JP7102158B2 - 超音波画像診断装置及び医用画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、超音波画像診断装置及び医用画像処理プログラムに関する。

近年、被検体の検査を行う場合に、被検体の内部情報を収集し、この収集された情報に基づいて被検体内部を画像化して医用画像を生成するモダリティが用いられることがある。このモダリティとしては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置（コンピュータ断層撮影装置：ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）や、磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ：ｍａｇｕｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）や超音波画像診断装置が該当する。

また、モダリティによって取得された医用画像を基に、例えば、ワークステーション等の医用画像処理装置を用いて計測が行われ、計測値が取得されることがある。さらに、例えば、モダリティや医用情報処理装置に実装される臨床アプリケーション（医用画像処理プログラム）を用いて計測値を基に計算が行われ、計算値が取得されることもある。

医用画像上で計測対象を計測する場合、医用画像上に計測を行うためのキャリパが表示されるとともに、ある対象物の位置からの距離の目安とするための目盛り、或いは、目盛り付きのガイド線が表示されることがある。

特許第５９０７７８０号公報

しかしながら、当該目盛りは、例えば、ガイド線を等間隔に区切っただけのものであって、ある対象物の位置からの一定距離を直接示すものではない。また、ガイド線自体を目盛り代わりに表示させる方法もあるが、この場合も同様である。このため、目盛り間の長さが直感的に理解できず、ある対象物の位置からの距離も直接的には把握することができない。

また、ガイド線の表示範囲も予め決められていることがある。この場合、計測を行うに当たっては、ある対象物の位置から計測物までの距離のみが示されれば足りる場合であっても、予め決められている表示範囲の全てにわたってガイド線が表示される。これでは表示が冗長となる。

さらに、計測対象によっては、学会による推奨される計測手順が定められる場合もある。この計測手順として、例えば、指標となる特定の構造物から一定距離にある対象のサイズを計測することが求められる。この場合に、医用画像上目盛りが表示されていても、上述したように当該目盛りが一定の距離を直接示すものではない場合、計測処理が煩雑化する要因となる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、医用画像上で計測対象に対して計測処理を行う場合に、指標となる位置にガイドを配置するだけで計測処理を迅速かつ容易に行うことができる超音波画像診断装置及び医用画像処理プログラムを提供することにある。

実施の形態における超音波画像診断装置は、ディスプレイと、制御回路とを備える。ディスプレイは、診断対象部位に送信される超音波からの反射信号を基に生成される超音波画像を表示させる。制御回路は、ディスプレイに表示された診断対象部位の超音波画像上で計測対象を計測する。さらに、制御回路は、計測対象の計測に用いるキャリパ及びキャリパを計測対象となる位置に配置させるために用いるガイドの間隔を定義する定義機能と、定義された間隔をもって離間して配置されるキャリパ及びガイドを超音波画像上で一体に移動可能に表示制御する表示制御機能と、キャリパを用いて計測対象を計測する計測機能とを備える。

実施の形態における超音波画像診断装置の全体構成を機能的に示す機能ブロック図。 実施の形態において、計測対象に対してキャリパ及びガイドが配置された第１の例を示す説明図。 実施の形態において、計測対象に対してキャリパ及びガイドが配置された第２の例を示す説明図。 実施の形態において、計測対象が反転した場合におけるキャリパ及びガイドの配置を示す説明図。 実施の形態において、計測対象に対してキャリパ及びガイドが配置された第３の例を示す説明図。 実施の形態において、キャリパ及びガイドを用いて医用画像上の計測対象に対して計測処理を行う際の処理の流れを示すフローチャート。 実施の形態において、キャリパ及びガイドを用いて医用画像上の計測対象に対して計測処理を行う際の処理の流れを示すフローチャート。

以下、実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

ここでは以下、キャリパ及びガイドを用いて医用画像上の計測対象に対して計測処理を行う説明を行うに当たっては、超音波画像診断装置を例に挙げて説明する。超音波画像診断装置は、被検体の内部構造や血流状態などを非侵襲に調べることができる医用画像診断装置の一例である。

超音波画像診断装置は、先端に振動子（圧電振動子）を備えた超音波プローブから被検体の内部に向けて超音波を送信する。そして被検体内部で音響インピーダンスの不整合によって生ずる反射波を超音波プローブの振動子で受信する。このようにして得られた受信信号に基づいて超音波画像を生成する。

［超音波画像診断装置の構成］
図１は、実施の形態における超音波画像診断装置１の全体構成を機能的に示す機能ブロック図である。図１に示すように、超音波画像診断装置１は、被検体に対して超音波の送受信（送受波）を行う超音波プローブ２と、当該超音波プローブ２が着脱可能に接続される装置本体３とを備えている。

超音波プローブ２は、各超音波振動子により被検体内に超音波を送信してスキャン領域を走査し、被検体からの反射波を反射信号として受信する。なお、このスキャンとしては、例えばＢモードスキャンやドプラモードスキャンなど各種のスキャンがある。また、超音波プローブ２には、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、診断部位に応じて任意に選択される。

