JP6831919B2 - 音響波診断装置および音響波診断装置の制御方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、超音波診断装置が、取得した超音波画像に対して画像認識を行うことにより、その超音波画像が取得された際の、血管に対する超音波プローブの位置を自動的に特定すること、また、超音波画像から血管の平均内径を自動的に算出することが開示されている。
計測線は、例えば、計測対象の縁部に配置された2つの計測点を結ぶ線分、または、計測対象の縁部に沿って描かれた閉曲線である。
さらに、計測部は、色、太さ、線の種類、透過度の少なくとも1つを対応付けて複数の計測線と複数の計測値の双方を表示してもよい。
また、計測候補指定受付部が受け付けた計測候補に対応する信頼度に基づいて算出基準保存部に保存されている算出基準を更新する算出基準更新部をさらに備えてもよい。
また、操作部を介してユーザから計測部により算出された計測候補の修正を受け付ける手動修正受付部をさらに備えてもよい。
また、計測候補指定受付部が受け付けた計測候補に対応する信頼度および手動修正受付部が受け付けた計測候補の修正のすくなくとも一方に基づいて算出基準保存部に保存されている算出基準を更新する算出基準更新部をさらに備えてもよい。
計測項目指定受付部は、計測対象に関連する計測項目として、計測対象の名前、病変の名前、計測対象の名前と計測内容、病変の名前と計測内容の少なくとも1つの指定を受け付けてもよい。
音響波画像は、超音波画像、光音響波画像、超音波画像と光音響波画像の合成画像のいずれかであってもよい。
実施の形態1
図1に、本発明の実施の形態1に係る超音波診断装置1の構成を示す。図1に示すように、超音波診断装置1は、振動子アレイ2を備えており、振動子アレイ2に、それぞれ送信部3および受信部4が接続されている。受信部4には、AD(Analog Digital:アナログデジタル)変換部5、画像生成部6、表示制御部7および表示部8が順次接続されている。また、画像生成部6に計測部9が接続され、計測部9に算出基準保存部10が接続されている。また、計測部9には、検出計測アルゴリズム設定部11が接続されている。
さらに、送信部3、受信部4、画像生成部6、表示制御部7、計測部9および検出計測アルゴリズム設定部11に、装置制御部12が接続され、装置制御部12に、計測項目指定受付部13、位置指定受付部14、計測候補指定受付部15、操作部16および格納部17が接続され、計測項目指定受付部13、位置指定受付部14および計測候補指定受付部15に操作部16が接続されている。なお、装置制御部12と格納部17とは、それぞれ双方向に情報を受け渡し可能に接続されている。
また、振動子アレイ2、送信部3および受信部4により、超音波プローブ21が構成されており、AD変換部5、画像生成部6、表示制御部7、計測部9、算出基準保存部10、検出計測アルゴリズム設定部11、装置制御部12、計測項目指定受付部13、位置指定受付部14および計測候補指定受付部15により、プロセッサ22が構成されている。
計測対象に関連する計測項目とは、計測対象および計測内容の少なくとも一方を示すことができる項目のことであり、計測対象には、臓器等の対象部位の名前、腫瘍、のう胞、出血等の病変の名前および異常に関する項目等を含むことができる。また、計測内容には、計測対象の長さおよび面積等を含むことができる。そのため、例えば、計測項目は、計測対象の名前のみ、病変の名前のみ、異常に関する項目のみ、計測対象の名前とその計測内容、病変の名前とその計測内容、異常に関する項目とその計測内容のうちいずれか1つを含むことができる。計測項目が計測対象のみを含む場合には、例えば、操作部16を介してユーザから指定された計測対象に対して長さを計測するのか、大き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、例えば、計測対象と計測内容とを対応付けたテーブルを格納部17または図示しない外部メモリ等に記憶させておき、このテーブルに基づいて、計測対象に対応した計測内容が選択される。
検出計測アルゴリズム設定部11は、計測項目指定受付部13が操作部16を介してユーザから受け付けた計測項目に基づいて、計測対象を検出するアルゴリズムおよび計測対象を計測するアルゴリズムを設定する。一般的に、臓器および病変等の計測対象の種類に応じて、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、計測対象の長さの計測および面積の計測等の計測内容に応じて、画像上で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11は、各計測対象に対応するアルゴリズムおよ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13が操作部16を介してユーザから計測項目を受け付けると、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。
