JP6825102B2 - 音響波診断装置及び音響波診断装置の作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、音響波を使用した医用画像診断装置であって、表示装置に表示された音響波画像上の臓器や病変等の計測を行う音響波診断装置及び音響波診断装置の作動方法に関する。

近年、医用音響波診断装置においては、取得した音響波画像内に含まれる様々な臓器や病変等に対して、長さや大きさ、面積等の計測を行う計測機能を有することが一般的になっている。計測対象を計測するためには、通常、操作者がトラックパッドやトラックボール、マウス等の座標を入力する入力装置を用いてキャリパすなわちカーソルを操作し、表示画像上に計測点や関心領域等の設定をすることが行われている。

特許文献１には、計測する部位の種別、計測中の画像モード及び操作者が入力する計測点の設定順序に応じて最適な計測項目を自動判別することで、操作者が操作に戸惑うことなく、診断に集中することが可能な超音波診断装置が開示されている。また特許文献２には、超音波診断画像を表示する表示手段と計測処理を指示する表示・受付手段とを別々に備えることにより、表示手段への指紋の付着による汚れを防ぎ、超音波診断画像や計測結果が見難くなるという問題を解消する技術が開示されている。

特開２０１０−２４０１９８号公報 特開２０１０−１４８８１１号公報

特許文献１及び特許文献２においてはいずれも、計測点の入力を手動による入力操作のみで行っているので、計測対象に計測点を合わせるために手間や時間を要している。また操作者によって計測点の入力にバラつきが生じる場合があり、計測結果にもバラつきが生じてしまう恐れがある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、操作者による計測点の入力操作に要する手間や時間を低減して、迅速かつ簡単に計測対象の計測を行い、さらに操作者によるバラつきを低減した計測を行うことができる音響波診断装置及び音響波診断装置の作動方法を提供することを目的とする。

本発明の音響波診断装置は、取得した音響波画像を表示する画像表示部と、
計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定受付部と、
計測項目指定受付部が受け付けた計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定する検出計測アルゴリズム設定部と、
画像表示部に表示された音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける位置指定受付部と、
位置指定受付部により位置の指定を受け付けた場合に、受け付けた位置と検出計測アルゴリズム設定部により設定された検出計測アルゴリズムに基づいて、計測対象を検出し、かつ検出した計測対象について計測を行う計測部と、を備える。

本発明において「音響波」とは、超音波及び光音響波を含む用語である。また「検出計測アルゴリズム」は、検出するためのアルゴリズムと計測するためのアルゴリズムとを含むアルゴリズムである。また「計測対象に関連する計測項目」は、計測対象と計測内容とを示すことができる項目であり、計測項目には、例えば臓器の名前と、大きさや長さ等の臓器についての計測内容とが含まれる。なお計測項目が、例えば臓器の名前のみである場合には、臓器の名前には臓器についての計測内容が対応付けられているものとする。

また本発明の音響波診断装置は、計測部は、位置指定受付部が受け付けた位置に基づいて検出を行う検出範囲の位置を決定してもよい。

なお本発明において「検出範囲」は、計測部が検出を行う領域の大きさや形状を意味し、「検出範囲の位置」は、上記領域の存在する位置を意味する。

また本発明の音響波診断装置は、計測部は、位置指定受付部が受け付けた位置に基づいて計測を行う計測の位置を決定してもよい。

なお本発明において「計測の位置」は、計測点が配置される場所を意味する。なお「計測点」は、計測対象において２点間の距離を計測する場合には、この２点をそれぞれ計測点という。

また本発明の音響波診断装置は、計測対象について検出を行う条件を位置指定受付部が受け付けた位置及び計測項目の少なくとも１つに基づいて設定する検出条件設定部をさらに備え、
計測部は、検出条件設定部が設定した条件に基づいて検出を行ってもよい。

また本発明の音響波診断装置は、検出条件設定部が、検出を行う条件として、検出範囲の位置、検出範囲の大きさ、検出精度及び検出順序の少なくも１つを決定してもよい。

また本発明の音響波診断装置は、計測対象における計測点の配置ルールを計測項目に基づいて設定する計測点配置ルール設定部をさらに備え、
計測部が、計測点配置ルール設定部が設定した計測点配置ルールに基づいて計測点を配置して計測を行ってもよい。

また本発明の音響波診断装置は、計測項目指定受付部が、計測対象に関連する計測項目として、臓器の名前、病変の名前、臓器の名前及び臓器についての計測内容、及び、病変の名前及び病変についての計測内容の少なくとも１つの指定を受け付けてもよい。

また本発明の音響波診断装置は、音響波画像が超音波画像であってもよい。

また本発明の音響波診断装置は、音響波画像が光音響波画像であってもよい。

本発明の音響波診断装置の作動方法は、画像表示部と計測項目指定受付部と検出計測アルゴリズム設定部と位置指定受付部と計測部とを備える音響波診断装置の作動方法であって、
画像表示部は、取得した音響波画像を表示し、
計測項目指定受付部は、計測対象に関連する計測項目の指定を受け付け、
検出計測アルゴリズム設定部は、計測項目指定受付部が受け付けた計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定し、
位置指定受付部は、画像表示部に表示された音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付け、
計測部は、位置指定受付部により位置の指定を受け付けた場合に、受け付けた位置と検出計測アルゴリズム設定部により設定された検出計測アルゴリズムに基づいて、計測対象を検出し、かつ検出した計測対象について計測を行う。

本発明の音響波診断装置及び音響波診断装置の作動方法によれば、取得した音響波画像を表示する画像表示部と、計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定受付部と、計測項目指定受付部が受け付けた計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定する検出計測アルゴリズム設定部と、画像表示部に表示された音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける位置指定受付部と、位置指定受付部により位置の指定を受け付けた場合に、受け付けた位置と検出計測アルゴリズム設定部により設定された検出計測アルゴリズムに基づいて、計測対象を検出し、かつ検出した計測対象について計測を行う計測部とを備えるので、操作者が画像表示部に表示された音響波画像上の計測対象のおおまかな位置を指定するだけで計測部が自動的に計測対象を検出して計測する。これにより操作者による計測点の入力操作に要する手間や時間を低減して、迅速かつ簡単に計測対象の計測を行い、かつ操作者によるバラつきを低減した計測を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る音響波診断装置を備えた音響波画像撮影装置を示す斜視図 図１の音響波画像撮影装置の全体構成を示す概略図 超音波画像の表示の一例を示す図 超音波画像上の計測項目の一覧の表示の一例を示す図 超音波画像上に表示された計測項目の一覧における選択の一例を示す図 超音波画像上における位置の指定の一例を示す図 超音波画像上に表示される計測結果の一例を示す図 図２の音響波診断装置の一連の処理方法を示すフローチャート 本発明の音響波診断装置を備えた第２の実施形態の音響波画像撮影装置を示す斜視図 図９の音響波画像撮影装置の全体構成を示す概略図 本発明の第２の実施形態に係る音響波診断装置を備えた第３の実施形態の音響波画像撮影装置の全体構成を示す概略図 図１１の音響波診断装置による処理を説明するための図 超音波画像上の検出範囲の大きさの一例を示す図 超音波画像上の検出範囲の大きさの他の一例を示す図 超音波画像上の検出範囲の位置の一例を示す図 超音波画像上の検出範囲の位置の他の一例を示す図 検出範囲内の検出精度を説明するための図 超音波画像上の検出順序の一例を示す図 超音波画像上の検出順序の他の一例を示す図 図１１の音響波診断装置の一連の処理方法を示すフローチャート 本発明の第３の実施形態に係る音響波診断装置を備えた第４の実施形態の音響波画像撮影装置の全体構成を示す概略図 計測点の配置の一例を示す図 計測点の配置の他の一例を示す図 異なる計測項目における計測点の配置の一例 図２１の音響波診断装置の一連の処理方法を示すフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係る音響波診断装置１を備えた音響波画像撮影装置１０について詳しく説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る音響波診断装置１を備えた音響波画像撮影装置１０を示す斜視図、図２は図１の音響波画像撮影装置１０の全体構成を示す概略図、図３は超音波画像Ｉｂの表示の一例を示す図、図４は超音波画像Ｉｂ上の計測項目の一覧Ｎの表示の一例を示す図、図５は超音波画像Ｉｂ上に表示された計測項目の一覧Ｎにおける選択の一例を示す図、図６は超音波画像Ｉｂ上における位置の指定の一例を示す図、図７は超音波画像Ｉｂ上に表示される計測結果Ｒの一例を示す図である。

本実施形態に係る音響波画像撮影装置１０は、一例として、反射超音波検出信号に基づいて超音波画像を生成する機能のみを有する。なお本発明の音響波診断装置は、光音響信号に基づいて光音響画像を生成する機能と反射超音波検出信号に基づいて超音波画像を生成する機能の両方を有する装置に搭載してもよいし、光音響画像を生成する機能のみを有する装置に搭載してもよい。両方の上記機能を有さなくても、２次元画像の光音響画像及び超音波画像の少なくとも一方の画像データを入力又は記憶可能であり、入力又は記憶された上記画像データを表示可能な装置であれば、本発明の音響波診断装置を搭載することができる。