装置本体３は、送信回路３１と、受信回路３２と、信号処理回路３３と、画像処理回路３４と、ディスプレイ３５と、入力回路３６とを備える。送信回路３１は、超音波プローブ２に対する駆動信号の送信を行う。受信回路３２は、超音波プローブ２からの反射信号の受信を行う。信号処理回路３３は、当該反射信号を処理する。画像処理回路３４は、超音波画像を生成する。ディスプレイ３５は、生成された超音波画像をはじめ、各種画像を表示する。入力回路３６は、検査者などの操作者により入力操作されることで入力される信号を受信する。さらに、装置本体３は、図示しない他の機器との信号の送受信を制御する通信制御回路３７と、記憶回路３８と、各部を制御する制御回路３９とを備えている。またこれら各回路は互いにバスＢに接続され、各種信号のやりとりが可能とされている。なお、これら各回路の詳細な機能については、さらに以下に説明する。

送信回路３１は、制御回路３９による制御に基づき、超音波プローブ２に超音波を発生させるための駆動信号、すなわち各圧電振動子に印加する電気パルス信号（以下、「駆動パルス」という）を生成し、その駆動パルスを超音波プローブ２に送信する。送信回路３１は、図示しない、例えば、基準パルス発生回路、遅延制御回路、駆動パルス発生回路等の各回路を備えており、各回路が上述した機能を果たす。

また、受信回路３２は、超音波プローブ２からの受信信号である反射信号を受信し、その受信信号に対して整相加算を行い、その整相加算により取得した信号を信号処理回路３３に出力する。

信号処理回路３３は、受信回路３２から供給された超音波プローブ２からの受信信号を用いて各種のデータを生成し、画像処理回路３４や制御回路３９に出力する。信号処理回路３３は、いずれも図示しない、例えば、Ｂモード処理回路（或いは、Ｂｃモード処理回路）やドプラモード処理回路、カラードプラモード処理回路などを有している。Ｂモード処理回路は、受信信号の振幅情報の映像化を行い、Ｂモード信号を基にしたデータを生成する。ドプラモード処理回路は、受信信号からドプラ偏移周波数成分を取り出し、さらに、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理などを施し、血流情報のドプラ信号のデータを生成する。カラードプラモード処理回路は、受信信号に基づいて血流情報の映像化を行い、カラードプラモード信号を基にしたデータを生成する。

画像処理回路３４は、信号処理回路３３から供給されたデータに基づいてスキャン領域に関する二次元や三次元の超音波画像を生成する。例えば、画像処理回路３４は、供給されたデータからスキャン領域に関するボリュームデータを生成する。そしてその生成したボリュームデータからＭＰＲ処理（多断面再構成法）により二次元の超音波画像のデータやボリュームレンダリング処理により三次元の超音波画像のデータを生成する。画像処理回路３４は、生成した二次元や三次元の超音波画像をディスプレイ３５に出力する。なお、超音波画像としては、例えば、Ｂモード画像やドプラモード画像、カラードプラモード画像、Ｍモード画像などがある。

ディスプレイ３５は、画像処理回路３４により生成された超音波画像や操作画面（例えば、操作者から各種指示を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ））などの各種画像を制御回路３９の制御に従って表示する。このディスプレイ３５としては、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを用いることが可能である。

入力回路３６は、例えば、画像表示、画像の切り替え、モード指定や各種設定などの操作者による様々な入力操作を受け付ける。この入力回路３６としては、例えば、ＧＵＩ、或いは、ボタンやキーボード、トラックボール、ディスプレイ３５に表示されるタッチパネル等の入力デバイスを用いることが可能である。

なお、本発明の実施の形態においては、図１に示すように、ディスプレイ３５、入力回路３６を超音波画像診断装置１の１つの構成要素として記載しているが、このような構成に限られない。例えば、ディスプレイ３５を超音波画像診断装置１の構成要素ではなく、超音波画像診断装置１とは別体に構成することも可能である。また、入力回路を当該別体のディスプレイを用いたタッチパネルとすることも可能である。

通信制御回路３７は、図示しない通信ネットワークに互いに接続される、例えば、図示しない医用画像診断装置（モダリティ）、サーバ装置や医用画像処理装置等と超音波画像診断装置１とを接続させる役割を担っている。この通信制御回路３７及び通信ネットワークを介して他の機器とやり取りされる情報や医用画像に関する規格は、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）等、いずれの規格であっても良い。

記憶回路３８は、例えば、半導体や磁気ディスクで構成されており、制御回路３９で実行されるプログラムやデータ、計測処理に用いるキャリパ及びガイドの組み合わせ等が記憶されている。

制御回路３９は、超音波画像診断装置１の各部を統括的に制御する。制御回路３９は、画像処理回路３４において生成された超音波画像をディスプレイ３５に表示させる。また制御回路３９は、操作者による超音波画像診断装置１を用いた診断が行われる際に、ディスプレイ３５に表示された超音波画像上で診断対象部位における計測対象を計測する処理を行う。

