JP7483327B2 - 超音波診断装置及び解析装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置及び解析装置に関する。
超音波診断装置は、超音波走査に対してリアルタイムで生成した超音波画像データにより示される超音波画像をリアルタイムで表示したり、過去の超音波走査により得られた超音波画像データにより示される超音波画像を表示したりする。また、医用画像診断装置により生成された医用画像中の特徴的な部位（特徴部位）を自動的に検出するＣＡＤ（Computer Aided Detection）機能が知られている。また、磁気センサ等の検出器を用いて、超音波プローブのスキャン速度を検出する超音波診断装置が知られている。ここで、スキャン速度とは、例えば、超音波プローブが移動する際の超音波プローブの速度（移動速度）である。スキャン速度には、超音波プローブが停止している状態の超音波プローブの速度が含まれる。
特表２０１６－５１２７７６号公報 特表２０１６－５０８４０９号公報 特開平７－２４８５５８号公報 特開２０１７－６０５８７号公報
本発明が解決しようとする課題は、超音波プローブの移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブの移動速度を把握させることができる超音波診断装置及び解析装置を提供することである。
実施形態の超音波診断装置は、生成部と、表示制御部とを備える。生成部は、超音波プローブによる超音波走査により得られた時系列に沿った複数の医用画像データの中から所定数の医用画像データに基づいて、超音波プローブの移動速度を示す移動速度情報を生成する。表示制御部は、移動速度情報を表示部に表示させる。
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る検索機能により実行されるＣＡＤ処理の一例を説明するための図である。 図３は、第１の実施形態に係る検索機能により実行されるＣＡＤ処理の一例を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る検索機能及びマーカ情報生成機能により実行される処理の一例について説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る検索機能及びマーカ情報生成機能により実行される処理の一例について説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る検索機能及びマーカ情報生成機能により実行される処理の一例について説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る表示例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係る移動速度情報生成機能が実行する処理の一例を説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係る相関係数の算出方法の一例について説明するための図である。 図１０は、第１の実施形態に係る相関係数の算出方法の一例について説明するための図である。 図１１は、第１の実施形態に係る相関係数の算出方法の一例について説明するための図である。 図１２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が実行する処理の一例を説明するための図である。 図１３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が実行する処理の一例を説明するための図である。 図１４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が実行する処理の一例を説明するための図である。 図１５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が実行する処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。 図１６は、第１の実施形態の変形例２に係る相関係数の算出方法の一例について説明するための図である。 図１７は、第１の実施形態の変形例２に係る相関係数の算出方法の一例について説明するための図である。 図１８は、第２の実施形態に係る移動速度情報生成機能が実行する処理の一例を説明するための図である。 図１９は、第２の実施形態に係る移動速度情報生成機能が実行する処理の一例を説明するための図である。 図２０は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の一例を示す図である。 図２１は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の他の例を示す図である。 図２２は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の他の例を示す図である。 図２３は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の他の例を示す図である。 図２４は、第２の実施形態に係る移動速度情報生成機能が実行する処理の一例を説明するための図である。 図２５は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の他の例を示す図である。 図２６は、第３の実施形態に係る医用画像処理装置の構成例を示す図である。