音響波画像撮影装置１０は一例として、図１に示すように、いわゆる携帯型であるノートパソコン型の装置として構成されている。なお本実施形態の音響波画像撮影装置１０はノートパソコン型としたが、本発明はこれに限られず、タブレット型等であってもよい。音響波画像撮影装置１０は、図１及び図２に示すように、超音波探触子からなるプローブ１１、超音波ユニット１２、画像表示部１４及び入力部１５を備えている。超音波ユニット１２は、図１の筐体内部に収容される。画像表示部１４は、より具体的には、例えば液晶表示装置等からなる画像表示画面であり、操作者によって直接入力が可能なタッチパネルで構成されている。本実施形態の画像表示部１４は入力部１５としても機能する。画像表示部１４及び入力部１５は、カラー画像が表示可能に構成されている。以下、音響波画像撮影装置１０の構成要素について順次説明する。

プローブ１１は、例えば生体である被検体Ｍに向けて超音波を出射する機能を有する。なお図２において、プローブ１１の形状は概略的に示してある。また、プローブ１１は、被検体Ｍ内を伝搬する音響波Ｕを検出する機能を有する。プローブ１１は、被検体Ｍに対して超音波（音響波）を出射（送信）し、被検体Ｍで反射して戻って来た反射超音波（反射音響波）を検出（受信）する。

本明細書において「音響波」とは、超音波や光音響波を含み、「超音波」とは、プローブにより送信された弾性波及びその反射波（反射超音波）を意味する。プローブ１１が発する音響波は超音波に限定されるものでは無く、被検対象や測定条件等に応じて適切な周波数を選択してさえいれば、可聴周波数の音響波を用いてもよい。

プローブ１１は、例えばセクタ走査対応のプローブ、リニア走査対応のプローブ、又は、コンベックス走査対応のプローブとして構成される。音響波画像の取得に使用されるプローブのタイプは、撮像部位などに応じて適宜選択される。プローブ１１は、音響波検出器である振動子アレイ２０を有し、振動子アレイ２０は筐体５０の内部に収容される。本実施形態において振動子アレイ２０は、超音波送信素子としても機能する。振動子アレイ２０は、図示外の配線を介して、超音波送信用の回路等と接続されている。

振動子アレイ２０は、一方向に並設された複数の超音波振動子を有する。超音波振動子は、電気音響変換素子である。超音波振動子は、例えば圧電セラミクスから構成された圧電素子である。又は、超音波振動子は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：PolyVinylidene DiFluoride）のような高分子フィルムから構成された圧電素子であってもよい。超音波振動子は、受信した音響波Ｕを電気信号に変換する。

なお、振動子アレイ２０は、上記では、複数の超音波振動子が一次元に配列されている例について説明したが、これには限定されない。振動子アレイ２０において、複数の超音波振動子が二次元に配列されていてもよい。

振動子アレイ２０において、超音波振動子に交番電圧が印加されると、超音波振動子は交番電圧の周波数に対応した周波数の超音波を発生させ、振動子アレイ２０から超音波が送信される。なお、超音波の送信と受信は互いに分離させてもよい。つまり、例えばプローブ１１とは異なる位置から超音波の送信を行い、その送信された超音波に対する反射超音波をプローブ１１で受信してもよい。

超音波ユニット１２は、受信回路２１、受信メモリ２２、超音波画像生成部２５、画像処理・記憶部２６、表示制御部２７、計測項目指定受付部２８、検出計測アルゴリズム設定部２９、位置指定受付部３０、計測部３１、送信制御回路３４及び制御部３５を有する。本実施形態においては、画像表示部１４、入力部１５、画像処理・記憶部２６、表示制御部２７、計測項目指定受付部２８、検出計測アルゴリズム設定部２９、位置指定受付部３０、計測部３１及び制御部３５によって本発明の一実施形態である音響波診断装置１が構成される。

制御部３５は、音響波診断装置１の各部を制御し、かつ音響波画像撮影装置１０の各部を制御する。制御部３５は、超音波画像を取得する場合は、送信制御回路３４に超音波送信を指示する超音波トリガ信号を送信する。送信制御回路３４は、超音波トリガ信号を受けると、プローブ１１から超音波を送信させる。制御部３５は、超音波送信のタイミングに合わせて受信回路２１にサンプリングトリガ信号を送信し、反射超音波信号のサンプリングを開始させる。

受信回路２１は、プローブ１１の振動子アレイ２０が出力する反射超音波検出信号を受信し、受信した検出信号を受信メモリ２２に格納する。受信回路２１は、典型的には、低ノイズアンプ、可変ゲインアンプ、ローパスフィルタ、及びＡＤ変換器を含んで構成される。プローブ１１が出力する反射超音波検出信号は、低ノイズアンプで増幅された後に、可変ゲインアンプで深度に応じたゲイン調整がなされ、ローパスフィルタで高周波成分がカットされた後にＡＤ変換器でデジタル信号に変換され、受信メモリ２２に格納される。受信回路２１は、例えば１つのＩＣ（Integrated Circuit）で構成される。なお、上記ローパスフィルタは、ＡＤ変換時に折り返し雑音が発生することを防止するために設けられている。ローパスフィルタのカットオフ周波数は、一般に、ＡＤ変換のサンプリング周波数の半分程度の周波数に設定される。ローパスフィルタのカットオフ周波数は、具体的には１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ程度に設定される。

受信メモリ２２には、デジタル化された反射超音波検出信号が格納される。なお、詳しくいえば、上記反射超音波検出信号は、被検体Ｍに向けて出射された音響波である超音波が被検体Ｍ内で反射した反射音響波を検出して得られた信号である。

超音波画像生成部２５は、受信メモリ２２から受信した反射超音波検出信号を再構成して、超音波画像（断層画像）を生成する。具体的には、超音波画像生成部２５は、振動子アレイ２０の各超音波振動子の位置に応じた遅延時間で各超音波振動子から出力された信号に基づく反射超音波検出信号を加算し、１ライン分の反射超音波検出信号を生成する（遅延加算法）。超音波画像生成部２５は、遅延加算法に代えて、ＣＢＰ法（Circular Back Projection）により再構成を行ってもよい。あるいは超音波画像生成部２５は、ハフ変換法又はフーリエ変換法を用いて再構成を行ってもよい。再構成された複数ライン分の反射超音波検出信号は、検波処理及び対数変換処理等の信号処理を受けてから、被検体Ｍのある断面に関する超音波画像（断層画像）を表示する信号として、画像処理・記憶部２６を経て表示制御部２７に送られる。

画像処理・記憶部２６は、超音波画像の画像データに対して、明るさ補正、階調補正、シャープネス補正、及び色補正等の画質補正処理等の画質向上のための各種処理を行う。なお本実施形態の画像処理・記憶部２６は、各種データベースを記憶する記憶部及び超音波画像生成部２５で生成された画像を表示する信号を画像データとして記憶する記憶部としても機能する。本実施形態の音響波診断装置１及び音響波画像撮影装置１０の画像処理・記憶部２６は、画像処理機能と記憶部としての機能の両方を備えるものとしたが、本発明の音響波診断装置においては画像処理機能を備えずに記憶部としての機能のみを備えていてもよい。

表示制御部２７は、上記の超音波画像を表示する信号に基づいて図３に示すように超音波画像Ｉｂを画像表示部１４に表示させる。

計測項目指定受付部２８は、計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける。具体的には操作者によりＵＩ（User Interface：ユーザーインターフェース）アプリ上で計測機能が立ち上げられると、図４に示すように、画像表示部１４に計測対象に関連する計測項目の一覧Ｎが表示される。計測項目の一覧Ｎに表示される各計測項目は、臓器の名前と臓器についての計測内容とが記載されており、例えば腹部大動脈径Ｎ１、胆嚢サイズＮ２、腎臓サイズＮ３、胆嚢壁厚等が表示される。本実施形態では計測対象に関連する計測項目として、臓器の名前及び臓器についての計測内容を表示させるが、本発明はこれに限られるものではなく、臓器の名前のみを表示させてもよい。また臓器の名前に限られず、腫瘍、のう胞、出血等の病変の名前や異常に関する項目のみを表示させてもよいし、病変の名前及び病変についての計測内容を表示させてもよいし、異常に関する項目及び異常に関する項目についての計測内容を表示させてもよい。表示内容は適宜変更することができる。例えば臓器の名前のみを表示させる場合には、表示された臓器の名前には径を計測するのか、大きさを計測するのか、又は長さを計測するのか等の計測内容が対応付けられる。具体的には対応付けのテーブルを画像処理・記憶部２６に記憶させておき、臓器の名前が指定されると上記テーブルに基づいて計測内容が選択される。

図４に示すように、画像表示部１４に計測項目の一覧Ｎが表示されると、図５に示すように、操作者が指Ｐで計測項目の一覧Ｎから所望する計測項目として例えば胆嚢サイズＮ２を選択する。計測項目指定受付部２８は、操作者に選択された胆嚢サイズＮ２を計測項目として受け付ける。本実施形態の計測項目指定受付部２８は、タッチパネルによって選択された選択項目を受け付けるが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばマウスやトラックパッド、トラックボール等の入力装置を入力部とし、この入力部によって選択された選択項目を受け付けてもよい。

