、図１に示した画像生成部３０である。Ｂモード情報は、上述したＢモード画像データに対応する。第１の歪み情報は、第２の領域Ｓａに変位を付加しない変位分布に基づいて演算した歪み分布に対応する。第２の歪み情報は、第２の領域Ｓａに変位を付加した変位分布に基づいて演算した歪み分布に対応する。このような方法でも、上述した効果が実現される。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、超音波カプラと被検体Ｐとの音響インピーダンスの差が小さいため、第１の実施形態とは異なり、両者の境界で強い超音波の反射が起こらない場合を考える。第２の実施形態に係る超音波診断装置１ｂは、次のような処理を行う。まず、変位分布演算部が、境界を含む第１の領域に対応する受信データに基づいて、第１の領域に対応する第１の変位分布を演算する。次に、境界の位置に基づく第２の領域を設定し、第２の領域に第２の変位分布を付加する。最後に、歪み分布演算部が、第１の変位分布の境界の位置に基づく一部と第２の変位分布に基づいて、歪み分布を演算する。以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する内容の説明は省略する。

図１５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１ｂの構成例を示す図である。図１５に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置１ｂは、装置本体５ｂを有する。装置本体５ｂは信号処理部７ｂを有し、信号処理部７ｂは組織情報処理部９ｂを有する。組織情報処理部９ｂは、変位分布演算部９２ｂ及び歪み分布演算部９３ａを有する。変位分布演算部９２ｂは、受信データに基づいて、超音波診断装置１ｂの走査範囲内の変位分布を演算する。歪み分布演算部９３ａは、第１の実施形態と同様である。なお、第２の実施形態に係る超音波診断装置１ｂの処理全体の流れは、例えば、図４と同様の流れとすることができる。

次に、第２の実施形態に係る超音波診断装置１ｂの歪み分布の演算方法について説明する。図１６は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１ｂの歪み分布の演算方法を示すフローチャートである。以下では、図１６のフローチャートを中心に、図１７〜図２１を適宜参照しながら、超音波診断装置１ｂの歪み分布の演算方法について説明する。なお、以下で説明する超音波診断装置１ｂの歪み分布の演算方法は、図４のステップＳ１０３の詳細である。

図１７は、境界特定部９１が、超音波カプラＣｂと被検体Ｐとの境界Ｂｂを特定した状態を示す図である。図１６のステップＳ２１及び図１７に示すように、境界特定部９１が、超音波カプラＣｂと被検体Ｐとのエッジを検出し、検出したエッジにカーブフィッティングを行い、境界Ｂｂを特定する。

図１８は、第２の領域特定部９３１ａが、境界Ｂｂによって隔てられた二つの領域を分割し、第２の領域Ｓｂを設定した状態を示す図である。図１６のステップＳ２２及び図１８に示すように、変位分布演算部９２ｂが、走査範囲内の変位分布を演算した後、第２の領域特定部９３１ａが、境界Ｂｂによって隔てられた二つの領域を分割し、第２の領域Ｓｂを設定する。

図１９は、変位付加部９３３ａが、走査線上において、第２の領域Ｓｂに歪み算出部９３４ａが歪みを算出する際に使用する変位を付加した状態を示す図である。図１６のステップＳ２３及び図１９に示すように、変位付加部９３３ａが、第２の領域Ｓｂに、歪み算出部９３４ａが歪み分布を算出する際に使用する変位を付加する。図１９に示すように、変位付加部９３３ａは、走査線上において、被検体Ｐ側の変位分布を超音波カプラＣｂ側に伸ばした線分Ｌ２１及び超音波カプラＣｂ側の変位分布を被検体Ｐ側に伸ばした線分Ｌ２２で表される変位を付加する。なお、線分Ｌ２１の下端及び線分Ｌ２２上端は、境界Ｂｂと各走査線の交点と一致している。図１９は、変位付加部９３３ａが、一本の走査線上で行う処理を示した図である。変位付加部９３３ａは、この処理を走査範囲内の走査線上で行う。

