JP7288550B2 - 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置用プロセッサ - Google Patents

超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置用プロセッサ Download PDF

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Description

本発明は、被検体の膀胱内の尿量を計測する超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置用プロセッサに関する。
従来から、超音波診断装置を用いて被検体の膀胱を観察し、観察された膀胱内の尿量を計測することが行われている。一般的に、被検体の膀胱内の尿量は、被検体の膀胱の体積に概ね等しいため、尿量として、被検体の膀胱の体積が計測される。このような尿量計測を容易に行うために、例えば、特許文献１の超音波診断装置が開発されている。特許文献１の超音波診断装置は、ユーザが被検体の膀胱を含む複数フレームの超音波画像を取得した状態で、超音波診断装置に備えられているトリガボタンを押すと、ユーザにより取得された複数フレームの超音波画像に基づいて、尿量計測に適切と判断されるフレームの超音波画像を自動的に選択し、選択されたフレームの超音波画像に基づいて尿量を計測する。
特開２０１７－１０９０７４号公報
ところで、ユーザが被検体の体表面上に超音波プローブを接着させながら被検体の膀胱の走査を行う際に、走査の途中で超音波プローブが被検体の体表面から離れてしまうこと等により、膀胱領域が正常に写っていないフレームの超音波画像が生成されて、尿量計測に適したフレームの超音波画像が生成されず、超音波ビームの走査に失敗してしまう場合がある。特許文献１に開示される超音波診断装置では、ユーザが超音波ビームの走査に失敗してしまった場合でも、尿量計測に使用されるフレームの超音波画像が自動的に選択されるため、尿量計測に適さないフレームの超音波画像に基づいて尿量計測が行われ、その結果、尿量計測の精度が低下してしまうという問題があった。
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、尿量計測の精度を向上することができる超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置用プロセッサを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、超音波プローブを用いて被検体に対する超音波ビームの走査を行うことにより取得された複数フレームの超音波画像を保持する画像メモリと、複数フレームの超音波画像のそれぞれから膀胱領域を抽出する膀胱抽出部と、複数フレームの超音波画像のそれぞれに対して膀胱抽出部により抽出された膀胱領域に関する特徴量を算出する特徴量算出部と、複数フレームの超音波画像のそれぞれについて被検体に対する超音波ビームの走査が失敗した失敗フレームであるか否かを判定する失敗フレーム判定部と、特徴量算出部により算出された特徴量の時系列的な変化と失敗フレーム判定部により失敗フレームであると判定されたフレームの超音波画像の時系列的な位置とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かを判定する再走査判定部と、再走査判定部により超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して超音波ビームの再走査を推奨する再走査推奨部と、再走査判定部により超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合に、特徴量算出部により算出された特徴量に基づいて複数フレームの超音波画像の中から計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択する計測フレーム選択部と、計測フレーム選択部により選択された計測フレームの超音波画像を解析することにより尿量を計測する尿量計測部とを備えることを特徴とする。
超音波診断装置は、ユーザが入力操作を行うための入力装置と、再走査推奨部により超音波ビームの再走査が推奨された場合に、ユーザによる入力装置を介した入力操作に従って、超音波ビームの再走査を実行するか否かの選択を受け付ける再走査実行受付部とをさらに備え、この場合に、計測フレーム選択部は、再走査判定部により超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合、または、再走査実行受付部により超音波ビームの再走査を実行しない選択が受け付けられた場合に、特徴量算出部により算出された特徴量に基づいて複数フレームの超音波画像の中から計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択することができる。
失敗フレーム判定部は、超音波画像に対して画像解析を行うことにより、超音波画像の深さ方向の輝度プロファイルに基づいて、被検体に超音波プローブが接着していない失敗領域が超音波画像中に確認された場合に、失敗フレームであると判定することができる。
もしくは、失敗フレーム判定部は、超音波画像に対して画像解析を行うことにより、超音波画像における膀胱領域のエッジ明瞭度に基づいて、被検体への超音波プローブの押し込みが不足している失敗領域が超音波画像中に確認された場合に、失敗フレームであると判定することもできる。
再走査判定部は、失敗フレーム判定部により、失敗領域が超音波画像中に確認されても、膀胱抽出部により抽出された膀胱領域が失敗領域に重ならない場合には、超音波ビームの再走査が不要であると判定することができる。
超音波診断装置は、超音波プローブと、超音波プローブに取り付けられ且つ被検体に対する超音波プローブの接触圧を検出する圧力センサとをさらに備えることもでき、この際に、失敗フレーム判定部は、圧力センサにより検出された超音波プローブの接触圧に基づいて、失敗フレームであるか否かを判定することができる。
失敗フレーム判定部は、超音波プローブのうち、被検体に接着していない部分、または、被検体への押し込み不足となっている部分をユーザに通知することができる。
超音波診断装置は、失敗フレーム判定部により失敗フレームであると判定された場合に、ユーザに対して警告を発する警告部をさらに備えることができる。
本発明に係る超音波診断装置の制御方法は、超音波プローブを用いて被検体に対する超音波ビームの走査を行うことにより取得された複数フレームの超音波画像を保持し、複数フレームの超音波画像のそれぞれから膀胱領域を抽出し、複数フレームの超音波画像のそれぞれに対して抽出された膀胱領域に関する特徴量を算出し、複数フレームの超音波画像のそれぞれについて被検体に対する超音波ビームの走査が失敗した失敗フレームであるか否かを判定し、特徴量の時系列的な変化と、失敗フレームであると判定されたフレームの超音波画像の時系列的な位置とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かを判定し、超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して超音波ビームの再走査を推奨し、超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合に、特徴量に基づいて複数フレームの超音波画像の中から計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択し、計測フレームの超音波画像を解析することにより尿量を計測することを特徴とする。
本発明に係る超音波診断装置用プロセッサは、超音波プローブを用いて被検体に対する超音波ビームの走査を行うことにより取得された複数フレームの超音波画像を保持し、複数フレームの超音波画像のそれぞれから膀胱領域を抽出し、複数フレームの超音波画像のそれぞれに対して抽出された膀胱領域に関する特徴量を算出し、複数フレームの超音波画像のそれぞれについて被検体に対する超音波ビームの走査が失敗した失敗フレームであるか否かを判定し、特徴量の時系列的な変化と、失敗フレームであると判定されたフレームの超音波画像の時系列的な位置とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かを判定し、超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して超音波ビームの再走査を推奨し、超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合に、特徴量に基づいて複数フレームの超音波画像の中から計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択し、計測フレームの超音波画像を解析することにより尿量を計測することを特徴とする。
本発明によれば、超音波診断装置が、複数フレームの超音波画像のそれぞれから膀胱領域を抽出する膀胱抽出部と、複数フレームの超音波画像のそれぞれに対して膀胱抽出部により抽出された膀胱領域に関する特徴量を算出する特徴量算出部と、複数フレームの超音波画像のそれぞれについて被検体に対する超音波ビームの走査が失敗した失敗フレームであるか否かを判定する失敗フレーム判定部と、特徴量算出部により算出された特徴量の時系列的な変化と失敗フレーム判定部により失敗フレームであると判定されたフレームの超音波画像の時系列的な位置とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かを判定する再走査判定部と、再走査判定部により超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して超音波ビームの再走査を推奨する再走査推奨部とを備えているため、尿量計測の精度を向上することができる。
本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における送受信回路の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における画像生成部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１において膀胱領域を含む超音波画像の例を模式的に示す図である。 失敗フレームの超音波画像の例を模式的に示す図である。 スウィング法により膀胱がスキャンされる様子を模式的に示す図である。 膀胱領域の面積の時間的な変化の例を示す図である。 楕円体の例を示す図である。 膀胱領域の面積の時間変化が、失敗フレームの超音波画像が生成された区間において極大となる例を示す図である。 膀胱領域の面積の時間変化が、失敗フレームの超音波画像が生成された区間において極大とはならない例を示す図である。 本発明の実施の形態１において膀胱領域の面積の時系列的な変化を表すグラフと複数フレームの超音波画像がモニタに表示される例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１において被検体の膀胱内の尿量がモニタに表示される例を模式的に示す図である。 スライド法により膀胱がスキャンされる様子を模式的に示す図である。 超音波ビームの複数回の走査における膀胱領域の面積の時系列的な変化の例を示す図である。 本発明の実施の形態２における再走査判定部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３において、超音波プローブが被検体の体表面に接着していない部分がモニタに表示される例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態６に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