制御回路３９は定義機能、表示制御機能、計測機能を実行する。定義機能は、超音波画像上で診断対象部位における計測対象を計測する際に用いるひとまとまりのキャリパ及びガイドの形状や位置関係を定義する機能である。計測処理を行う場合には、当該キャリパ及びガイドを一体として用いることから、キャリパ及びガイドはひとまとまりで定義されている。

ここでキャリパとは、計測対象を計測する際に計測範囲を特定するために用いられる。例えば、超音波画像に表示された血管を挟み込むようにキャリパを配置することで、当該血管の直径を計測する。また、ガイドとは、キャリパを計測対象となる位置に配置させるために用いる。具体的には、ガイドは、操作者によって、超音波画像上に表示される計測対象近傍に設けられる指標の位置に配置される。

キャリパ及びガイドは、計測対象を計測する際に、操作者によって計測対象ごとに適切な形状のものが選択される。また、計測対象ごとにキャリパ及びガイドの間の間隔は予め定められている。当該間隔は、例えば、計測対象の計測を行うに当たって学会が定めた計測手順に定められている。また、被検体の人種、居住地、性別等の条件によって統計的に定められていても良い。また、キャリパとガイドとの表示角度も定められている。

このように、キャリパ及びガイドの形状や両者の位置関係は、計測対象ごとに定義されている。そして、当該定義は、記憶回路３８に格納される。ここで制御回路３９によるキャリパ及びガイドの定義例について図を用いて説明する。

図２は、実施の形態において、計測対象に対してキャリパ及びガイドが配置された第１の例を示す説明図である。図２には、診断対象部位における計測対象としての血管Ｖ１がディスプレイ３５に示されており、分岐部を備えている。図２においては、血管Ｖ１の外径を計測する状態を示している。

図２を見ると、ガイドＧ１が当該分岐部に配置されている状態が示されている。ここでガイドＧ１は略丸形の形状で表示されている。一方キャリパＣ１は、ガイドＧ１から距離ａだけ離間した位置に配置されている。また、キャリパＣ１はバツ（×）の形状で２カ所に示されている。これは計測対象となる血管Ｖ１の外径を計測するためであり、そのためにキャリパＣ１は血管Ｖ１を挟み込むように配置されている。

従ってこの場合、制御回路３９は、その定義機能により、血管Ｖ１の外径を計測するに適切なキャリパ及びガイドとして、キャリパＣ１及びガイドＧ１の表示形状を定義している。また、キャリパＣ１が当該ガイドＧ１から所定の間隔（ここではａ）離間した位置に配置されるように、その位置関係を定義している。

図３は、実施の形態において、計測対象に対してキャリパ及びガイドが配置された第２の例を示す説明図である。図３においては、診断対象部位における計測対象としての血管（頸動脈）Ｖ２がディスプレイ３５に表示されている例を示している。当該頸動脈Ｖ２は分岐部を備え、さらに、当該分岐部近傍に、例えば、頸動脈洞と見られる膨らみが見られる。図３においては、頸動脈Ｖ２の血管壁の厚みを計測する状態を示している。

頸動脈Ｖ２の血管壁の厚みを計測する場合、図３に示すようにガイドＧ２は、血管分岐部ではなく、頸動脈洞の手前、血管が分岐部に向けて膨らみ始める位置に配置されている。また、ガイドＧ２の形状は、図２に示すガイドＧ１と同様、略丸形の形状で表わされている。

一方、キャリパＣ２は、ガイドＧ２から距離ｂだけ離間した位置に配置されている。また、キャリパＣ２は２つの略板状の形状で示されており、計測対象となる血管壁を間に挟み、互いに対向する位置に配置されている。血管壁を挟むようにキャリパＣ２を配置し、キャリパＣ２を構成する２つの略板状の形状（Ｃ２１，Ｃ２２）の間を計測することによって、当該血管壁の厚みを計測することができる。

このように制御回路３９は、その定義機能により、頸動脈Ｖ２の血管壁の厚みを計測するに適切なキャリパ及びガイドとして、キャリパＣ２及びガイドＧ２の表示形状を定義している。また、キャリパＣ２が当該ガイドＧ２から所定の間隔（ここではｂ）離間した位置に配置されるように、その位置関係を定義している。

なお、これまで制御回路３９によるキャリパ及びガイドの定義例について、図２及び図３に示す説明図を用いながら説明した。ここで、超音波プローブ２の持ち方（被検体への当て方）については、操作者によって異なる。すなわち、操作者によっては、例えば、頸動脈等、分岐のある血管が計測対象である場合に、分岐部が画面に向かって右側に表示されるように超音波プローブ２を持って操作を行うことがある。一方で、別の操作者においては、分岐部が画面に向かって左側に表示されるように超音波プローブ２を把持して操作を行う場合もある。