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る超音波診断装置及び医用画像処理装置を説明する。なお、一つの実施形態又は変形例に記載した内容は、他の実施形態又は他の変形例にも同様に適用されてもよい。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す図である。図１に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３とを有する。
超音波プローブ１０１は、例えば、圧電振動子等の複数の素子を有する。これら複数の素子は、後述する装置本体１００が有する送信回路１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１０１は、例えば、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１０１は、装置本体１００と着脱自在に接続される。
超音波プローブ１０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波として超音波プローブ１０１が有する複数の素子にて受信される。受信される反射波の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
超音波プローブ１０１は、装置本体１００と着脱可能に設けられる。被検体Ｐ内の２次元領域の走査（２次元走査）を行なう場合、操作者は、例えば、複数の圧電振動子が一列で配置された１Ｄアレイプローブを超音波プローブ１０１として装置本体１００に接続する。１Ｄアレイプローブは、リニア型超音波プローブ、コンベックス型超音波プローブ、セクタ型超音波プローブ等である。また、被検体Ｐ内の３次元領域の走査（３次元走査）を行なう場合、操作者は、例えば、メカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブを超音波プローブ１０１として装置本体１００と接続する。メカニカル４Ｄプローブは、１Ｄアレイプローブのように一列で配列された複数の圧電振動子を用いて２次元走査が可能であるとともに、複数の圧電振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで３次元走査が可能である。また、２Ｄアレイプローブは、マトリックス状に配置された複数の圧電振動子により３次元走査が可能であるとともに、超音波を集束して送信することで２次元走査が可能である。
入力装置１０２は、例えば、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等の入力手段により実現される。入力装置１０２は、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、受け付けた各種設定要求を装置本体１００に転送する。例えば、入力装置１０２は、超音波診断装置１の操作者からＣＡＤ処理を実行するための指示（実行指示）を受け付け、受け付けた実行指示を装置本体１００の処理回路１８０に送信する。また、操作者は、入力装置１０２を介して、超音波画像中の特徴的な部位（特徴部位）を自動的に検出するＣＡＤ処理において、特徴部位の検索範囲であるＲＯＩ（Region Of Interest）を超音波画像に設定することもできる。
ディスプレイ１０３は、例えば、超音波診断装置１の操作者が入力装置１０２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された超音波画像データにより示される超音波画像等を表示したりする。ディスプレイ１０３は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ等によって実現される。ディスプレイ１０３は、表示部の一例である。
装置本体１００は、超音波プローブ１０１から送信される反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する。装置本体１００は、超音波プローブ１０１が送信した被検体Ｐの２次元領域に対応する反射波信号に基づいて２次元の超音波画像データを生成可能である。また、装置本体１００は、超音波プローブ１０１が送信した被検体Ｐの３次元領域に対応する反射波信号に基づいて３次元の超音波画像データを生成可能である。
図１に示すように、装置本体１００は、送信回路１１０と、受信回路１２０と、Ｂモード処理回路１３０と、ドプラ処理回路１４０と、画像生成回路１５０と、画像メモリ１６０と、記憶回路１７０と、処理回路１８０とを有する。送信回路１１０、受信回路１２０、Ｂモード処理回路１３０、ドプラ処理回路１４０、画像生成回路１５０、画像メモリ１６０、記憶回路１７０及び処理回路１８０は、互いに通信可能に接続されている。
送信回路１１０は、処理回路１８０による制御を受けて、超音波プローブ１０１から超音波を送信させる。送信回路１１０は、レートパルサ発生回路と、送信遅延回路と、送信パルサとを有し、超音波プローブ１０１に駆動信号を供給する。送信回路１１０は、被検体Ｐ内の２次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から２次元領域を走査するための超音波ビームを送信させる。また、送信回路１１０は、被検体Ｐ内の３次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から３次元領域を走査するための超音波ビームを送信させる。