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。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、送受信回路３、画像生成部４、表示制御部５およびモニタ６が順次接続されている。また、振動子アレイ２と送受信回路３は、超音波プローブ２１に含まれている。画像生成部４に、画像メモリ７が接続されている。また、画像メモリ７に、膀胱抽出部９と失敗フレーム判定部１６が接続されている。膀胱抽出部９に、特徴量算出部１０が接続されている。また、特徴量算出部１０と失敗フレーム判定部１６に、再走査判定部１７が接続されている。また、失敗フレーム判定部１６に、警告部１８が接続されている。また、再走査判定部１７に、再走査推奨部１９と再走査実行受付部２０が接続されている。また、特徴量算出部１０、再走査判定部１７および再走査実行受付部２０に、計測フレーム選択部１２が選択されている。計測フレーム選択部１２に、尿量計測部１３が接続されている。また、計測フレーム選択部１２、尿量計測部１３、警告部１８および再走査推奨部１９は、それぞれ、表示制御部５に接続されている。
また、送受信回路３、画像生成部４、表示制御部５、膀胱抽出部９、特徴量算出部１０、計測フレーム選択部１２、尿量計測部１３、失敗フレーム判定部１６、再走査判定部１７、警告部１８、再走査推奨部１９および再走査実行受付部２０に、装置制御部１４が接続されている。また、装置制御部１４に、入力装置１５が接続されている。
また、画像生成部４、表示制御部５、膀胱抽出部９、特徴量算出部１０、計測フレーム選択部１２、尿量計測部１３、装置制御部１４、失敗フレーム判定部１６、再走査判定部１７、警告部１８、再走査推奨部１９および再走査実行受付部２０により、超音波診断装置１用のプロセッサ２２が構成されている。
図１に示す超音波プローブ２１の振動子アレイ２は、１次元または２次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送受信回路３から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して、超音波エコーに基づく信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ－ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛－チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。
送受信回路３は、装置制御部１４による制御の下で、振動子アレイ２から超音波を送信し且つ振動子アレイ２により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する。送受信回路３は、図２に示すように、振動子アレイ２に接続されるパルサ２３と、振動子アレイ２から順次直列に接続される増幅部２４、ＡＤ（Analog Digital）変換部２５、ビームフォーマ２６を有している。
パルサ２３は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部１４からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ２の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ２の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。
送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ２１の振動子アレイ２に向かって伝搬する。このように振動子アレイ２に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して、電気信号である受信信号を発生させ、これらの受信信号を増幅部２４に出力する。
増幅部２４は、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子から入力された信号を増幅し、増幅した信号をＡＤ変換部２５に送信する。ＡＤ変換部２５は、増幅部２４から送信された信号をデジタルの受信データに変換し、これらの受信データをビームフォーマ２６に送信する。ビームフォーマ２６は、装置制御部１４からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、ＡＤ変換部２５により変換された各受信データに対してそれぞれの遅延を与えて加算することにより、いわゆる受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、ＡＤ変換部２５で変換された各受信データが整相加算され且つ超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が取得される。
画像生成部４は、図３に示されるように、信号処理部２７、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）２８および画像処理部２９が順次直列に接続された構成を有している。
信号処理部２７は、送受信回路３のビームフォーマ２６により生成された音線信号に対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。
ＤＳＣ２８は、信号処理部２７で生成されたＢモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）する。
画像処理部２９は、ＤＳＣ２８から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を表示制御部５および画像メモリ７に出力する。以降は、画像処理部２９により画像処理が施されたＢモード画像信号を、単に、超音波画像と呼ぶ。
画像メモリ７は、画像生成部４により診断毎に生成された一連の複数フレームの超音波画像を保持するメモリである。画像メモリ７としては、フラッシュメモリ、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。
膀胱抽出部９は、例えば図４に示すように、超音波画像Ｕから膀胱領域ＢＲを抽出する。膀胱抽出部９は、例えば、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（Deep leaning：深層学習）を用いた手法を用いて超音波画像Ｕ内の膀胱領域ＢＲを抽出することができる。また、膀胱抽出部９は、膀胱領域ＢＲを抽出するために、その他の手法として、グラフカット（Y.Boykov and V.Kolmogorov, ”An experimental comparison of min-cut/max-flow algorithm for energy minimization in vision”, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 26, 9, pp.1123-1137, 2004.）、Snakes(A.W.Michael Kass and D.Terzopoulos: “Snakes: Active contour models”, Int.J.Computer Vision,1,4, pp.321-331, 1988.)、LevelSets（M.Sussman, P.Smereka and S.Osher: “A level set approach for computing solutions to incompressible two-phase flow”, J.Comput.Phys,114,1, pp.146-159, 1994）等の公知の技術を用いることができる。
特徴量算出部１０は、膀胱抽出部９により膀胱領域ＢＲが抽出された超音波画像Ｕにおいて、抽出された膀胱領域ＢＲに関する特徴量を算出する。特徴量算出部１０は、例えば、画像解析により、抽出された膀胱領域ＢＲの面積を特徴量として算出することができる。また、特徴量算出部１０は、例えば、画像解析により、後述する膀胱の体積を計測するために用いられる、互いに直交する３方向における膀胱領域ＢＲの最大径を特徴量として算出することができる。また、特徴量算出部１０は、例えば、画像解析により、抽出された膀胱領域ＢＲから任意の方向における最大径、膀胱領域ＢＲの周の長さ等を特徴量として算出することができる。
失敗フレーム判定部１６は、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像が、それぞれ、失敗フレームの超音波画像であるか否かを判定する。ここで、失敗フレームの超音波画像とは、超音波プローブ２１が被検体の体表面に接着していない部分が存在すること等によって被検体に対する超音波ビームの走査が失敗したフレームの超音波画像である。
ここで、超音波プローブ２１が被検体の体表面に接着していない部分が存在する場合には、一定以上の強度を有する信号が得られないことにより、図５において点線で囲まれた領域で示されるように、超音波画像Ｕ１内において黒く塗りつぶされた失敗領域ＦＲが生じる。
そのため、失敗フレーム判定部１６は、例えば、超音波画像の輝度値に対して一定の輝度しきい値を有しており、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像のそれぞれに対して、深さ方向に沿った輝度プロファイルを解析し、輝度しきい値よりも小さい輝度値を有する領域を、被検体の体表面に超音波プローブ２１が接着していない失敗領域ＦＲと判断し、失敗領域ＦＲを含むフレームの超音波画像を失敗フレームの超音波画像であると判定する。
警告部１８は、失敗フレーム判定部１６により、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像のいずれかが失敗フレームの超音波画像であると判定された場合に、ユーザに対して警告を発する。警告部１８は、例えば、ユーザへの警告を表すメッセージ等をモニタ６に表示することができる。