図４は、実施の形態において、計測対象が反転した場合におけるキャリパ及びガイドの配置を示す説明図である。図４には、診断対象部位における計測対象としての血管Ｖ１がディスプレイ３５に示されており、分岐部を備えている。当該図４に示す血管Ｖ１の表示の向きを見てみると、血管の分岐部が画面に向かって左側に表示されており、図２に示す血管Ｖ１とその向きが反転していることがわかる。

このように、操作者がどのように超音波プローブ２を把持するかによって、ディスプレイ３５に表示される計測対象の向きも異なる。但し、計測対象の向きが反転したにも拘わらずキャリパ及びガイドの表示がそのままではキャリパ及びガイドとして本来の機能を果たすことができない。そこで、計測対象のディスプレイ３５における表示の向きに応じてキャリパ及びガイドもその向きを変更させる。

なお、計測対象の向きに応じたキャリパ及びガイドの向きの変更は、操作者が手動で行っても、或いは、超音波画像診断装置が自動的に行っても良い。前者の場合、操作者はディスプレイ３５の表示を見ながら、計測対象の向きに合わせて適宜入力回路３６を操作してキャリパ及びガイドの向きを変更させる。一方後者の場合、制御回路３９がディスプレイ３５に表示された計測対象の向きを把握して、計測対象の向きに合わせてキャリパ及びガイドの向きを変更させる。なお、この場合に、計測対象の向きを把握する方法としては、例えば、ディスプレイ３５に表示される計測対象を画像で認識し、その向きを把握することとしても良い。ここで、向きを把握することは比較的容易に行なうことができる。つまり、分岐部を境に一方は管腔が１つ（総頚動脈）で他方は管腔が２つ（外頚動脈、内頚動脈）であり、その管腔構造を画像認識すればよく困難性はない。

以上説明したように、計測対象の向きに応じて適宜キャリパ及びガイドの向きも変更させることによって、操作者に違和感のない表示を行って操作者の誤認識を招来することなく、キャリパ及びガイドを用いた計測処理を迅速かつ容易に行うことができる。

図５は、実施の形態において、計測対象に対してキャリパ及びガイドが配置された第３の例を示す説明図である。図５は受信した超音波のドプラ波形を示すものであり、山状に示されている。ドプラ波形の高さが診断対象部位における血流の速度を示している。従って、血流が早い場合には高い山状に表示され、血流が遅い場合には低い山状に表示される。すなわち、縦軸に血流の速度が示されており、横軸は時間の経過（時間軸）を示している。図５においては、血流において、基準となる時間から所定の時間が経過するまでの間における最大値、或いは、最小値を計測する場合、または、キャリパが配置される位置における値を計測する場合が示されている。

図５において、基準となる時間にガイドＧ３が配置されている。このようにガイドＧ３が示すのは基準となる時間であることから、例えば、これまで図２や図３を挙げて説明してきたガイドＧ１，Ｇ２とは異なり、横軸に示す時間軸に直交するように棒状に示されている。一方、キャリパＣ３は、バツ（×）の形状で示されており、ガイドＧ３から時間ｃだけ離間した位置に配置されている。すなわち、ここでは計測対象が診断対象部位における基準となる時間から所定の時間が経過するまでの間における最大値、或いは、最小値等であることから、ガイドＧ３とキャリパＣ３との間の間隔は時間軸上において規定されている。

このように制御回路３９は、その定義機能により、血流において、基準となる時間から所定の時間が経過するまでの間における最大値を計測するに適切なキャリパ及びガイドとして、キャリパＣ３及びガイドＧ３の表示形状を定義している。また、キャリパＣ３が当該ガイドＧ３から時間軸上所定の間隔（ここではｃ）離間した位置に配置されるように、その位置関係を定義している。

なお、ここまで説明してきた、ガイドＧ（以下、ガイドＧ１ないしガイドＧ３をまとめて表示する場合には、適宜「ガイドＧ」と表わす）とキャリパＣ（以下、キャリパＣ１ないしキャリパＣ３をまとめて表示する場合には、適宜「キャリパＣ」と表わす）との間を示す所定の間隔は、被検体において実際に計測された値である。すなわち、ガイドＧ１とキャリパＣ１との間の距離、及び、ガイドＧ２とキャリパＣ２との間の距離は、被検体における診断対象部位における計測対象を計測した際に得られた実寸である。また、ガイドＧ３とキャリパＣ３との間の時間軸上の所定の間隔は、実時間である。なお、ガイドとキャリパとの間の時間軸上の所定の間隔は、ガイドを基準として、時間的に先（未来）にキャリパを設定しても、或いは逆に、ガイドを基準として、時間的に後ろ（過去）にキャリパを設定しても良い。

制御回路３９の表示制御機能は、診断対象部位における計測対象が示されている超音波画像をディスプレイ３５に表示させる機能である。また、入力回路３６を介して操作者によって診断対象部位における計測対象の計測処理の指示がなされた場合に、当該指示に該当する操作信号に基づいて、キャリパＣ及びガイドＧをディスプレイ３５に表示されている超音波画像上に表示させる機能である。

