JP6535097B2 - Ultrasonic tissue detection device, ultrasonic tissue detection method, and ultrasonic tissue detection program - Google Patents
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Description
本発明は、人体の腹部等の体内に超音波を送受して撮像されたエコー画像から、筋組織等の測定対象部位を検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting a measurement target site such as muscle tissue from an echo image captured by transmitting and receiving ultrasonic waves into the body such as the abdomen of a human body.
各種の医療診断では、超音波組織検出装置を利用して腹部等の体内構造が撮像されることがある。超音波組織検出装置は、人体の表面から体内に超音波を送信し、体内で反射された超音波を受信して、体内を撮像したエコー画像を生成するものである。 In various medical diagnoses, an internal structure such as the abdomen may be imaged using an ultrasonic tissue detection apparatus. The ultrasonic tissue detection apparatus transmits ultrasonic waves from the surface of the human body into the body, receives ultrasonic waves reflected in the body, and generates an echo image obtained by imaging the body.
人体の腹部は、体表から体内側に、表皮、皮下組織、脂肪組織、筋組織、内臓といった順に複数の組織が重なる構造を有している。また、各組織の内部には更に血管や隔膜等の組織も存在する。したがって、超音波組織検出装置では、体内に送信された超音波がそれらの組織の境界で反射され、各種組織の境界の一部が線状や点状の像として写るエコー画像が得られる。 The abdomen of the human body has a structure in which a plurality of tissues overlap in order from the body surface to the inside of the body, such as epidermis, subcutaneous tissue, fat tissue, muscle tissue, and viscera. In addition, tissues such as blood vessels and diaphragms also exist inside each tissue. Therefore, in the ultrasonic tissue detection apparatus, the ultrasonic waves transmitted into the body are reflected at the boundaries of these tissues, and an echo image is obtained in which a part of the boundaries of various tissues is captured as a linear or point-like image.
通常、超音波組織検出装置のオペレータは、エコー画像上の複数の像を目視して、測定対象となる内部組織の体表側に位置する境界と体内側に位置する境界とを推定する。そして、オペレータは、操作画面に表示される2つのカーソル等の位置を操作し、それぞれの位置をエコー画像上での内部組織の境界に合わせる。これにより、操作画面上でのカーソル間の間隔が内部組織の厚みに対応することになる。このため、オペレータは、操作画面上で内部組織の厚みを示す目盛や数値を読み取ることで、内部組織の厚みを把握していた。 Usually, the operator of the ultrasonic tissue detection apparatus visually recognizes a plurality of images on the echo image to estimate the boundary located on the body surface side of the internal tissue to be measured and the boundary located on the inner side of the body. Then, the operator operates the positions of the two cursors and the like displayed on the operation screen, and aligns the positions with the boundaries of the internal tissue on the echo image. Thereby, the space between the cursors on the operation screen corresponds to the thickness of the internal tissue. Therefore, the operator grasps the thickness of the internal tissue by reading a scale or a numerical value indicating the thickness of the internal tissue on the operation screen.
しかしながら、内部組織の境界をオペレータの目視によって判断する従来の方法では、オペレータの習熟度によって精度にばらつきが生じることや、作業に要する手間や時間がオペレータにとって負担となることがあった。そこで、内部組織を撮像したエコー画像から、内部組織の境界を自動的に検出する各種の技術が提案されている(例えば特許文献1および2参照。)。 However, in the conventional method in which the boundary of the internal tissue is determined visually by the operator, the accuracy may vary depending on the operator's level of learning, and the labor and time required for the operation may be a burden to the operator. Therefore, various techniques have been proposed for automatically detecting the boundary of the internal tissue from an echo image obtained by imaging the internal tissue (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1に開示された技術は、超音波により得られたエコー画像上の様々な像のなかから、像の長さや像が延びる方向に基づいて、内部組織の境界を検出するものである。特許文献2に開示された技術は、オペレータが指定するエコー画像上の位置の近傍から、線状の像を検索および追跡し、その線状の像を内部組織の境界として検出するものである。 The technique disclosed in Patent Document 1 detects the boundary of internal tissue from various images on an echo image obtained by ultrasound based on the length of the image and the direction in which the image extends. The technique disclosed in Patent Document 2 searches and tracks a linear image from the vicinity of a position on an echo image specified by an operator, and detects the linear image as a boundary of internal tissue.
ただし、上記した従来技術は、いずれも内部組織の種類によらずに境界を検出するものであり、筋組織のような特定の内部組織や、その内部組織の境界を検出するものではなかった。したがって、従来技術を用いても、オペレータが目的とする内部組織の境界を目視により判断する必要があり、特定の内部組織やその境界を自動的に検出して表示することや、特定の内部組織の厚みを自動的に測定することはできなかった。 However, none of the conventional techniques described above detect boundaries regardless of the type of internal tissue, and do not detect a specific internal tissue such as muscle tissue or a boundary of the internal tissue. Therefore, even if the prior art is used, it is necessary for the operator to visually judge the target internal tissue boundary, automatically detecting and displaying a specific internal tissue or its boundary, or a specific internal tissue It was not possible to automatically measure the thickness of.