検出計測アルゴリズム設定部２９は、計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目に基づいて検出のアルゴリズム及び計測のアルゴリズムを設定する。一般的に臓器や病変等の種類によって、画像上から計測対象を検出するためのアルゴリズムが異なる。また、径を計測するのか、大きさを計測するのか、又は長さを計測するのか等の計測内容によっても、画像上において計測対象を計測するためのアルゴリズムが異なる。検出計測アルゴリズム設定部２９は、各計測対象に対応するアルゴリズム及び各計測内容に対応するアルゴリズムを対応付けテーブルとして記憶しておき、計測項目指定受付部２８が計測項目を受け付けると、上記対応付けテーブルを参照して検出計測アルゴリズムを設定する。なお検出計測アルゴリズムに関しては、一般的に使用される公知のアルゴリズムを使用することができる。ここでいうアルゴリズムとは、ある目的（検出や計測）を達成するための手順（計算手順）を定めたものであって、たとえば、ソフトウェアのプログラムとして装置に実装され、プロセッサにより実行されるものである。

例えば、計測対象の検出のアルゴリズムについては、典型的なパターンデータをテンプレートとして予め記憶しておき、画像内をテンプレートでサーチしながらパターンデータに対する類似度を算出し、類似度が所定の閾値以上かつ最大となった場所に対象が存在するとみなす方法がある。類似度の算出には、単純なテンプレートマッチングの他に、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ることができる。

位置指定受付部３０は、画像表示部１４に表示された超音波画像Ｉｂ上の計測対象の位置の指定を受け付ける。具体的には計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目が胆嚢サイズＮ２である場合には、操作者は胆嚢のサイズの計測を所望するので、計測対象は胆嚢となる。そして操作者は、図６に示すように、操作者自身が超音波画像Ｉｂ上の胆嚢が存在すると思う位置、例えば図６中の矢印の先を指Ｐで指定する。位置指定受付部３０は操作者が指定した位置を計測対象の位置として受け付ける。

計測部３１は、位置指定受付部３０により計測対象の位置の指定を受け付けた場合に、受け付けた位置と検出計測アルゴリズム設定部２９により設定された検出計測アルゴリズムに基づいて計測対象を検出し、検出した計測対象について計測を行う。計測部３１は上記受け付けた位置に基づいて計測対象を検出する検出範囲の位置を決定し、決定した位置における検出範囲内を検出する。なお検出範囲の大きさは予め計測部３１に設定されているが、操作者によって設定変更することができる。

具体的には、計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目が胆嚢サイズＮ２である場合には、計測部３１はまず超音波画像Ｉｂ上の胆嚢を検出計測アルゴリズム設定部２９により設定された検出アルゴリズムに基づいて検出範囲内において検出する。計測部３１は超音波画像Ｉｂ上の胆嚢の正確な位置及び領域を検出する。次に計測部３１は、検出した胆嚢に対して、最適な計測点を決定する。具体的には、計測部３１は、図７に示すように、超音波画像Ｉｂ上の胆嚢の領域を囲む境界上の最も距離の長い２点を計測点Ｋ１、Ｋ２として決定し、この計測点Ｋ１、Ｋ２を結ぶ線Ｋ３の長さを計測する。図７においては線Ｋ３の長さは５６ｍｍである。計測部３１は計測点Ｋ１、Ｋ２及び線Ｋ３と、計測結果Ｒとして計測対象と長さ、すなわち胆嚢：５６ｍｍを、画像処理・記憶部２６及び表示制御部２７を介して画像表示部１４に表示させる。

本実施形態においては、計測部３１は、位置指定受付部３０が受け付けた位置に基づいて計測対象を検出する検出範囲の位置を決定したが、本発明はこれに限られるものではない。計測部３１は、さらに、位置指定受付部３０が受け付けた位置に基づいて計測対象の計測を行う計測の位置すなわち計測点Ｋ１，Ｋ２の位置を決定してもよい。例えば、計測部３１は、計測対象が血管等の長いものである場合に、どこの径を計測するのかを上記受け付けた位置に基づいて決定する。例えば、計測部３１は、上記受け付けた位置を通る最短の線を線Ｋ３とし、この線Ｋ３の両端の点を計測点Ｋ１、Ｋ２として決定することができる。

また計測対象を検出する検出範囲が超音波画像Ｉｂ全体である場合には、計測部３１は、計測対象を検出する範囲の位置を決定する必要はない。そのため、計測部３１は、計測対象の計測を行う計測の位置すなわち計測点Ｋ１，Ｋ２の位置のみを決定してもよい。

次に、以上説明した音響波画像撮影装置１０において、音響波診断装置１が画像表示部１４に表示された超音波画像Ｉｂにおいて計測対象を計測する音響波診断装置の作動方法について説明する。図８は、図２の音響波診断装置１の一連の処理方法を示すフローチャートである。

音響波診断装置１は、図８に示すように、画像処理・記憶部２６が、超音波画像生成部２５が生成した超音波画像Ｉｂの画像データを受信して記憶することにより超音波画像Ｉｂを取得する（ステップＳ１）。本実施形態においては、画像処理・記憶部２６が、超音波画像生成部２５が生成した超音波画像Ｉｂの画像データを受信して記憶することにより超音波画像Ｉｂを取得したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、音響波診断装置１に設けられた図示しない入出力部から外部記憶手段に予め記憶された超音波画像Ｉｂの画像データを入力することにより超音波画像Ｉｂを取得してもよい。なお、本発明は、超音波画像生成部２５が生成した超音波画像Ｉｂの画像データが、一旦画像処理・記憶部２６に記憶されることなく表示制御部２７によって画像表示部１４に表示される場合においても、適用可能である。

次に表示制御部２７は、画像処理・記憶部２６が記憶し、各種画像処理を施した超音波画像Ｉｂの画像データを画像表示部１４に表示させる（ステップＳ２）。さらに、操作者によりＵＩアプリ上で計測機能が立ち上げられると、表示制御部２７は、図４に示すように、画像表示部１４に計測対象に関連する計測項目の一覧Ｎを表示させる（ステップＳ３）。

画像表示部１４に計測項目の一覧Ｎが表示されると、図５に示すように、操作者が指Ｐで計測項目の一覧Ｎから所望する計測項目として胆嚢サイズＮ２を指定し、計測項目指定受付部２８が操作者に選択された胆嚢サイズＮ２を計測項目として受け付ける（ステップＳ４）。

次に検出計測アルゴリズム設定部２９は、計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目すなわち胆嚢サイズの検出計測アルゴリズムを設定する（ステップＳ５）。

位置指定受付部３０は、画像表示部１４に表示された超音波画像Ｉｂ上の計測対象すなわち胆嚢の位置の指定を受け付ける（ステップＳ６）。次に計測部３１が検出計測アルゴリズム設定部２９により設定された検出アルゴリズムに基づいて検出範囲内を検出し、超音波画像Ｉｂ上の胆嚢の正確な位置及び領域を検出する。計測部３１は、検出した胆嚢に対して、最適な計測点Ｋ１、Ｋ２を決定し、この計測点Ｋ１、Ｋ２を結ぶ線Ｋ３の長さを計測する（ステップＳ７）。そして計測部３１は、計測点Ｋ１、Ｋ２及び線Ｋ３と、計測結果Ｒとして計測対象と長さ、すなわち胆嚢：５６ｍｍを、画像処理・記憶部２６及び表示制御部２７を介して画像表示部１４に表示させる（ステップＳ８）。以上により音響波診断装置１は計測対象の計測を行う。

本実施形態の音響波診断装置１及び音響波診断装置１の作動方法によれば、操作者が画像表示部１４に表示された音響波画像上の計測対象Ｍ１のおおまかな位置を指定するだけで計測部３１が自動的に計測対象Ｍ１を検出して計測することができる。これにより操作者による計測点の入力操作に要する手間や時間を低減して、迅速かつ簡単に計測対象Ｍ１の計測を行い、かつ操作者によるバラつきを低減した計測を行うことができる。

次に図面を参照して、本発明の第２の実施形態の音響波画像撮影装置１０−２について詳しく説明する。図９は音響波診断装置１を備えた音響波画像撮影装置１０−２を示す斜視図、図１０は図９の音響波画像撮影装置１０−２の全体構成を示す概略図である。

本実施形態に係る音響波画像撮影装置１０−２は、一例として、光音響信号に基づいて光音響画像を生成する機能と反射超音波検出信号に基づいて超音波画像を生成する機能の両方を有する。本発明の音響波診断装置は、光音響画像を生成する機能のみを有する装置に搭載してもよいし、超音波画像を生成する機能のみを有する装置に搭載してもよい。両方の上記機能を有さなくても、２次元画像の光音響画像及び超音波画像の少なくとも一方の画像データを入力又は記憶可能であり、入力又は記憶された上記画像データを表示可能な装置であれば、本発明の音響波診断装置を搭載することができる。