レートパルサ発生回路は、所定のレート周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）で、送信超音波（送信ビーム）を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。レートパルスが送信遅延回路を経由することで、異なる送信遅延時間を有した状態で送信パルサに電圧が印加される。例えば、送信遅延回路は、超音波プローブ１０１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの送信遅延時間を、レートパルサ発生回路により発生される各レートパルスに対して与える。送信パルサは、かかるレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。なお、送信遅延回路は、各レートパルスに与える送信遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの超音波の送信方向を任意に調整する。
駆動パルスは、送信パルサからケーブルを介して超音波プローブ１０１内の圧電振動子まで伝達した後に、圧電振動子において電気信号から機械的振動に変換される。この機械的振動によって発生した超音波は、生体内部に送信される。ここで、圧電振動子ごとに異なる送信遅延時間を持った超音波は、集束されて、所定方向に伝搬していく。
なお、送信回路１１０は、処理回路１８０による制御を受けて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有する。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
超音波プローブ１０１により送信された超音波の反射波は、超音波プローブ１０１内部の圧電振動子まで到達した後、圧電振動子において、機械的振動から電気的信号（反射波信号）に変換され、受信回路１２０に入力される。受信回路１２０は、処理回路１８０による制御を受けて、超音波プローブ１０１から送信された反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成し、生成した反射波データをＢモード処理回路１３０及びドプラ処理回路１４０に出力する。例えば、受信回路１２０は、反射波信号を受信する度に、受信した反射波信号から反射波データを生成する。受信回路１２０は、超音波プローブ１０１から送信された２次元の反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、受信回路１２０は、超音波プローブ１０１から送信された３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
受信回路１２０は、プリアンプと、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器と、直交検波回路等を有する。プリアンプは、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン調整（ゲイン補正）を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換することでゲイン補正された反射波信号をデジタル信号に変換する。直交検波回路は、デジタル信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに変換する。そして、直交検波回路は、Ｉ信号及びＱ信号（ＩＱ信号）を反射波データとしてＢモード処理回路１３０及びドプラ処理回路１４０に出力する。
Ｂモード処理回路１３０は、処理回路１８０による制御を受けて、受信回路１２０から出力された反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理及び対数圧縮等を行なって、サンプル点ごとの信号強度（振幅強度）が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。例えば、Ｂモード処理回路１３０は、反射波データを受信する度に、受信した反射波データからＢモードデータを生成する。Ｂモード処理回路１３０は、生成したＢモードデータを画像生成回路１５０に出力する。Ｂモード処理回路１３０は、例えば、プロセッサにより実現される。
ドプラ処理回路１４０は、処理回路１８０による制御を受けて、受信回路１２０から出力された反射波データを周波数解析することで、ドプラ効果に基づく移動体（血流や組織、造影剤エコー成分等）の運動情報を抽出し、抽出した運動情報を示すデータ（ドプラデータ）を生成する。例えば、ドプラ処理回路１４０は、移動体の運動情報として、平均速度、分散及びパワー等を多点に渡り抽出し、抽出した移動体の運動情報を示すドプラデータを生成する。例えば、ドプラ処理回路１４０は、反射波データを受信する度に、受信した反射波データからドプラデータを生成する。ドプラ処理回路１４０は、生成したドプラデータを画像生成回路１５０に出力する。ドプラ処理回路１４０は、例えば、プロセッサにより実現される。
Ｂモード処理回路１３０及びドプラ処理回路１４０は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。
