JP6810005B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、弾性情報を得る超音波診断装置に関する。

組織の弾性情報を得る超音波診断装置が知られている。例えば、被検体の体表から被検体内の組織を圧迫し、その圧迫により生じる組織の変位を超音波で計測することにより、組織の弾性画像を形成するエラストグラフィが知られている。エラストグラフィでは時間的に近接する２つのフレームからなるフレームペア間における変位情報に基づいて弾性画像が形成される。

例えば、特許文献１には、エラストグラフィにより生体組織の弾性画像を形成する超音波診断装置において、記憶されたフレームデータから変位演算のための適切なペアを抽出する技術が記載されている。また、特許文献２には、弾性フレームデータの統計的特徴量の情報に基づいてフレーム間隔を選択し、弾性画像を生成する技術が記載されている。また、特許文献３には、変位演算のためのフレームデータのフレーム間隔を調整し、適切な弾性画像を得る技術が記載されている。

特開２０１０−１１９６３０号公報 特許第５２２５１５８号公報 特許第５８０２７９０号公報

ところで、例えばエラストグラフィにおいて弾性画像の形成に利用されるフレームデータは、被検体内における組織の圧迫状態や被検体内における組織の性状などの診断状況の影響を受け易い面がある。したがって、例えば、弾性情報を得るための変位演算においては、診断状況に応じた適切なフレームによるフレーム相関を選択することが望ましい。

本発明の目的の一つは、弾性情報を得るにあたり、診断部位に対する圧迫の度合いに応じてフレーム相関の態様を選択する技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的の一つは、弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数を、診断部位に対する圧迫手技の種類に応じて切り替える技術を提供することにある。

本発明の具体例として好適な超音波診断装置は、超音波を送受することにより診断部位を含む領域から得られたデータに基づいてフレームデータを取得する取得手段と、フレームデータに基づく相関演算により得られる演算量を指標として、診断部位に対する圧迫の度合いを判定する判定手段と、圧迫の度合いが小さいと判定された場合に多数フレーム相関を選択し、圧迫の度合いが大きいと判定された場合に少数フレーム相関を選択する選択手段と、選択された多数フレーム相関または少数フレーム相関により得られた弾性情報に基づいて診断部位に係る画像を形成する形成手段と、を有することを特徴とする。

上記構成において、圧迫の度合い（圧迫の程度）には、圧迫の大きさ（圧迫の強さの振幅値）や圧迫の単位時間あたりの変化の大きさなどが含まれる。また、相関演算により得られる演算量は、圧迫の度合いを判定するための指標となる演算量であり、圧迫の度合いに応じて変化する演算量が望ましい。例えば、診断部位における変位量、歪み量、相関係数などが演算量の好適な具体例に含まれる。また、多数フレーム相関は、少数フレーム相関よりも多くのフレームを利用した相関演算である。例えば、少数フレーム相関の好適な具体例は、現フレームとその直前フレームとを利用した１組のフレーム相関であり、多数フレーム相関の好適な具体例は、現フレームと３つの過去フレームを利用した３組のフレーム相関である。なお、少数フレーム相関として複数組（例えば２，３組）のフレーム相関を利用し、多数フレーム相関として、少数フレーム相関よりも多い複数組（例えば４，５組）のフレーム相関を利用してもよい。

上記構成によれば、弾性情報を得るにあたり、診断部位に対する圧迫の度合いに応じてフレーム相関の態様を選択することができる。例えば、圧迫の度合いが比較的大きい場合に少数フレーム相関が選択される。圧迫の度合いが比較的大きい場合には、診断部位における組織の変位が大きいため、例えば現フレームと直前フレームとの間の相関を重視した少数フレーム相関が選択される。一方、圧迫の度合いが比較的小さい場合には多数フレーム相関が選択される。圧迫の度合いが比較的小さい場合には、診断部位における組織の変位が小さいため、例えば直前フレームを含む３つの過去フレームの中から最も信頼できる過去フレームを利用する多数フレーム相関が選択される。

例えば、前記形成手段は、選択された前記多数フレーム相関または前記少数フレーム相関により得られた弾性情報に基づいて診断部位の弾性画像を形成し、前記少数フレーム相関により得られた弾性情報に基づいて診断部位のストレイングラフを形成することが望ましい。

例えば、前記形成手段は、選択された前記多数フレーム相関または前記少数フレーム相関により得られた弾性情報に基づいて診断部位のストレイングラフを形成し、当該ストレイングラフ上に前記多数フレーム相関または前記少数フレーム相関の演算対象となるフレームを示す表示処理を施すことが望ましい。

例えば、前記判定手段は、対象フレームのフレームデータと相関フレームのフレームデータとの間における相関演算により得られる演算量を指標として、診断部位に対する圧迫の度合いを判定することが望ましい。