そこで、本発明の目的は、超音波を用いて撮像された腹部等の被検体のエコー画像から、特定の内部組織やその境界を一定以上の精度で自動的に検出する超音波組織検出装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic tissue detection apparatus that automatically detects a specific internal tissue or its boundary with a certain precision or more from an echo image of a subject such as the abdomen or the like imaged using ultrasonic waves. It is to provide.
この発明に係る超音波組織検出装置は、測定対象部位を含む被検体の表面から体内に送信された超音波の該体内からのエコーに基づいてエコー画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得した前記エコー画像において、前記超音波の送信方向に対して交差する方向に横断する複数の横断像を検出する横断像検出部と、前記横断像検出部により検出された前記複数の横断像のうち、前記横断像の特徴量に基づき、前記被検体の前記測定対象部位に対応する2つの横断像を選択して、該選択した2つの横断像を該測定対象部位の各境界とする境界推定部と、を備える。 An ultrasonic tissue detection apparatus according to the present invention comprises an image acquisition unit for acquiring an echo image based on an echo from the body of an ultrasonic wave transmitted into the body from the surface of a subject including a measurement target site; A transverse image detection unit that detects a plurality of transverse images that cross in a direction that intersects the transmission direction of the ultrasonic wave in the echo image acquired by the unit; and the plurality of traverses detected by the transverse image detection unit Of the images, two cross-sectional images corresponding to the measurement target region of the subject are selected based on the feature amount of the cross-sectional image, and the selected two cross images are used as the boundaries of the measurement target region. And a boundary estimation unit.
この構成によれば、横断像検出部により検出された複数の横断像のうち、境界推定部によって、横断像の特徴量に基づいて被検体の測定対象部位に対応する2つの横断像が選択されるため、特定の測定対象部位(例えば筋組織を含む内部組織)に応じて該測定対象部位の各境界を自動的に検出することができる。 According to this configuration, of the plurality of cross-sectional images detected by the cross-sectional image detection unit, the boundary estimation unit selects two cross-sectional images corresponding to the measurement target region of the object based on the feature amount of the cross-sectional image. Therefore, each boundary of the measurement target site can be automatically detected according to a specific measurement target site (for example, an internal tissue including muscle tissue).
この発明によれば、超音波を用いて撮像された腹部等の被検体のエコー画像から特定の内部組織の境界を一定以上の精度で自動的に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to automatically detect the boundary of a specific internal tissue from an echo image of a subject such as the abdomen or the like imaged using ultrasonic waves with a certain accuracy or more.
本発明の第1の実施形態に係る超音波組織検出装置、超音波組織検出方法、および超音波組織検出プログラムについて、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る超音波組織検出装置の構成図である。 An ultrasonic tissue detection apparatus, an ultrasonic tissue detection method, and an ultrasonic tissue detection program according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic tissue detection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図1に示す超音波組織検出装置1は、プローブ2、および、画像処理装置11を備えている。プローブ2は、例えば概略柱状であり、オペレータが把持して動かすことができるように構成されている。プローブ2の上端にケーブルが接続され、プローブ2は該ケーブルを介して画像処理装置11のインターフェース10に接続されている。 An ultrasonic tissue detection apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a probe 2 and an image processing apparatus 11. The probe 2 has, for example, a substantially columnar shape, and is configured to be grasped and moved by an operator. A cable is connected to the upper end of the probe 2, and the probe 2 is connected to the