画像生成回路１５０は、処理回路１８０による制御を受けて、Ｂモード処理回路１３０及びドプラ処理回路１４０が出力した各種のデータ（Ｂモードデータ及びドプラデータ）から超音波画像データを生成する。例えば、画像生成回路１５０は、Ｂモード処理回路１３０及びドプラ処理回路１４０から出力された各種のデータを受信する度に、受信した各種のデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成回路１５０は、超音波走査に対してリアルタイムで時系列に沿った複数の超音波画像データを生成する。このようにして、本実施形態では、受信回路１２０、Ｂモード処理回路１３０、ドプラ処理回路１４０及び画像生成回路１５０が、リアルタイムで、時系列に沿った複数の超音波画像データを収集する。受信回路１２０、Ｂモード処理回路１３０、ドプラ処理回路１４０及び画像生成回路１５０は、収集部の一例である。また、超音波画像データは、医用画像データの一例である。
そして、画像生成回路１５０は、リアルタイムで生成された時系列に沿った複数の超音波画像データを、画像メモリ１６０に記憶させる。具体例を挙げて説明すると、画像生成回路１５０は、超音波画像データを生成する度に、生成した超音波画像データを画像メモリ１６０に記憶させる。例えば、超音波走査により得られた時系列に沿った複数の超音波画像データのうち、１番目に生成された超音波画像データは、１フレーム目の超音波画像データと称される。同様に、Ｎ（Ｎは、１以上の整数）番目に生成された超音波画像データは、Ｎフレーム目の超音波画像データと称される。
画像生成回路１５０は、プロセッサにより実現される。ここで、画像生成回路１５０は、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。例えば、画像生成回路１５０は、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成回路１５０は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成回路１５０は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。
また、画像生成回路１５０は、Ｂモード処理回路１３０により生成された３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１５０は、ドプラ処理回路１４０により生成された３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元ドプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成回路１５０は、「３次元のＢモード画像データ及び３次元ドプラ画像データ」を「３次元超音波画像データ（ボリュームデータ）」として生成する。そして、画像生成回路１５０は、ボリュームデータをディスプレイ１０３にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対して様々なレンダリング処理を行なう。
Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成回路１５０が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。
画像メモリ１６０は、画像生成回路１５０により生成された各種の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１６０は、Ｂモード処理回路１３０及びドプラ処理回路１４０により生成されたデータも記憶する。画像メモリ１６０が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成回路１５０を経由して表示用の超音波画像データとなる。例えば、画像メモリ１６０は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク又は光ディスクによって実現される。
記憶回路１７０は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、記憶回路１７０は、必要に応じて、画像メモリ１６０が記憶するデータの保管等にも使用される。例えば、記憶回路１７０は、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク又は光ディスクによって実現される。
処理回路１８０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。処理回路１８０は、例えば、プロセッサにより実現される。処理回路１８０は、制御機能１８１、取得機能１８２、検索機能１８３、マーカ情報生成機能１８４、表示制御機能１８５及び移動速度情報生成機能１８６の各処理機能を有する。
ここで、例えば、処理回路１８０が有する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１７０に記憶される。図１に示す処理回路１８０の構成要素である制御機能１８１、取得機能１８２、検索機能１８３、マーカ情報生成機能１８４、表示制御機能１８５及び移動速度情報生成機能１８６の各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１７０に記憶されている。処理回路１８０は、各プログラムを記憶回路１７０から読み出し、読み出された各プログラムを実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１８０は、図１の処理回路１８０内に示された各機能を有することとなる。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、若しくは、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）、又は、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、記憶回路１７０に保存さ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。なお、記憶回路１７０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に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。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。以下の説明で用いられる「プロセッサ」という文言についても同様である。