例えば、前記超音波診断装置は、フレームレートに応じて前記対象フレームから前記相関フレームまでの間隔を決定する手段をさらに有することが望ましい。

また、本発明の具体例として好適な他の超音波診断装置は、超音波を送受することにより診断部位を含む領域から得られたデータに基づいてＲＦフレームデータを取得し、前記ＲＦフレームデータから少なくとも１つの変位画像を生成し、当該変位画像から弾性画像を生成する超音波診断装置において、前記ＲＦフレームデータに基づく相関演算により得られる演算結果から、診断部位に対する圧迫手技の種類を逐次判定し、当該逐次判定の結果に応じて、前記ＲＦフレームデータから弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数を切り替え、変位画像の数が２つ以上である場合には、当該２つ以上の変位画像の中から判定条件を満たす変位画像を特定し、当該特定された変位画像に基づいて弾性画像を生成することを特徴とする。

上記構成により、弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数を診断部位に対する圧迫手技の種類に応じて切り替えることができる。

また、本発明の具体例として好適な他の超音波診断装置は、超音波を送受することにより診断部位を含む領域から得られたデータに基づいてＲＦフレームデータを取得し、前記ＲＦフレームデータにおける時間的に異なる２つからペアを生成し、当該ペアに基づいて少なくとも１つの変位画像を生成し、当該変位画像から弾性画像を生成する超音波診断装置において、前記ＲＦフレームデータのペアに基づく相関演算により得られる演算結果から、診断部位に対する圧迫手技の種類を逐次判定し、当該逐次判定の結果に応じて、前記弾性画像を生成する際に用いるＲＦフレームデータのペア数を切り替え、ＲＦフレームデータのペア数が２つ以上である場合には、当該２つ以上のＲＦフレームデータのペアから得られた２つ以上の変位画像の中から判定条件を満たす変位画像を特定し、当該特定された変位画像に基づいて弾性画像を生成することを特徴とする。

上記構成により、弾性画像を生成する際に用いるＲＦフレームデータのペア数を診断部位に対する圧迫手技の種類に応じて切り替えることができる。

例えば、前記圧迫手技には、圧迫の度合いが異なる複数の種類が含まれており、前記演算結果に基づいて評価した前記圧迫の度合いに基づいて、前記圧迫手技の種類を判定することが望ましい。

例えば、前記超音波診断装置は、前記圧迫の度合いが小さい場合に、当該度合いが大きい場合よりも、前記弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数を大きくすることが望ましい。

例えば、前記圧迫手技には、圧迫の単位時間あたりの大きさの変化が異なる複数の種類が含まれており、前記演算結果に基づいて評価した前記圧迫の単位時間あたりの大きさの変化に基づいて、前記圧迫手技の種類を判定することが望ましい。

例えば、前記圧迫の単位時間あたりの大きさの変化が小さい場合に、当該変化が大きい場合よりも、前記弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数を大きくすることが望ましい。

例えば、前記圧迫手技には、複数の種類の圧迫手技として、ＮＯ Ｍａｎｕａｌ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ手技、Ｍｉｎｉｍａｌ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ手技、Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ手技の少なくとも一つが含まれることが望ましい。

例えば、前記超音波診断装置は、前記弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数が２つ以上である場合に、最新のＲＦフレームデータと一つずつ時間的に遡ったＲＦフレームデータとを組み合わせたペアに基づいて次々に前記変位画像を生成し、前記弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数が１つである場合に、最新のＲＦフレームデータと一つ時間的に遡ったＲＦフレームデータとを組み合わせたペアに基づいて前記変位画像を生成することが望ましい。

例えば、前記超音波診断装置は、最新のＲＦフレームデータと一つ時間的に遡ったＲＦフレームデータとを組み合わせたペアに基づく相関演算により得られる前記演算結果から圧迫手技の種類を判定することが望ましい。

本発明により、弾性情報を得るにあたり、診断部位に対する圧迫の度合いに応じてフレーム相関の態様を選択する技術が提供される。また、本発明により、弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数を、診断部位に対する圧迫手技の種類に応じて切り替える技術が提供される。

本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。 弾性画像が形成されるまでの処理の具体例を示す図である。 圧迫手技の具体例を示す図である。 図１の超音波診断装置を利用した弾性診断の具体例を示す図である。 複数種類の圧迫手技による弾性診断の具体例を示す図である。 ストレイングラフの表示例を示す図である。

