JP6734079B2 - 医用診断装置、および医用解析プログラム - Google Patents
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Description
構造物推定機能とは、例えば、被検体Pに対する超音波スキャンにより得られた減衰定量用Bモードデータに基づいて、被検体内の複数の位置について不均一さを評価することにより構造物の位置を推定する機能を含む。構造物推定機能として構造物を推定する方法には様々な方法があるが、以下、一例として減衰Bモード画像に設定された複数の領域各々に含まれる複数の画素にそれぞれ対応する複数の画素値(または輝度値)の平均値、および分散値を利用した方法を説明する。
平均値と分散値との計算に関する領域に構造物が含まれている場合、散乱体は非一様であるため、減衰定量用Bモードデータの度数分布の分散値は、レイリー分布で計算される分散値より大きくなる。加えて、構造物の特性が周囲と顕著に異なるほど(例えば、構造物の領域が石灰化している領域に対応する場合など)、分散値は大きくなる。このため、被走査領域で設定された複数の領域各々において分差値を算出することにより、領域を代表する画素各々における構造物の有無を判定することができる。
Rσ=σ2/{(4/π−1)×μ2} ・・・(2)
式(2)の右辺における分子(σ2)は、設定された領域に包含される複数の画素にそれぞれ対応する複数の画素値から計算された実測の分散値である。式(2)の右辺における分母{(4/π−1)×μ2}は、設定された領域に包含される複数の画素にそれぞれ対応する分散の画素値から計算された平均値μと式(1)とを用いて、設定された領域における複数の画素値がレイリー分布を形成すると仮定した場合の分散値である。
(1)設定機能291を実現する制御回路29は、減衰Bモード画像において、注目画素Pi毎に、当該画素Piの近傍画素を有する領域を設定する。制御回路29により近傍画素として設定される領域は、減衰Bモード画像において十字型に設けられる。しかしながら、設定される領域における近傍画素の配列は、十字型に拘泥されず、例えば演算処理に要する時間が問題とならない場合には、注目画素に隣接する8画素を除く任意の大きさの領域であってもよい。
組織性状解析機能は、組織性状解析プログラムにしたがって制御回路29により実行される機能である。具体的には、組織性状解析機能は、減衰定量用Bモードデータに基づいて、減衰Bモード画像において推定された構造物の位置を除く複数の位置に対して組織性状を解析する。組織性状解析機能は、ゲイン逆補正機能295と音場特性補正機能297と、解析機能299と、不図示の表示機能とを有する。以下、組織性状解析機能における各機能について詳述する。組織性状とは、例えば、被検体内を伝搬する減衰定量用超音波の減衰の程度を示す減衰量に関する特徴量である。
上記実施形態との相違は、減衰定量用Bモードデータの収集に関する被走査領域に対応する減衰定量画像を生成し、被走査領域において推定された構造物の位置における減衰定量画像を減衰重畳画像において非表示とすることにある。本変形例では、減衰定量用Bモードデータにおいて、減衰定量用部分データを推定する処理は不要となる。
ゲイン逆補正機能295を実現する制御回路29は、減衰定量用Bモードデータから、逆補正データを減算する。これにより、制御回路29は、被走査領域全域に亘るゲイン補正前の減衰定量用Bモードデータを生成する。
本実施形態および本変形例に係る超音波診断装置1によれば、構造物の有無を判定することにより、組織性状(例えば、減衰定数などの減衰量、弾性率、粘性率、硬さなど)を非構造物領域に関して表示することができる。すなわち、本超音波診断装置1によれば、組織性状をカラー画像として表示する際、構造物ありと判定された領域ではカラー非表示となり、背景のBモード画像を表示することができる。あるいは、本超音波診断装置1によれば、組織性状をカラー画像として表示する際、構造物ありと判定された領域では、カラー画像とは異なる所定の色相でマスクして組織性状を表示することができる。
本実施形態および本変形例との相違は、モニタ7に表示された減衰重畳画像に設定されたROI(以下、計測ROIと呼ぶ)における減衰定数の代表値の信頼性を判定し、判定結果に応じて代表値を計算して表示することにある。計測ROIは、計測ROIにおける代表値の計算、および代表値に対する信頼性の判定に関する領域である。
代表値計算機能とは、計測ROIにおける減衰定数の代表値の信頼性を判定し、判定結果に応じて代表値を計算して表示する機能である。代表値計算機能は、上述した設定機能291、解析機能299および表示機能を包括的に実現する機能を有する。なお、代表値計算機能を実現する制御回路29(プロセッサ)は、代表値計算部として機能してもよい。