図２０は、歪み算出部９３４ａが、走査線上において、変位付加部９３３ａが付加した変位に基づいて、歪み分布を算出した状態を示す図である。図１６のステップＳ２４に示すように、歪み算出部９３４ａが、歪み分布を算出し、境界Ｂｂによって分割された二つの領域を接続する。

まず、歪み算出部９３４ａが、変位付加部９３３ａが付加した変位に基づいて、走査線上で第２局所領域ＬＳｂを用いた歪み分布の演算を行う。具体的には、歪み算出部９３４ａが、走査線上で第２局所領域ＬＳｂをずらしながら、第２局所領域ＬＳｂ上で変位分布の空間微分を取って各点の歪みを逐一計算し、歪み分布を求める。

この時点で、図２０に示すように、歪み分布は、送受信方向に平行な二本の線分で表されている。変位付加部９３３ａが、線分Ｌ２１で表される変位を付加しているため、歪み算出部９３４ａは、第２局所領域ＬＳｂを用いて、第２の領域Ｓｂのうち被検体Ｐ側の歪みを正確に算出することができる。この歪みの算出結果は、図２０に線分Ｌ２３で示されている。同様に、変位付加部９３３ａが、線分Ｌ２２で表される変位を付加しているため、歪み算出部９３４ａは、第２局所領域ＬＳｂを用いて、第２の領域Ｓｂのうち超音波カプラＣｂ側の歪みを正確に算出することができる。この歪みの算出結果は、図２０に線Ｌ２４で示されている。歪み分布演算部９３ａは、上述した計算を走査範囲内の走査線上で行うことで、歪み分布を算出する。

図２１は、歪み算出部９３４ａが、図２０に示した歪み分布を接続した図である。図１６のステップＳ２４及び図２１に示すように、歪み算出部９３４ａが、ステップＳ２２で分割された二つの領域を接続する。一本の走査線上で最終的に算出された歪み分布は、送受信方向に平行な二本の線分と、これらに直交する線分とを組み合わせた折れ線で表されている。図２１において、点線で囲まれた歪み分布が、図１６に示した演算方法により演算された歪み分布である。

以上、第２の実施形態に係る超音波診断装置１ｂにおける歪み分布の演算方法について説明した。第２の領域特定部９３１ａが、算出される歪みの精度が他の領域よりも低くなる領域である第２の領域Ｓｂを設定する。変位付加部９３３ａは、歪みの算出に使用する変位を付加する。歪み算出部９３４ａが、歪み分布を算出する。このため、超音波診断装置１ｂは、第２の領域Ｓｂの歪み分布をより正確に算出することができる。また、より正確な歪み分布が算出されるため、超音波診断装置１ｂは、歪み分布の規格化及び歪み比の算出を適切に行うことができる。また、超音波診断装置１ｂは、第２の領域Ｓｂの歪み分布をより正確に算出することができるため、歪み比を算出する際に使用する参照領域Ｒ及び標的領域Ｔを設定することができる範囲が狭くなることを抑制することができる。

また、第２の実施形態に係る超音波診断装置１ｂは、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａとは異なり、第１の領域の設定、第１の領域の受信データの削除及び第１の領域の受信データの付加を行わない。このため、第２の実施形態に係る超音波診断装置１ｂは、第１の実施形態に係る超音波診断装置１ａに比べて、歪み分布を迅速に演算することができる。

なお、歪み分布を演算する際に、第１の実施形態の演算方法と第２の実施形態の演算方法のいずれを採用するかは、例えば、操作者が、モニタ３に表示されたＢモード画像を参照し、場面に応じた演算方法を選択できるようにしてもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、走査範囲内に、病変部及び歪みを算出することができない組織が存在する場合を考える。歪みを算出することができない組織としては、例えば、血管等の内腔が挙げられる。以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する内容の説明は省略する。