図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。プローブ１０は、診断対象（診断部位）を含む被検体に対して超音波を送受する超音波探触子である。プローブ１０は、超音波を送受する複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が送受信部１２によって送信制御されて送信ビームが形成される。また、複数の振動素子が診断対象を含む領域内から超音波を受波し、これにより得られた信号が送受信部１２へ出力され、送受信部１２が受信ビームを形成して受信ビームに沿って受信信号（エコーデータ）が収集される。なお、超音波の送受において、送信開口合成等の技術が利用されてもよい。

断層画像形成部２０は、送受信部１２から得られる受信信号に基づいて超音波の断層画像の画像データを形成する。断層画像形成部２０は、受信信号に対して、必要に応じて、ゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行うことにより、例えば、診断部位を含む被検体内の断面におけるＢモード画像の画像データ（断層画像データ）を形成する。断層画像形成部２０は、複数フレーム（複数時相）の断層画像データを形成する。

フレーム記憶部３０は、送受信部１２から得られる受信信号に基づくフレームデータを記憶する。フレーム記憶部３０には、複数時相に対応した複数フレーム（複数時相）のフレームデータが記憶される。例えば、断層画像に対応したフレームデータが複数時相に亘って次々にフレーム記憶部３０に記憶される。

フレーム取得部３２は、フレーム記憶部３０に記憶された複数時相に対応した複数フレームのフレームデータの中から、変位演算の対象となる対象フレームと複数のペア候補フレームを取得する。フレーム取得部３２は、例えば、対象フレームとして最新のフレームである現在フレームを選択し、複数のペア候補フレームとして複数の過去フレームを選択する。

変位演算部４０は、対象フレームと各ペア候補フレームとに基づく変位演算により、各ペア候補フレームごとに変位フレームを得る。変位演算部４０は、例えば、現在フレームと各過去フレームのペアで構成される２フレーム（２つのフレームデータ）に対して、１次元または２次元の相関演算処理を行うことにより、フレーム内（フレームデータ内）つまり断層画像内の各計測点ごとに、その計測点における組織の変位を示す変位ベクトル、すなわち変位の方向と大きさに関する１次元または２次元の変位ベクトルを導出し、これにより、フレーム内（断層画像内）の複数の計測点における変位ベクトルの分布を示す変位フレームを形成する。変位ベクトルを導出するにあたっては、例えばブロックマッチング法や位相勾配法などが利用される。

ブロックマッチング法においては、フレーム内つまり断層画像内が、縦方向に数画素かつ横方向に数画素からなる各ブロックにより、複数のブロックに分けられ、各ブロックごとに、一方のフレーム内のブロックに最も類似するブロックが他方のフレーム内で探索される。これにより、各フレーム内の各計測点（各ブロック）ごとに時相間（２つのフレーム間）における変位が算出され、例えば２次元の変位ベクトルが得られる。なお、複数のブロックの探索結果を参照して、予測符号化すなわち差分により標本値を決定する処理等を行って、各計測点の変位ベクトルを得るようにしてもよい。

また、位相勾配法においては、各フレームを構成する受信信号からその受信信号の波の位相情報を得て、時相間（２つのフレーム間）における位相情報の変化から受信信号の波の移動量を算出し、フレーム内の各計測点の変位を導出することにより、例えば、受信ビーム方向（深さ方向）の１次元の又はフレーム内における二次元の変位ベクトルを得るようにしてもよい。

なお、変位ベクトルは、フレーム全体に亘って導出されてもよいし、フレーム内に設定される関心領域内のみで導出されてもよい。関心領域は例えば医師や検査技師等のユーザからの操作に応じて設定される。

変位演算部４０は現在フレームと各過去フレームに基づいて変位フレームを形成する。変位演算部４０は、現在フレームが選択される度に、その現在フレームとペアを成す複数の過去フレームに対応した複数の変位フレームを形成する。なお、変位演算部４０は、例えば、検波処理前のＲＦフレームデータに基づいて複数の変位フレームを形成してもよいし、検波処理後のフレームデータに基づいて複数の変位フレームを形成してもよい。

圧迫判定部５０は、フレームデータに基づく相関演算により得られる演算量を指標として、診断部位に対する圧迫の度合い等を判定する。圧迫判定部５０は、例えば、フレームデータに基づく相関演算により変位演算部４０において形成される変位フレームから得られる変位量を指標として、診断部位に対する圧迫の度合いを判定し、診断部位に対する圧迫手技の種類を判定する。

変位フレーム選択部６０は、圧迫判定部５０における判定の結果に応じて代表変位フレームを選択する。変位フレーム選択部６０は、例えば、圧迫判定部５０における判定の結果に応じて、１組のフレーム相関または３組のフレーム相関を選択し、１組のフレーム相関または３組のフレーム相関により得られる変位フレームから代表変位フレームを選択する。