音響波画像撮影装置１０−２は、一例として、図９に示すように、いわゆるタワー型の装置として構成されている。音響波画像撮影装置１０−２は、図９及び図１０に示すように、超音波探触子からなるプローブ１１、超音波ユニット１２、レーザユニット１３、画像表示部１４及び入力部１５を備えている。超音波ユニット１２とレーザユニット１３は、筐体１０Ｃの内部に収容される。画像表示部１４は、より具体的には、例えば液晶表示装置等からなる画像表示画面であり、操作者によって直接入力が可能なタッチパネルで構成されている。入力部１５は例えば画像表示部１４とは別のタッチパネル１５Ｔ、複数の入力ボタン１５Ｂ及び、複数の入力キー１５Ｋ等も備えている。なお本実施形態の画像表示部１４は、入力部１５としても機能する。画像表示部１４及びタッチパネル１５Ｔは、それぞれカラー画像が表示可能に構成されている。以下、音響波画像撮影装置１０−２の構成要素について順次説明する。

プローブ１１は、例えば生体である被検体Ｍに向けて測定光及び超音波を出射する機能を有する。なお図１０において、プローブ１１の形状は概略的に示してある。また、プローブ１１は、被検体Ｍ内を伝搬する音響波Ｕを検出する機能を有する。プローブ１１は、被検体Ｍに対して測定光を出射し、その測定光の出射に起因して被検体内で生じた光音響波を検出する。また、プローブ１１は、被検体Ｍに対して超音波（音響波）を出射（送信）し、被検体Ｍで反射して戻って来た反射超音波（反射音響波）を検出（受信）する。

本明細書において「音響波」とは、超音波や光音響波を含み、「超音波」とはプローブにより送信された弾性波及びその反射波（反射超音波）を意味する。「光音響波」とは吸収体６５が測定光を吸収することにより発する弾性波を意味する。プローブ１１が発する音響波は超音波に限定されるものでは無く、被検対象や測定条件等に応じて適切な周波数を選択してさえいれば、可聴周波数の音響波を用いてもよい。なお被検体Ｍ内の吸収体６５としては、例えば血管、金属部材等が挙げられる。

プローブ１１は、例えばセクタ走査対応のプローブ、リニア走査対応のプローブ、又は、コンベックス走査対応のプローブとして構成される。音響波画像の取得に使用されるプローブのタイプは、撮像部位などに応じて適宜選択される。プローブ１１には、レーザユニット１３とプローブ１１との間を接続する光ファイバ６０が接続される。レーザユニット１３から発せられた測定光であるレーザ光Ｌは、光ファイバ６０によって光出射部４０まで導光される。

プローブ１１は、音響波検出器である振動子アレイ２０と、光出射部４０とを有する。図１０の例では、プローブ１１は、光出射部４０を２つ有している。２つの光出射部４０は、振動子アレイ２０を挟んで対向した位置に配置される。振動子アレイ２０及び２つの光出射部４０は、筐体５０の内部に収容される。

本実施形態において振動子アレイ２０は、超音波送信素子としても機能する。振動子アレイ２０は、図示外の配線を介して、超音波送信用の回路及び音響波受信用の回路等と接続されている。

振動子アレイ２０は、一方向に並設された複数の超音波振動子を有する。超音波振動子は、電気音響変換素子である。超音波振動子は、例えば圧電セラミクスから構成された圧電素子である。又は、超音波振動子は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：PolyVinylidene DiFluoride）のような高分子フィルムから構成された圧電素子であってもよい。超音波振動子は、受信した音響波Ｕを電気信号に変換する。図１０では、図示を省略するが、プローブ１１は、振動子アレイ２０の被検体側に音響レンズを有していてもよい。

なお、振動子アレイ２０は、上記では、複数の超音波振動子が一次元に配列されている例について説明したが、これには限定されない。振動子アレイ２０において、複数の超音波振動子が二次元に配列されていてもよい。

振動子アレイ２０において、超音波振動子に交番電圧が印加されると、超音波振動子は交番電圧の周波数に対応した周波数の超音波を発生させ、振動子アレイ２０から超音波が送信される。なお、超音波の送信と受信は互いに分離させてもよい。つまり、例えばプローブ１１とは異なる位置から超音波の送信を行い、その送信された超音波に対する反射超音波をプローブ１１で受信してもよい。

光出射部４０は、光ファイバ６０によって導光されたレーザ光Ｌを被検体Ｍに向けて出射させる。本実施形態において光出射部４０は、光ファイバ６０の先端部、つまり測定光の光源であるレーザユニット１３から遠い方の端部によって構成されている。図１０に示されるように、本実施形態では２つの光出射部４０が、振動子アレイ２０を間に置いて、振動子アレイ２０の例えばエレベーション方向の両側に配置されている。「エレベーション方向」とは、複数の超音波振動子が一次元に配列された場合、その配列方向に対して直角で、かつ振動子アレイ２０の検出面に平行な方向である。

なお光出射部４０は、光ファイバ６０の先端に光学的に結合させた導光板及び拡散板を含んでいてもよい。導光板には、例えばアクリル板、又は石英板が用いられる。また拡散板には、マイクロレンズが基板上にランダムに配置されているレンズ拡散板を使用することができる。レンズ拡散板としてはホログラフィカル拡散板を用いてもよいし、エンジニアリング拡散板を用いてもよい。レンズ拡散板を用いるのに代えて、例えば拡散微粒子が分散された石英板等を拡散板として用いてもよい。

レーザユニット１３は、測定光としてのレーザ光Ｌを発する。レーザユニット１３は、例えばＱスイッチアレキサンドライトレーザ等のフラッシュランプ励起Ｑスイッチ固体レーザを含む。レーザユニット１３は、例えば超音波ユニット１２の制御部３５から発せられるトリガ信号を受信する。レーザユニット１３は、トリガ信号を受信するとレーザ光Ｌを出力する。レーザユニット１３は、１〜１００ｎｓｅｃ（ナノ秒）のパルス幅を有するパルスレーザ光Ｌを出力するものであることが好ましい。

レーザ光Ｌの波長は、計測の対象となる被検体Ｍ内の吸収体６５の光吸収特性に応じて適宜選択される。例えば計測対象が生体内のヘモグロビンである場合、つまり血管を撮像する場合、レーザ光Ｌの波長は、近赤外波長域に属する波長であることが好ましい。近赤外波長域とはおよそ７００〜２５００ｎｍの波長域を意味する。レーザ光Ｌの波長は任意であり、近赤外波長域に属する波長には限定されない。レーザユニット１３は、単波長のレーザ光Ｌを出射してもよいし、複数波長のレーザ光Ｌを出射してもよい。複数波長としては、例えば７５０ｎｍ及び８００ｎｍの組み合わせが考えられる。レーザ光Ｌが複数の波長を含む場合、複数の波長の光は、同時に出射されてもよいし、交互に切り替えながら出射されてもよい。

なおレーザユニット１３は、アレキサンドライトレーザを含むことには限定されない。レーザユニット１３には、例えば、近赤外波長域のレーザ光の出力が可能なＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）−ＳＨＧ（Second harmonic generation：第二次高調波発生）−ＯＰＯ（Optical Parametric Oscillation：光パラメトリック発振）レーザ、波長変換を行わないＹＡＧレーザ、あるいはＴｉ−Ｓａｐｐｈｉｒｅ（チタン−サファイア）レーザを含んでいてもよい。さらにレーザユニット１３は、フラッシュランプ励起固体レーザに限らず、レーザダイオード励起固体レーザを含むものであってもよい。

光ファイバ６０は、レーザユニット１３から出射されたレーザ光Ｌを、２つの光出射部４０まで導く。特に限定されないが、例えば、石英ファイバ等の公知の光ファイバを光ファイバ６０として使用することができる。光ファイバ６０としては、例えば１本の太い光ファイバが用いられてもよいし、あるいは複数の光ファイバ素線が束ねられてなるバンドルファイバが用いられてもよい。光ファイバ６０にバンドルファイバが用いられる場合、一束にまとめられた複数の光ファイバ素線の光入射端面に対してレーザ光Ｌを入射し、複数の光ファイバ素線を２つに分岐し、２つに分岐された光ファイバ素線の光出射端のそれぞれを光出射部４０としてもよい。

超音波ユニット１２は、受信回路２１、受信メモリ２２、データ分離手段２３、光音響画像生成部２４、超音波画像生成部２５、画像処理・記憶部２６、表示制御部２７、計測項目指定受付部２８、検出計測アルゴリズム設定部２９、位置指定受付部３０、計測部３１、送信制御回路３４及び制御部３５を有する。本実施形態においては、画像表示部１４、入力部１５、画像処理・記憶部２６、表示制御部２７、計測項目指定受付部２８、検出計測アルゴリズム設定部２９、位置指定受付部３０、計測部３１及び制御部３５によって本発明の一実施形態である音響波診断装置１が構成される。