さらに、制御回路３９は、表示された超音波画像が備えている、例えば、撮影部位を示す情報等を基に、キャリパＣ及びガイドＧを超音波画像上に表示させるために、記憶回路３８に記憶されているキャリパＣ及びガイドＧを抽出する。記憶回路３８には、キャリパＣ及びガイドＧが計測対象ごとに記憶されているが、計測対象によっては複数のキャリパＣ及びガイドＧの組み合わせが記憶されている場合がある。制御回路３９は、キャリパＣ及びガイドＧの組み合わせが複数ある場合には，全てを抽出してディスプレイ３５に表示させる。

制御回路３９は、操作者によってキャリパＣ及びガイドＧが選択されると、選択されたキャリパＣ及びガイドＧをディスプレイ３５に表示させるに当たっての事前準備を行う。すなわち、上述したように、キャリパＣ及びガイドＧの間を示す間隔は、実寸、或いは、実時間で示される実測値である。そのためこの状態のままディスプレイ３５に表示すると、背後に表示される超音波画像の表示スケールと合致しない可能性がある。

そこで、制御回路３９は、ディスプレイ３５に表示される超音波画像の表示スケールに合わせて、画面上どのくらいの大きさでガイドとキャリパを表示させるかを計算し、選択されたキャリパＣ及びガイドＧの大きさを変更する。このような処理を行っておくことで、操作者がガイドＧを置くと表示されている画面上の計測対象の位置に、すなわち、実際に計測したい位置にキャリパＣが配置されることになる。

なお、ここで、上述したように、キャリパＣ及びガイドＧは必ずしも両者が同時にディスプレイ３５に表示されていなくても良い。但し、キャリパＣ及びガイドＧのいずれか一方が表示される場合には、ガイドＧのみが表示されることになる。ガイドＧはキャリパＣを計測対象となる位置に配置するために用いるものだからである。

但し、キャリパＣ及びガイドＧの両者が超音波画像上に表示される場合はもちろんのこと、ガイドＧのみが表示される場合であっても、操作者からの操作指示に基づくガイドＧの移動に当たっては、両者を一体として超音波画像上を移動させる。これは、上述した通り、キャリパＣとガイドＧとはひとまとまりで定義されているからである。一方で、両者を一体に移動させるとしても、常に同時に超音波画像上に表示されていることまでを意味するものではない。

すなわち、計測処理が行われる際に、キャリパＣ及びガイドＧを両者超音波画像上に表示させた上で、一体的に移動させる場合のみならず、例えば、ガイドＧのみを表示させて移動させる場合であっても、キャリパＣは非表示であるだけで、移動しない訳ではない。このように表示されているか否かに拘わらずキャリパＣ及びガイドＧが一体に移動していることから、ガイドＧが指標となる位置に配置されることで、当該ガイドＧから所定の間隔、或いは、時間軸上所定の間隔離間した位置にキャリパＣを配置することが可能となる。

そして、キャリパＣが配置された位置が、計測対象の位置となる。このように、キャリパＣはガイドＧとの関係においてその配置位置が決定される。すなわち、例えば、図２を例に挙げて説明すると、キャリパＣ１とガイドＧ１とは、常に所定の間隔ａという位置関係を保った状態で、ディスプレイ３５に表示される超音波画像上を一体に移動する。

また、キャリパＣ１及びガイドＧ１を回転移動させる場合も両者は一体に回転する。なお、キャリパＣ１及びガイドＧ１を回転移動させる場合の回転軸については、キャリパＣ１、ガイドＧ１、或いは、両者の中間等、いずれにあっても良い。

操作者による超音波画像上に表示されているガイドＧを指標となる位置に配置する操作に基づいて、制御回路３９はガイドＧを移動させる。当該指標は、計測対象の位置にキャリパＣを配置するためにガイドをどの位置に配置すれば良いかを示すものであり、例えば、学会が推奨する計測手順の中に示されている。指標は超音波画像上には表示されておらず、操作者が超音波画像を見てその位置を特定するものであるが、例えば、超音波画像上に予め表示されていても良い。

そして、ガイドＧとキャリパＣとの間の間隔は予め定義されていることから、超音波画像上において、ガイドＧの配置位置が確定されると、同時にキャリパＣは計測対象の位置に配置されることになる。但し、キャリパＣが計測対象の位置に配置されるといっても、実際に計測可能な状態に配置されるとも限らない。

すなわち、例えば、図３に示す計測対象に対してガイドＧ２及びキャリパＣ２が配置された第２の例を示す説明図を用いて説明すると、まず、ガイドＧ２が指標の位置に合わせて配置される。ガイドＧ２が配置されると、ガイドＧ２から所定の間隔ｂだけ離間した位置にキャリパＣ２が配置される。ここでは頸動脈Ｖ２の血管壁の厚みを計測する場合であるが、適切に計測するためには、血管壁を一対の略板状に表示されているキャリパＣ２（キャリパＣ２１及びキャリパＣ２２）で適切な間隔をもって挟み込まなければならない。そのため、キャリパＣ２が計測対象の位置に配置された際に、血管壁の厚みを計測するに適した位置に配置されていれば良いが、配置されていない場合、血管壁を挟むためにキャリパＣ２１及びキャリパＣ２２の間隔、及び、その角度を調整する必要がある。