プローブ2は、画像処理装置11から送信信号が入力される。プローブ2の下端面は超音波の送受面として構成されていて、送信信号が入力されることにより、下端面から超音波を送信する。したがって、プローブ2は、オペレータによって被検体(本実施形態では、人体の腹部とする)101に下端面が押し当てられた状態で、画像処理装置11から送信信号が入力されることで、人体の腹部101の体内に向けて超音波を送信する。また、プローブ2は、腹部101の体内で反射された超音波のエコーを受信し、超音波の受信レベルに応じた受信信号を画像処理装置11に出力する。 The probe 2 receives a transmission signal from the image processing apparatus 11. The lower end surface of the probe 2 is configured as a transmission / reception surface of ultrasonic waves, and when the transmission signal is input, the ultrasonic waves are transmitted from the lower end surface. Therefore, in the state where the lower end surface of the probe 2 is pressed against the subject (in this embodiment, the abdomen of the human body) 101 by the operator, the transmission signal is input from the image processing apparatus 11 to Ultrasonic waves are transmitted toward the inside of the
画像処理装置11は、送受処理部3、画像表示部8、制御部9、および、インターフェース(I/F)10を備えている。制御部9は、画像取得部4、横断像検出部5、境界推定部6、および、境界処理部7を備えている。制御部9は、CPU(コンピュータ)や記憶部から構成されている。画像取得部4、横断像検出部5、境界推定部6、および、境界処理部7は、記憶部にインストールされた超音波組織検出プログラムを、CPUで実行することにより、ソフトウェアとして実行される。図2は、画像処理装置11の概略の処理フローを例示するフローチャートである。 The image processing apparatus 11 includes a transmission /
送受処理部3は、超音波領域の周波数を有する信号をパルス波形に成形した送信信号を生成し、インターフェース10を介してプローブ2に出力する(図2:S101)。これにより、プローブ2が駆動し、プローブ2から腹部101に超音波が送信される。また、送受処理部3は、プローブ2が出力する受信信号を受け取り、受信信号にアナログデジタル変換等の処理を行う(図2:S102)。送受処理部3は、これらの処理フローを一定の時間間隔で行い、繰り返し送信信号を出力し、繰り返し受信信号の入力を受け付ける。 The transmission /
画像取得部4には、送受処理部3がアナログデジタル変換等の処理を行った受信信号が入力される。画像取得部4は、受け取った受信信号に基づいて、腹部101の体内のエコーを撮像した第1の画像(エコー画像)21を生成する(図2:S103、画像取得ステップ)。第1の画像21は、プローブ2が受信するエコーが腹部101にて反射された位置に対応する画素に、エコーの受信信号強度に対応する輝度を設定したものである。図3(A)は、腹部101の模式構造を示す図である。図3(B)は、腹部101から得られる第1の画像21を例示する図である。 The image acquisition unit 4 receives a reception signal that the transmission /
図3(A)に示すように、腹部101は、体表側から体内側にかけて、順に、表皮、皮下組織、脂肪組織、筋組織、内臓が並ぶ構造を有している。このような腹部101にプローブ2から送信された超音波は、表皮、皮下組織、皮下組織と脂肪組織との境界、脂肪組織と筋組織との境界、筋組織と内臓との境界、等で反射する。このため、図3(B)に示す第1の画像21には、表皮側から体内側にかけて、超音波が反射された位置に高輝度(白色表示)の複数の線状の像が写っている。なお、上記した各種の組織の内部には、隔膜や血管等が存在し、それらによっても超音波が反射するため、第1の画像21上には、上記した境界に対応する像の他にも、より短い線状の像や点状の像も写っている。 As shown in FIG. 3A, the
このような第1の画像21に対し、図1に示す横断像検出部5は、画像変換処理等を施し、第1の画像21上に写る複数の横断像を検出する(図2:S104、横断像検出ステップ)。ここで横断像とは、図3(B)に示す第1の画像21上において、超音波の送信方向、すなわち、表皮から体内側に向かう方向(紙面下方向)に対して、交差する方向に延びて第1の画像21を横断するような、ライン状の像と定義する。また、境界推定部6は、横断像検出部5が検出した複数の横断像それぞれを比較し、それらのなかから、いずれかの内部組織の境界に該当するものを推定する(図2:S105、境界推定ステップ)。より具体的には、境界推定部6は、上記各横断像の特徴量(例えば、以下に記載するような位置関係やエコーの強さ等)に基づき、被検体の測定対象部位(本実施形態では、筋組織を含む内部組織とする)に対応する2つの横断像を選択して、該選択した2つの横断像を内部組織の各境界とする。また、境界処理部7は、境界推定部6が内部組織の境界と推定した横断像に基づいて、当該横断像の強調表示や間隔表示、すなわち何らかの内部組織の強調表示や厚み表示などの所定の処理を行う(図2:S106、所定処理ステップ)。また、画像表示部8は、例えばエコー画像等を表示するディスプレイ等からなり、境界処理部7によって所定の処理を施された横断像の強調表示や厚み表示を行う。 The transverse
このような処理により、本実施形態に係る超音波組織検出装置1は、超音波を用いて撮像された腹部等の画像から、筋組織等の内部組織の境界を自動的に推定することができる。 By such processing, the ultrasonic tissue detection apparatus 1 according to the present embodiment can automatically estimate the boundary of internal tissue such as muscle tissue from an image such as the abdomen imaged using ultrasonic waves. .