制御部３５は、音響波診断装置１の各部を制御し、かつ音響波画像撮影装置１０−２の各部を制御する。制御部３５は、図示外のトリガ制御回路を備える。トリガ制御回路は、例えば光音響画像を取得する場合には、レーザユニット１３に光トリガ信号を送信する。レーザユニット１３は、光トリガ信号を受信すると、Ｑスイッチ固体レーザにおいて励起源のフラッシュランプを点灯し、レーザロッドの励起を開始する。レーザロッドの励起状態が維持されている間、レーザユニット１３は、レーザ光Ｌを出力可能な状態となる。

制御部３５のトリガ制御回路は、光トリガ信号の送信後、レーザユニット１３にＱスイッチトリガ信号を送信する。レーザユニット１３は、Ｑスイッチトリガ信号を受信すると、Ｑスイッチ固体レーザのＱスイッチを開いてレーザ光Ｌを出力する。レーザユニット１３からレーザ光Ｌが出力するタイミングは、Ｑスイッチトリガ信号によって制御される。制御部３５は、Ｑスイッチトリガ信号の送信を行い、かつ、サンプリングトリガ信号を受信回路２１に送信する。このサンプリングトリガ信号は、受信回路２１のＡＤ変換器（Analog to Digital convertor）における光音響信号のサンプリングの開始タイミングを規定する。サンプリングトリガ信号を受信した受信回路がサンプリングを開始することにより、レーザ光Ｌの出力と同期して光音響信号をサンプリングすることが可能となる。

制御部３５は、超音波画像を取得する場合は、送信制御回路３４に超音波送信を指示する超音波トリガ信号を送信する。送信制御回路３４は、超音波トリガ信号を受けると、プローブ１１から超音波を送信させる。制御部３５は、超音波送信のタイミングに合わせて受信回路２１にサンプリングトリガ信号を送信し、反射超音波信号のサンプリングを開始させる。

受信回路２１は、プローブ１１の振動子アレイ２０が出力する光音響波検出信号を受信し、受信した検出信号を受信メモリ２２に格納する。受信回路２１は、典型的には、低ノイズアンプ、可変ゲインアンプ、ローパスフィルタ、及びＡＤ変換器を含んで構成される。プローブ１１が出力する光音響波検出信号は、低ノイズアンプで増幅された後に、可変ゲインアンプで深度に応じたゲイン調整がなされ、ローパスフィルタで高周波成分がカットされた後にＡＤ変換器でデジタル信号に変換され、受信メモリ２２に格納される。受信回路２１は、例えば１つのＩＣ（Integrated Circuit）で構成される。なお、上記ローパスフィルタは、ＡＤ変換時に折り返し雑音が発生することを防止するために設けられている。ローパスフィルタのカットオフ周波数は、一般に、ＡＤ変換のサンプリング周波数の半分程度の周波数に設定される。ローパスフィルタのカットオフ周波数は、具体的には１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ程度に設定される。

本実施形態においてプローブ１１は、光音響波の検出信号と反射超音波の検出信号とを出力する。受信メモリ２２には、デジタル化された光音響波検出信号及び反射超音波検出信号が格納される。なお、詳しくいえば、上記光音響波検出信号は、被検体Ｍに向けて出射されたレーザ光Ｌを受けることにより被検体Ｍ内から発生した光音響波を検出して得られた信号である。一方上記反射超音波検出信号は、被検体Ｍに向けて出射された音響波である超音波が被検体Ｍ内で反射した反射音響波を検出して得られた信号である。データ分離手段２３は、受信メモリ２２から光音響画像用のデータ、つまりデジタル化された光音響波検出信号を読み出して、光音響画像生成部２４に送信する。またデータ分離手段２３は、受信メモリ２２から反射超音波画像用のデータ、つまりデジタル化された反射超音波検出信号を読み出して、超音波画像生成部２５に送信する。

光音響画像生成部２４は、受信メモリ２２からデータ分離手段２３を経て受信した光音響波検出信号を再構成して、光音響画像を生成する。具体的には、光音響画像生成部２４は、振動子アレイ２０の各超音波振動子の位置に応じた遅延時間で各超音波振動子から出力された信号に基づく光音響波検出信号を加算し、１ライン分の光音響波検出信号を生成する（遅延加算法）。光音響画像生成部２４は、遅延加算法に代えて、ＣＢＰ法（Circular Back Projection）により再構成を行ってもよい。あるいは光音響画像生成部２４は、ハフ変換法又はフーリエ変換法を用いて再構成を行ってもよい。再構成された複数ライン分の光音響波検出信号は、検波処理及び対数変換処理等の信号処理を受けてから、被検体Ｍのある断面に関する光音響画像（断層画像）を表示する信号として、画像処理・記憶部２６を経て表示制御部２７に送られる。

超音波画像生成部２５は、受信メモリ２２からデータ分離手段２３を経て受信した反射超音波検出信号に対して、基本的に上記光音響波検出信号に対するのと同様の処理を施して、超音波画像（断層画像）を示す複数ライン分の反射超音波検出信号を生成する。そのようにして生成された反射超音波検出信号は、被検体Ｍのある断面に関する超音波画像を表示する信号として、画像処理・記憶部２６を経て表示制御部２７に送られる。

画像処理・記憶部２６は、光音響画像及び超音波画像の画像データに対して、明るさ補正、階調補正、シャープネス補正、及び色補正等の画質補正処理等の画質向上のための各種処理を行う。なお本実施形態の画像処理・記憶部２６は、各種データベースを記憶する記憶部及び光音響画像生成部２４や超音波画像生成部２５で生成された画像を表示する信号を画像データとして記憶する記憶部としても機能する。本実施形態の音響波診断装置１及び音響波画像撮影装置１０−２の画像処理・記憶部２６は、画像処理機能と記憶部としての機能の両方を備えるものとしたが、本発明の音響波診断装置においては画像処理機能を備えずに記憶部としての機能のみを備えていてもよい。

表示制御部２７は、上記の光音響画像を表示する信号に基づいて光音響画像を画像表示部１４に表示させる。また、上記の超音波画像を表示する信号に基づいて図３に示すように超音波画像Ｉｂを画像表示部１４に表示させる。これら２種類の画像は別々に、あるいは合成されて合成画像として画像表示部１４に表示される。後者の場合、表示制御部２７は、例えば光音響画像と超音波画像とを重畳させて画像合成を行う。光音響画像と超音波画像とを重畳して表示する場合、光音響画像では画像化することができない部分を超音波画像において観察可能となる。なお本実施形態の音響波診断装置１においては、画像表示部１４に表示される音響波画像を超音波画像Ｉｂとして以下説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、光音響波画像や、光音響画像と超音波画像とを重畳させた合成画像を表示させて計測することもできる。

計測項目指定受付部２８は、計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける。具体的には操作者によりＵＩ（User Interface：ユーザーインターフェース）アプリ上で計測機能が立ち上げられると、図４に示すように、画像表示部１４に計測対象に関連する計測項目の一覧Ｎが表示される。計測項目の一覧Ｎに表示される各計測項目は、臓器の名前と臓器についての計測内容とが記載されており、例えば腹部大動脈径Ｎ１、胆嚢サイズＮ２、腎臓サイズＮ３、胆嚢壁厚等が表示される。本実施形態では計測対象に関連する計測項目として、臓器の名前及び臓器についての計測内容を表示させるが、本発明はこれに限られるものではなく、臓器の名前のみを表示させてもよい。また臓器の名前に限られず、腫瘍、のう胞、出血等の病変の名前や異常に関する項目のみを表示させてもよいし、病変の名前及び病変についての計測内容を表示させてもよいし、異常に関する項目及び異常に関する項目についての計測内容を表示させてもよいし、表示内容は適宜変更することができる。例えば臓器の名前のみを表示させる場合には、表示された臓器の名前には径を計測するのか、大きさを計測するのか、又は長さを計測するのか等の計測内容が対応付けられる。具体的には対応付けのテーブルを画像処理・記憶部２６に記憶させておき、臓器の名前が指定されると上記テーブルに基づいて計測内容が選択される。

図４に示すように、画像表示部１４に計測項目の一覧Ｎが表示されると、図５に示すように、操作者が指Ｐで計測項目の一覧Ｎから所望する計測項目として例えば胆嚢サイズＮ２を選択する。計測項目指定受付部２８は、操作者に選択された胆嚢サイズＮ２を計測項目として受け付ける。本実施形態の計測項目指定受付部２８は、タッチパネルによって選択された選択項目を受け付けるが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばマウスやトラックパッド、トラックボール等の入力装置を入力部とし、この入力部によって選択された選択項目を受け付けてもよい。

検出計測アルゴリズム設定部２９は、計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目に基づいて検出のアルゴリズム及び計測のアルゴリズムを設定する。一般的に臓器や病変等の種類によって、画像上から計測対象を検出するためのアルゴリズムが異なる。また径を計測するのか、大きさを計測するのか、又は長さを計測するのか等の計測内容によっても、画像上において計測対象を計測するためのアルゴリズムが異なる。検出計測アルゴリズム設定部２９は、各計測対象に対応するアルゴリズム及び各計測内容に対応するアルゴリズムを対応付けテーブルとして記憶しておき、計測項目指定受付部２８が計測項目を受け付けると、上記対応付けテーブルを参照して検出計測アルゴリズムを設定する。なお検出計測アルゴリズムに関しては、一般的に使用される公知のアルゴリズムを使用することができる。ここでいうアルゴリズムとは、ある目的（検出や計測）を達成するための手順（計算手順）を定めたものであって、たとえば、ソフトウェアのプログラムとして装置に実装され、プロセッサにより実行されるものである。