制御機能１８１は、入力装置１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路１７０から読込んだ各種データに基づき、送信回路１１０、受信回路１２０、Ｂモード処理回路１３０、ドプラ処理回路１４０及び画像生成回路１５０の処理を制御する。
取得機能１８２は、入力装置１０２を介して操作者から入力されたＣＡＤ処理を実行するための指示（実行指示）を受信した場合に、時系列に沿った複数の超音波画像データを取得する。例えば、取得機能１８２は、実行指示を受信した後に、新たに生成された超音波画像データが画像メモリ１６０に記憶される度に、画像メモリ１６０から、新たに生成された超音波画像データを取得する。例えば、時系列に沿った複数の超音波画像データは、超音波プローブ１０１による超音波走査により得られたデータ群である。このような超音波走査は、例えば、操作者により被検体Ｐの体表に沿って移動された超音波プローブ１０１の移動により被検体Ｐの内部の走査領域が移動されながら行われたり、超音波プローブ１０１が停止している状態で行われたりする。また、以下の説明において、時系列に沿った複数の超音波画像データのそれぞれは、例えば、Ｂモード画像データである。
検索機能１８３は、超音波画像データにより示される超音波画像中の特徴部位を自動的に検出するＣＡＤ処理を実行する。例えば、検索機能１８３は、新たに生成された超音波画像データが取得機能１８２により取得される度に、新たに生成された超音波画像データに対してＣＡＤ処理を実行する。特徴部位としては、例えば、乳腺の腫瘤等が挙げられるが、特徴部位は、これに限られない。検索機能１８３は、ＣＡＤ処理において、検索窓と教師データと検索アルゴリズムを用いて、操作者により超音波画像に設定された検索範囲（ＲＯＩ）における特徴部位を検索する。例えば、検索機能１８３は、検索範囲内で検索窓を複数の位置に移動させながら、各位置において、検索窓の画像情報を、教師データと検索アルゴリズムを用いて解析することで、各検索窓の画像情報が特徴部位に相当する情報である確率を計算する。
検索窓とは、例えば、教師データと比較される検索範囲内の領域の単位である。教師データとは、例えば、特徴部位の標本となる画像情報である。検索アルゴリズムとは、上述した確率を算出するためのアルゴリズムである。
教師データは、例えば、過去に得られた超音波画像データにおける特徴部位の画像情報である。なお、教師データは、過去に得られた複数の超音波画像データのそれぞれにおける特徴部位の画像情報に基づいて行われた機械学習により得られた情報であってもよい。また、検索アルゴリズムは、例えば、機械学習による学習済みネットワークを用いて、処理対象の超音波画像において特徴部位に相当する画像情報を検索し、検索結果を出力するアルゴリズムであってもよい。
そして、検索機能１８３は、計算された確率が所定の閾値以上である場合に、検索窓で囲まれた範囲を、特徴部位（特徴部位の範囲）として検出する。そして、検索機能１８３は、１フレーム分の超音波画像データ毎に、超音波画像に対する検索結果を記憶回路１７０に記憶させる。例えば、検索機能１８３は、１フレームの超音波画像に対して特徴部位を検索した結果、特徴部位を得た場合には、特徴部位の位置を示す位置情報を検索結果として記憶回路１７０に記憶させる。なお、ここでいう特徴部位の位置は、超音波画像データの画像空間における位置である。
ここで、図２及び図３を参照して、検索機能１８３により検出される特徴部位には、正しく検出された特徴部位と、実際は特徴部位ではないのに誤って検出された特徴部位との２種類の特徴部位があることについて説明する。図２及び図３は、第１の実施形態に係る検索機能１８３により実行されるＣＡＤ処理の一例を説明するための図である。以下の説明では、画像生成回路１５０により新たに生成された超音波画像データを、Ｎフレーム目の超音波画像データとする。
図２には、検索機能１８３により正しく特徴部位が検出された場合が示されている。図２に例示するように、例えば、検索機能１８３は、Ｎフレーム目の超音波画像に対してＣＡＤ処理を行って、検索窓１０で囲まれた、実際の特徴部位１１を含む範囲を特徴部位として検出する。そして、検索機能１８３は、Ｎフレーム目の超音波画像において検出された特徴部位の位置を示す位置情報を記憶回路１７０に記憶させる。
一方、図３には、検索機能１８３により誤って特徴部位が検出された場合が示されている。図３に例示するように、例えば、検索機能１８３は、Ｎフレーム目の超音波画像に対してＣＡＤ処理を行って、検索窓１０で囲まれた、特徴部位１１を含まない範囲を誤って特徴部位として検出する場合がある。このように、誤って特徴部位が検出されることは、過検出（偽陽性）と呼ばれる。
また、検索機能１８３は、１フレームの超音波画像に対して特徴部位を検索した結果、特徴部位を検出できなかった場合には、特徴部位を検出できなかったことを示す情報を検索結果として記憶回路１７０に記憶させる。