ところで、画像生成部４により被検体の膀胱領域ＢＲを含むフレームの超音波画像が生成される際に、通常、ユーザは、被検体の体表面上に超音波プローブ２１を接着させた状態で、超音波プローブ２１の位置または角度を変化させながら、膀胱の走査を行う。この際に、ユーザは、例えば、超音波プローブ２１の位置を一定にしたまま被検体の体表面上で超音波プローブ２１を傾けるスウィング法を用いて、膀胱の走査を行うことができる。
ユーザは、スウィング法により膀胱を走査する場合に、例えば、図６に示すように、振動子アレイ２の配列方向に対して平行な回転軸Ｒを中心として、膀胱Ｂの一端部を通る走査断面ＰＳ１が撮影される傾き角度と、膀胱Ｂの他端部を通る走査断面ＰＳ２が撮影される傾き角度との間を往復するように、超音波プローブ２１を被検体の体表面Ｓ上で傾斜させる。
この際に、画像生成部４により連続的に生成されるフレームの超音波画像に含まれる膀胱領域ＢＲの面積の値は、例えば図７に示すように、極大値と極小値を交互に有するように時系列的に変化する。図７の例では、膀胱領域ＢＲの面積と、膀胱領域ＢＲの面積が算出されたフレームの超音波画像が生成された時刻との関係を示しており、膀胱領域ＢＲの面積の値は、１つの極大値Ｍ１と、２つの極小値Ｎ１、Ｎ２を有するように、時系列的に変化している。また、図７の例では、膀胱領域ＢＲの面積の値の時系列的な変化が示されているが、膀胱領域ＢＲの最大径についても、図７に示すような時系列的な変化をする。
ここで、通常、被検体の膀胱Ｂは、一般的に概ね楕円体形状をしているため、膀胱Ｂ内の尿量は、膀胱Ｂを楕円体とみなして膀胱Ｂの体積を計算することにより計測される。図８に示すように、楕円体Ｅが、ＸＹ面、ＹＺ面およびＸＺ面に対して対称な形状を有しており、楕円体ＥのＸ方向における最大径をＬＸ、Ｙ方向における最大径をＬＹ、Ｚ方向における最大径をＬＺ、円周率をπとして、楕円体Ｅの体積は、（ＬＸ×ＬＹ×ＬＺ）×π／６により算出されることが知られている。そのため、超音波画像を用いて膀胱Ｂの体積を算出する場合には、膀胱Ｂの中心を通り且つ互いに直交する走査断面に相当する２つのフレームの超音波画像を計測することが望ましい。
このように、膀胱Ｂの中心を通る走査断面に相当するフレームの超音波画像は、例えばスウィング法により膀胱Ｂに対する超音波ビームの走査が行われる場合には、膀胱領域ＢＲの面積および最大径等の特徴量が時系列的な変化において極大となるフレームの超音波画像である。
再走査判定部１７は、特徴量算出部１０により算出された膀胱領域ＢＲの特徴量の時系列的な変化を表す情報を取得し、この情報を解析することにより、失敗フレームと判定されたフレームの超音波画像が生成された時刻において、特徴量の本来の時系列的な変化が極大となるか否かを推定し、その推定結果に基づいて、超音波ビームの再走査が必要か否かを判定する。図９には、膀胱領域ＢＲの特徴量の時系列的な変化を表す情報の例として、膀胱領域ＢＲの面積の時系列的な変化を表すグラフが示されており、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間において失敗フレームの超音波画像が生成されている。
再走査判定部１７は、例えば、特徴量の時間変化を表すグラフを解析することにより、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間の前後の一定区間におけるグラフの変化を表す情報を取得し、取得された情報に基づいて、失敗フレームの超音波画像が生成された時刻において特徴量が極大となるか否かを判定することができる。再走査判定部１７は、例えば、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間の直前の一定区間においてグラフが単調に増加し、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間の直後の一定区間においてグラフが単調に減少している場合に、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間において特徴量が極大となると推定し、それ以外の場合に、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間において特徴量が極大とはならないと推定することができる。
図９の例では、失敗フレームの超音波画像が生成された時刻Ｔ１～Ｔ２の区間の直前の一定区間においてグラフが単調に増加し、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間の直後の一定区間においてグラフが単調に減少しているため、再走査判定部１７は、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間において膀胱領域ＢＲの面積が極大となると推定する。
このようにして、失敗フレームの超音波画像が生成された時刻において特徴量が極大となると推定された場合に、再走査判定部１７は、尿量計測に適するフレームの超音波画像が生成されていないと判断して、超音波ビームの再走査が必要であると判定する。
また、例えば図１０に示す例では、失敗フレームの超音波画像が生成された、時刻Ｔ３～Ｔ４の区間よりも過去の時刻において、膀胱領域ＢＲの面積が極大値Ｍ１を有している。この場合に、時刻Ｔ３～Ｔ４の区間の直前の一定区間と、時刻Ｔ３～Ｔ４の区間の直後の一定区間において、それぞれ、グラフが単調に減少しているため、再走査判定部１７は、失敗フレームの超音波画像が生成された時刻において膀胱領域ＢＲの面積が極大とはならないと推定する。
このようにして、失敗フレームの超音波画像が生成された時刻において膀胱領域ＢＲの面積が極大とはならないと推定された場合に、再走査判定部１７は、尿量計測に適するフレームの超音波画像が生成されていると判断して、超音波ビームの再走査が不要であると判定する。
入力装置１５は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
再走査推奨部１９は、再走査判定部１７により超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して超音波ビームの再走査を推奨する。再走査推奨部１９は、例えば、超音波ビームの再走査を推奨するためのメッセージをモニタ６に表示することができる。
再走査推奨部１９は、例えば、超音波ビームの再走査を実行するか否かを、入力装置１５を介した入力操作により選択することをユーザに促すためのメッセージ、ラジオボタン等をモニタ６に表示する。この際に、再走査推奨部１９は、超音波ビームの再走査をするか否かをユーザが判断しやすいように、例えば図１１に示すように、複数フレームの超音波画像Ｕ２と、複数フレームの超音波画像Ｕ２に対応する膀胱領域ＢＲの特徴量の時系列的な変化を表すグラフＧ１をモニタ６に表示することができる。図１１の例では、モニタ６の下部に複数フレームの超音波画像Ｕ２がスクロール表示されており、複数フレームの超音波画像Ｕ２のうち、グラフＧ１に配置されたマーカＭＰに対応するフレームの超音波画像Ｕ３がユーザにより選択され、このフレームの超音波画像Ｕ３を拡大した超音波画像Ｕ４が、モニタ６の右上部に拡大して表示されている。
再走査実行受付部２０は、再走査判定部１７により超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザによる入力装置１５を介した入力操作に従って、超音波ビームの再走査を実行するか否かの選択を受け付ける。
計測フレーム選択部１２は、再走査判定部１７により、超音波ビームの再走査が必要であると判定された後に、再走査実行受付部２０により、超音波ビームの再走査を実行しない選択が受け付けられた場合、または、再走査判定部１７により、超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合に、特徴量算出部１０により算出された特徴量に基づいて、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像の中から、計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択する。
再走査判定部１７により、超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合に、計測フレーム選択部１２は、例えば、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像に対して特徴量算出部１０により算出された特徴量のうち最大の特徴量を取得し、特徴量が最大となるフレームの超音波画像を計測フレームの超音波画像として選択することができる。
また、再走査実行受付部２０により、超音波ビームの再走査を実行しない選択が受け付けられた場合に、計測フレーム選択部１２は、例えば、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像の中から、失敗フレーム判定部１６により失敗フレームの超音波画像であると判定されたフレームの超音波画像を除き、残ったフレームの超音波画像における特徴量のうち最大の特徴量を取得し、特徴量が最大となるフレームの超音波画像を計測フレームの超音波画像として選択することができる。
尿量計測部１３は、計測フレーム選択部１２により選択された計測フレームの超音波画像に基づいて、被検体の膀胱Ｂの体積を算出することにより、膀胱Ｂ内の尿量を計測する。尿量計測部１３は、例えば、計測フレーム選択部１２により、膀胱Ｂの中心を通り且つ互いに直交する走査断面に相当する２つの計測フレームの超音波画像が選択された場合に、２つの計測フレームの超音波画像において膀胱領域ＢＲにおける長さを計測して、互いに直交する３方向の最大径ＬＸ、ＬＹおよびＬＺを取得し、（ＬＸ×ＬＹ×ＬＺ）×π／６を計算することにより、被検体の膀胱Ｂの体積を算出することができる。
表示制御部５は、装置制御部１４の制御の下、画像メモリ７に保持されているフレームの超音波画像、警告部１８によるユーザへの警告を表す情報、再走査推奨部１９による超音波ビームの再走査を推奨するメッセージを表す情報、および、尿量計測部１３により計測された被検体の膀胱Ｂ内の尿量の値等を表す情報等に対して、所定の処理を施して、それらをモニタ６に表示する。
モニタ６は、表示制御部５による制御の下、種々の表示を行う。モニタ６は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）等のディスプレイ装置を含む。
装置制御部１４は、予め記憶している制御プログラム等に基づいて、超音波診断装置１の各部の制御を行う。
なお、画像生成部４、表示制御部５、膀胱抽出部９、特徴量算出部１０、計測フレーム選択部１２、尿量計測部１３、装置制御部１４、失敗フレーム判定部１６、再走査判定部１７、警告部１８、再走査推奨部１９および再走査実行受付部２０を有するプロセッサ２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。