例えば、計測対象の検出のアルゴリズムについては、典型的なパターンデータをテンプレートとして予め記憶しておき、画像内をテンプレートでサーチしながらパターンデータに対する類似度を算出し、類似度が所定の閾値以上かつ最大となった場所に対象が存在するとみなす方法がある。類似度の算出には、単純なテンプレートマッチングの他に、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ることができる。

位置指定受付部３０は、画像表示部１４に表示された超音波画像Ｉｂ上の計測対象の位置の指定を受け付ける。具体的には計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目が胆嚢サイズＮ２である場合には、操作者は胆嚢のサイズの計測を所望するので、計測対象は胆嚢となる。そして操作者は、図６に示すように、操作者自身が超音波画像Ｉｂ上の胆嚢が存在すると思う位置、例えば図６中の矢印の先を指Ｐで指定する。位置指定受付部３０は操作者が指定した位置を計測対象の位置として受け付ける。

計測部３１は、位置指定受付部３０により計測対象の位置の指定を受け付けた場合に、受け付けた位置と検出計測アルゴリズム設定部２９により設定された検出計測アルゴリズムに基づいて計測対象を検出し、検出した計測対象について計測を行う。計測部３１は上記受け付けた位置に基づいて計測対象を検出する検出範囲の位置を決定し、決定した位置における検出範囲内を検出する。なお検出範囲の大きさは予め計測部３１に設定されているが、操作者によって設定変更することができる。

具体的には計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目が胆嚢サイズＮ２である場合には、計測部３１はまず超音波画像Ｉｂ上の胆嚢を検出計測アルゴリズム設定部２９により設定された検出アルゴリズムに基づいて検出範囲内において検出する。計測部３１は、超音波画像Ｉｂ上の胆嚢の正確な位置及び領域を検出する。次に計測部３１は、検出した胆嚢に対して、最適な計測点を決定する。具体的には、計測部３１は、図７に示すように、超音波画像Ｉｂ上の胆嚢の領域を囲む境界上の最も距離の長い２点を計測点Ｋ１、Ｋ２として決定し、この計測点Ｋ１、Ｋ２を結ぶ線Ｋ３の長さを計測する。図７においては線Ｋ３の長さは５６ｍｍである。計測部３１は、計測点Ｋ１、Ｋ２及び線Ｋ３と、計測結果Ｒとして計測対象と長さ、すなわち胆嚢：５６ｍｍを、画像処理・記憶部２６及び表示制御部２７を介して画像表示部１４に表示させる。

本実施形態においては、計測部３１は、位置指定受付部３０が受け付けた位置に基づいて計測対象を検出する検出範囲の位置を決定したが、本発明はこれに限られるものではなく、計測部３１は、さらに計測対象の計測を行う計測の位置すなわち計測点Ｋ１，Ｋ２の位置を決定してもよい。例えば、計測部３１は、計測対象が血管等の長いものである場合に、どこの径を計測するのかを上記受け付けた位置に基づいて決定する。例えば、計測部３１は、上記受け付けた位置を通る最短の線を線Ｋ３とし、この線Ｋ３の両端の点を計測点Ｋ１、Ｋ２として決定することができる。

また計測対象を検出する検出範囲が超音波画像Ｉｂ全体である場合には、計測部３１は、計測対象を検出する範囲の位置を決定する必要はない。そのため、計測部３１は、計測対象の計測を行う計測の位置すなわち計測点Ｋ１，Ｋ２の位置のみを決定してもよい。

次に、以上説明した音響波画像撮影装置１０−２において、音響波診断装置１が画像表示部１４に表示された超音波画像Ｉｂにおいて計測対象を計測する音響波診断装置の作動方法について説明する。

音響波診断装置１は、図８に示すように、画像処理・記憶部２６が、超音波画像生成部２５が生成した超音波画像Ｉｂの画像データを受信して記憶することにより超音波画像Ｉｂを取得する（ステップＳ１）。本実施形態においては、画像処理・記憶部２６が、超音波画像生成部２５が生成した超音波画像Ｉｂの画像データを受信して記憶することにより超音波画像Ｉｂを取得したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、音響波診断装置１に設けられた図示しない入出力部から外部記憶手段に予め記憶された超音波画像Ｉｂの画像データを入力することにより超音波画像Ｉｂを取得してもよい。なお、本発明は、超音波画像生成部２５が生成した超音波画像Ｉｂの画像データが、一旦画像処理・記憶部２６に記憶されることなく表示制御部２７によって画像表示部１４に表示される場合においても、適用可能である。

次に表示制御部２７は、画像処理・記憶部２６が記憶し、各種画像処理を施した超音波画像Ｉｂの画像データを画像表示部１４に表示させる（ステップＳ２）。さらに、操作者によりＵＩアプリ上で計測機能が立ち上げられると、表示制御部２７は、図４に示すように、画像表示部１４に計測対象に関連する計測項目の一覧Ｎを表示させる（ステップＳ３）。

画像表示部１４に計測項目の一覧Ｎが表示されると、図５に示すように、操作者が指Ｐで計測項目の一覧Ｎから所望する計測項目として胆嚢サイズＮ２を指定し、計測項目指定受付部２８が操作者に選択された胆嚢サイズＮ２を計測項目として受け付ける（ステップＳ４）。

次に検出計測アルゴリズム設定部２９は、計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目すなわち胆嚢サイズの検出計測アルゴリズムを設定する（ステップＳ５）。

位置指定受付部３０は、画像表示部１４に表示された超音波画像Ｉｂ上の計測対象すなわち胆嚢の位置の指定を受け付ける（ステップＳ６）。次に計測部３１が検出計測アルゴリズム設定部２９により設定された検出アルゴリズムに基づいて検出範囲内を検出し、超音波画像Ｉｂ上の胆嚢の正確な位置及び領域を検出する。計測部３１は、検出した胆嚢に対して、最適な計測点Ｋ１、Ｋ２を決定し、この計測点Ｋ１、Ｋ２を結ぶ線Ｋ３の長さを計測する（ステップＳ７）。そして計測部３１は計測点Ｋ１、Ｋ２及び線Ｋ３と、計測結果Ｒとして計測対象と長さ、すなわち胆嚢：５６ｍｍを、画像処理・記憶部２６及び表示制御部２７を介して画像表示部１４に表示させる（ステップＳ８）。以上により音響波診断装置１は計測対象の計測を行う。

本実施形態の音響波診断装置１及び音響波診断装置１の作動方法によれば、操作者が画像表示部１４に表示された音響波画像上の計測対象Ｍ１のおおまかな位置を指定するだけで計測部３１が自動的に計測対象Ｍ１を検出して計測することができる。これにより操作者による計測点の入力操作に要する手間や時間を低減して、迅速かつ簡単に計測対象Ｍ１の計測を行い、かつ操作者によるバラつきを低減した計測を行うことができる。

次に図面を参照して、本発明の第２の実施形態に係る音響波診断装置１−２を備えた音響波画像撮影装置１０−３について詳しく説明する。図１１は本発明の第２の実施形態に係る音響波診断装置１−２を備えた音響波画像撮影装置１０−３の全体構成を示す概略図、図１２は図１１の音響波診断装置１−２による処理を説明するための図、図１３は超音波画像Ｉｂ上の検出範囲の大きさの一例を示す図、図１４は超音波画像Ｉｂ上の検出範囲の大きさの他の一例を示す図、図１５は超音波画像Ｉｂ上の検出範囲の位置の一例を示す図、図１６は超音波画像Ｉｂ上の検出範囲の位置の他の一例を示す図、図１７は検出範囲内の検出精度を説明するための図、図１８は超音波画像Ｉｂ上の検出順序の一例を示す図、図１９は超音波画像Ｉｂ上の検出順序の他の一例を示す図である。なお図１１の音響波診断装置１−２は、図９の音響波診断装置１にさらに検出条件設定部３２を設けたものであり、その他の構成は図９の音響波診断装置１と同様であるため、同じ構成については便宜上同一の符号を付与してここでの説明は省略する。

図１１の音響波診断装置１−２は、検出条件設定部３２を備えている。検出条件設定部３２は、位置指定受付部３０が受け付けた図１２に示す超音波画像Ｉｂ上の位置Ｐ１及び計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目の少なくとも１つに基づいて計測対象Ｍ１の検出範囲Ａの位置、大きさ、検出精度及び検出順序の少なくとも１つを決定する。

具体的には、検出条件設定部３２は、計測項目に基づいて計測対象Ｍ１の検出範囲Ａの大きさを決定する。例えば計測対象Ｍ１が腎臓等の比較的大きな臓器であるときには、計測部３１は、図１３に示すように、上記受け付けた位置Ｐ１を中心として例えば縦横１００ピクセルの四角形の検出範囲ＡＬ内を検出する。