上述したように、検索機能１８３は、超音波走査により得られた複数の超音波画像データのそれぞれにより示される複数の超音波画像のそれぞれに検索範囲を設定し、複数の超音波画像のそれぞれに設定された検索範囲内の特徴部位を検索する。検索機能１８３は、検索部の一例である。なお、検索機能１８３は、確率の代わりに、各検索窓の画像情報と教師データとの類似の度合いを示す類似度等の他の指標を計算してもよい。
マーカ情報生成機能１８４は、複数フレームの超音波画像の複数の検索結果に基づいて、１フレームの超音波画像の検出結果を示すマーカ情報を生成する。
マーカ情報生成機能１８４による処理において用いられる複数フレームの複数の検索結果の一例について説明する。このような複数の検索結果は、例えば、最新の超音波画像データをＮフレーム目の超音波画像データとすると、（Ｎ－Ｋ（ＫはＮよりも小さい自然数））フレーム目の超音波画像の検索結果から、Ｎフレーム目の超音波画像の検索結果までの（Ｋ＋１）つの検索結果が用いられる。以下、Ｋ＝２である場合を例に挙げて説明する。
マーカ情報生成機能１８４は、（Ｎ－２）フレーム目の超音波画像の検索結果、（Ｎ－１）フレーム目の超音波画像の検索結果、及び、Ｎフレーム目の超音波画像の検索結果（３つの検索結果）を記憶回路１７０から取得する。
そして、マーカ情報生成機能１８４は、３つの検索結果に基づいて、３つの超音波画像データにおいて特徴部位が検出されたか否かを判定する。ここでいう３つの超音波画像データとは、例えば、（Ｎ－２）フレーム目の超音波画像データ、（Ｎ－１）フレーム目の超音波画像データ及びＮフレーム目の超音波画像データである。そして、マーカ情報生成機能１８４は、３つの超音波画像データにおいて特徴部位が検出されたと判定した場合には、３つの超音波画像データにおいて検出された３つの特徴部位の位置が、超音波画像データの画像空間において、充分近い位置であるか否かを判定する。ここで、３つの特徴部位の位置が充分近い位置であるとは、例えば、３つの特徴部位が同一の特徴部位である場合に、３つの特徴部位が３つの超音波画像データにおいて存在し得る所定の範囲内に存在することを指す。そして、マーカ情報生成機能１８４は、３つの特徴部位の位置が、超音波画像データの画像空間において、充分近い位置であると判定した場合には、特徴部位として検出された範囲を表す矩形のマーカを示すマーカ情報を生成する。
一方、マーカ情報生成機能１８４は、３つの超音波画像データにおいて特徴部位が検出されていないと判定した場合には、マーカ情報を生成しない。また、マーカ情報生成機能１８４は、３つの超音波画像データにおいて検出された３つの特徴部位の位置が、超音波画像データの画像空間において、充分近い位置でないと判定した場合にも、マーカ情報を生成しない。
図４～６を参照して、検索機能１８３及びマーカ情報生成機能１８４により実行される処理の具体例について説明する。図４～６は、第１の実施形態に係る検索機能１８３及びマーカ情報生成機能１８４により実行される処理の一例について説明するための図である。
まず、検索機能１８３が、図４に例示するように、３つの超音波画像データのそれぞれから、検索窓１０で囲まれた、実際の特徴部位１１を含む範囲を特徴部位として検出した場合について説明する。この場合には、例えば、マーカ情報生成機能１８４は、３つの超音波画像データにおいて特徴部位が検出されたと判定する。そして、マーカ情報生成機能１８４は、３つの超音波画像データにおいて検出された３つの特徴部位の位置が、画像空間において、充分近い位置であるか否かを判定する。そして、マーカ情報生成機能１８４は、３つの特徴部位の位置が、画像空間において、充分近い位置であると判定した場合には、図５に例示するように、特徴部位として検出された範囲を表す矩形のマーカ１５を示すマーカ情報を生成する。このマーカ情報は、Ｎフレーム目の超音波画像データに対応する情報である。
ここで、図４に示す場合において、検索機能１８３が、Ｎフレーム目の超音波画像データにおいて、正しく特徴部位を検出したのではなく、先の図３に例示するように、特徴部位を過検出した場合について説明する。この場合には、例えば、マーカ情報生成機能１８４は、３つの超音波画像データにおいて特徴部位が検出されたと判定する。ただし、マーカ情報生成機能１８４は、３つの超音波画像データにおいて検出された３つの特徴部位の位置が、画像空間において、充分近い位置でないと判定する。このため、マーカ情報生成機能１８４は、マーカ情報を生成しない。
次に、検索機能１８３が、図６に例示するように、３つの超音波画像データのうち２つの超音波画像データ（（Ｎ－２）フレーム目の超音波画像データ及び（Ｎ－１）フレーム目の超音波画像データ）のそれぞれから、検索窓１０で囲まれた、実際の特徴部位１１を含む範囲を特徴部位として検出したものの、Ｎフレーム目の超音波画像データから特徴部位を検出できなかった場合について説明する。この場合には、マーカ情報生成機能１８４は、３つの超音波画像データにおいて特徴部位が検出されていないと判定する。このため、マーカ情報生成機能１８４は、マーカ情報を生成しない。
このように、マーカ情報生成機能１８４は、複数のフレーム（上述の例では、３フレーム）にわたって、充分近い位置に特徴部位が検出されている場合に、マーカ情報を生成する。例えば、特徴部位１１が乳腺の腫瘤である場合、このような腫瘤は、一定の大きさを有するため、複数のフレームにわたって超音波画像に描出される。一方、過検出は、例えば、特徴部位１１とは異なる部位が誤って検出されたものであり、突発的に生じることが多い。したがって、複数のフレームにわたって、過検出される可能性は低い。そこで、本実施形態では、マーカ情報生成機能１８４が、複数のフレームにわたって、充分近い位置に特徴部位が検出されている場合に、特徴部位が検出できたことを示すマーカ情報を生成する。このため、本実施形態によれば、過検出を抑制することができる。