弾性画像形成部７０は、変位フレーム選択部６０により次々に選択される複数時相の代表変位フレームに基づいて、複数時相に亘って各時相ごとに弾性画像を形成する。弾性画像形成部７０は、例えば、代表変位フレーム内の各計測点における変位ベクトルに基づいて、複数の計測点について各計測点ごとに組織の歪みや弾性率等の弾性情報を算出する。そして、弾性画像形成部７０は、代表変位フレームに基づいて得られる弾性情報を視覚的に示す弾性画像の画像データを形成する。

弾性画像は、公知の技術によって形成することができる。弾性画像形成部７０は、例えば、フレーム内に設定された関心領域内における各計測点の弾性値（組織の歪みや弾性率）を示した弾性画像データ（弾性画像のフレームデータ）を形成する。弾性画像データには、各計測点に対してその計測点における弾性値に応じた色相情報が付与され、弾性画像データに基づいて、各計測点に対して光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を付した弾性画像が形成される。例えば、各フレーム内において、平均的な硬さの組織部分が緑（Ｇ）を基調とした色で表現され、相対的に硬い組織部分が青（Ｂ）を基調とした色で表現され、相対的に柔らかい組織部分が赤（Ｒ）を基調とした色で表現される。

ストレイングラフ形成部７２は、変位フレーム選択部６０により次々に選択される複数時相の代表変位フレームに基づいて、各時相ごとに得られる弾性情報を複数時相に亘って示したストレイングラフを形成する。なお、ストレイングラフは公知の技術によって形成することができる。ストレイングラフ形成部７２は、例えば、横軸を時間軸として縦軸にストレイン（歪み）を示したストレイングラフを形成する。

表示処理部８０は、断層画像形成部２０から得られる断層画像データと、弾性画像形成部７０から得られる弾性画像データと、ストレイングラフ形成部７２から得られるストレイングラフのデータに基づいて、弾性情報の診断に係る表示画像を形成する。表示処理部８０は、例えば、断層画像データに基づくＢモード画像と弾性画像データに基づく弾性画像を左右に並べて配置した表示画像を形成する。また、表示処理部８０は、ストレイングラフを含んだ表示画像を形成する。表示処理部８０において形成された表示画像は表示部８２に表示される。

制御部１００は、図１に示す超音波診断装置内を全体的に制御する。制御部１００による全体的な制御には、操作デバイス９０を介して医師や検査技師等のユーザから受け付けた指示も反映される。

図１に示す構成（符号を付された各部）のうち、送受信部１２，断層画像形成部２０，フレーム取得部３２，変位演算部４０，圧迫判定部５０，変位フレーム選択部６０，弾性画像形成部７０，ストレイングラフ形成部７２，表示処理部８０の各部は、例えば電気電子回路やプロセッサ等のハードウェアを利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、上記各部に対応した機能の全て又は一部が、ＣＰＵやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、ＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）の協働により実現されてもよい。

フレーム記憶部３０は、例えば半導体メモリやハードディスクドライブ等の記憶デバイスで実現することができる。表示部８２の好適な具体例は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等であり、操作デバイス９０は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、その他のスイッチ類等のうちの少なくとも一つにより実現できる。そして制御部１００は、例えば、ＣＰＵやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、ＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により実現することができる。

図１の超音波診断装置の全体構成は以上のとおりである。次に、当該超音波診断装置による実現される診断機能の具体例について説明する。なお、図１に示した構成（符号を付した各部）については、以下の説明において図１の符号を利用する。

図２は、弾性画像が形成されるまでの処理の具体例を示す図である。図２において、フレーム列は、フレーム記憶部３０に記憶された複数フレームである。図２には、フレーム列の具体例として、時相Ｎ−３から時相Ｎ＋２までの複数時相に対応した複数フレームが図示されている。

フレーム取得部３２は、フレーム記憶部３０に記憶された複数時相に対応した複数フレームの中から、現在フレームと複数の過去フレームを取得する。図２に示す具体例では、フレーム列の中から、時相Ｎに対応した現在フレームＮと、時相Ｎ−１，時相Ｎ−２，時相Ｎ−３に対応した３つの過去フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３が選択される。

変位演算部４０は、現在フレームＮと、各過去フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３に基づいて変位フレームを形成する。図２には、現在フレームＮと過去フレームＮ−１から得られる変位フレームＮ−１と、現在フレームＮと過去フレームＮ−２から得られる変位フレームＮ−２と、現在フレームＮと過去フレームＮ−３から得られる変位フレームＮ−３が図示されている。

圧迫判定部５０は、変位演算部４０で形成される変位フレームから得られる変位量を指標として、診断部位に対する圧迫の度合いを判定し、診断部位に対する圧迫手技の種類を判定する。