そこで制御回路３９は、超音波画像上、ガイドＧの位置を確定させると、次に、計測対象の位置に合わせてキャリパＣとガイドＧの傾き（角度）を設定する操作者からの入力信号を受けて、設定された角度となるようにキャリパＣとガイドＧを表示させる。

なお、超音波画像上におけるガイドＧの配置位置の確定とキャリパＣ及びガイドＧの角度の設定は、いずれが先の処理となっても良い。上述したように、ディスプレイ３５上において、キャリパＣ及びガイドＧは配置される計測対象とは関係なく一体に移動させることが可能とされており、当然、ガイドＧの配置位置の確定とは関係なく角度の変更を行うことができるからである。

制御回路３９は、さらにキャリパＣが配置された計測対象の計測処理を行う機能を備えている。本発明の実施の形態においては、超音波画像上において指標の位置に合わせてガイドＧを配置することによって、同時にキャリパＣも計測対象の位置に配置されることになる。そのため、ガイドＧの配置がされたことをもって、超音波画像診断装置１において自動的に計測処理を行うこととしても良い。

或いは、ガイドＧが配置された後、操作者にキャリパＣの配置位置を確認させる等の時間を確保するべく、ガイドＧが配置された後、改めて操作者から計測処理の開始信号の入力を待って計測処理を開始しても良い。すなわち、キャリパＣの配置位置が確定された後、自動的にすぐに計測処理に遷移させず、一旦操作者がキャリパＣの位置が適切であるか否かを判断する機会を与えるようにしても良いことは、上述した通りである。この場合、計測処理を開始するための操作者による入力回路３６の操作があり、当該操作に基づく入力信号を制御回路３９が受信することによって、制御回路３９が計測処理を開始することになる。

なお、ここで例えば、制御回路３９の定義機能、表示制御機能、計測機能については、所定のメモリや記憶回路３８等に記憶される、例えば、医用画像処理プログラムといったプログラムをプロセッサに実行させることによって実現することも可能である。ここで本明細書における「プロセッサ」という文言は、例えば、専用又は汎用のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ） ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。

プロセッサは、例えば記憶回路３８に保存された、又は、プロセッサの回路内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。プログラムを記憶する記録回路は、プロセッサごとに個別に設けられるものであっても構わないし、或いは、例えば、図１における信号処理回路３３が行う機能に対応するプログラムを記憶するものであっても、さらには図１に示す記憶回路３８の構成を採用しても構わない。記憶回路の構成には、例えば、半導体や磁気ディスクといった一般的なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置が適用される。
［動作］

次に、図６及び図７を利用して、超音波画像診断装置１における計測対象の計測処理の流れについて以下、説明する。図６及び図７は、実施の形態において、ガイドＧ及びキャリパＣを用いて医用画像上の計測対象に対して計測処理を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。

まず、制御回路３９は表示制御機能を介して、診断対象部位における計測対象が示されている超音波画像をディスプレイ３５に表示させる（ＳＴ１）。これによって、ディスプレイ３５に超音波画像が表示される。計測処理を行う操作者は、表示された超音波画像を用いて計測処理を開始する。具体的には、操作者が計測処理を行うために入力回路３６を操作する。

制御回路３９としては、操作者が入力回路３６を介して計測処理を開始する信号を入力するまで待機の状態となる（ＳＴ２のＮＯ）。一方、操作者が計測処理を行うための操作を入力回路３６上で行った場合、計測処理開始の信号を受信して、計測処理を行うための一連の処理を開始する（ＳＴ２のＹＥＳ）。

制御回路３９では、計測処理開始の信号を受信すると、計測対象に適したガイドＧ及びキャリパＣをディスプレイ３５に表示させる（ＳＴ３）。

操作者は、ディスプレイ３５に表示されたキャリパＣ及びガイドＧの組み合わせの中から、計測対象を計測するに当たって最適なひとまとまりの組み合わせを選択する。制御回路３９では、操作者が入力回路３６を介して行った選択の信号を受信する（ＳＴ４）。

そこで、制御回路３９は、ディスプレイ３５に表示される超音波画像の表示スケールに合わせて、画面上どのくらいの大きさでガイドとキャリパを表示させるかを計算し、選択されたキャリパＣ及びガイドＧの大きさを変更する（ＳＴ５）。その上で、ディスプレイ３５に表示されている超音波画像の上に表示スケールを変更されたキャリパＣ及びガイドＧを表示させる（ＳＴ６）。

ここで、キャリパＣ及びガイドＧは一体として移動することになる（ＳＴ７）。操作者は、キャリパＣ及びガイドＧを移動させる場合には、例えば、入力回路３６を構成するトラックボールやマウス等を用いる。