以下、横断像検出部5、境界推定部6、および、境界処理部7それぞれの具体的な処理フローについて、図3(B)に示した第1の画像21を対象とする場合を例に説明する。なお、以下に例示する処理フローはあくまで例示であり、実際の処理フローにおいて適宜の変更や調整が行われてもよい。 Hereinafter, the specific processing flow of each of the transverse
図4は、横断像検出部5での画像変換処理の詳細な処理フローを例示する図である。図5は、横断像検出部5での画像変換処理が施された画像を例示する図である。図7は、横断像検出部5での画像変換処理が施された画像を模式的に示した図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed processing flow of image conversion processing in the cross-sectional
横断像検出部5は、まず、第1の画像21を、皮下組織側の第2の画像22と、筋組織側の第3の画像23とに分割する(図4:S111、図5(A)参照)。例えば、横断像検出部5は、まず、第1の画像21から体外部分を除去する。そして、横断像検出部5は、体外部分を除去した第1の画像21から、横断方向の画素列の輝度を合算して、合算した輝度を深度方向に並べた輝度プロファイルを生成する。そして、輝度プロファイルにおいて、輝度が極小化する位置のうち最も表皮に近接する位置を分割位置として皮下組織側の第2の画像22と、筋組織側の第3の画像23とに分割する。 The cross-sectional
次に、横断像検出部5は、皮下組織側の第2の画像22から、皮下組織の境界に対応する第1の横断像31を検出する(図4:S112、図5(A)、図7(A)参照)。 Next, the cross-sectional
具体的には、横断像検出部5は、まず、皮下組織側の第2の画像22に対してダイクストラ法を適用して、この領域で最もエコーが強い第1の横断像31を検出する。ダイクストラ法の詳細については省略するが、ダイクストラ法の概要は、画像の深度方向の軸と横断方向の軸とに加えて、輝度を高輝度ほど低コストに変換したコスト軸を加えた3次元のコストマップを生成し、該コストマップにおいて、横断方向の軸に沿って最もコストの低い最短経路を探索する、最適化アルゴリズムの一種である。 Specifically, the cross-sectional
なお、皮下組織側の第2の画像22において、皮下組織の境界の近傍に不要なエコーが多く存在する恐れがあるため、皮下組織側の第2の画像22をエッジ変換処理してから、ダイクストラ法を適用するようにしてもよい。エッジ変換処理の詳細については省略するが、エッジ変換処理は、深度方向に並んで高い輝度が分布する領域から、当該領域の深度方向の端部分を抽出する(図5(B)参照)、画像処理アルゴリズムの一種である。エッジ変換処理を行った画像から横断像を検出することにより、その横断像の周囲に存在していた不要なエコーの影響を除いて、高精度に内部組織の境界を推定することができる。 In the
次に、横断像検出部5は、筋組織側の第3の画像23から、第2の横断像32を検出する(図4:S113、図5(A)、図7(A)参照)。ここでも、例えばダイクストラ法を用いて、この領域で最もエコーが強い第2の横断像32を検出する。また、筋組織側の第3の画像23をエッジ変換処理してからダイクストラ法を適用するようにしてもよい。 Next, the cross-sectional
次に、横断像検出部5は、筋組織側の第3の画像23を、更に、先に検出した第2の横断像32を境に分割し、体表側の第4の画像24(図5(C)、図7(B)参照)と、体内側の第5の画像25(図5(D)、図7(B)参照)とを生成する(図4:S114)。 Next, the cross-sectional
次に、横断像検出部5は、体表側の第4の画像24から、第3の横断像33を検出する(図4:S115、図5(C)、図7(B)参照)。ここでも、例えばダイクストラ法を用いて、この領域で最もエコーが強い第3の横断像33を検出する。また、体表側の第4の画像24をエッジ変換処理してからダイクストラ法を適用するようにしてもよい。 Next, the cross-sectional
また、横断像検出部5は、体内側の第5の画像25から、第4の横断像34を検出する(図4:S116、図5(D)、図7(B)参照)。ここでも、例えばダイクストラ法を用いて、この領域で最もエコーが強い第4の横断像34を検出する。また、体内側の第5の画像25をエッジ変換処理してからダイクストラ法を適用するようにしてもよい。 In addition, the cross-sectional
以上の処理フローにより、横断像検出部5は、第1乃至第4の横断像31〜34を検出する。第1乃至第4の横断像31〜34のうち、第1の横断像31は、皮下組織の境界に相当する横断像である。そして、第1乃至第4の横断像31〜34のうちのいずれか2つが、筋組織の体表側の境界と、筋組織の体内側の境界とに相当する横断像である。そこで、横断像検出部5が検出した第1乃至第4の横断像31〜34から、以下に示すようにして、筋組織の2つの境界に相当する各横断像を推定する。 According to the above processing flow, the cross-sectional
図6は、境界推定部6での境界推定処理の詳細な処理フローを例示する図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a detailed processing flow of the boundary estimation process in the boundary estimation unit 6.