図３は、圧迫手技の具体例を示す図である。エラストグラフィでは、例えば、医師や検査技師等のユーザが、プローブ１０により被検体の体表から被検体内の組織を圧迫し、その圧迫により生じる組織の変位が超音波で計測される。エラストグラフィによる診断のガイドラインでは、例えば以下に説明する３種類の圧迫手技が提唱されている。

＜手技Ａ＞ＮＭＣ：ＮＯ Ｍａｎｕａｌ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ
ユーザが自発的な加圧を行わない手技である。医師や検査技師等のユーザは、プローブ１０を被検体の体表に軽く当てるだけで積極的な加圧を行わず、ユーザの手の微妙な震え（無意識的な振動）や被検者の体動（呼吸や拍動）等により診断部位に生じる変位が利用される。３種類の圧迫手技の中では圧迫の度合い（圧迫の程度）が最も小さく、例えば被検者の体表付近における診断に利用される。

＜手技Ｂ＞ＳＣ：Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ
ユーザがある程度の強さで自発的に加圧を行う手技である。医師や検査技師等のユーザは、プローブ１０を被検体の体表に当ててある程度の強さで積極的に加圧を行う。３種類の圧迫手技の中では圧迫の度合い（圧迫の程度）が最も大きく、例えば被検者の体表から比較的離れた深部の診断に利用される。

＜手技Ｃ＞ＭＶ：Ｍｉｎｉｍａｌ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
中程度の強さで圧迫の振動を加える手技であり、３種類の圧迫手技の中では圧迫の度合い（圧迫の程度）が中程度となる。

図２に戻り、圧迫判定部５０は、変位フレームＮ−１から得られる変位量を指標として診断部位に対する圧迫の度合いを判定し、診断部位に対する圧迫手技の種類を判定する。指標となる変位量は、例えば弾性画像用の関心領域内の平均値が望ましい。なお、弾性画像用の関心領域内における任意箇所の変位量を指標としてもよい。

圧迫判定部５０は、変位量が大きい場合に、例えば変位量が閾値以上の場合に、圧迫の度合いが大きいと判定し、圧迫手技がＳＣ（図３参照）であると判定する。また、圧迫判定部５０は、変位量が小さい場合に、例えば変位量が閾値よりも小さい場合に、圧迫の程度が小さいと判定し、圧迫手技がＮＭＣ（図３参照）であると判定する。図２に示す具体例では、圧迫手技の種類としてＳＣまたはＮＭＣを判定しているが、例えばＳＣとＮＭＣとＭＶ（図３参照）の３種類のうちのいずれかを判定する構成としてもよい。

なお、圧迫判定部５０は、変位フレームＮ−１から得られる歪み又は相関係数を指標として診断部位に対する圧迫の度合いを判定してもよい。圧迫判定部５０は、例えば、歪みが閾値以上の場合に、圧迫の度合いが大きく圧迫手技がＳＣであると判定し、歪みが閾値よりも小さい場合に、圧迫の程度が小さく圧迫手技がＮＭＣであると判定してもよい。また、圧迫判定部５０は、例えば、相関係数が閾値以下の場合に、圧迫の度合いが大きく圧迫手技がＳＣであると判定し、相関係数が閾値よりも大きい場合に、圧迫の程度が小さく圧迫手技がＮＭＣであると判定してもよい。

変位フレーム選択部６０は、圧迫判定部５０における判定の結果に応じて代表変位フレームを選択する。変位フレーム選択部６０は、例えば、圧迫判定部５０における判定の結果に応じて、少数フレーム相関または多数フレーム相関を選択し、少数フレーム相関または多数フレーム相関により得られる変位フレームを代表変位フレームとして選択する。

例えば、図２に示す具体例において、圧迫手技がＳＣであると判定された場合、現在フレームＮと過去フレームＮ−１のペア（１つのペア）による１組のフレーム相関が選択され、現在フレームＮと過去フレームＮ−１から得られる変位フレームＮ−１が代表変位フレームＮとして選択される。そして、変位フレームＮ−１から弾性画像Ｎが形成される。

また、図２に示す具体例において、圧迫手技がＮＭＣであると判定された場合、現在フレームＮと３つの過去フレームＮ−１〜Ｎ−３のペア（３つのペア）による３組のフレーム相関が選択される。３組のフレーム相関では、３つの変位フレームＮ−１〜Ｎ−３の中から代表変位フレームＮが選択される。変位フレーム選択部６０は、３つの変位フレームＮ−１〜Ｎ−３の中から、例えば継続性の判定条件により、代表変位フレームＮを選択する。