操作者は超音波画像上において、指標となる位置を特定し、ガイドＧが当該指標の位置に合うように、例えばトラックボールを操作する。制御回路３９は操作者の操作に合わせて、ガイドＧをディスプレイ３５上にて移動させる（ＳＴ８）。この間はまだガイドＧが超音波画像上のどの位置に配置されるか確定していないので、制御回路３９ではガイドＧの移動の制御は行うものの、その配置位置の確定処理については、次に操作者がガイドＧの位置を確定する操作を行うまで待機状態となる（ＳＴ８のＮＯ）。

操作者が例えば、トラックボールを操作することによって、超音波画像上指標となる位置にガイドＧを配置すると（ＳＴ８のＹＥＳ）、例えば、セットボタンといった、入力回路３６に設けられているボタンを操作することによって、ガイドＧの配置位置を確定する。制御回路３９では、当該ボタンからの入力信号を受信し、超音波画像上においてガイドＧを確定された位置に表示させる（ＳＴ９）。

以上で超音波画像上、ガイドＧの位置が確定したので、次に、計測対象の位置に合わせて、キャリパＣとガイドＧの傾き（角度）を設定する（ＳＴ１０）。ディスプレイ３５に表示されている計測対象は、ディスプレイ３５上において、必ずしも水平に表示されている訳ではないからである。角度を設定するに当たっては、操作者は、例えば、入力回路３６を構成するダイアルを用いる。

なお、表示角度の設定が行われない場合（ＳＴ１０のＮＯ）は、キャリパＣ及びガイドＧがディスプレイ３５に表示された際の角度のままで良いということになる。この場合は、操作者はダイアル操作を行うことはない。そして、表示角度の設定が行われない場合も含めて設定が完了すると（ＳＴ１０のＹＥＳ）、操作者はキャリパＣ及びガイドＧの表示角度を確定させる（図７のＳＴ１１）。具体的には、制御回路３９が操作者による確定操作に基づく確定信号の受信を受けてキャリパＣ及びガイドＧを設定された角度に表示させる。

そこで、超音波画像上においてガイドＧの配置位置、及び、ガイドＧとキャリパＣとの角度が計測対象との関係で適切な位置関係に配置された後、次に操作者はキャリパＣの配置位置を調整する（ＳＴ１２）。実際の操作としては、例えば、トラックボールを利用してキャリパＣの配置位置を調整する。この場合、ガイドＧを移動させるために用いられていたトラックボールの役割は、ガイドＧの配置位置が確定されることによって、キャリパＣの配置位置を調整する役割に遷移する。

なお、ここでのキャリパＣの配置位置の調整は、上述したように血管壁の計測が可能なように血管壁を挟み込むだけではなく、血管壁の角度に合わせてキャリパＣ角度を調整することも含まれる。

制御回路３９では、操作者がトラックボールの操作開始を示す信号を受信すると（ＳＴ１２のＹＥＳ）、当該信号に従って超音波画像上においてキャリパＣの表示を移動させ、キャリパＣの配置位置の調整を行う（ＳＴ１３）。キャリパＣが計測に適した位置に配置されるまでは引き続きキャリパＣの配置位置の調整が行われ（ＳＴ１４のＮＯ）、操作者がセットボタンといったキャリパＣの配置位置を確定させる処理が行われると（ＳＴ１４のＹＥＳ）、キャリパＣの配置位置が最終的に確定される（ＳＴ１５）。

なお、ガイドＧが指標となる位置に配置された時点で、キャリパＣは計測対象に配置に配置されることになるが、さらなるキャリパＣの配置位置の調整が不要な場合もある（ＳＴ１２のＮＯ）。この場合には、当該位置にてキャリパの配置位置が確定される（ＳＴ１５）。

このようにキャリパＣが計測対象において最終的な位置に配置されると、計測対象が計測され（ＳＴ１６）、ディスプレイ３５に計測結果が表示される（ＳＴ１７）。

以上説明したように、医用画像上で計測対象に対して計測処理を行う場合に、指標となる位置にガイドを配置するだけで自動的にキャリパが計測対象に配置されることになるため、計測処理を迅速かつ容易に行うことができる超音波画像診断装置、医用画像処理装置、及び医用画像処理プログラムを提供することができる。

なお、以上においては、キャリパ及びガイドを超音波画像診断装置において表示される超音波画像において利用することを説明した。但し、本発明の実施におけるキャリパ及びガイドについては、超音波画像を含む、各種モダリティによって取得された医用画像を表示させることが可能な、医用画像処理装置においても利用可能である。

また、上述した図２や図３においては、診断対象部位における計測対象として頸動脈等の血管を示して指標の位置におけるガイドの配置、及び、ガイドの配置に伴うキャリパの計測対象への配置について説明した。但し、キャリパ及びガイドの利用については、血管のみならず、例えば、心臓の心尖にガイドを配置し、所定の間隔離間した位置に配置されるキャリパが示す部位を把握するといった、診断対象部位を心臓とする場合についても適用できる。