境界推定部6は、横断像検出部5が検出した4つの横断像それぞれを比較し、それらが、いずれの内部組織の境界に該当するものかを推定する処理を行う。 The boundary estimation unit 6 compares each of the four cross-sectional images detected by the cross-sectional
具体的には、まず境界推定部6は、先に横断像検出部5で検出した第2の横断像32(図5(A)、図7(A)、図7(B)参照)を、筋組織の第1の境界とみなす(図6:S121)。これは、腹部101のように超音波が送受される範囲内に骨組織が存在していない箇所の場合には、通常は、第1の画像21における皮下組織よりも体内側の領域、すなわち第3の画像23(図5(A)、図7(A)参照)において、筋組織の体表側の境界、または、体内側の境界で、エコーが最大になるためである。 Specifically, first, the boundary estimation unit 6 first detects the second transverse image 32 (see FIGS. 5A, 7A, and 7B) previously detected by the transverse
次に、境界推定部6は、第3の横断像33(図5(C)、図7(B)参照)と第4の横断像34(図5(D)、図7(B)参照)とのそれぞれから、第1の特徴量を検出する(図6:S122)。第1の特徴量は、例えば横断像におけるエコーの強さに関するものである。境界推定部6は、横断像33,34上にある各画素の合計または平均の値をエコーの強さに関する第1の特徴量として算出してもよい。なお、この際には、画像の端付近で不明瞭なエコーが出やすいために、上記値は、画像の幅の70%程度の画素を抽出して求めることが好ましい。これにより、より高い精度でエコーの強さを検出することができる。なお、画像の幅の70%程度の画素を抽出する位置を該画像の幅方向に移動させながら、上記の処理を繰り返してもよい。 Next, the boundary estimation unit 6 sets the third crosswise image 33 (see FIGS. 5C and 7B) and the fourth crosswise image 34 (see FIGS. 5D and 7B). The first feature quantity is detected from each of the above (FIG. 6: S122). The first feature quantity relates, for example, to the echo intensity in the cross-sectional image. The boundary estimation unit 6 may calculate the value of the sum or average of the pixels on the
次に、境界推定部6は、第3の横断像33と第4の横断像34とのそれぞれから、第2の特徴量を検出する(図6:S123)。第2の特徴量は、例えば横断像における直線性の高さに関するものである。境界推定部6は、横断像33,34それぞれに沿う近似直線を求め、それらの近似直線に対して横断像33,34上にある各画素のずれ(誤差)の2乗合計の逆数の値を算出する。なお、この際にも、画像の端付近で不明瞭なエコーが出やすいために、上記値は、画像の幅の70%程度の画素を抽出して求めることが好ましい。これにより、より高い精度で直線性の高さを検出することができる。なお、画像の幅の70%程度の画素を抽出する位置を該画像の幅方向に移動させながら、上記の処理を繰り返してもよい。 Next, the boundary estimation unit 6 detects a second feature value from each of the
次に、境界推定部6は、第3の横断像33と第4の横断像34とのそれぞれに対して、先に求めた第1の特徴量と第2の特徴量とを項とする評価関数を用いて、第3の横断像33に対する評価点と、第4の横断像34に対する評価点とを算出する(図6:S124)。 Next, the boundary estimation unit 6 evaluates the first and second feature quantities obtained for the third and fourth
次に、境界推定部6は、第4の横断像34が、第3の横断像33よりも評価点が高い場合には、第4の横断像34を筋組織の第2の境界とみなす(図6:S125)。 Next, when the fourth
一方、境界推定部6は、第3の横断像33が、第4の横断像34よりも評価点が高い場合には、第3の横断像33と第1の横断像31(図5(A)、図7(B)参照)とを比較して、筋組織の第2の境界についての検出判定を行う。これは、腹部101における筋組織よりも体表側の脂肪層の厚みに、検査対象者ごとの個人差が極めて大きく、ときとして皮下組織と筋組織との間に脂肪組織がほとんど存在せず、第1の横断像31が筋組織の第2の境界とほとんど一致する場合があるためである。 On the other hand, when the third
具体的には、境界推定部6は、まず、第1の横断像31と第3の横断像33とから、第3の特徴量を検出する(図6:S126)。例えば、第3の特徴量は、第1の横断像31と第3の横断像33との間隔に関するものである。そして、境界推定部6は、この間隔が閾値よりも小さい場合、すなわち、第1の横断像31と第3の横断像33との間隔が極めて狭い場合には、第3の横断像33が存在しない境界を写した横断像である危険性が高いために、第1の横断像31を筋組織の第2の境界とみなす(図6:S127)。 Specifically, the boundary estimation unit 6 first detects a third feature amount from the
一方、境界推定部6は、第1の横断像31と第3の横断像33との間隔が閾値よりも大きい場合には、第1の横断像31と第3の横断像33とから、第4の特徴量を検出する(図6:S128)。第4の特徴量は、例えば横断像におけるエコーの強さに関するものである。 On the other hand, when the distance between the first
そして、境界推定部6は、第1の横断像31と第3の横断像33とのうち、第4の特徴量がより大きい方を、筋組織の第2の境界とみなす(図6:S129)。 Then, the boundary estimation unit 6 regards one of the first
以上の処理フローにより、境界推定部6は、第2の横断像32を筋組織の第1の境界とみなし、また、第1、第3、または第4の横断像31、33、34のうちのいずれかを筋組織の第2の境界とみなす。 According to the above processing flow, the boundary estimation unit 6 regards the second