変位フレーム選択部６０は、例えば、過去に選択された複数時相の代表変位フレームから得られる統計的な指標値と、３組のフレーム相関により各変位フレームから得られる指標値が一致条件を満たす場合に、その変位フレームが継続性の判定条件を満たすと判定する。例えば、過去に選択された複数時相の代表変位フレームに関する変位分布または弾性情報分布の統計的な指標値と、各変位フレームの変位分布または弾性情報分布の指標値が一致条件（例えば２つの指標値の差が許容範囲内）を満たす場合に、その変位フレームが継続性の判定条件を満たすと判定される。

図２に示す具体例では、圧迫手技がＮＭＣであると判定され、３組のフレーム相関が選択された場合に、変位フレームＮ−２が代表変位フレームＮとして選択され、代表変位フレームＮである変位フレームＮ−２から弾性画像Ｎが形成される。

また、図２に示す具体例では、現在フレームＮと過去フレームＮ−１に基づく変位フレームＮ−１から、圧迫の度合いを判定する際の指標となる演算量（変位量、歪み、相関係数）を得ている。つまり、図２に示す具体例では、圧迫の度合いの判定において、現在フレームＮと直前の過去フレームＮ−１を利用している。なお、例えば、フレームレートに応じて、現在フレームＮから相関対象となる過去フレームまでの間隔が決定され、その現在フレームＮとその過去フレームを利用して圧迫の度合い（圧迫手技の種類）が判定されてもよい。

図４は、図１の超音波診断装置を利用した弾性診断の具体例を示す図（フローチャート）である。まず、医師や検査技師等のユーザが、例えば操作デバイス９０を操作して超音波診断装置をエラストグラフィモード（弾性診断モード）とし、エラストグラフィを開始する（Ｓ１）。例えば、医師や検査技師等のユーザにより、プローブ１０が被検者の体表に当てられ、被検者の体表から被検者体内の組織が圧迫され、その圧迫による組織の変位が計測される。

エラストグラフィが開始され、フレーム記憶部３０に、複数時相に対応した複数フレームのフレームデータが記憶されると、フレーム取得部３２により、フレーム記憶部３０に記憶された複数時相に対応した複数フレームの中から、変位演算の対象となる現在フレームＮと過去フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３が取得される（Ｓ２）。

続いて、変位演算部４０により、現在フレームＮと過去フレームＮ−１に基づいて、変位フレームＮ−１が生成される（Ｓ３）。なお、Ｓ３のステップで、変位演算部４０により、現在フレームＮと、各過去フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３に基づいて、変位フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３が生成されてもよい。

そして、圧迫判定部５０により、変位フレームＮ−１から得られる変位量を指標として診断部位に対する圧迫の度合いが判定され、診断部位に対する圧迫手技の種類が判定される（Ｓ４）。図４に示す具体例では、圧迫手技の種類として、ＳＣ（図３参照）またはＮＭＣ（図３参照）の判定が行われる。

圧迫手技の種類がＮＭＣであると判定されると、３組のフレーム相関が選択され、変位演算部４０により現在フレームＮと各過去フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３に基づいて、変位フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３が生成される（Ｓ５）。なお、既にＳ３のステップで、変位フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３が生成されていれば、Ｓ５のステップが省略されてもよい。そして、複数の変位フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３の中から、例えば継続性の判定条件により代表変位フレームＮが選択される（Ｓ６）。

一方、圧迫手技の種類がＳＣであると判定された場合には、１組のフレーム相関が選択され、現在フレームＮと過去フレームＮ−１に基づく変位フレームＮ−１が代表変位フレームＮとして選択される（Ｓ７）。

そして、弾性画像形成部７０により、代表変位フレームＮに基づく弾性画像Ｎが形成され、表示処理部８０により形成された弾性画像Ｎの表示画像が表示部８２に表示される（Ｓ８）。Ｓ１からＳ８までの処理は現在フレームＮが更新される度に繰り返され、複数時相の弾性画像Ｎが表示部８２に表示される。

医師や検査技師等のユーザは、図１の超音波診断装置を利用することにより、複数種類の圧迫手技を混在させた弾性診断を行うことができる。

図５は、複数種類の圧迫手技による弾性診断の具体例を示す図である。図５には、図１の超音波診断装置を利用した弾性診断において得られるストレイングラフの具体例が図示されている。図５において、ストレイングラフの横軸は時間軸であり縦軸はストレイン（歪み）εを示している。

図５に示す具体例において、診断期間１は、ストレインεの大きさ（振幅値）が比較的大きく、診断部位に対する圧迫の度合いが比較的大きい期間である。図１の超音波診断装置を利用した診断では、診断期間１において圧迫手技の種類がＳＣ（図３参照）であると判定され、１組のフレーム相関が選択される。例えば、乳房の診断では、ＳＣにより深部腫瘍の診断が行われる。