例えば、計測対象を検出する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、類似度が閾値以上かつ最大となった場所に計測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)に記載されているディープラーニングを用いた一般画像認識手法等を用いることができる。
また、計測部9は、算出基準保存部10に予め保存された算出基準に基づいて計測候補を算出する。この際に、複数の計測候補が算出される場合がある。
表示部8は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)等のディスプレイ装置を含んでおり、装置制御部12による制御の下、超音波画像を表示する。
格納部17は、超音波診断装置1の動作プログラム等を格納するもので、HDD(Hard Disc Drive:ハードディスクドライブ)、SSD(Solid State Drive:ソリッドステートドライブ)、FD(Flexible Disc:フレキシブルディスク)、MOディスク(Magneto-Optical disc:光磁気ディスク)、MT(Magnetic Tape:磁気テープ)、RAM(Random Access Memory:ランダムアクセスメモリ)、CD(Compact Disc:コンパクトディスク)、DVD(Digital Versatile Disc:デジタルバーサタイルディスク)、SDカード(Secure Digital card:セキュアデジタルカード)、USBメモリ(Universal Serial Bus memory:ユニバーサルシリアルバスメモリ)等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
まず、ステップS1において、計測項目指定受付部13は、操作部16を介してユーザから指定された計測項目を受け付ける。例えば、超音波診断装置1における計測動作が開始された際に、計測項目の一覧を表示部8に表示させ、一覧に表示されている複数の計測項目のうち1つを、操作部16を介してユーザに選択させることができる。このように、計測項目の指定が受け付けられると、検出計測アルゴリズム設定部11は、指定された計測項目に応じて検出計測アルゴリズムを設定する。
続くステップS3では、位置指定受付部14は、操作部16を介してユーザから、表示部8に表示された超音波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける。ユーザは、計測対象の位置を指定する際に、例えば、計測対象を表す領域内の1点を指定すればよい。このように計測対象の位置の指定が受け付けられると、ステップS4に進む。
まず、計測部9は、ステップS1において検出計測アルゴリズム設定部11により設定された検出計測アルゴリズムとステップS3において指定された計測対象の位置とに基づいて、画像処理に基づく認識により計測対象を検出する。例えば、ステップS1において指定された計測項目が胆嚢である場合には、計測部9は、ステップS3において指定された胆嚢の位置と検出計測アルゴリズムとに基づいて、ステップS2において取得された超音波画像に対して検出範囲を設定し、設定した検出範囲内において胆嚢の画像を検出する。
例えば、超音波画像上の胆嚢の長さを計測する場合に、計測部9は、超音波画像上の胆嚢の領域を囲む境界上すなわち胆嚢の縁部に端点が配置された複数の線分を抽出し、各線分に対して、端点における超音波画像のエッジらしさに基づく信頼度を算出する。
最後に、計測部9は、このように決定された計測線の候補に対して、それぞれ、計測値を算出する。例えば、計測線が、計測対象の縁部に端点が配置された線分である場合には、候補として決定された各計測線の長さが計測される。
続くステップS8では、ステップS7において操作部16を介してユーザにより指定された計測候補が、計測結果として確定され、超音波診断装置1における計測動作が終了する。
さらに、計測対象の計測に用いる線分の端点における超音波画像のエッジらしさに基づいて算出された信頼度、および、ユーザから指定された点と線分との距離に基づいて算出された信頼度等の複数の方法を用いて算出された信頼度の和および平均値等を最終的な線分の信頼度としてもよい。
例えば、ステップS1において胆嚢サイズが計測項目として指定され、ステップS4において複数の計測対象が検出された場合に、計測部9は、それぞれの計測対象について、テンプレートマッチング等の画像認識を行うことにより予め記憶されている胆嚢のパターンデータに対する類似度を計測対象の信頼度として算出する。さらに、計測部9は、計測線である線分の端点における超音波画像におけるエッジらしさ等に基づいて複数の計測線の信頼度を算出し、これらの計測線の信頼度と、計測線が重ね合されている計測対象の信頼度との和または積を、それぞれの計測線に対する複合的な信頼度として算出してもよい。