図２２は、第３の実施形態に係る超音波診断装置１ｃの構成例を示す図である。図２３は、第３の実施形態に係る変位分布演算部９２ｃの構成例を示す図である。

図２２に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置１ｃは、装置本体５ｃを有する。装置本体５ｃは信号処理部７ｃを有し、信号処理部７ｃは組織情報処理部９ｃを有する。組織情報処理部９ｃは、変位分布演算部９２ｃ及び歪み分布演算部９３ｃを有する。

変位分布演算部９２ｃは、図２３に示すように、第１の領域特定部９２１ｃ、受信データ付加部９２３ｃ及び変位算出部９２４ｃを有する。第１の領域特定部９２１ｃは、第１の領域を設定する。受信データ付加部９２３ｃは、第１の領域に変位算出部９２４ｃが変位を算出する際に使用する受信データを付加する。変位算出部９２４ｃは、受信データ付加部９２３ｃが付加した受信データに基づいて、走査線上で第１局所領域を用いた変位分布の算出を行う。歪み分布演算部９３ｃは、受信データに基づいて、走査範囲内の変位分布を演算する。

次に、第３の実施形態に係る超音波診断装置１ｃの歪み分布の演算方法について説明する。図２４は、第３の実施形態に係る超音波診断装置１ｃの歪み分布の演算方法を示すフローチャートである。以下では、図２４のフローチャートを中心に、図２５〜図２８を適宜参照しながら、超音波診断装置１ｃの歪み分布の演算方法について説明する。

図２５は、境界特定部９１が正常部Ｆ３と歪みを算出することができない組織Ｔとの境界Ｂｃを設定した状態を示す図である。図２４のステップＳ３１及び図２５に示すように、境界特定部９１が、正常部Ｆ３と歪みを算出することができない組織Ｔとのエッジを検出し、検出したエッジにカーブフィッティングを行い、境界Ｂｃを設定する。

図２６は、第１の領域特定部９２１ｃが、第１の領域Ｄｃを設定した状態を示す図である。図２４のステップＳ３２及び図２６に示すように、第１の領域特定部９２１ｃが、境界Ｂｃの内側に、境界Ｂｃに接触している第１の領域Ｄｃを設定する。第１の領域Ｄｃは、境界Ｂｃ全体に接触している。また、第１の領域Ｄｃは、各走査線上において、第１局所領域ＬＤｃ上で隣接するフレーム間でＲＦ信号の相互相関を取ることによる変位の算出を、境界Ｂｃまで正確に及び行うために十分な長さを有する。例えば、第１局所領域の相互相関で得られた変位が、第１局所領域の中心の変位とされる場合、各走査線上における第１の領域Ｄｃの長さは、第１局所領域ＬＤｃの長さの半分以上の長さを有する。

図２７は、受信データ付加部９２３ｃが、第１の領域Ｄｃに変位分布を演算するための受信データを付加することを説明する図である。図２４のステップＳ３３及び図２７に示すように、受信データ付加部９２３ｃが、走査線Ｘｃ上において、第１の領域Ｄｃに変位分布を演算するための受信データを付加する。受信データ付加部９２３ｃが受信データを付加する方法は、第１の実施形態に係る受信データ付加部９２３ａが行う方法と同様である。

図２４のステップＳ３４に示すように、変位算出部９２４ｃが、組織Ｔ以外の領域の変位分布を算出する。変位算出部９２４ｃは、変位分布を演算する際に、図２６に示した第１局所領域ＬＤｃを使用する。変位算出部９２４ｃが行う変位分布の算出の具体的な方法は、上述した実施形態と同様である。

図２４のステップＳ３５に示すように、歪み分布演算部９３ｃが、歪みを正確に算出できる領域のみ歪み分布を算出する。具体的には、歪み分布演算部９３ｃが、歪み分布の演算に使用する第２局所領域をずらしながら、第２局所領域上で変位分布の空間微分を取って各点の歪みを逐一計算し、歪み分布を求める。歪み分布演算部９３ｃが行う歪み分布の演算の具体的な方法は、上述した実施形態と同様である。なお、歪み分布演算部９３ｃが歪み分布を演算しなかった領域は、モニタ３において、歪み分布の演算を行っていないことを示す色やパターンを表示するようにしてもよい。歪み分布の演算を行っていないことを示す色としては、例えば、上述したカラースケールで使用しない色が挙げられる。