また、プロセッサ２２の画像生成部４、表示制御部５、膀胱抽出部９、特徴量算出部１０、計測フレーム選択部１２、尿量計測部１３、装置制御部１４、失敗フレーム判定部１６、再走査判定部１７、警告部１８、再走査推奨部１９および再走査実行受付部２０は、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成されることもできる。
以下では、図１２に示すフローチャートを用いて、実施の形態１の超音波診断装置１の動作を詳細に説明する。
まず、ステップＳ１において、ユーザにより被検体の体表面Ｓ上に超音波プローブ２１が接着された状態で、超音波画像が生成され、生成された超音波画像がモニタ６に表示される。この際に、送受信回路３のパルサ２３からの駆動信号に従って振動子アレイ２の複数の振動子から被検体内に超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各振動子により受信信号が生成され、その受信信号が送受信回路３の増幅部２４に出力される。受信信号は、増幅部２４で増幅され、ＡＤ変換部２５でＡＤ変換された後、ビームフォーマ２６で整相加算されて、音線信号が生成される。この音線信号は、画像生成部４において、信号処理部２７で包絡線検波処理が施されることでＢモード画像信号となり、ＤＳＣ２８および画像処理部２９を経て表示制御部５に出力され、図４に示すように、表示制御部５の制御の下で超音波画像Ｕがモニタ６に表示される。
この際に、ユーザは、モニタ６に表示される超音波画像Ｕを確認しながら、超音波画像Ｕ内に被検体の膀胱領域ＢＲが描出されるように、超音波プローブ２１の位置と傾きを調整する。
次に、ステップＳ２において、被検体の膀胱Ｂ内の尿量を計測するための計測モードが起動されたか否かの判定がなされる。例えば、入力装置１５を介してユーザにより、計測モードを起動する指示がなされた場合に、計測モードが起動されたと判定され、ユーザにより計測モードを起動する指示がなされていない場合に、計測モードが起動されていないと判定される。計測モードが起動されていないと判定された場合には、ステップＳ１に戻り、超音波画像の生成と表示がなされる。ユーザが超音波プローブ２１の位置の調整を終えて、計測モードを起動する指示を行うことにより、計測モードが起動されたと判定された場合には、ステップＳ３に進む。
ステップＳ２で計測モードが起動されたと判定されると、ステップＳ３において、ステップＳ１と同様にして超音波画像が生成され、生成された超音波画像が画像メモリ７に保持される。ユーザは、例えば、超音波プローブ２１の傾きを変えながら被検体の膀胱Ｂを撮像するスウィング法により、膀胱Ｂに対して超音波ビームの走査を行う。
続くステップＳ４において、膀胱Ｂに対する超音波ビームの走査が終了したか否かが判定される。例えば、入力装置１５を介してユーザにより超音波ビームの走査を終了する指示がなされた場合に、超音波ビームの走査が終了したと判定され、ユーザにより超音波ビームの走査を終了する指示がなされない場合に、超音波ビームの走査が続行中であると判定される。超音波ビームの走査が続行中であると判定された場合には、ステップＳ３に戻って、超音波画像の生成と保持が行われる。このようにして、超音波ビームの走査が続行している限り、ステップＳ３とステップＳ４が繰り返される。これにより、画像メモリ７に、一連の複数フレームの超音波画像が保持される。超音波ビームの走査が終了したと判定された場合には、ステップＳ５に進む。
ここで、ステップＳ３で超音波画像が生成される際に、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着していない部分が存在する場合には、例えば図５において点線で囲まれた領域で示されるように、一定以上の強度を有する信号が得られないことによって超音波画像Ｕ１内において黒く塗りつぶされた失敗領域ＦＲが生じる。
そのため、ステップＳ５において、画像メモリ７に保持されている一連の複数フレームの超音波画像の中に失敗フレームの超音波画像が含まれているか否かを判定する。この際に、失敗フレーム判定部１６は、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像のそれぞれに対して、深さ方向に沿った輝度プロファイルを取得し、取得された輝度プロファイルを解析することにより、超音波画像において一定の輝度しきい値よりも小さい輝度値を有する領域を失敗領域ＦＲとして認識し、失敗領域ＦＲを含むフレームの超音波画像を失敗フレームの超音波画像であると判定する。画像メモリ７に保持されている複数フレームの超音波画像の中に失敗フレームの超音波画像が含まれていると判定された場合に、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６において、警告部１８は、画像メモリ７に保持されている複数フレームの超音波画像の中に失敗フレームの超音波画像が含まれていることを、ユーザに警告する。警告部１８は、例えば、ユーザへの警告をモニタ６に表示する。これにより、失敗フレームの超音波画像が生成されたことをユーザに把握させ、超音波ビームの再走査が行われる場合に、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに十分に接着するようにユーザに対して注意を促すことができる。
このようにしてステップＳ６の処理が完了すると、ステップＳ７に進む。
また、ステップＳ５において、画像メモリ７に保持されている複数フレームの超音波画像の中に失敗フレームの超音波画像が含まれていないと判定された場合には、ステップＳ６を省略してステップＳ７に進む。
ステップＳ７において、膀胱抽出部９は、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像に対して画像解析を行って、被検体の膀胱Ｂを表す膀胱領域ＢＲを抽出する。抽出された膀胱領域ＢＲの情報と、複数フレームの超音波画像は、特徴量算出部１０に送出される。
ステップＳ８において、特徴量算出部１０は、複数フレームの超音波画像のそれぞれに対してステップＳ７で抽出された膀胱領域ＢＲに基づいて、膀胱領域ＢＲに関する特徴量として、膀胱領域ＢＲの面積を算出する。ユーザは、ステップＳ３でスウィング法により超音波ビームの走査を行ったため、ステップＳ６で算出される膀胱領域ＢＲの面積は、例えば図７に示すように時系列的に変化する。ここで、算出された膀胱領域ＢＲの面積の情報と、複数フレームの超音波画像は、再走査判定部１７と計測フレーム選択部１２に送出される。
ステップＳ９において、再走査判定部１７は、ステップＳ５で失敗フレームの超音波画像であると判定されたフレームの超音波画像の時系列的な位置と、ステップＳ８で算出された膀胱領域ＢＲの面積の時系列的な変化とに基づいて、超音波ビームの再走査が必要か否かを判定する。
この際に、再走査判定部１７は、例えば、画像メモリ７に保持されている一連の複数フレームの超音波画像から、ステップＳ５で失敗フレームと判定されたフレームの超音波画像を除き、残ったフレームの超音波画像における膀胱領域ＢＲの面積の時系列的な変化を表すグラフを取得する。
ここで、膀胱Ｂ内の尿量は、膀胱Ｂを楕円体Ｅとみなし、その体積を計算することによって計測されるため、尿量計測に使用されるフレームの超音波画像として、膀胱Ｂの中心を通る走査断面に相当するフレームの超音波画像を使用することが望ましい。このようなフレームの超音波画像は、膀胱領域ＢＲの面積が、図７に示すような時系列的な変化において極大となるフレームの超音波画像である。
そのため、再走査判定部１７は、膀胱領域ＢＲの面積の時系列的な変化を表すグラフを解析し、失敗フレームの超音波画像が生成された時系列的な区間において、本来の膀胱領域ＢＲの面積が極大値を有するか否かを推定することにより、超音波ビームの再走査が必要か否かを判定することができる。
例えば図９に示すように、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間において失敗フレームの超音波画像が生成されている場合に、再走査判定部１７は、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間の前後の一定区間におけるグラフの変化を表す情報を取得し、取得された情報に基づいて、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間において本来の膀胱領域ＢＲの面積が極大値を有するか否かを推定することができる。
図９の例では、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間の直前の一定区間においてグラフが単調に増加し、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間の直後の一定区間においてグラフが単調に減少している。そのため、再走査判定部１７は、時刻Ｔ１～Ｔ２の区間において、本来の膀胱領域ＢＲの面積が極大となると推定し、尿量計測に適するフレームの超音波画像が生成されていないと判断して、超音波ビームの再走査が必要であると判定する。
また、再走査判定部１７は、膀胱領域ＢＲの面積の時系列的な変化を表すグラフにおいて、失敗フレームの超音波画像が生成された区間の直前の一定区間においてグラフが単調に増加し、且つ、失敗フレームの超音波画像が生成された区間の直後の一定区間においてグラフが単調に減少する場合以外の場合に、失敗フレームの超音波画像が生成された区間において、本来の膀胱領域ＢＲの面積が極大とはならないと推定し、尿量計測に適するフレームの超音波画像が生成されていると判断して、超音波ビームの再走査が不要であると判定する。
図１０の例では、極大値Ｍ１を含まない時刻Ｔ３～Ｔ４の区間において失敗フレームの超音波画像が生成されており、時刻Ｔ３～Ｔ４の区間の直前の一定区間と、時刻Ｔ３～Ｔ４の区間の直後の一定区間のグラフは、いずれも単調に減少しているため、再走査判定部１７は、時刻Ｔ３～Ｔ４の区間において、本来の膀胱領域ＢＲの面積が極大とはならないと推定する。
ステップＳ９では、このようにして、再走査判定部１７により、超音波ビームの再走査が必要であるか否かが判定されるが、超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合には、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０において、再走査推奨部１９は、超音波ビームの再走査を推奨するためのメッセージをモニタ６に表示する等により、ユーザに対して超音波ビームの再走査を推奨する。再走査推奨部１９は、図示しないが、例えば、超音波ビームの再走査を実行するか否かを、入力装置１５を介した入力操作によりユーザに選択させるためのメッセージ、ラジオボタン等をモニタ６に表示する。