この場合に、計測部9は、それぞれの計測線に対する複合的な信頼度に基づいて、計測候補を抽出する。
また、ステップS6において、計測部9は、算出された信頼度の値に応じて、複数の計測候補を表示する色、太さ、実線および破線等の線の種類、透過度の少なくとも1つを変更してもよい。さらに、計測部9は、色、太さ、線の種類、透過度の少なくとも1つを対応付けて複数の計測線と、対応する複数の計測値の双方を表示してもよい。これにより、ユーザが複数の計測候補を視認する際に、計測線と計測値とを対応付けて確認することが容易になる。
実施の形態1における計測動作では、ステップS6において表示部8に複数の計測候補を表示している。実施の形態2では、これらの計測候補に含まれる計測値のうち定められた計測基準範囲を超える計測値がある場合に、計測基準範囲外の計測値を含む計測候補を表示部8に強調表示させる。例えば、図示しないが、実施の形態1におけるステップS1において操作部16を介してユーザから指定された計測項目が胆嚢の短軸径である場合には、一般的に、計測値が40mmを超えると胆嚢の腫大の可能性がある。この場合、計測部9は、計測値が40mmを超える計測候補を強調表示する。また、この際に、計測部9は、定められた基準値である40mmを超える計測値を有する計測候補が基準値を超えている旨のテキストを超音波画像に重ね合わせて表示させてもよい。
このように、計測基準範囲外の計測値を有する計測候補を表示部8に強調表示させることにより、強調表示された計測候補をユーザが注視しやすくなり、ユーザによる計測候補の見落としを防止することができる。
実施の形態1および2において、計測候補の算出基準は、算出基準保存部10において予め保存されているものが用いられる。実施の形態2では、操作部16を介してユーザが指定した計測線の信頼度に基づいて計測候補の算出基準を更新する。
図6に、実施の形態3の超音波診断装置1Aの構成を示す。実施の形態3の超音波診断装置1Aは、プロセッサ22Aが算出基準更新部23を有していることを除いて、実施の形態1の超音波診断装置1と同一である。実施の形態3の超音波診断装置1Aにおいて、算出基準保存部10に、算出基準更新部23が接続されており、算出基準更新部23に、計測部9および装置制御部12がそれぞれ接続されている。
実施の形態1〜3では、自動的に算出された計測候補を選択することにより計測結果が得ている。実施の形態4では、計測候補に対してユーザが手動で修正を行うことができる。
図7に、実施の形態4の超音波診断装置1Bの構成を示す。実施の形態4の超音波診断装置1Bは、プロセッサ22Bが手動設定受付部24および手動修正受付部25を有していることを除いて実施の形態3の超音波診断装置1Aと同一である。実施の形態4の超音波診断装置1Bにおいて、装置制御部12に、手動設定受付部24および手動修正受付部25がそれぞれ接続されており、手動設定受付部24および手動修正受付部25に、それぞれ、操作部16が接続されている。
手動修正受付部25は、計測部9により自動的に算出された計測線に対し、操作部16を介してユーザが行った修正を受け付ける。
また、ステップS11において、手動修正がなされていないと判定された場合には、ステップS8に進み、計測結果が確定されて、超音波診断装置1Bにおける計測動作が終了する。
また、ステップS5において計測線が算出されていないと判定された場合には、ステップS10に進み、表示部8にエラーダイアログが表示され、ステップS14に進む。
ステップS1〜ステップS3は、超音波診断装置1Bにおける1回目の計測動作のステップS1〜S3と同一である。ステップS3において、操作部16を介してユーザから指定された計測対象の位置が受け付けられると、ステップS16に進む。
ステップS16では、1回目の計測動作のステップS13において計測線の信頼度の算出基準が更新されたか否かを判定する。ここで、計測線の信頼度の算出基準が更新されていると判定された場合に、ステップS17に進む。
Claims (15)
- 取得した音響波画像を表示する表示部と、
ユーザが入力操作を行うための操作部と、
前記操作部を介してユーザから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、
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する検出計測アルゴリズム設定部と、
前記操作部を介してユーザから前記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、