以上、第３の実施形態に係る超音波診断装置１ｃにおける歪み分布の演算方法について説明した。超音波診断装置１ｃは、歪みを正確に算出できる領域のみ歪み分布の演算を行う。このため、超音波診断装置１ｃは、より正確な歪み分布を演算することができる。また、超音波診断装置１ｃは、算出される歪みが不正確になる領域の歪み分布を演算しないため、歪みの規格化に使用する値が不正確になることを抑制することができる。

図２８は、歪み分布演算部９３ｃが演算し、規格化した歪み分布を示す図である。図２８は、図２５及び図２６に示した病変部ＬＥｃと交差する走査線上において、歪み分布演算部９３ｃが演算した歪み分布の一例を示す図である。歪み分布演算部９３ｃが、歪みを正確に演算できない領域まで歪み分布を演算した場合、歪みの規格化に使用する値が不正確になる。このため、図２８に点線で示したように、病変部ＬＥｃの歪みと正常部Ｆ３の歪みとの差が不明確になってしまい、操作者が両者を識別することが困難になってしまう。しかし、歪み分布演算部９３ｃが、歪みを正確に算出できる領域のみ歪み分布を演算した場合、歪みの規格化に使用する値が不正確になることを抑制することができる。このため、図２８に実線で示したように、病変部ＬＥｃの歪みと正常部Ｆ３の歪みとの差が明確になり、操作者が両者を識別することが容易になる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、走査範囲内に、超音波を強く反射する膜に覆われた病変部が存在する場合を考える。以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する内容の説明は省略する。

図２９は、第４の実施形態に係る超音波診断装置１ｄの構成例を示す図である。図３０は、第４の実施形態に係る変位分布演算部９２ｄの構成例を示す図である。

図２９に示すように、第４の実施形態に係る超音波診断装置１ｄは、装置本体５ｄを有する。装置本体５ｄは信号処理部７ｄを有し、信号処理部７ｄは組織情報処理部９ｄを有する。組織情報処理部９ｄは、変位分布演算部９２ｄ及び歪み分布演算部９３ｃを有する。

図３０に示すように、変位分布演算部９２ｄは、第１の領域特定部９２１ｄ、受信データ削除部９２２ｄ及び変位算出部９２４ｄを有する。第１の領域特定部９２１ｄは、第１の領域を設定する。受信データ削除部９２２ｄは、第１の領域に変位算出部９２４ｄが変位を算出する際に使用する受信データを付加する。変位算出部９２４ｄは、走査線上で第１局所領域を用いた変位分布の算出を行う。歪み分布演算部９３ｃは、受信データに基づいて、走査範囲内の変位分布を演算する。

次に、第４の実施形態に係る超音波診断装置１ｄの歪み分布の演算方法について説明する。図３１は、第４の実施形態に係る超音波診断装置１ｄの歪み分布の演算方法を示すフローチャートである。以下では、図３１のフローチャートを中心に、図３２〜図３５を適宜参照しながら、超音波診断装置１ｄの歪み分布の演算方法について説明する。

図３２は、境界特定部９１が正常部Ｆ４と病変部ＬＥｄとの境界Ｂｄを特定した状態を示す図である。図３１のステップＳ４１及び図３２に示すように、境界特定部９１が、正常部Ｆ４と病変部ＬＥｄとのエッジを検出し、検出したエッジにカーブフィッティングを行い、境界Ｂｄを特定する。図３２に示すように、境界Ｂｄは、超音波を強く反射する膜Ｍと重複している。

図３３は、第１の領域特定部９２１ｄが、境界Ｂｄを第１の領域Ｄｄとした状態を示す図である。図３１のステップＳ４２及び図３３に示すように、第１の領域特定部９２１ｄが、境界Ｂｄを第１の領域Ｄｄと設定する。つまり、第１の領域Ｄｄは、境界上Ｂｄに設定される。走査線上において、第１の領域Ｄｄは点となる。