一方、計測対象Ｍ１が総胆管や大動脈等の比較的小さな臓器であるときには、計測部３１は、図１４に示すように、上記受け付けた位置Ｐ１を中心として例えば縦横２０ピクセルの四角形の検出範囲ＡＳ内を検出する。計測対象Ｍ１の大きさの違いにより計測対象Ｍ１の存在が仮定される範囲が異なるので、計測対象Ｍ１の大きさに応じて検出範囲Ａの大きさを変えることで、計測対象Ｍ１を検出するのに要する処理時間を短くすることができる。

また検出条件設定部３２は、位置指定受付部３０が受け付けた図１２に示す超音波画像Ｉｂ上の位置Ｐ１に基づいて計測対象Ｍ１の検出範囲Ａの位置を決定する。例えば図１５に示すように、位置Ｐ１が超音波画像Ｉｂの中心付近に存在する場合には、計測部３１は位置Ｐ１を中心として上下左右対称な四角形の検出範囲ＡＣ内を検出する。

一方、例えば図１６に示すように、位置Ｐ１が超音波画像Ｉｂの右端部付近に存在する場合には、計測部３１は、位置Ｐ１を中心として超音波画像Ｉｂからはみ出さないように上下対称でかつ左右非対称な四角形の検出範囲ＡＥ内を検出する。計測対象Ｍ１の大きさの違いにより計測対象Ｍ１の存在が仮定される範囲が異なる。そのため、位置指定受付部３０が受け付けた位置Ｐ１に応じて検出範囲Ａの位置を変えることで、検出範囲Ａの大きさが小さくなる場合がある。検索範囲Ａの大きさいが小さくなると計測対象Ｍ１を検出するのに要する処理時間を短くすることができる。

また検出条件設定部３２は、計測項目に基づいて計測対象Ｍ１の検出範囲Ａの検出精度を決定する。例えば計測対象Ｍ１が腎臓等の比較的大きな臓器であるときには、計測部３１は、図１７に示すように、例えば検出範囲ＡＬ内を１０ピクセルの領域を縦横６つずつで粗く検出する。

一方、計測対象Ｍ１が総胆管や大動脈等の比較的小さな臓器であるときには、計測部３１は、図１７に示すように、例えば検出範囲ＡＳ内を３ピクセルの領域を縦横６つずつで細かく検出する。計測対象Ｍ１の大きさの違いにより計測対象Ｍ１の存在が仮定される範囲が異なるので、計測対象Ｍ１の大きさに応じて検出範囲Ａ内の検出精度を変えることで、計測対象Ｍ１を検出するのに要する処理時間と検出精度のバランスを向上させることができる。なお本実施形態においては計測対象Ｍ１の大きさに基づいて検出精度を変更する場合に、検出範囲の大きさも計測対象Ｍ１の大きさに基づいて変更しているが、本発明はこれに限られず、検出精度のみを変更してもよい。

さらに検出条件設定部３２は、位置指定受付部３０が受け付けた位置Ｐ１及び計測項目に基づいて計測対象Ｍ１の検出順序を決定する。例えば計測項目が胆嚢短軸面サイズや腹部大動脈短軸径等の丸い臓器である場合には、検出条件設定部３２は、図１８に示すように、位置Ｐ１を中心として中心から外側に向かって渦状に走査線Ｓ１に示す順序で検出するように計測対象Ｍ１の検出順序を決定する。なお走査線Ｓ１の間隔は等間隔であってもよいし、外側へ向かうにつれて間隔を大きくしてもよいし、適宜変更することができる。また走査は右回りであってもよいし、左回りであってもよいし、適宜変更することができる。なお本実施形態は渦状としたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば位置Ｐ１を中心として外側に向かうにつれて大きくなる複数の四角形を走査線としてもよい。この場合、走査線の間隔は等間隔であってもよいし、外側へ向かうにつれて間隔を大きくしてもよいし適宜変更することができる。また走査は右回りで行ってもよいし、左回りで行ってもよいし、四角形毎に回転方向を変更してもよいし、適宜変更することができる。また走査線の形状は四角形に限られるものではなく、形状は適宜変更することができる。

一方、計測項目が下大動脈や総胆管等の横長の臓器である場合には、検出条件設定部３２は、図１９に示すように、横方向（図中の矢印Ｓ２）の検出を行ってから縦方向の検出を行うように計測対象Ｍ１の検出順序を決定する。この場合、位置Ｐ１を通る横方向の検出を左方向、右方向の順で行い、次に上に移動して横方向の検出を左方向、右方向の順で行い、さらに位置Ｐ１よりも下に移動して横方向の検出を左方向、右方向の順で行い、上方向下方向の順で位置Ｐ１から離れる方向に向かって検出を行う。なお検出の順序はこれに限られるものではなく、上側の横方向を全て検出してから下側の横方向を検出してもよいし、適宜変更することができる。計測対象Ｍ１の形状に応じて検出順序を決定することにより、計測対象Ｍ１を見つける速度を早くすることができる。なお本実施形態において検出条件設定部３２は、上述した検出範囲の大きさや検出精度を変更し、さらに位置指定受付部３０が受け付けた位置Ｐ１及び計測項目に基づいて計測対象Ｍ１の検出順序を決定しているが、本発明の検出条件設定部３２はこれに限られない。検出条件設定部３２は、上述した検出範囲の大きさや検出精度のみを変更するものであってもよいし、計測対象Ｍ１の検出順序のみを決定するものであってもよい。

次に、以上説明した音響波画像撮影装置１０−３において、音響波診断装置１−２が画像表示部１４に表示された超音波画像Ｉｂにおいて計測対象を計測する音響波診断装置の作動方法について説明する。図２０は図１１の音響波診断装置１−２の一連の処理方法を示すフローチャートである。なお図２０のＳ２１〜Ｓ２６のステップは図８のフローチャートのＳ１〜Ｓ１６のステップと同様の処理を行うため、ここでの説明は省略する。

音響波診断装置１−２は、図２０に示すように、位置指定受付部３０が画像表示部１４に表示された超音波画像Ｉｂ上の計測対象の位置の指定を受け付ける（ステップＳ２６）と、検出条件設定部３２が、位置指定受付部３０が受け付けた超音波画像Ｉｂ上の位置Ｐ１及び計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目の少なくとも１つに基づいて、上述したようにして計測対象Ｍ１の検出範囲Ａの位置、大きさ、検出精度及び検出順序の少なくとも１つを決定する（ステップＳ２７）。次に計測部３１が検出計測アルゴリズム設定部２９により設定された検出アルゴリズムに基づいて、検出条件設定部３２が設定した検出範囲内を検出し、超音波画像Ｉｂ上の計測対象Ｍ１の正確な位置及び領域を検出する。計測部３１は、検出した計測対象Ｍ１に対して、図１２に示すように、最適な計測点Ｋ１、Ｋ２を決定し、この計測点Ｋ１、Ｋ２を結ぶ線Ｋ３の長さを計測する（ステップＳ２８）。そして計測部３１は計測点Ｋ１、Ｋ２及び線Ｋ３と、計測結果Ｒとして計測対象Ｍ１と計測対象Ｍ１の大きさや長さ等を、画像処理・記憶部２６及び表示制御部２７を介して画像表示部１４に表示させる（ステップＳ２９）。以上により音響波診断装置１−２は計測対象の計測を行う。

次に図面を参照して、本発明の第３の実施形態に係る音響波診断装置１−３を備えた音響波画像撮影装置１０−４について詳しく説明する。図２１は本発明の第３の実施形態に係る音響波診断装置１−３を備えた音響波画像撮影装置１０−４の全体構成を示す概略図、図２２は計測点の配置の一例を示す図、図２３は計測点の配置の他の一例を示す図、図２４は異なる計測項目における計測点の配置の一例である。なお図２１の音響波診断装置１−３は、図１１の音響波診断装置１−２にさらに計測点配置ルール設定部３３を設けたものであり、その他の構成は図１１の音響波診断装置１−２と同様であるため、同じ構成については便宜上同一の符号を付与してここでの説明は省略する。

図２１の音響波診断装置１−３は、計測点配置ルール設定部３３を備えている。計測点配置ルール設定部３３は、計測対象Ｍ１における計測点の配置ルールを計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目に基づいて設定する。計測点の配置ルールは、計測項目によって異なる場合がある。例えば、図２２の左図に示すように、計測対象の壁の外側に計測点Ｋ１、Ｋ２を配置して、壁の外側から外側の距離Ｋ３を測るものや、図２２の右図に示すように、計測対象の壁の内側に計測点Ｋ１、Ｋ２を配置して、壁の内側から内側の距離Ｋ３を測るものがある。また図２３の左図に示すように、計測点Ｋ１、Ｋ２を縦方向に配置して、縦方向の距離Ｋ３を測るものや、図２３の右図に示すように、計測点Ｋ１、Ｋ２を横方向に配置して、横方向の距離Ｋ３を測るものがある。