また、図５に示す具体例において、診断期間２は、ストレインεの大きさ（振幅値）が比較的小さく、診断部位に対する圧迫の度合いが比較的小さい期間である。図１の超音波診断装置を利用した診断では、診断期間２において圧迫手技の種類がＮＭＣ（図３参照）であると判定され、３組のフレーム相関が選択される。例えば、乳房の診断では、ＮＭＣにより浅部腫瘍の診断が行われる。

また、図５に示す具体例において、診断期間３は、ストレインεの大きさ（振幅値）が比較的大きく、診断部位に対する圧迫の度合いが比較的大きい期間である。診断期間１と同様に、診断期間３においても圧迫手技の種類がＳＣであると判定され、１組のフレーム相関が選択される。

圧迫の度合いが比較的大きい場合には、診断部位における組織の変位が大きいため、相関演算の対象となる２フレームの間隔が広すぎないことが望ましい。図１の超音波診断装置を利用した弾性診断では、診断部位に対する圧迫の度合いが比較的大きい圧迫手技（例えばＳＣ）の場合に、１組のフレーム相関が選択され、例えば現在フレームＮとその直前の過去フレームＮ−１との相関演算により、弾性画像を得ることができる。

一方、圧迫の度合いが比較的小さい場合には、診断部位における組織の変位が小さいため、相関演算の対象となる２フレームの間隔をある程度広げても、良好な演算結果が得られることが期待される。図１の超音波診断装置を利用した弾性診断では、診断部位に対する圧迫の度合いが比較的小さい圧迫手技（例えばＮＭＣ）の場合に、３組のフレーム相関が選択され、例えば現在フレームＮと過去フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３との相関演算の結果である変位フレームＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３の中から、最も信頼できる変位フレームを採用して弾性画像を得ることができる。

以上に説明したように、図１の超音波診断装置は、圧迫の度合い（圧迫手技の種類）に応じてフレーム相関の態様（１組のフレーム相関または３組のフレーム相関）を選択して弾性画像を形成する。これに対し、ストレイングラフの形成においては、圧迫の度合い（圧迫手技の種類）に応じて弾性画像と同じフレーム相関が選択されてもよいし、圧迫の度合い（圧迫手技の種類）に関わらず同一のフレーム相関が利用されてもよい。

例えばストレイングラフ形成部７２は、圧迫の度合い（圧迫手技の種類）に関わらず、１組のフレーム相関を利用して得られる変位フレームに基づいて、ストレイングラフを形成するようにしてもよい。これにより、例えば、圧迫の度合い（圧迫手技の種類）に関わらず、現在フレームＮと過去フレームＮ−１が相関演算の対象となるため、過去フレームＮ−１〜Ｎ−３を選択的に利用する場合に比べて、ストレイングラフの時間的な連続性が高められる。

また、ストレイングラフ形成部７２は、圧迫の度合い（圧迫手技の種類）に応じて選択された１組のフレーム相関または３組のフレーム相関により得られる変位フレームに基づいてストレイングラフを形成するようにしてもよい。この場合には、現在フレームＮの相関演算の対象として過去フレームＮ−１〜Ｎ−３のいずれかが選択的に利用されて変位フレームが得られるため、例えば、選択された変位フレーム（時相）をストレイングラフ上に明示することが望ましい。

図６は、ストレイングラフの表示例を示す図である。図６には、選択された変位フレームを明示したストレイングラフの具体例が図示されている。例えば、図６に示す具体例のように、変位フレームＮ−１を利用した期間と変位フレームＮ−２を利用した期間と変位フレームＮ−３を利用した期間において、互いに異なる表示処理を施したストレイングラフが形成される。例えば、ストレイングラフの線種や色や輝度などの少なくとも一つを異ならせることにより、互いに異なる表示処理が実現できる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態によれば、装置が圧迫の度合い（圧迫手技の種類）を判定して適切なフレーム相関を選択するため、例えば医師や検査技師等のユーザが選択のための操作を行わなくても、圧迫の度合い（圧迫手技の種類）に適した高精度な弾性画像を得ることができる。なお、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。

１０ プローブ、１２ 送受信部、２０ 断層画像形成部、３０ フレーム記憶部、３２ フレーム取得部、４０ 変位演算部、５０ 圧迫判定部、６０ 変位フレーム選択部、７０ 弾性画像形成部、８０ 表示処理部、８２ 表示部、９０ 操作デバイス、１００ 制御部。

Claims (14)