これらの処理の後、境界処理部7は、境界推定部6で筋組織の第1の境界と判定した横断像と、第2の境界と判定した横断像とについて、強調表示の処理、厚み等の計測または表示等の所定の処理を行う。なお、皮下組織と筋組織とを除く部分は脂肪組織に相当するため、境界処理部7は、脂肪組織についての強調表示、脂肪組織についての厚み等の計測または表示等の所定の処理を行うようにしてもよい。 After these processes, the boundary processing unit 7 processes highlighting, thickness, etc. of the cross-sectional image determined to be the first boundary of the muscle tissue by the boundary estimation unit 6 and the cross-sectional image determined to be the second boundary. Perform predetermined processing such as measurement or display of In addition, since the portion excluding the subcutaneous tissue and the muscle tissue corresponds to the fat tissue, the boundary processing unit 7 performs predetermined processing such as highlighting of the fat tissue, measurement or display of the thickness of the fat tissue, etc. You may
例えば、図8(A)に示すように、第4の横断像34が第2の境界とみなされた場合、境界処理部7は、第2の横断像32と第4の横断像34とで示される部分を筋組織として、画像表示部8に視覚的に表示させる。また、図8(B)に示すように、第3の横断像33が第2の境界とみなされた場合、境界処理部7は、第2の横断像32と第3の横断像33とで示される部分を筋組織として、画像表示部8に視覚的に表示させる。さらに、図8(C)に示すように、筋組織等の内部組織の厚み等の計測および表示を行う場合には、境界処理部7は、各横断像31〜34を示す計測バー、各横断像間の計測範囲または距離等を示す矢印または数字等の表示物を、画像表示部8に表示させる。これらにより、オペレータは、画像表示部8を介して各内部組織の状況を視覚的に容易に把握することができる。 For example, as shown in FIG. 8 (A), when the fourth
以上のような処理により、超音波組織検出装置1では、腹部101のような骨組織が検出されない箇所を、超音波を用いて測定し、横断像検出部5により検出された複数の横断像31〜34のうち、境界推定部6によって、横断像31〜34の特徴量に基づいて被検体の測定対象部位に対応する2つの横断像が選択されるため、特定の測定対象部位(例えば筋組織や脂肪組織等の内部組織)に応じて該測定対象部位の境界を自動的に検出することができる。したがって、習熟度の低いオペレータが測定を行うような場合でも、筋組織等の厚みを一定以上の精度で検出することが可能になる。 By the above processing, the ultrasonic tissue detection apparatus 1 measures a location where no bone tissue is detected, such as the abdomen 101, using ultrasonic waves, and a plurality of
なお、上記の実施形態においては、エコー画像からの横断像の検出にダイクストラ法を用いる例を示したが、エコー画像からの横断像の検出には、その他の周知の最短経路検索アルゴリズムや近似アルゴリズムが用いられてもよい。また、エッジ検出処理のような画像処理アルゴリズムについても同様に、周知の様々な画像処理アルゴリズムが用いられてもよい。 In the above embodiment, although the Dijkstra method is used to detect the cross image from the echo image, other known shortest path search algorithm or approximation algorithm is used to detect the cross image from the echo image. May be used. Similarly, various known image processing algorithms may be used for image processing algorithms such as edge detection processing.
また、上記の実施形態においては、測定対象部位として腹部の筋組織を含む内部組織の境界推定処理等の例を示したが、他の部位の他の組織についても同様の境界推定処理等を行うことができるのは言うまでもない。 In the above embodiment, an example of boundary estimation processing of internal tissue including abdominal muscle tissue as a measurement target region is shown, but the same boundary estimation processing is performed on other tissues of other regions. It goes without saying that you can.
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Finally, the description of the above embodiments is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated not by the embodiments described above but by the claims. Further, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the claims.
1…超音波組織検出装置
2…プローブ
3…送受処理部
4…画像取得部
5…横断像検出部
6…境界推定部
7…境界処理部
8…画像表示部
9…制御部
10…インターフェース
11…画像処理装置
21,22,23,24,25…第1〜第5の画像
31,32,33,34…第1〜第4の横断像
101…被検体(腹部)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic tissue detection apparatus 2 ...