この際に、再走査推奨部１９は、超音波ビームの再走査をするか否かをユーザが判断しやすいように、例えば図１１に示すように、複数フレームの超音波画像Ｕ２と、複数フレームの超音波画像Ｕ２に対応する膀胱領域ＢＲの特徴量の時系列的な変化を表すグラフＧ１をモニタ６に表示することができる。図１１の例では、モニタ６の下部に複数フレームの超音波画像Ｕ２がスクロール表示されており、複数フレームの超音波画像Ｕ２のうち、グラフＧ１に配置されたマーカＭＰに対応するフレームの超音波画像Ｕ３がユーザにより選択され、このフレームの超音波画像Ｕ３を拡大した超音波画像Ｕ４が、モニタ６の右上部に拡大して表示されている。
ユーザが、ステップＳ１０でモニタ６に表示されたメッセージおよびラジオボタン等を確認し、超音波ビームの再走査をするか否かを、入力装置１５を介して入力すると、ステップＳ１１において、再走査実行受付部２０は、ユーザによる入力装置１５を介した入力操作に従って、超音波ビームの再走査を実行するか否かの選択を受け付ける。例えば、ユーザにより、超音波ビームの再走査を実行する指示が入力装置１５を介して入力されると、再走査実行受付部２０は、超音波ビームの再走査を実行する選択を受け付ける。また、ユーザにより、超音波ビームの再走査を実行しない指示が入力装置１５を介して入力されると、再走査実行受付部２０は、超音波ビームの再走査を実行しない選択を受け付ける。
ステップＳ１１において、超音波ビームの再走査を実行する選択がなされると、ステップＳ３に戻り、超音波ビームの再走査が開始される。このようにして、ステップＳ９で超音波ビームの再走査が必要であると判定され且つステップＳ１１で超音波ビームの再走査を実行する選択がなされる限り、ステップＳ３～ステップＳ１１の処理が繰り返される。
このようにして、ステップＳ９で超音波ビームの再走査が必要か否かが自動的に判定され、超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ステップＳ１０でユーザに対して超音波ビームの再走査が推奨され、ステップＳ１１でユーザの入力操作に従って超音波ビームを再走査するか否かが選択されるため、超音波ビームの再走査により、尿量計測に適したフレームの超音波画像が取得されやすく、尿量計測の精度を向上することができる。
また、ステップＳ１１でユーザの入力操作に従って超音波ビームの再走査を実行するか否かが選択されることにより、被検体の体型等に起因して、被検体の体表面Ｓから超音波プローブ２１がどうしても部分的に離れてしまう場合でも、尿量計測を行うことができる。
ステップＳ１１において、超音波ビームの再走査を実行しない選択がなされると、ステップＳ１２に進む。
また、ステップＳ９において、超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合には、ステップＳ１０およびステップＳ１１が省略されて、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２において、計測フレーム選択部１２は、ステップＳ８で算出された膀胱領域ＢＲの面積に基づいて、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像の中から、計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択する。
例えば、ステップＳ９で超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合に、計測フレーム選択部１２は、ステップＳ８で算出された膀胱領域ＢＲの面積のうち最大の面積を取得し、膀胱領域ＢＲの面積が最大となるフレームの超音波画像を計測フレームの超音波画像として選択する。
また、例えば、ステップＳ９で超音波ビームの再走査が必要であると判定され、且つ、ステップＳ１１で超音波ビームの再走査を実行しない選択がなされた場合に、計測フレーム選択部１２は、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像の中からステップＳ５で失敗フレームと判定されたフレームの超音波画像を除き、残ったフレームの超音波画像に対して算出された膀胱領域ＢＲの面積のうち最大の面積を取得し、膀胱領域ＢＲの面積が最大となるフレームの超音波画像を計測フレームの超音波画像として選択する。
このようにして、ステップＳ１２で計測フレームの超音波画像が選択されると、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３において、膀胱Ｂ内の尿量を計測するために、被検体の膀胱Ｂの互いに直交する２つの走査断面に相当する２つの計測フレームの超音波画像が、ステップＳ１２で選択されたか否かが判定される。既に完了したステップＳ１２では、膀胱Ｂの互いに直交する２つの走査断面のうち一方の走査断面に相当する計測フレームの超音波画像のみが得られている。そのため、被検体の膀胱Ｂの互いに直交する２つの走査断面に相当する２つの計測フレームの超音波画像が選択されていないと判定されて、ステップＳ３に戻り、超音波ビームの走査が再開される。この際に、ユーザは、超音波プローブ２１の向きを９０度回転させて、超音波ビームの走査を行う。
ステップＳ３およびステップＳ４において、超音波ビームの走査を終了する指示がユーザによりなされない限り、超音波画像の生成と保持が繰り返され、ステップＳ４においてユーザにより超音波ビームの走査を終了する指示がなされると、ステップＳ５に進む。続くステップＳ５～ステップＳ１２の処理については、既に説明している内容と同一であるため、説明を省略する。
ステップＳ１２で計測フレームの超音波画像が選択されると、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３において、被検体の膀胱Ｂの互いに直交する２つの走査断面に相当する２つの計測フレームの超音波画像がステップＳ１２で選択されたか否かが判定される。２回目のステップＳ１２において、２つ目の計測フレームの超音波画像が選択されているため、被検体の膀胱Ｂの互いに直交する２つの走査断面に相当する２つの計測フレームの超音波画像が選択されたと判定されて、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４において、尿量計測部１３は、２回のステップＳ１２でユーザにより選択された２つの計測フレームの超音波画像からそれぞれ膀胱領域ＢＲを抽出し、抽出された膀胱領域ＢＲの径に基づいて被検体の膀胱Ｂの体積を算出することにより、膀胱Ｂ内の尿量を計測する。例えば、尿量計測部１３は、図８に示すように、膀胱Ｂを楕円体Ｅとみなして、楕円体ＥのＸ方向における最大径ＬＸ、Ｙ方向における最大径ＬＹおよびＺ方向における最大径ＬＺを、ステップＳ１２で選択された２つの計測フレームの超音波画像から計測し、（ＬＸ×ＬＹ×ＬＺ）×π／６を計算することにより、楕円体Ｅの体積を、膀胱Ｂの体積として算出することができる。尿量計測部１３は、例えば図１３に示すように、計測した膀胱Ｂ内の尿量Ｊを、モニタ６に表示する。図１３の例では、２回目のステップＳ１２でユーザにより選択された計測フレームの超音波画像ＵＤと膀胱Ｂ内の尿量Ｊとがモニタ６に一緒に表示されている。
このようにして被検体の膀胱Ｂ内の尿量が計測されることにより、図１２のフローチャートに示す超音波診断装置１の動作が終了する。
以上から、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１によれば、ステップＳ５で複数フレームの超音波画像の中に失敗フレームの超音波画像があるか否かが自動的に判定され、この判定結果とステップＳ８で算出された膀胱領域ＢＲの特徴量とに基づいてステップＳ９で超音波ビームの再走査が必要か否かが判定され、超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して、超音波ビームの再走査が推奨されるため、超音波ビームの再走査により、尿量計測に適した計測フレームの超音波画像が取得されやすく、尿量計測の精度を向上することができる。
なお、いわゆる受信フォーカス処理を行うビームフォーマ２６は、送受信回路３に含まれているが、例えば、画像生成部４に含まれることもできる。この場合であっても、ビームフォーマ２６が送受信回路３に含まれる場合と同様に、画像生成部４により超音波画像が生成される。
また、画像生成部４は、プロセッサ２２に含まれているが、超音波プローブ２１に含まれていてもよい。
また、ステップＳ４において、超音波ビームの走査を終了する指示がユーザからなされた場合に、超音波ビームの走査が終了されたと判定されているが、例えば、ステップＳ２で計測モードが起動され、ステップＳ３で超音波画像の生成と保持が開始された時点から、例えば１５秒等の一定時間が経過した場合に、超音波ビームの走査が終了されたと判定されることもできる。この場合には、超音波ビームの走査を終了する指示をユーザが行う手間を省くことができる。
また、例えば、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着しているか否かを判定し、その判定結果に応じて、超音波ビームの走査の開始と終了を制御することもできる。ここで、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着している場合には、被検体内の走査断面に相当するフレームの超音波画像が生成されるが、超音波プローブ２１が被検体から離れて、いわゆる空中放射状態となった場合には、通常、全体が黒く塗りつぶされた超音波画像が生成される。そのため、例えば、生成された超音波画像が解析されることにより、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着しているか否かの判定が可能である。そこで、例えば、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着していると判定された場合に、超音波ビームの走査を開始し、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓから離れたと判定された場合に、超音波ビームの走査を終了することができる。この場合にも、超音波ビームの走査を終了する指示をユーザが行う手間を省くことができる。
以上のようにして説明される、超音波ビームの走査の開始および終了の複数の判定方法は、適宜、互いに組み合わされることができる。
また、ユーザがスウィング法により膀胱Ｂを走査する例が説明されているが、超音波ビームの走査は、被検体の体表面Ｓ上で超音波プローブ２１の傾き角度を一定としたまま超音波プローブ２１を平行移動させるスライド法が使用されることもできる。
ユーザは、スライド法により膀胱Ｂを走査する場合に、例えば、図１４に示すように、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓ上で平行移動される方向をスライド方向ＤＳとして、超音波プローブ２１を、スライド方向ＤＳにおける膀胱Ｂの一端部を通る走査断面ＰＳ３が撮影される位置と、スライド方向ＤＳにおける膀胱Ｂの他端部を通る走査断面ＰＳ４が撮影される位置との間を往復するように移動する。