1. 超音波を送受することにより診断部位を含む領域から得られたデータに基づいてフレームデータを取得する取得手段と、
   フレームデータに基づく相関演算により得られる演算量を指標として、診断部位に対する圧迫の度合いを判定する判定手段と、
   圧迫の度合いが小さいと判定された場合に多数フレーム相関を選択し、圧迫の度合いが大きいと判定された場合に少数フレーム相関を選択する選択手段と、
   選択された多数フレーム相関または少数フレーム相関により得られた弾性情報に基づいて診断部位に係る画像を形成する形成手段と、
   を有する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記形成手段は、
   選択された前記多数フレーム相関または前記少数フレーム相関により得られた弾性情報に基づいて診断部位の弾性画像を形成し、
   前記少数フレーム相関により得られた弾性情報に基づいて診断部位のストレイングラフを形成する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記形成手段は、選択された前記多数フレーム相関または前記少数フレーム相関により得られた弾性情報に基づいて診断部位のストレイングラフを形成し、当該ストレイングラフ上に前記多数フレーム相関または前記少数フレーム相関の演算対象となるフレームを示す表示処理を施す、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
   前記判定手段は、対象フレームのフレームデータと相関フレームのフレームデータとの間における相関演算により得られる演算量を指標として、診断部位に対する圧迫の度合いを判定する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項４に記載の超音波診断装置において、
   フレームレートに応じて前記対象フレームから前記相関フレームまでの間隔を決定する手段をさらに有する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
6. 超音波を送受することにより診断部位を含む領域から得られたデータに基づいてＲＦフレームデータを取得し、
   前記ＲＦフレームデータから少なくとも１つの変位画像を生成し、当該変位画像から弾性画像を生成する超音波診断装置において、
   前記ＲＦフレームデータに基づく相関演算により得られる演算結果から、診断部位に対する圧迫手技の種類を逐次判定し、当該逐次判定の結果に応じて、前記ＲＦフレームデータから弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数を切り替え、変位画像の数が２つ以上である場合には、当該２つ以上の変位画像の中から判定条件を満たす変位画像を特定し、当該特定された変位画像に基づいて弾性画像を生成する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
7. 超音波を送受することにより診断部位を含む領域から得られたデータに基づいてＲＦフレームデータを取得し、
   前記ＲＦフレームデータにおける時間的に異なる２つからペアを生成し、当該ペアに基づいて少なくとも１つの変位画像を生成し、当該変位画像から弾性画像を生成する超音波診断装置において、
   前記ＲＦフレームデータのペアに基づく相関演算により得られる演算結果から、診断部位に対する圧迫手技の種類を逐次判定し、当該逐次判定の結果に応じて、前記弾性画像を生成する際に用いるＲＦフレームデータのペア数を切り替え、ＲＦフレームデータのペア数が２つ以上である場合には、当該２つ以上のＲＦフレームデータのペアから得られた２つ以上の変位画像の中から判定条件を満たす変位画像を特定し、当該特定された変位画像に基づいて弾性画像を生成する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
8. 請求項６または７に記載の超音波診断装置において、
   前記圧迫手技には、圧迫の度合いが異なる複数の種類が含まれており、
   前記演算結果に基づいて評価した前記圧迫の度合いに基づいて、前記圧迫手技の種類を判定する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
9. 請求項８に記載の超音波診断装置において、
   前記圧迫の度合いが小さい場合に、当該度合いが大きい場合よりも、前記弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数を大きくする、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
10. 請求項６または７に記載の超音波診断装置において、
    前記圧迫手技には、圧迫の単位時間あたりの大きさの変化が異なる複数の種類が含まれており、
    前記演算結果に基づいて評価した前記圧迫の単位時間あたりの大きさの変化に基づいて、前記圧迫手技の種類を判定する、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
11. 請求項１０に記載の超音波診断装置において、
    前記圧迫の単位時間あたりの大きさの変化が小さい場合に、当該変化が大きい場合よりも、前記弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数を大きくする、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
12. 請求項６から１１のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
    前記圧迫手技には、複数の種類の圧迫手技として、ＮＯ Ｍａｎｕａｌ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ手技、Ｍｉｎｉｍａｌ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ手技、Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ手技の少なくとも一つが含まれる、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
13. 請求項６から１２のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
    前記弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数が２つ以上である場合に、最新のＲＦフレームデータと一つずつ時間的に遡ったＲＦフレームデータとを組み合わせたペアに基づいて次々に前記変位画像を生成し、
    前記弾性画像を生成する際に用いる変位画像の数またはＲＦフレームデータのペア数が１つである場合に、最新のＲＦフレームデータと一つ時間的に遡ったＲＦフレームデータとを組み合わせたペアに基づいて前記変位画像を生成する、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
14. 請求項６から１３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
    最新のＲＦフレームデータと一つ時間的に遡ったＲＦフレームデータとを組み合わせたペアに基づく相関演算により得られる前記演算結果から圧迫手技の種類を判定する、
    ことを特徴とする超音波診断装置。