Claims (10)
前記画像取得部で取得した前記エコー画像において、前記超音波の送信方向に対して交差する方向に横断する複数の横断像を検出する横断像検出部と、
前記横断像検出部により検出された前記複数の横断像のうち、前記横断像の特徴量に基づき、前記被検体の前記測定対象部位に対応する2つの横断像を選択して、該選択した2つの横断像を該測定対象部位の各境界とする境界推定部と、
を備え、
前記横断像検出部は、
前記エコー画像における前記横断像のうち、最も体表側の第1の横断像を検出し、
前記エコー画像における前記横断像のうち、前記第1の横断像よりも体内側の領域で、エコーが最も強い第2の横断像を検出し、
前記エコー画像における、前記第1の横断像よりも体内側かつ前記第2の横断像よりも体表側の領域を横断する横断像のうち、エコーが最も強い第3の横断像を検出し、
前記エコー画像における、前記第2の横断像よりも体内側の領域を横断する横断像のうち、エコーが最も強い第4の横断像を検出し、
前記境界推定部は、
前記第2の横断像を前記測定対象部位の第1の境界の候補とし、前記第1の横断像と前記第3の横断像と前記第4の横断像とのなかから1つを、それぞれの特徴量に基づいて、前記測定対象部位の第2の境界の候補とし、該2つの横断像の候補を選択する、
超音波組織検出装置。 An image acquisition unit for acquiring an echo image based on an echo from the body of an ultrasonic wave transmitted into the body from the surface of a subject including a measurement target site including muscle tissue ;
A cross-sectional image detection unit that detects a plurality of cross-sectional images that cross in a direction intersecting the transmission direction of the ultrasonic wave in the echo image acquired by the image acquisition unit;
Of the plurality of cross-sectional images detected by the cross-sectional image detection unit, two cross-sectional images corresponding to the measurement target region of the subject are selected based on the feature amount of the cross-sectional image, and the selected two A boundary estimation unit that sets one transverse image to each boundary of the measurement target region;
Equipped with
The transverse image detection unit
Detecting a first transverse image on the body surface side of the transverse images in the echo image;
Detecting a second cross-sectional image having the strongest echo in a region inside the body of the cross-sectional image in the echo image than the first cross-sectional image,
In the echo image, a third cross-sectional image having the strongest echo is detected among the cross-sectional images that cross the region inside the body than the first cross-sectional image and the body surface side of the second cross-sectional image,
Among the transverse images in the echo image which cross the region inside the body than the second transverse image, a fourth transverse image having the strongest echo is detected
The boundary estimation unit
The second transverse image is used as a candidate for the first boundary of the measurement target region, and one of the first, third, and fourth transverse images is selected. As candidates for the second boundary of the measurement target site based on feature quantities, candidates for the two transverse images are selected.
Ultrasonic tissue detector.
前記境界推定部は、少なくとも前記各横断像の位置または前記各横断像のエコーの強さに基づいて、前記被検体の前記測定対象部位に対応する2つの横断像を選択する、
超音波組織検出装置。 The ultrasonic tissue detection apparatus according to claim 1, wherein
The boundary estimation unit selects two cross-sectional images corresponding to the measurement target region of the subject based on at least the positions of the respective cross-sectional images or the echo intensities of the respective cross-sectional images.
Ultrasonic tissue detector.
前記境界推定部は、前記第3の横断像と前記第4の横断像とのうち、横断像におけるエコーがより強いものを、前記第2の境界の候補として選択する、
超音波組織検出装置。 The ultrasonic tissue detection apparatus according to claim 1 , wherein
The boundary estimation unit selects, as a candidate of the second boundary, one of the third and fourth cross-sectional images in which the echo in the cross-sectional image is stronger.
Ultrasonic tissue detector.
前記境界推定部は、前記第3の横断像と前記第4の横断像とのうち、横断像における直線性がより高いものを、前記第2の境界の候補として選択する、
超音波組織検出装置。 The ultrasonic tissue detection apparatus according to claim 1 , wherein
The boundary estimation unit selects, as a candidate of the second boundary, one of the third transverse image and the fourth transverse image that is higher in linearity in the transverse image.
Ultrasonic tissue detector.
前記境界推定部は、前記第3の横断像と前記第4の横断像のうち、横断像におけるエコーの強度と、横断像における直線性の高さと、を項とする評価関数による評価点がより大きいものを、前記第2の境界の候補として選択する、
超音波組織検出装置。 The ultrasonic tissue detection apparatus according to claim 1 , wherein
The boundary estimation unit is configured such that, among the third and fourth cross-sectional images, evaluation points by an evaluation function having terms of the echo intensity in the cross-sectional image and the height of linearity in the cross-sectional image are Select the larger one as a candidate for the second boundary,
Ultrasonic tissue detector.
前記境界推定部は、前記第3の横断像と前記第1の横断像との距離間隔が閾値よりも狭い場合に第1の横断像を、前記第2の境界の候補として選択する、
超音波組織検出装置。 An ultrasonic tissue detecting device according to any one of claims 1 to 5,
The boundary estimation unit selects a first transverse image as a candidate of the second boundary, when the distance interval between the third transverse image and the first transverse image is narrower than a threshold.
Ultrasonic tissue detector.
前記境界推定部は、前記第3の横断像と前記第1の横断像との距離間隔が閾値よりも狭い場合に、前記第3の横断像と前記第1の横断像とのうち、横断像におけるエコーがより強いものを、前記第2の境界の候補として選択する、
超音波組織検出装置。 An ultrasonic tissue detecting device according to any one of claims 1 to 5,
The boundary estimation unit is configured to, when the distance between the third transverse image and the first transverse image is smaller than a threshold, select one of the third transverse image and the first transverse image. Selecting the one with a stronger echo at the second boundary as a candidate for the second boundary,
Ultrasonic tissue detector.