この場合に、生成されたフレームの超音波画像における、膀胱領域ＢＲの面積等の特徴量は、走査断面ＰＳ３が撮影される超音波プローブ２１の位置と、走査断面ＰＳ４が撮影される超音波プローブ２１の位置において極小値となり、膀胱Ｂの中心を通る走査断面が撮影される超音波プローブ２１の位置において極大値となるため、膀胱領域ＢＲの特徴量は、スウィング法により超音波ビームの走査がなされる場合と同様に、図７に示すように時系列的に変化する。
したがって、スライド法により膀胱Ｂが走査される場合でも、スウィング法により膀胱Ｂが走査される場合と同様に、特徴量算出部１０により算出される膀胱領域ＢＲの特徴量と、失敗フレーム判定部１６により失敗フレームと判定されたフレームの超音波画像の時系列的な位置とに基づいて、超音波ビームの再走査が必要か否かが再走査判定部１７により判定されるため、尿量計測に適した計測フレームの超音波画像が取得されやすく、尿量計測の精度を向上することができる。
また、ステップＳ９において、再走査判定部１７は、膀胱領域ＢＲに関する特徴量の時系列的な変化を表すグラフを取得し、取得されたグラフの曲線に対して、いわゆる平滑化フィルタ、ローパスフィルタ等によるフィルタリング処理を施すことにより、滑らかな曲線からなるグラフを取得することができる。これにより、再走査判定部１７は、フィルタリング処理によりノイズ等の影響が低減されたグラフを解析して、失敗フレームの超音波画像が生成された時刻において本来の特徴量が極大値となるか否かを精度よく推定することができる。
また、ステップＳ１０において、再走査推奨部１９は、超音波ビームの再走査をするか否かをユーザが判断しやすいように、図１１に示すように、複数フレームの超音波画像Ｕ２と、複数フレームの超音波画像Ｕ２に対応する特徴量の時系列的な変化を表すグラフＧ１をモニタ６に表示できるが、この際に、例えば、失敗フレームの超音波画像を赤枠または太枠で表示する等、失敗フレームの超音波画像を正常なフレームの超音波画像の表示態様とは異なる表示態様によりモニタ６に表示することもできる。これにより、ユーザは、モニタ６に表示されている複数フレームの超音波画像のうち、失敗フレームの超音波画像をより明確に把握して、超音波ビームを再走査するか否かの選択をすることができる。
また、被検体の膀胱Ｂの互いに直交する２つの走査断面に相当する２つの計測フレームの超音波画像が選択されていないとステップＳ１３で判定された場合に、超音波診断装置１の動作がステップＳ３に戻るが、例えば、ステップＳ１３の直後において、超音波プローブ２１の向きを９０度回転させる旨のメッセージがモニタ６に表示されてもよい。このようにして、超音波プローブ２１の操作に関する指示をユーザに対して行うことにより、ユーザは、より円滑に尿量計測の手順を進めることができる。
また、スウィング法またはスライド法により、膀胱Ｂの複数回のスキャンが行われた場合には、膀胱領域ＢＲの特徴量は、極大値と極小値とを交互に繰り返しながら、複数の極大値と複数の極小値を有するように、時系列的に変化する。ここで、例えば、図１５に示すように、膀胱領域ＢＲの面積が、本来であれば２つの極大値Ｍ２、Ｍ３を有するように時系列的に変化しており、２つの極大値Ｍ２、Ｍ３のうちの一方の極大値Ｍ２を含む時刻Ｔ５～Ｔ６の区間で失敗フレームの超音波画像が生成された場合を考える。この場合には、２つの極大値Ｍ２、Ｍ３のうちの他方の極大値Ｍ３を有するフレームの超音波画像が正常に生成されているため、このフレームの超音波画像を計測フレームの超音波画像ＵＤとして選択することができる。
そのため、再走査判定部１７は、例えば、膀胱領域ＢＲの特徴量の時系列的な変化において、特徴量の極大値を検出する処理を行い、特徴量の極大値が検出されるか否かにより、超音波ビームの再走査が必要か否かを判定することができる。例えば、再走査判定部１７は、膀胱領域ＢＲの特徴量の時系列的な変化を表すグラフを取得し、そのグラフを解析して特徴量の極大値を検出する処理を行い、特徴量の極大値が１つも検出されない場合に超音波ビームの再走査が必要であると判定し、特徴量の極大値が１つでも検出された場合に超音波ビームの再走査が不要であると判定することができる。
また、計測フレームの超音波画像ＵＤは、膀胱Ｂの中心付近を通る走査断面に相当するフレームの超音波画像、すなわち、膀胱領域ＢＲの特徴量が極大となるフレームの超音波画像であることが望ましいため、特徴量が時系列的に複数の極大値を有するように変化する場合には、特徴量の極大値に対応する複数フレームの超音波画像の中から選択されることが望ましい。そのため、計測フレーム選択部１２は、例えば、特徴量の時系列的な変化を表すグラフを解析して、特徴量の全ての極大値を抽出し、抽出された極大値のうちの最大値を取得し、取得された最大値に対応するフレームの超音波画像を計測フレームの超音波画像ＵＤとして選択することができる。
また、計測フレーム選択部１２は、例えば、特徴量が時系列的に極大となる全てのフレームの超音波画像を、計測候補となる候補フレームの超音波画像として抽出し、抽出された候補フレームの超音波画像を、入力装置１５を介してユーザに選択させるためにモニタ６に表示することもできる。この場合に、計測フレーム選択部１２は、例えば、モニタ６に表示された候補フレームの超音波画像の中からユーザにより選択されたフレームの超音波画像を計測フレームの超音波画像ＵＤとして選択することができる。
このように、膀胱領域ＢＲの特徴量が極大となるフレームの超音波画像の中から計測フレームの超音波画像ＵＤが選択されることにより、尿量計測に適した計測フレームの超音波画像ＵＤが選択されやすくなり、尿量計測の精度を向上することができる。
実施の形態２
実施の形態１において、再走査判定部１７は、失敗フレーム判定部１６により失敗フレームであると判定されたフレームの超音波画像では、膀胱領域ＢＲに関する特徴量が正しく算出されないと判断して、超音波ビームの再走査が必要か否かを判定しているが、失敗フレームと判定されたフレームの超音波画像であっても、特徴量が正しく算出される場合には、このフレームの超音波画像を加味して超音波ビームの再走査が必要か否かの判定をすることができる。
実施の形態２に係る超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１において、再走査判定部１７の代わりに、図１６に示す再走査判定部１７Ａを備えたものである。再走査判定部１７は、重なり判定部３１を含んでいる。
重なり判定部３１は、失敗フレーム判定部１６により失敗フレームと判定されたフレームの超音波画像に対して、膀胱抽出部９により抽出された膀胱領域ＢＲと失敗フレーム判定部１６により認識された失敗領域ＦＲとが互いに重なっているか否かを判定する。図５に示す超音波画像Ｕ１の例では、膀胱領域ＢＲと膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲとが互いに重なっている。
このように、膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲとが互いに重なっているフレームの超音波画像Ｕ１では、膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲとの重なり部分が存在することにより、本来の膀胱領域ＢＲを特定することが困難であり、膀胱領域ＢＲの特徴量を正しく算出することが困難である。一方で、膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲとが互いに離れて配置されているフレームの超音波画像では、膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲとの重なり部分が存在しないため、膀胱領域ＢＲが特定されており、膀胱領域ＢＲの特徴量を正しく算出することができる。
そのため、再走査判定部１７Ａは、失敗フレーム判定部１６により失敗フレームと判定されたフレームの超音波画像のうち、重なり判定部３１により、膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲとが互いに重なっていると判定されたフレームの超音波画像を、膀胱領域ＢＲの特徴量が正しく算出されないフレームの超音波画像と判断して、このフレームの超音波画像に対応する特徴量の値を、特徴量の時系列的な変化を表すグラフから除く。また、再走査判定部１７Ａは、膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲとが互いに離れて配置されているフレームの超音波画像を、膀胱領域ＢＲの特徴量が正しく算出されるフレームの超音波画像と判断して、このフレームの超音波画像に対応する特徴量の値を、正常なフレームの超音波画像に対応する特徴量の値と同様に、特徴量の時系列的な変化を表すグラフに含める。
再走査判定部１７Ａは、このようにして取得された、膀胱領域ＢＲの特徴量の時系列的な変化を表すグラフを解析することにより、超音波ビームの再走査が必要か否かを判定する。再走査判定部１７Ａは、特徴量が極大となるフレームの超音波画像が失敗フレームと判定されたフレームの超音波画像であっても、膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲとが互いに離れて配置されているフレームの超音波画像であれば、超音波ビームの再走査が不要であると判定する。
この場合に、計測フレーム選択部１２は、例えば、膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲが互いに離れて配置されている失敗フレームの超音波画像と正常なフレームの超音波画像とに対応する特徴量のうち、最大の特徴量を取得し、特徴量が最大となるフレームの超音波画像を計測フレームの超音波画像ＵＤとして選択する。
以上から、実施の形態２に係る超音波診断装置によれば、失敗フレーム判定部１６により失敗領域ＦＲが超音波画像中に確認されても、膀胱抽出部９により抽出された膀胱領域ＢＲが失敗領域ＦＲに対して離れて配置される場合には、再走査判定部１７Ａにより、超音波ビームの再走査が不要であると判定されるため、超音波ビームの不要な再走査が行われる可能性が減り、ユーザがより迅速に尿量計測の手順を進めることができる。
また、計測フレーム選択部１２により、膀胱領域ＢＲと失敗領域ＦＲが互いに離れて配置されている失敗フレームの超音波画像と正常なフレームの超音波画像の中から計測フレームの超音波画像ＵＤが選択されるため、尿量計測に適したフレームの超音波画像が選択されやすくなり、尿量計測の精度を向上することができる。
実施の形態３
実施の形態１では、ステップＳ４で超音波ビームの走査が終了したと判定された後に、画像メモリ７に保持されている複数フレームの超音波画像のそれぞれについてステップＳ５で失敗フレームであるか否かの判定がなされているが、超音波画像の生成と保持が行われる毎に失敗フレームの判定が行われ、その判定結果に応じてユーザへの警告が行われることもできる。