さらに、ガイドとキャリパとの間の所定の間隔を時間軸上に定義する場合について、図５を挙げて説明した。図５においては、血流の速度に関してガイドとキャリパとを利用したが、例えば、心電波形にも利用可能である。すなわち、例えば、心臓疾患の早期診断を行う際に必要となるパラメータの取得に当たって、心電波形におけるＲ波により特定した拡張末期に基づいて収縮末期を基準とする拡張期心拍時相を設定する際に上述したキャリパ及びガイドを適用することができる。

さらに、上述したように、キャリパ及びガイドの表示に当たっては、事前準備として表示されている医用画像の表示スケールに合うようにその大きさを調整している。このような処理は事前準備の際に限らず、例えば、医用画像上にキャリパ及びガイドが表示された後であっても、拡大、或いは、縮小というように医用画像の表示スケールが変更されるたびに、合わせてキャリパ及びガイドの両者の間隔が調整される。これによって、どのような表示スケールにおいてもキャリパ及びガイドの相対的な位置関係は変化せず、操作者が計測対象の大きさを見間違う危険性を低減できる。

また、これまでの説明においては、キャリパ及びガイドの間の間隔が予め定義されていることを前提としていた。しかし、同じ診断対象部位における計測対象であっても、例えば、大人と子供、或いは、人種や性別等によってキャリパ及びガイドの間の間隔は変化し得る。そこで、操作者によって、キャリパ及びガイドの間の間隔は調整可能とされていても良い。さらにこの場合、患者ＩＤ等の条件から自動的に変更させることが可能である。

或いは、人種、性別、年齢等の条件ごとに収集されたある統計に基づいて行われる検査がある場合、当該検査が選択されると、その条件に合わせてキャリパ及びガイドの間の間隔を変更させることとしても良い。さらに、計測対象における計測値が他の計測項目との間で所定の関係がある場合に、当該他の計測項目に合わせてキャリパ及びガイドの間の間隔を変更することもできる。

さらには、キャリパ及びガイドの間の間隔について、異なる複数のパターンを予め定義して、記憶させておくことも可能である。この場合、操作者は被検体に合わせて適宜適切なキャリパ及びガイドの間の間隔に関するパターンを選択して適用させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 超音波画像診断装置
２ 超音波プローブ
３ 装置本体
３１ 送信回路
３２ 受信回路
３３ 信号処理回路
３４ 画像処理回路
３５ ディスプレイ
３６ 入力回路
３７ 通信制御回路
３８ 記憶回路
３９ 制御回路
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ キャリパ
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３ ガイド

Claims (6)

1. 診断対象部位に送信される超音波からの反射信号を基に生成される超音波画像を表示させるディスプレイと、
   前記ディスプレイに表示された前記診断対象部位の前記超音波画像上で計測対象を計測する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、
   前記計測対象の計測範囲を表すキャリパと、前記キャリパを前記計測対象となる位置に配置させるために用いるガイド及び前記キャリパの間隔とを定義する定義機能と、
   定義された前記間隔をもって離間して配置される前記キャリパ及び前記ガイドを前記超音波画像上で一体に移動可能に表示制御する表示制御機能と、
   前記計測対象となる位置に配置された前記キャリパにより表される計測範囲を基に、前記計測対象を計測する計測機能と、
   を備えることを特徴とする超音波画像診断装置。
2. 前記キャリパは、前記計測対象の計測範囲を表す一対の表示形状を有する、
   請求項１に記載の超音波画像診断装置。
3. 前記ガイドと前記キャリパとの前記間隔は、前記計測対象に合わせて予め定められていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波画像診断装置。
4. 前記ガイドと前記キャリパとの前記間隔は、前記計測対象における実測値をもって定められていることを特徴とする請求項３に記載の超音波画像診断装置。
5. 医用画像処理装置に、
   診断対象部位において取得された被検体の内部情報を基に生成される医用画像をディスプレイに表示させるステップと、
   計測対象の計測範囲を表すキャリパと、前記キャリパを前記計測対象となる位置に配置させるために用いるガイドとを、予め定められた間隔をもって離間して配置された状態で、前記医用画像上で一体に移動するステップと、
   前記ガイドを前記医用画像上の指標となる位置に配置することで、前記ガイドから前記間隔をもって離間した位置に、前記計測対象の計測範囲を表すキャリパを配置して表示するステップと、
   前記キャリパにより表される計測範囲を基に、前記計測対象を計測するステップと、
   を含む処理を実行させることを特徴とする医用画像処理プログラム。
6. 診断対象部位に送信される超音波からの反射信号を基に生成される超音波画像を表示させるディスプレイと、
   前記ディスプレイに表示された前記診断対象部位の前記超音波画像上で計測対象を計測する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、
   前記計測対象の計測範囲を表すキャリパと、前記キャリパを前記計測対象となる位置に配置させるために用いるガイドとが、予め定められた間隔をもって離間して配置された状態で、前記超音波画像上で一体に移動可能に表示制御する表示制御機能と、
   前記計測対象となる位置に配置された前記キャリパにより表される計測範囲を基に、前記計測対象を計測する計測機能と、
   を備えることを特徴とする超音波画像診断装置。

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