図３４は、受信データ削除部９２２ｄが、第１の領域Ｄｄの受信データを変更することを説明する図である。図３１のステップＳ４３及び図３４に示すように、受信データ削除部９２２ｄが、第１の領域Ｄｄの受信データを変更する。図３４に示すように、走査線Ｘｄ上において、受信データ削除部９２２ｄが受信データを変更する領域は、二点のみである。

図３１のステップＳ４４に示すように、変位算出部９２４ｄが、変位を正確に算出できる領域の変位分布を算出する。変位算出部９２４ｄが行う変位分布の算出の具体的な方法は、上述した実施形態と同様である。

図３５は、歪み分布演算部９３ｃが演算した歪み分布を示す図である。図３１のステップＳ４５及び図３５に示すように、歪み分布演算部９３ｄが、歪みを正確に算出できる領域のみ歪み分布を演算する。具体的には、歪み分布演算部９３ｃが、歪み分布の演算に使用する第２局所領域が境界Ｂｄに接触しない範囲で、第２局所領域をずらしながら、第２局所領域上で変位分布の空間微分を取って各点の歪みを逐一計算し、歪み分布を求める。歪み分布演算部９３ｃが行う歪み分布の演算の具体的な方法は、上述した実施形態と同様である。なお、第３の実施形態と同様に、歪み分布演算部９３ｃが歪み分布を演算しなかった領域は、モニタ３において、歪み分布の演算を行っていないことを示す色やパターンを表示するようにしてもよい。

以上、第４の実施形態に係る超音波診断装置１ｄにおける歪み分布の演算方法について説明した。超音波診断装置１ｄは、歪みを正確に算出できる領域のみ歪み分布の演算を行う。このため、超音波診断装置１ｄは、より正確な歪み分布を演算することができる。また、超音波診断装置１ｄは、算出される歪みが不正確になる領域の歪み分布を演算しないため、歪みの規格化に使用する値が不正確になることを抑制することができる。

図３５は、図３２及び図３３に示した病変部ＬＥｄと交差する走査線上において、歪み分布演算部９３ｃが算出した歪み分布の一例を示している。歪み分布演算部９３ｃが、歪みを正確に算出できない領域まで歪み分布を演算した場合、歪みの規格化に使用する値が不正確になる。このため、図３５に点線で示したように、病変部ＬＥｄの歪みと正常部Ｆ４の歪みとの差が不明確になってしまい、操作者が両者を識別することが困難になってしまう。しかし、歪み分布演算部９３ｃが、歪みを正確に算出できる領域のみ歪み分布を演算した場合、歪みの規格化に使用する値が不正確になることを抑制することができる。このため、図３５に実線で示したように、病変部ＬＥｄの歪みと正常部Ｆ４の歪みとの差が明確になり、操作者が両者を識別することが容易になる。

（第５の実施形態）
これまでは、境界が自動で特定される場合について説明したが、第５の実施形態では、操作者が境界を特定する。以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する内容の説明は省略する。

図３６は、第５の実施形態に係る超音波診断装置の処理例を示すフローチャートである。まず、モニタが、Ｂモード画像を表示する（ステップＳ４０１）。境界特定部が、操作者の指示に基づいて、境界を特定する（ステップＳ４０２）。例えば、境界特定部は、操作者がモニタに表示されたＢモード画像上でポインタ等のＧＵＩを用いて決めた位置を境界として特定する。最後に、超音波診断装置の制御部が、図４のステップＳ１０１〜ステップＳ１１０の処理を行う（ステップＳ４０３）。