本応用例に係る超音波診断装置1によれば、操作者により指定された計測ROIにおける減衰量の代表値を表示する際、計測ROIに含まれる構造物が多い場合および計測ROIに含まれる構造物が大きい場合、すなわち計測ROIにおける組織性状を示す数値の代表値の信頼性を示す信頼度が信頼性判定閾値より小さい場合、代表値を表示せずに、計測不可と表示することができる。すなわち、本応用例に係る超音波診断装置1によれば、計測ROI内に含まれる構造物が多い場合や大きい場合は、計測ROIにおける減衰定数の代表値は信頼できないとして表示せず、計測ROIを再設定するように、操作者を促すことが可能となる。
第1の応用例との相違は、計測ROI内における構造物の有無または構造物の面積等に応じた信頼度によらずに計測ROIに対応する代表値を計算し、計測ROIに対応する信頼度と代表値とを表示することにある。
信頼度表示機能とは、信頼度もしくは信頼度のランクを、計測ROI内における構造物の有無または構造物の面積等に応じた信頼度によらずに計算された代表値とともに、計測結果表示領域MDRに表示する機能である。信頼度表示機能は、第1の応用例における設定機能291、解析機能299および表示機能を包括的に実現する機能を有する。
本応用例に係る超音波診断装置1によれば、計測ROIに含まれる減衰量の代表値を表示する際、計測ROIに含まれる構造物の大きさや程度に対応する信頼度を併せて表示することができる。すなわち、本応用例に係る超音波診断装置1によれば、計測ROIにおいて対象組織の組織性状によって信頼性のある結果が得られる場所がほとんど見つからない場合においても、何らかの定量結果(代表値)を得ることができる。例えば、線維化が進行した症例などの肝臓全体が不均一になっている症例などでは、どの場所においても減衰定量結果(代表値)を、信頼度とともに表示することができる。
本実施形態、本変形例、第1の応用例および第2の応用例との相違は、医用診断装置として、MRI装置を適用することにある。不図示のMRI装置における計算機は、画像生成回路19、画像メモリ21、画像合成回路23、記憶回路25、インターフェース回路27、制御回路29、不図示のシーケンサ等を有する。計算機には、入力装置5、モニタ7等が接続される。
本応用例に係るMRI装置によれば、構造物の有無を判定することにより、組織性状を非構造物領域に関して表示することができる。すなわち、本MRI装置によれば、組織性状をカラー画像として表示する際、構造物ありと判定された領域ではカラー非表示となり、背景のMR画像を表示することができる。あるいは、本MRI装置によれば、組織性状をカラー画像として表示する際、構造物ありと判定された領域では、カラー画像とは異なる所定の色相でマスクして組織性状を表示することができる。
Claims (16)
- 被検体に対する超音波スキャンにより得られたデータに基づいて、前記被検体内の構造物の位置を推定する推定部と、
前記データに基づいて、前記推定部により推定された前記構造物の位置を除く前記被検体内の複数位置の組織性状を解析する解析部と、
前記解析部による解析結果を表示する表示部と、
前記超音波スキャンに対応する超音波画像に対して、関心領域を入力する入力部と
を備え、
前記解析部は、前記関心領域に含まれる前記構造物または前記構造物以外の非構造物との前記関心領域に対する割合に基づいて、前記関心領域内の複数の位置各々における前記組織性状を代表する代表値を計算するか否かを決定する、医用診断装置。 - 被検体に対する超音波スキャンにより得られたデータに基づいて、前記被検体内の構造物の位置を推定する推定部と、
前記データに基づいて、前記被検体内の組織性状を解析する解析部と、
前記推定部により推定された前記構造物の位置を除く前記被検体内の複数位置について、前記解析部による解析結果を表示する表示部と、
前記超音波スキャンに対応する超音波画像に対して、関心領域を入力する入力部と
を備え、
前記解析部は、前記関心領域に含まれる前記構造物または前記構造物以外の非構造物との前記関心領域に対する割合に基づいて、前記関心領域内の複数の位置各々における前記組織性状を代表する代表値を計算するか否かを決定する、医用診断装置。 - 前記超音波スキャンにおける走査領域において、複数の領域を設定する設定部をさらに備え、
前記推定部は、
前記複数の領域各々において、前記データに基づいて分散値と平均値とを計算し、
前記計算された分散値と平均値とに基づいて、前記走査領域における前記構造物の位置を推定する、