前記位置指定受付部が受け付けた前記計測対象の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、前記音響波画像から前記計測対象を検出し、且つ、検出された前記計測対象について計測を行い、計測候補を算出して前記表示部に表示する計測部と、
前記表示部に複数の前記計測候補が表示された場合に、前記操作部を介してユーザから前記計測候補の指定を受け付ける計測候補指定受付部と
を備え、前記計測候補指定受付部が受け付けた前記計測候補を計測結果とする音響波診断装置。 - 前記計測候補は、計測に用いた計測線および前記計測対象について算出された計測値の少なくとも一方からなり、前記計測線は、前記音響波画像に重ね合わせて表示される請求項1に記載の音響波診断装置。
- 前記計測線は、前記計測対象の縁部に配置された2つの計測点を結ぶ線分、または、前記計測対象の縁部に沿って描かれた閉曲線からなる請求項2に記載の音響波診断装置。
- 前記計測部は、画像処理に基づく認識により前記計測対象を検出し、且つ、前記線分の端点における前記音響波画像のエッジらしさ、および、検出された前記計測対象の前記位置指定受付部が受け付けた位置から前記線分までの距離の少なくとも一方に基づいて認識結果の信頼度を算出し、算出された前記信頼度に応じて選択された複数の前記計測候補を前記表示部に表示する請求項3に記載の音響波診断装置。
- 前記計測部は、画像処理に基づく認識により前記計測対象を検出し、且つ、前記閉曲線の縁部における前記音響波画像のエッジらしさに基づいて認識結果の信頼度を算出し、算出された前記信頼度に応じて選択された複数の前記計測候補を前記表示部に表示する請求項3に記載の音響波診断装置。
- 前記計測部は、算出された前記信頼度の値に応じて前記複数の計測候補を表示する色、太さ、線の種類、透過度の少なくとも1つを変更する請求項4または5に記載の音響波診断装置。
- 前記計測部は、色、太さ、線の種類、透過度の少なくとも1つを対応付けて前記複数の計測線と前記複数の計測値の双方を表示する請求項6に記載の音響波診断装置。
- 定められた算出基準を保存する算出基準保存部をさらに備え、
前記計測部は、前記算出基準保存部に保存された前記算出基準に基づいて前記計測候補を算出する請求項4〜7のいずれか一項に記載の音響波診断装置。 - 前記計測候補指定受付部が受け付けた前記計測候補に対応する信頼度に基づいて前記算出基準保存部に保存されている前記算出基準を更新する算出基準更新部をさらに備える請求項8に記載の音響波診断装置。
- 前記操作部を介してユーザから前記計測部により算出された前記計測候補の修正を受け付ける手動修正受付部をさらに備える請求項8に記載の音響波診断装置。
- 前記計測候補指定受付部が受け付けた前記計測候補に対応する信頼度および前記手動修正受付部が受け付けた前記計測候補の修正のすくなくとも一方に基づいて前記算出基準保存部に保存されている前記算出基準を更新する算出基準更新部をさらに備える請求項10に記載の音響波診断装置。
- 前記計測部は、前記計測部により算出された前記計測候補の計測値が定められた計測基準範囲外である場合に前記計測候補を前記表示部に強調表示させる請求項1〜11のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 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、前記計測対象の名前、病変の名前、前記計測対象の名前と計測内容、病変の名前と計測内容の少なくとも1つの指定を受け付ける請求項1〜12のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- 前記音響波画像は、超音波画像、光音響波画像、超音波画像と光音響波画像の合成画像のいずれかである請求項1〜13のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
- ユーザから計測対象に関連する計測項目の指定を受け付け、
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、
音響波画像を表示し、
ユーザから前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付け、
受け付けた前記計測対象の位置と設定された前記検出計測アルゴリズムに基づいて、前記音響波画像から前記計測対象を検出し、且つ、検出された前記計測対象について計測を行い、計測候補を算出して表示し、
複数の前記計測候補が表示された場合に、ユーザから前記計測候補の指定を受け付け、
受け付けた前記計測候補を計測結果とする音響波診断装置の制御方法。
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