実施の形態３に係る超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１と同一であるが、図１７に示すフローチャートに従って動作する。図１７のフローチャートは、図１２に示す実施の形態１におけるフローチャートにおいて、ステップＳ５とステップＳ６が、ステップＳ３とステップＳ４との間に移動したものである。
実施の形態３において、ステップＳ３で超音波画像の生成と保持が行われると、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５において、失敗フレーム判定部１６は、ステップＳ５で画像メモリ７に保持された最新のフレームの超音波画像を解析して、このフレームの超音波画像が失敗フレームであるか否かを判定する。このフレームの超音波画像が失敗フレームの超音波画像であると判定されると、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６において、警告部１８は、ステップＳ５で失敗フレームの超音波画像が判定されたことをユーザに警告する。
以上のように、本発明の実施の形態３の超音波診断装置によれば、ステップＳ３で超音波画像の生成と保持が行われる毎にステップＳ５の失敗フレームの判定がなされ、そのフレームの超音波画像が失敗フレームの超音波画像であると判定された場合に、ステップＳ６でユーザへの警告が行われるため、ユーザは、警告を即座に反映させながら、超音波プローブ２１を被検体の体表面Ｓに接触させるように注意して超音波ビームの走査を行うことにより、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着した正常なフレームの超音波画像をより多く取得できる。そのため、尿量計測に適した計測フレームの超音波画像ＵＤが選択されやすく、尿量計測の精度を向上することができる。
なお、ステップＳ６で警告部１８によりユーザへの警告が行われる際に、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着していない部分を示す情報が、モニタ６に表示されてもよい。例えば、失敗フレーム判定部１６は、超音波画像の深さ方向において失敗領域ＦＲの浅部側に位置する超音波画像の最浅部を、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着していない部分と判断し、図１８に示すように、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着していない部分を、モニタ６に表示することにより、ユーザに通知することができる。図１８の例では、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着していない部分を表すマーカＷ１と、「超音波プローブをここに接着させてください」という、マーカＷ１により示される部分を被検体の体表面Ｓに接着させることをユーザに指示するためのメッセージＷ２がモニタ６に表示されている。
これにより、ユーザは、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに接着していない部分を具体的に把握して、超音波プローブ２１を被検体の体表面Ｓに接着させることができる。
また、ステップＳ５またはステップＳ６に続いて、ステップＳ７とステップＳ８の処理を行うこともできる。これにより、ステップＳ３で生成され、画像メモリ７に保持された最新のフレームの超音波画像に対して、順次、膀胱領域ＢＲの抽出と特徴量の算出が行われる。そのため、実施の形態１において、ステップＳ４の後に、画像メモリ７に保持された複数フレームの超音波画像に対して膀胱領域ＢＲの抽出と特徴量の算出が行われる場合と比べて、膀胱領域ＢＲの抽出と特徴量の算出が行われる際の待ち時間を短縮して、より迅速に尿量計測を行うことができる。
なお、実施の形態３の態様は、実施の形態１の超音波診断装置１に適用されることが記載されているが、実施の形態２の超音波診断装置にも同様にして適用されることができる。
実施の形態４
実施の形態１において、失敗フレーム判定部１６は、超音波画像の深さ方向の輝度プロファイルに基づいて失敗領域ＦＲを認識することにより、失敗フレームの判定を行っているが、失敗フレームの判定方法は、これに限定されない。
ここで、被検体の腹部にガスが溜まっている場合に、被検体の体表面Ｓへの超音波プローブ２１の押し込みが不足していると、膀胱領域ＢＲが不明瞭に写った失敗フレームの超音波画像が生成されてしまう場合がある。このような場合には、超音波プローブ２１を被検体の体表面Ｓに向かってさらに押し込むことにより、被検体内のガスが移動して、膀胱領域ＢＲが明瞭に写った超音波画像が得られる。
そのため、例えば、超音波画像の深さ方向の輝度プロファイルを用いる代わりに、膀胱領域ＢＲのエッジ明瞭度に基づいて失敗フレームの超音波画像が判定されることができる。ここで、膀胱領域ＢＲのエッジ明瞭度とは、膀胱領域ＢＲの輪郭が明瞭であるほど大きい値を有し、膀胱領域ＢＲの輪郭が不明瞭であるほど小さい値を有する指標値である。
実施の形態４に係る超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１と同一である。
実施の形態４における失敗フレーム判定部１６は、例えば、膀胱領域ＢＲのエッジ明瞭度に対して、定められたエッジ明瞭度しきい値を有しており、画像メモリ７に保持されているフレームの超音波画像を画像解析して膀胱領域ＢＲのエッジ明瞭度を算出し、算出されたエッジ明瞭度が、定められたエッジ明瞭度しきい値よりも小さい場合に、被検体の体表面Ｓへの超音波プローブ２１の押し込みが不足している失敗領域ＦＲが超音波画像中に確認されたと判断し、そのフレームの超音波画像を失敗フレームの超音波画像と判定する。
また、失敗フレーム判定部１６は、算出されたエッジ明瞭度が、定められたエッジ明瞭度しきい値以上である場合に、被検体の体表面Ｓへの超音波プローブ２１の押し込みが不足している失敗領域ＦＲが超音波画像中に無いと判断し、そのフレームの超音波画像を正常なフレームの超音波画像と判定する。
このように、膀胱領域ＢＲのエッジ明瞭度に基づいて失敗フレームの超音波画像が判定される場合でも、実施の形態１の超音波診断装置１と同様に、失敗フレーム判定部１６による判定結果と膀胱領域ＢＲの特徴量とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かが判定され、超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して、超音波ビームの再走査が推奨されるため、超音波ビームの再走査により、尿量計測に適した計測フレームの超音波画像ＵＤが取得されやすく、尿量計測の精度を向上することができる。
なお、実施の形態４に対して、実施の形態３の態様を組み合わせることもできる。この場合に、警告部１８は、例えば、膀胱領域ＢＲのエッジ明瞭度に対して、失敗フレーム判定部１６が有するエッジ明瞭度しきい値よりも大きいエッジ明瞭度警告しきい値を有しており、膀胱領域ＢＲのエッジ明瞭度がエッジ明瞭度警告しきい値よりも小さい場合に、被検体の体表面Ｓへの超音波プローブ２１の押し込みを強くする旨の警告をモニタ６に表示することができる。これにより、ユーザは、モニタ６に表示された警告を参考にしながら超音波プローブ２１を被検体の体表面Ｓに向かって押し込んで、膀胱領域ＢＲが明瞭に写るフレームの超音波画像を得ることができる。
実施の形態５
実施の形態４では、膀胱領域ＢＲのエッジ明瞭度に基づいて失敗フレームの超音波画像を判定しているが、例えば、超音波プローブ２１を被検体の体表面Ｓに押し付ける際の超音波プローブ２１の接触圧に基づいて失敗フレームの判定を行うこともできる。
図１９に示すように、実施の形態５に係る超音波診断装置１Ｂは、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１において、超音波プローブ２１に圧力センサ３２が取り付けられ、装置制御部１４の代わりに装置制御部１４Ｂが、失敗フレーム判定部１６の代わりに失敗フレーム判定部１６Ｂが、プロセッサ２２の代わりにプロセッサ２２Ｂが、それぞれ、備えられたものである。
圧力センサ３２は、超音波プローブ２１に取り付けられており、画像メモリ７に接続されている。圧力センサ３２は、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓに押し付けられる際に、超音波プローブ２１が被検体の体表面Ｓから受ける圧力、すなわち、被検体の体表面Ｓに対する超音波プローブ２１の接触圧を計測する。圧力センサ３２により計測された接触圧の情報は、画像メモリ７に送出され、同時刻において画像生成部４により生成されたフレームの超音波画像と一緒に画像メモリ７に保持される。
失敗フレーム判定部１６Ｂは、超音波プローブ２１の接触圧に対して、定められた接触圧しきい値を有しており、圧力センサ３２により計測された接触圧が、定められた接触圧しきい値よりも低い場合に、その接触圧に対応するフレームの超音波画像中に被検体の体表面Ｓへの超音波プローブ２１の押し込みが不足している失敗領域ＦＲが確認されたと判断し、そのフレームの超音波画像を失敗フレームの超音波画像と判定する。
また、失敗フレーム判定部１６Ｂは、圧力センサ３２により計測された接触圧が、定められた接触圧以上である場合に、その接触圧に対応するフレームの超音波画像中に被検体の体表面Ｓへの超音波プローブ２１の押し込みが不足している失敗領域ＦＲが存在しないと判断し、そのフレームの超音波画像を正常なフレームの超音波画像と判定する。
このように、被検体の体表面Ｓに対する超音波プローブ２１の接触圧に基づいて失敗フレームの超音波画像が判定される場合でも、実施の形態１の超音波診断装置１と同様に、失敗フレーム判定部１６Ｂによる判定結果と膀胱領域ＢＲの特徴量とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かが判定され、超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して、超音波ビームの再走査が推奨されるため、超音波ビームの再走査により、尿量計測に適した計測フレームの超音波画像ＵＤが取得されやすく、尿量計測の精度を向上することができる。
なお、実施の形態５に対して、実施の形態３の態様を組み合わせることもできる。この場合に、警告部１８は、例えば、被検体の体表面Ｓに対する超音波プローブ２１の接触圧に対して、失敗フレーム判定部１６Ｂが有する接触圧しきい値よりも大きい接触圧警告しきい値を有しており、圧力センサ３２により計測された接触圧が接触圧警告しきい値よりも小さい場合に、被検体の体表面Ｓへの超音波プローブ２１の押し込みを強くする旨の警告をモニタ６に表示することができる。これにより、ユーザは、モニタ６に表示された警告を参考にしながら超音波プローブ２１を被検体の体表面Ｓに向かって押し込んで、膀胱領域ＢＲが明瞭に写るフレームの超音波画像を得ることができる。
実施の形態６