前記境界推定部により選択された各境界に対して所定の処理を行う境界処理部をさらに備えた、
超音波組織検出装置。 The ultrasonic tissue detection apparatus according to any one of claims 1 to 7 , wherein
A boundary processing unit that performs predetermined processing on each of the boundaries selected by the boundary estimation unit;
Ultrasonic tissue detector.
前記画像取得ステップで取得した前記エコー画像において、前記超音波の送信方向に対して交差する方向に横断する複数の横断像を検出し、前記エコー画像における前記横断像のうち、最も体表側の第1の横断像を検出し、前記エコー画像における前記横断像のうち、前記第1の横断像よりも体内側の領域で、エコーが最も強い第2の横断像を検出し、前記エコー画像における、前記第1の横断像よりも体内側かつ前記第2の横断像よりも体表側の領域を横断する横断像のうち、エコーが最も強い第3の横断像を検出し、前記エコー画像における、前記第2の横断像よりも体内側の領域を横断する横断像のうち、エコーが最も強い第4の横断像を検出する横断像検出ステップと、
前記横断像検出ステップにより検出された前記複数の横断像のうち、前記第2の横断像を前記測定対象部位の第1の境界の候補とし、前記第1の横断像と前記第3の横断像と前記第4の横断像とのなかから1つを、それぞれの前記横断像の特徴量に基づいて、前記測定対象部位の第2の境界の候補とする境界推定ステップと、
を実行する、超音波組織検出方法。 Acquiring an echo image based on an echo from the body of an ultrasonic wave transmitted from the surface of the subject including the measurement target site including the muscle tissue into the body;
In the echo image acquired in the image acquisition step, a plurality of transverse images crossing in a direction intersecting with the transmission direction of the ultrasonic wave is detected, and among the transverse images in the echo image, the first one on the body surface side And detecting a second cross-sectional image having the strongest echo in a region inside the body than the first cross-sectional image among the cross-sectional images in the echo image, and Detecting a third cross-sectional image having the strongest echo among the cross-sectional images that cross the region inside the body than the first cross-sectional image and the body surface side of the second cross-sectional image; A transverse image detection step of detecting a fourth transverse image having the strongest echo among transverse images traversing an area inside the body rather than the second transverse image ;
Of the plurality of transverse images detected in the transverse image detecting step, the second transverse image is used as a candidate for the first boundary of the measurement target region, and the first transverse image and the third transverse image Estimating one of the second and fourth cross-sectional images as candidates for the second boundary of the measurement target region based on the feature quantities of the respective cross-sectional images ;
Ultrasonic tissue detection method to perform.
前記画像取得ステップで取得した前記エコー画像において、前記超音波の送信方向に対して交差する方向に横断する複数の横断像を検出し、前記エコー画像における前記横断像のうち、最も体表側の第1の横断像を検出し、前記エコー画像における前記横断像のうち、前記第1の横断像よりも体内側の領域で、エコーが最も強い第2の横断像を検出し、前記エコー画像における、前記第1の横断像よりも体内側かつ前記第2の横断像よりも体表側の領域を横断する横断像のうち、エコーが最も強い第3の横断像を検出し、前記エコー画像における、前記第2の横断像よりも体内側の領域を横断する横断像のうち、エコーが最も強い第4の横断像を検出する横断像検出ステップと、
前記横断像検出ステップにより検出された前記複数の横断像のうち、前記第2の横断像を前記測定対象部位の第1の境界の候補とし、前記第1の横断像と前記第3の横断像と前記第4の横断像とのなかから1つを、それぞれの前記横断像の特徴量に基づいて、前記測定対象部位の第2の境界の候補とする境界推定ステップと、
をコンピュータに実行させる、超音波組織検出プログラム。 Acquiring an echo image based on an echo from the body of an ultrasonic wave transmitted from the surface of the subject including the measurement target site including the muscle tissue into the body;
In the echo image acquired in the image acquisition step, a plurality of transverse images crossing in a direction intersecting with the transmission direction of the ultrasonic wave is detected, and among the transverse images in the echo image, the first one on the body surface side And detecting a second cross-sectional image having the strongest echo in a region inside the body than the first cross-sectional image among the cross-sectional images in the echo image, and Detecting a third cross-sectional image having the strongest echo among the cross-sectional images that cross the region inside the body than the first cross-sectional image and the body surface side of the second cross-sectional image; A transverse image detection step of detecting a fourth transverse image having the strongest echo among transverse images traversing an area inside the body rather than the second transverse image ;
Of the plurality of transverse images detected in the transverse image detecting step, the second transverse image is used as a candidate for the first boundary of the measurement target region, and the first transverse image and the third transverse image Estimating one of the second and fourth cross-sectional images as candidates for the second boundary of the measurement target region based on the feature quantities of the respective cross-sectional images ;
An ultrasonic tissue detection program that causes a computer to execute.
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