計測部３１は、計測項目に応じて設定された好ましい配置ルールに基づいて設定された計測点について計測を行うことが好ましい。上記配置ルールは、操作者によって好みが異なる場合もあるため、予め画像処理・記憶部２６に複数の計測点配置ルールを記憶させておき、複数の計測点配置ルールの中から操作者が選択するようにしてもよい。なお計測点配置ルールは、計測項目と対応付けられたテーブルで構成することができる。

ここで具体的な計測点配置ルールについて説明する。下記表１は計測項目と対応付けられた計測点配置ルールの一例であり、対応付けテーブルで構成されている。

上記表１及び図２４に示すように、計測項目が（１）腹部大動脈の場合には、計測箇所は、重心を通る、縦方向の最大径である。この場合、壁の外側に計測点Ｋ１、Ｋ２を配置し、壁の外側から外側の距離Ｋ３を計測する。計測項目が（２）胆のう短軸サイズの場合には、計測箇所は、重心を通る、縦方向の最大径である。この場合、壁の内側に計測点Ｋ１、Ｋ２を配置し、壁の内側から内側の距離Ｋ３を計測する。計測項目が（３）胆のう長軸サイズの場合には、計測箇所は、胆のう領域の境界上の２点のうち距離が最大となる２点である。この場合、壁の内側に計測点Ｋ１、Ｋ２を配置し、壁の内側から内側の距離Ｋ３を計測する。計測項目が（４）腎臓サイズの場合には、計測箇所は、腎臓領域の境界上の２点のうち距離が最大となる２点である。この場合、壁に相当するものは見えないので、上記２点に計測点Ｋ１、Ｋ２を配置し、計測点Ｋ１、Ｋ２間の距離Ｋ３を計測する。計測項目が（５）総胆管の場合には、計測箇所は、管構造に対して垂直な内径であって、壁の内側に計測点Ｋ１、Ｋ２を配置し、壁の内側から内側の距離Ｋ３を計測する。計測項目が（６）下大静脈の場合には、計測箇所は血液の走行方向に対して垂直な内径であり、下大静脈の領域の境界上に計測点Ｋ１、Ｋ２を配置し、計測点Ｋ１、Ｋ２間の距離Ｋ３を計測する。なお対応付けテーブルは表１で示したテーブルに限られるものではなく、操作者によって適宜選択又は変更が可能である。

次に、以上説明した音響波画像撮影装置１０−４において、音響波診断装置１−３が画像表示部１４に表示された超音波画像Ｉｂにおいて計測対象を計測する音響波診断装置１−３の作動方法について説明する。図２５は図２１の音響波診断装置１−３の一連の処理方法を示すフローチャートである。なお図２５のＳ３１〜Ｓ３７のステップは図２０のフローチャートのＳ２１〜Ｓ２７のステップと同様の処理を行うため、ここでの説明は省略する。

音響波診断装置１−３は、図２５に示すように、検出条件設定部３２が、位置指定受付部３０が受け付けた超音波画像Ｉｂ上の位置Ｐ１及び計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目の少なくとも１つに基づいて、計測対象Ｍ１の検出範囲Ａの位置、大きさ、検出精度及び検出順序の少なくとも１つを決定する（Ｓ３７）と、計測点配置ルール設定部３３が計測項目指定受付部２８が受け付けた計測項目に基づいて計測点配置ルールを設定する（ステップＳ３８）。次に計測部３１が検出計測アルゴリズム設定部２９により設定された検出アルゴリズムに基づいて、検出条件設定部３２が設定した検出範囲内を検出し、超音波画像Ｉｂ上の計測対象Ｍ１の正確な位置及び領域を検出する。計測部３１は、予め操作者に選択されて画像処理・記憶部２６に記憶された、例えば表１に示す対応テーブルを呼び出し、呼び出した対応テーブルに基づいて、検出した計測対象Ｍ１に対して最適な計測点Ｋ１、Ｋ２を決定し、この計測点Ｋ１、Ｋ２を結ぶ線Ｋ３の長さを計測する（ステップＳ３９）。そして計測部３１は、計測点Ｋ１、Ｋ２及び線Ｋ３と、計測結果Ｒとして計測対象と計測対象の大きさや長さ等を、画像処理・記憶部２６及び表示制御部２７を介して画像表示部１４に表示させる（ステップＳ４０）。以上により音響波診断装置１−３は計測対象の計測を行う。

以上のように、計測項目に基づいて計測点の配置ルールを設定することにより、計測部３１は計測項目に応じた最適な計測点での計測が可能となる。なお本実施形態の音響波診断装置１−３は、図１１の音響波診断装置１−２にさらに計測点配置ルール設定部３３を設けたものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、図１０の音響波診断装置１に計測点配置ルール設定部３３を設けてもよい。

以上、本発明における音響波画像として超音波画像Ｉｂだけを表示するようにした実施形態について説明したが、音響波画像として光音響波画像を表示させた場合にも本発明が奏する効果を得ることができる。また音響波画像として、超音波画像と光音響波画像とを重畳させて合成した画像を表示させてもよく、この場合にも本発明が奏する効果を得ることができる。

なお本発明の音響波診断装置は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。

１ 音響波診断装置
１０ 音響波画像撮影装置
１０Ｃ 筐体
１１ プローブ
１２ 超音波ユニット
１３ レーザユニット
１４ 画像表示部
１５ 入力部
１５Ｔ タッチパネル
１５Ｂ 入力ボタン
１５Ｋ 入力キー
２０ 振動子アレイ
２１ 受信回路
２２ 受信メモリ
２３ データ分離手段
２４ 光音響画像生成部
２５ 超音波画像生成部
２６ 画像処理部
２７ 表示制御部
２８ 計測項目指定受付部
２９ 検出計測アルゴリズム設定部
３０ 位置指定受付部
３１ 計測部
３２ 検出条件設定部
３３ 計測点配置ルール設定部
３４ 送信制御回路
３５ 制御部
４０ 光出射部
５０ 筺体
６０ 光ファイバ
６５ 吸収体
Ｉｂ 超音波画像
Ｌ レーザ光（測定光）
Ｍ 被検体
Ｍ１ 計測対象
Ｎ 計測項目の一覧
Ｐ 操作者の指

Claims (10)

1. 取得した音響波画像を表示する画像表示部と、
   計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定受付部と、
   該計測項目指定受付部が受け付けた計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定する検出計測アルゴリズム設定部と、
   前記画像表示部に表示された前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける位置指定受付部と、
   該位置指定受付部により前記位置の指定を受け付けた場合に、該受け付けた位置と前記検出計測アルゴリズム設定部により設定された前記検出計測アルゴリズムに基づいて、前記計測対象を検出し、かつ該検出した計測対象について計測を行う計測部と、
   を備える音響波診断装置。
2. 前記計測部は、前記位置指定受付部が受け付けた位置に基づいて前記検出を行う検出範囲の位置を決定する請求項１記載の音響波診断装置。
3. 前記計測部は、前記位置指定受付部が受け付けた位置に基づいて前記計測を行う計測の位置を決定する請求項１又は２記載の音響波診断装置。
4. 計測対象について前記検出を行う条件を前記位置指定受付部が受け付けた位置及び前記計測項目の少なくとも１つに基づいて設定する検出条件設定部をさらに備え、
   前記計測部は、該検出条件設定部が設定した条件に基づいて検出を行う請求項１〜３いずれか１項記載の音響波診断装置。
5. 前記検出条件設定部は、前記検出を行う条件として、検出範囲の位置、検出範囲の大きさ、検出精度及び検出順序の少なくも１つを設定する請求項４記載の音響波診断装置。
6. 計測対象における計測点の配置ルールを前記計測項目に基づいて設定する計測点配置ルール設定部をさらに備え、
   前記計測部は、前記計測点配置ルール設定部が設定した計測点配置ルールに基づいて計測点を配置して計測を行う請求項１〜５いずれか１項記載の音響波診断装置。
7. 前記計測項目指定受付部は、前記計測対象に関連する計測項目として、臓器の名前、病変の名前、臓器の名前及び該臓器についての計測内容、並びに、病変の名前及び該病変についての計測内容の少なくとも１つの指定を受け付ける請求項１〜６いずれか１項記載の音響波診断装置。
8. 前記音響波画像が超音波画像である請求項１〜７いずれか１項記載の音響波診断装置。
9. 前記音響波画像が光音響波画像である請求項１〜７いずれか１項記載の音響波診断装置。
10. 画像表示部と計測項目指定受付部と検出計測アルゴリズム設定部と位置指定受付部と計測部とを備える音響波診断装置の作動方法であって、
    前記画像表示部は、取得した音響波画像を表示し、
    前記計測項目指定受付部は、計測対象に関連する計測項目の指定を受け付け、
    前記検出計測アルゴリズム設定部は、前記計測項目指定受付部が受け付けた計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定し、
    前記位置指定受付部は、前記画像表示部に表示された前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付け、
    前記計測部は、前記位置指定受付部により前記位置の指定を受け付けた場合に、該受け付けた位置と前記検出計測アルゴリズム設定部により設定された前記検出計測アルゴリズムに基づいて、前記計測対象を検出し、かつ該検出した計測対象について計測を行う音響波診断装置の作動方法。