実施の形態１に係る超音波診断装置１は、モニタ６、入力装置１５および超音波プローブ２１がプロセッサ２２に直接的に接続される構成を有しているが、例えば、モニタ６、入力装置１５、超音波プローブ２１およびプロセッサ２２がネットワークを介して間接的に接続されることもできる。
図２０に示すように、実施の形態６における超音波診断装置１Ｃは、モニタ６、入力装置１５および超音波プローブ２１がネットワークＮＷを介して超音波診断装置本体４１に接続されたものである。超音波診断装置本体４１は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１において、モニタ６、入力装置１５および超音波プローブ２１を除いたものであり、画像メモリ７およびプロセッサ２２Ｃにより構成されている。
超音波診断装置１Ｃがこのような構成を有している場合でも、実施の形態１の超音波診断装置１と同様に、失敗フレーム判定部１６による判定結果と膀胱領域ＢＲの特徴量とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かが判定され、超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して、超音波ビームの再走査が推奨されるため、超音波ビームの再走査により、尿量計測に適した計測フレームの超音波画像ＵＤが取得されやすく、尿量計測の精度を向上することができる。
また、モニタ６、入力装置１５および超音波プローブ２１がネットワークＮＷを介して超音波診断装置本体４１と接続されているため、超音波診断装置本体４１を、いわゆる遠隔サーバとして使用することができる。これにより、例えば、ユーザは、モニタ６、入力装置１５および超音波プローブ２１をユーザの手元に用意することにより、被検体の診断を行うことができるため、超音波診断の際の利便性を向上させることができる。
また、例えば、いわゆるタブレットと呼ばれる携帯型の薄型コンピュータがモニタ６および入力装置１５として使用される場合には、ユーザは、より容易に尿量計測を行うことができ、尿量計測の利便性をさらに向上させることができる。
なお、モニタ６、入力装置１５および超音波プローブ２１がネットワークＮＷを介して超音波診断装置本体４１に接続されているが、この際に、モニタ６、入力装置１５および超音波プローブ２１は、ネットワークＮＷに有線接続されていてもよく、無線接続されていてもよい。
また、実施の形態６の態様は、実施の形態１に適用されることが説明されているが、実施の形態２～５にも、同様に適用される。
１，１Ｂ、１Ｃ 超音波診断装置、２ 振動子アレイ、３ 送受信回路、４ 画像生成部、５ 表示制御部、６ モニタ、７ 画像メモリ、９ 膀胱抽出部、１０ 特徴量算出部、１２ 計測フレーム選択部、１３ 尿量計測部、１４，１４Ｂ 装置制御部、１５ 入力装置、１６，１６Ｂ 失敗フレーム判定部、１７，１７Ａ 再走査判定部、１８ 警告部、１９ 再走査推奨部、２０ 再走査実行受付部、２１ 超音波プローブ、２２，２２Ｂ、２２Ｃ プロセッサ、２３ パルサ、２４ 増幅部、２５ ＡＤ変換部、２６ ビームフォーマ、２７ 信号処理部、２８ ＤＳＣ、２９ 画像処理部、３１ 重なり判定部、３２ 圧力センサ、４１ 超音波診断装置本体、Ｂ 膀胱、ＢＲ 膀胱領域、Ｃ 輪郭線、ＤＳ スライド方向、Ｅ 楕円体、ＦＲ 失敗領域、Ｇ１ グラフ、Ｊ 尿量、ＬＸ，ＬＹ，ＬＺ 最大径、Ｍ１～Ｍ３ 極大値、ＭＰ，Ｗ１ マーカ、Ｎ１，Ｎ２ 極小値、ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３，ＰＳ４ 走査断面、Ｒ 回転軸、Ｓ 体表面、Ｔ１～Ｔ６ 時刻、Ｕ，Ｕ１～Ｕ４，ＵＤ 超音波画像、Ｗ２ メッセージ。

Claims (10)

  1. 超音波プローブを用いて被検体に対する超音波ビームの走査を行うことにより取得された複数フレームの超音波画像を保持する画像メモリと、
    前記複数フレームの超音波画像のそれぞれから膀胱領域を抽出する膀胱抽出部と、
    前記複数フレームの超音波画像のそれぞれに対して前記膀胱抽出部により抽出された前記膀胱領域に関する特徴量を算出する特徴量算出部と、
    前記複数フレームの超音波画像のそれぞれについて前記被検体に対する超音波ビームの走査が失敗した失敗フレームであるか否かを判定する失敗フレーム判定部と、
    前記特徴量算出部により算出された前記特徴量の時系列的な変化と前記失敗フレーム判定部により失敗フレームであると判定されたフレームの超音波画像の時系列的な位置とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かを判定する再走査判定部と、
    前記再走査判定部により超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して超音波ビームの再走査を推奨する再走査推奨部と、
    前記再走査判定部により超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合に、前記特徴量算出部により算出された前記特徴量に基づいて前記複数フレームの超音波画像の中から計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択する計測フレーム選択部と、
    前記計測フレーム選択部により選択された前記計測フレームの超音波画像を解析することにより尿量を計測する尿量計測部と
    を備える超音波診断装置。
  2. ユーザが入力操作を行うための入力装置と、
    前記再走査推奨部により超音波ビームの再走査が推奨された場合に、前記ユーザによる前記入力装置を介した入力操作に従って、超音波ビームの再走査を実行するか否かの選択を受け付ける再走査実行受付部と
    をさらに備え、
    計測フレーム選択部は、前記再走査判定部により超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合、または、前記再走査実行受付部により超音波ビームの再走査を実行しない選択が受け付けられた場合に、前記特徴量算出部により算出された前記特徴量に基づいて前記複数フレームの超音波画像の中から計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択する請求項１に記載の超音波診断装置。
  3. 前記失敗フレーム判定部は、前記超音波画像に対して画像解析を行うことにより、前記超音波画像の深さ方向の輝度プロファイルに基づいて、前記被検体に前記超音波プローブが接着していない失敗領域が前記超音波画像中に確認された場合に、失敗フレームであると判定する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
  4. 前記失敗フレーム判定部は、前記超音波画像に対して画像解析を行うことにより、前記超音波画像における前記膀胱領域のエッジ明瞭度に基づいて、前記被検体への前記超音波プローブの押し込みが不足している失敗領域が前記超音波画像中に確認された場合に、失敗フレームであると判定する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
  5. 前記再走査判定部は、前記失敗フレーム判定部により、前記失敗領域が前記超音波画像中に確認されても、前記膀胱抽出部により抽出された前記膀胱領域が前記失敗領域に重ならない場合には、超音波ビームの再走査が不要であると判定する請求項３または４に記載の超音波診断装置。
  6. 前記超音波プローブと、
    前記超音波プローブに取り付けられ且つ前記被検体に対する前記超音波プローブの接触圧を検出する圧力センサと
    をさらに備え、
    前記失敗フレーム判定部は、前記圧力センサにより検出された前記超音波プローブの接触圧に基づいて、失敗フレームであるか否かを判定する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
  7. 前記失敗フレーム判定部は、前記超音波プローブのうち、前記被検体に接着していない部分、または、前記被検体への押し込み不足となっている部分を前記ユーザに通知する請求項１～６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  8. 前記失敗フレーム判定部により失敗フレームであると判定された場合に、前記ユーザに対して警告を発する警告部をさらに備えた請求項１～７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  9. 超音波プローブを用いて被検体に対する超音波ビームの走査を行うことにより取得された複数フレームの超音波画像を保持し、
    前記複数フレームの超音波画像のそれぞれから膀胱領域を抽出し、
    前記複数フレームの超音波画像のそれぞれに対して抽出された前記膀胱領域に関する特徴量を算出し、
    前記複数フレームの超音波画像のそれぞれについて前記被検体に対する超音波ビームの走査が失敗した失敗フレームであるか否かを判定し、
    前記特徴量の時系列的な変化と、失敗フレームであると判定されたフレームの超音波画像の時系列的な位置とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かを判定し、
    超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して超音波ビームの再走査を推奨し、
    超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合に、前記特徴量に基づいて前記複数フレームの超音波画像の中から計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択し、
    前記計測フレームの超音波画像を解析することにより尿量を計測する超音波診断装置の制御方法。
  10. 超音波プローブを用いて被検体に対する超音波ビームの走査を行うことにより取得された複数フレームの超音波画像を保持し、
    前記複数フレームの超音波画像のそれぞれから膀胱領域を抽出し、
    前記複数フレームの超音波画像のそれぞれに対して抽出された前記膀胱領域に関する特徴量を算出し、
    前記複数フレームの超音波画像のそれぞれについて前記被検体に対する超音波ビームの走査が失敗した失敗フレームであるか否かを判定し、
    前記特徴量の時系列的な変化と、失敗フレームであると判定されたフレームの超音波画像の時系列的な位置とに基づいて超音波ビームの再走査が必要か否かを判定し、
    超音波ビームの再走査が必要であると判定された場合に、ユーザに対して超音波ビームの再走査を推奨し、
    超音波ビームの再走査が不要であると判定された場合に、前記特徴量に基づいて前記複数フレームの超音波画像の中から計測対象となる計測フレームの超音波画像を選択し、
    前記計測フレームの超音波画像を解析することにより尿量を計測する超音波診断装置用プロセッサ。
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