以上、第５の実施形態に係る超音波診断装置における歪み分布の演算方法について説明した。第５の実施形態に係る超音波診断装置は、境界特定部が、操作者が決めた位置を境界として特定するため、エッジ検出やカーブフィッティングを適切に行うことが困難な場合でも、適切な境界を特定することができる。したがって、第５の実施形態に係る超音波診断装置は、第１の領域や第２の領域を適切に特定することができる。このため、第５の実施形態に係る超音波診断装置は、第２の領域の歪み分布をより正確に演算することができる。また、より正確な歪み分布が演算されるため、第５の実施形態に係る超音波診断装置は、歪み分布の規格化及び歪み比の算出を適切に行うことができる。また、第５の実施形態に係る超音波診断装置は、第２の領域の歪み分布をより正確に演算することができるため、歪み比を算出する際に使用する参照領域及び標的領域を設定することができる範囲が狭くなることを抑制することができる。

上述の実施形態では、超音波診断装置がリニア電子スキャンプローブを有し、リニア走査を行う場合を例に挙げて説明したが、超音波プローブの方式及び走査方式は特に限定されない。超音波プローブの方式としては、例えば、コンベックス電子スキャンプローブ、セクタ電子スキャンプローブ、穿刺プローブ、術中プローブ、体腔内プローブを採用することができる。また、走査方式としては、例えば、セクタ走査、オフセットセクタ走査、アーク走査、ラジアル走査を採用することができる。

上記の実施形態では、いずれも、境界特定部が一つの境界を特定する場合について説明したが、境界は複数特定されてもよい。

なお、上記の実施形態で説明した画像処理方法は、超音波診断装置とは独立に設置され、上記の信号処理部７ａ〜７ｄ等の機能を有する画像処理装置が、送受信部６から受信データを取得して、実行する場合であっても良い。

また、上記の実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上記の実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上、説明したとおり、上記の実施形態によれば、被検体の組織の歪みをより正確に算出することができる。

本発明の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。

６ 送受信部
９１ 境界特定部
９２ａ 変位分布演算部
９３３ａ 変位付加部
９３ａ 歪み分布演算部

Claims (8)

1. 超音波プローブに超音波による走査を実行させ、前記走査によって得られた受信信号に基づいて受信データを生成する送受信部と、
   走査範囲内で隣接する領域の境界を特定する境界特定部と、
   前記境界を基準とした第１の領域に対応する受信データを削除し、前記第１の領域に隣接する領域の受信データから推測した受信データを付加し、付加後の受信データに基づいて変位分布を演算する変位分布演算部と、
   前記変位分布に基づいて、歪み分布を演算する歪み分布演算部と、
   を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 変位付加部を更に備え、
   前記変位分布演算部は、前記第１の領域に対応する受信データに基づいて、前記第１の領域に対応する第１の変位分布を演算し、
   前記変位付加部は、前記境界の位置に基づく第２の領域を設定し、前記第２の領域に第２の変位分布を付加し、
   前記歪み分布演算部は、前記第１の変位分布の前記境界の位置に基づく一部と前記第２の変位分布に基づいて、歪み分布を演算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記第２の領域を設定する前に、前記境界の位置に基づく第１の領域を設定し、前記第１の領域に対応する受信データを変更し、前記第１の変位分布を演算する変位分布演算部を更に備え、
   前記歪み分布演算部は、前記変位分布演算部が演算した前記第１の変位分布に基づいて、前記歪み分布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。
4. 前記歪み分布演算部は、前記走査範囲を構成する走査線毎に前記歪み分布を演算することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記変位付加部は、前記走査線毎に前記第２の変位分布を付加することを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記第１の領域は、前記境界上に特定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
7. 超音波画像内で隣接する領域の境界を特定する境界特定部と、
   前記境界を基準とした第１の領域に対応する受信データを削除し、前記第１の領域に隣接する領域の受信データから推測した受信データを付加し、付加後の受信データに基づいて変位分布を演算する変位分布演算部と、
   前記変位分布に基づいて、歪み分布を演算する歪み分布演算部と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
8. 走査範囲内で隣接する領域の境界を特定する境界特定手順と、
   前記境界を基準とした第１の領域に対応する受信データを削除し、前記第１の領域に隣接する領域の受信データから推測した受信データを付加し、付加後の受信データに基づいて変位分布を演算する変位分布演算手順と、
   前記変位分布に基づいて、歪み分布を演算する歪み分布演算手順と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。

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