請求項1又は2に記載の医用診断装置。 - 前記推定部は、前記超音波スキャンにおける走査領域に対してCFAR(Contrast False Alarm Rate)処理を実行することにより、前記走査領域における前記構造物の位置を推定する、
請求項1又は2に記載の医用診断装置。 - 前記解析部は、前記被検体内を伝搬する超音波の減衰量に関する特徴量を、前記組織性状として計算し、
前記表示部は、前記構造物の位置を除く前記被検体内の複数位置各々において、前記解析結果として前記減衰量を表示する、
請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の医用診断装置。 - 前記解析部は、前記関心領域内の複数の位置各々における前記減衰量に基づいて、前記関心領域内における前記減衰量を代表する代表値を計算し、
前記表示部は、前記減衰量を代表する代表値を前記関心領域とともにさらに表示する、
請求項5に記載の医用診断装置。 - 前記解析部は、前記関心領域における画素値に基づいて、前記減衰量を代表する代表値に関する信頼度を計算し、
前記表示部は、前記信頼度を、前記減衰量を代表する代表値とともにさらに表示する、
請求項6に記載の医用診断装置。 - 前記データに対するゲイン補正をキャンセルするゲイン逆補正部と、
前記超音波スキャンにおける音場特性に基づいて、前記データにおける前記音場特性の依存性をキャンセルする音場特性補正部と、
をさらに備え、
前記解析部は、前記ゲイン逆補正部と前記音場特性補正部とにより補正された補正データに基づいて、前記組織性状として前記減衰量を計算する、
請求項5乃至7のうちいずれか一項に記載の医用診断装置。 - 前記超音波スキャンにおいて、周波数が異なる複数の超音波を前記被検体に送信する送信部をさらに備え、
前記解析部は、前記複数の超音波各々に対応する前記データを用いて、前記周波数の違いに起因する前記減衰量の差を、前記組織性状として計算する、
請求項5乃至8のうちいずれか一項に記載の医用診断装置。 - 前記超音波スキャンにおいて、Bモードに関する超音波送信における周波数帯域より狭帯域の超音波を送信する送信部をさらに備え、
前記解析部は、前記狭帯域の超音波の受信により取得されたデータに対して周波数解析を実行し、前記周波数解析における周波数特性に基づいて、前記減衰量を計算する、
請求項5乃至8のうちいずれか一項に記載の医用診断装置。 - 前記表示部は、Bモード画像に前記減衰量を、前記減衰量の値に応じた色相で、かつ所定の不透明度または透明度で重畳して表示する、
請求項5乃至10のうちいずれか一項に記載の医用診断装置。 - 前記解析部は、前記組織性状として、前記被検体内の組織の粘性と前記組織の弾性とのうち少なくとも一つを計算する、
請求項1乃至11のうちいずれか一項に記載の医用診断装置。 - 前記解析部は、前記割合が閾値未満の場合に前記代表値は計算しないと決定し、前記割合が前記閾値以上の場合に前記代表値を計算すると決定する、
請求項1乃至12のうちいずれか一項に記載の医用診断装置。 - 前記表示部は、前記割合が閾値未満の場合に関心領域の入力が不適切であることを示す情報を表示し、前記割合が前記閾値以上の場合に前記代表値を表示する、
請求項1乃至13のうちいずれか一項に記載の医用診断装置。 - コンピュータに、
被検体に対する超音波スキャンにより得られたデータに基づいて、前記被検体内の構造物の位置を推定し、
前記データに基づいて、前記推定された構造物の位置を除く前記被検体内の複数位置の組織性状を解析し、
前記解析された組織性状に関する解析結果を、モニタに表示し、
前記超音波スキャンに対応する超音波画像に対して、関心領域の入力を受け付け、
前記関心領域に含まれる前記構造物または前記構造物以外の非構造物との前記関心領域に対する割合に基づいて、前記関心領域内の複数の位置各々における前記組織性状を代表する代表値を計算するか否かを決定すること、
を実現させる医用解析プログラム。 - コンピュータに、
被検体に対する超音波スキャンにより得られたデータに基づいて、前記被検体内の構造物の位置を推定し、
前記データに基づいて、前記被検体内の組織性状を解析し、
前記推定された構造物の位置を除く前記被検体内の複数位置について、前記解析された組織性状に関する解析結果を、モニタに表示し、
前記超音波スキャンに対応する超音波画像に対して、関心領域の入力を受け付け、
前記関心領域に含まれる前記構造物または前記構造物以外の非構造物との前記関心領域に対する割合に基づいて、前記関心領域内の複数の位置各々における前記組織性状を代表する代表値を計算するか否かを決定すること、
を実現させる医用解析プログラム。
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