そして、マーカ情報生成機能１８４は、Ｎフレーム目の超音波画像データに対応するマーカ情報を生成した場合には、図５に示すように、Ｎフレーム目の超音波画像データにより示される超音波画像に、マーカ情報により示されるマーカ１５を重畳させる。そして、マーカ情報生成機能１８４は、マーカ１５が重畳された超音波画像を示す超音波画像データを画像メモリ１６０に記憶させる。
表示制御機能１８５は、画像メモリ１６０に記憶された表示用の超音波画像データにより示される超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる。超音波画像は、医用画像の一例である。表示制御機能１８５は、表示制御部の一例である。
例えば、表示制御機能１８５は、リアルタイムで、マーカ１５が重畳された超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる。例えば、表示制御機能１８５は、マーカ１５が重畳された超音波画像を示す超音波画像データが、マーカ情報生成機能１８４により画像メモリ１６０に記憶される度に、マーカ１５が重畳された超音波画像を示す超音波画像データを画像メモリ１６０から取得する。そして、表示制御機能１８５は、マーカ１５が重畳された超音波画像を示す超音波画像データを取得する度に、マーカ１５が重畳された超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる。
また、表示制御機能１８５は、マーカ１５が重畳されていない超音波画像についても、リアルタイムでディスプレイ１０３に表示させる。例えば、表示制御機能１８５は、上述した３つの超音波画像データにおいて特徴部位が検出されていないとマーカ情報生成機能１８４により判定される度に、図７に例示するように、Ｎフレーム目の超音波画像データにより示される超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる。また、表示制御機能１８５は、３つの超音波画像データにおいて検出された３つの特徴部位の位置が、画像空間において充分近い位置でないとマーカ情報生成機能１８４により判定される度に、図７に例示するＮフレーム目の超音波画像データにより示される超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる。なお、図７は、第１の実施形態に係る表示例を示す図である。
ここで、上述したように、マーカ情報生成機能１８４は、複数のフレーム（上述の例では、３フレーム）にわたって、充分近い位置に特徴部位が検出されているか否かを判定する。そして、マーカ情報生成機能１８４は、複数のフレームにわたって、充分近い位置に特徴部位が検出されている場合に、特徴部位が検出できたことを示すマーカ情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、マーカ情報により示されるマーカ１５が重畳された超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる。これにより、過検出を抑制するとともに、精度良く、特徴部位を検出することができる。
しかしながら、特徴部位の検出精度は、超音波プローブ１０１のスキャン速度に依存する。ここで、スキャン速度とは、例えば、操作者の操作により被検体Ｐの体表に沿って超音波プローブ１０１が移動する際の超音波プローブ１０１の速度（移動速度）である。なお、スキャン速度には、超音波プローブ１０１が停止している状態の超音波プローブ１０１の速度が含まれる。例えば、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的速いと、複数のフレーム（上述の例では、３フレーム）における超音波プローブ１０１の移動量（移動距離）が大きくなる。この場合、複数のフレームのうち一部のフレームしか実際の特徴部位１１が検出されずに、残りのフレームでは実際の特徴部位１１が検出されないこともある。この場合には、腫瘤などの特徴部位１１を検出したことを示すマーカ１５がディスプレイ１０３に表示されない。このため、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的速いと、特徴部位１１の検出感度が低下する場合がある。
また、例えば、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的遅いと、複数のフレームにおける超音波プローブ１０１の移動量が小さくなる。この場合、例えば、複数のフレームにわたって、特徴部位１１とは異なる部位が、誤って過検出されてしまうことがある。よって、このような過検出が複数のフレームにわたって発生することで、特徴部位１１ではない部位を特徴部位として検出したことを示すマーカ１５がディスプレイ１０３に表示されてしまう。したがって、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的遅いと、過検出が増加する。
そこで、超音波プローブ１０１の移動速度が適切であるか否かを操作者に把握させることが望まれる。
ここで、超音波プローブ１０１の移動速度を、磁気センサ等の検出器を用いて検出することが考えられる。しかしながら、検出器を用いる場合には、検出器を購入するための費用等のコストがかかる。また、超音波プローブ１０１に検出器を取り付けるため、超音波プローブ１０１の取り回しが悪くなる。また、磁気センサは、ペースメーカを装着している被検体Ｐに対しては、使用することができない。
そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、検出器を用いることなく、超音波プローブ１０１の移動速度が適切であるか否かを操作者に把握させることできるように、以下に説明する各種の処理を実行する。
第１の実施形態に係る移動速度情報生成機能１８６は、超音波走査により得られた複数の超音波画像データの中から、所定数の超音波画像データに基づいて、超音波プローブ１０１の移動速度を示す移動速度情報を生成する。例えば、移動速度情報生成機能１８６は、２つの超音波画像データに基づいて、検索範囲を示す枠であって、超音波プローブ１０１の移動速度に応じて表示態様が異なる枠を示す情報を移動速度情報として生成する。移動速度情報生成機能１８６は、生成部の一例である。
図８は、第１の実施形態に係る移動速度情報生成機能１８６が実行する処理の一例を説明するための図である。
例えば、移動速度情報生成機能１８６は、新たに生成された超音波画像データ（Ｎフレーム目の超音波画像データ）が取得機能１８２により取得される度に、図８に例示するように、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像データ及びＮフレーム目の超音波画像データを用いて、後述する処理に用いられる相関係数ｒを算出する。
図９～１１を参照して、相関係数ｒの算出方法の具体例について説明する。図９～１１は、第１の実施形態に係る相関係数ｒの算出方法の一例について説明するための図である。
図９には、Ｎフレーム目の超音波画像データにより示される超音波画像の一例が示されている。図１０には、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像データにより示される超音波画像の一例が示されている。図９及び図１０において、超音波画像の上部側の部分が、被検体Ｐの皮膚等の深さ方向（上下方向；両矢印４１により示される方向）における浅い部分に対応する。また、図９及び図１０において超音波画像の下部側の部分が、被検体Ｐの肋骨よりも深さ方向において深い部分に対応する。
例えば、超音波画像に描出される皮膚等の浅い部分の画像情報は、一様であり、ほとんど変化がないと考えられる。また、例えば、肋骨によって超音波が強反射されるため、肋骨よりも深い部分からの超音波の反射波が弱まる。超音波画像上では、肋骨よりも深い部分が暗くなる音響陰影（シャドー）が発生する。このため、肋骨よりも深い部分の画像情報は、一様であり、ほとんど変化がないと考えられる。
また、超音波プローブ１０１が有する複数の圧電振動子のうち、いずれかの圧電振動子が、被検体Ｐの体表と接触しない場合があり得る。すなわち、いわゆる体表から浮いた圧電振動子が存在する場合がある。この場合、超音波画像の全領域のうち、被検体Ｐの体表と接触していない圧電振動子からの反射波信号に基づく部分は、深さ方向に一様に暗くなる。
そのため、移動速度情報生成機能１８６は、超音波プローブ１０１の移動速度に関して精度の高い移動速度情報を生成するために、１つの領域ではなく、図９に例示するように、３つの領域２０ａ，２０ｂ，２０ｃを切り出す。具体的には、移動速度情報生成機能１８６は、Ｎフレーム目の超音波画像の浅い部分及び深い部分を除いた部分から、左右方向（両矢印４２により示される方向）に沿って３つの領域２０ａ，２０ｂ，２０ｃを切り出す。同様の理由で、移動速度情報生成機能１８６は、図１０に例示するように、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像の浅い部分及び深い部分を除いた部分から、左右方向に沿って３つの領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃを切り出す。図９及び図１０に例示するように、３つの領域２０ａ，２０ｂ，２０ｃの形状及び３つの領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃの形状は、矩形状である。なお、各フレームの超音波画像から切り出される領域の数は、３つに限られず、３つ以外の数であってもよい。また、各フレームの超音波画像から切り出される領域の形状は、矩形状に限られず、矩形以外の形状であってもよい。また、各フレームの超音波画像から切り出される領域の位置は、図９及び図１０に示す位置に限られず、図９及び図１０に示す位置以外の位置であってもよい。
ここで、第１の実施形態では、図９及び図１０において、超音波画像の上下方向及び左右方向に対応する方向ではなく、上下方向及び左右方向に直交する前後方向（両矢印４３により示される方向：超音波画像を貫く方向）に対応する方向に、超音波プローブ１０１が移動する場合の移動速度が適切であるか否かを操作者に把握させることを目的とする。そのため、移動速度情報生成機能１８６は、２つの超音波画像データから、超音波画像データの画像空間において、同一の位置の領域２０ａ及び領域２１ａを切り出す。ここでいう２つの超音波画像データは、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像データ及びＮフレーム目の超音波画像データである。また、移動速度情報生成機能１８６は、２つの超音波画像データから、超音波画像データの画像空間において、同一の位置の領域２０ｂ及び領域２１ｂを切り出す。また、移動速度情報生成機能１８６は、２つの超音波画像データから、超音波画像データの画像空間において、同一の位置の領域２０ｃ及び領域２１ｃを切り出す。
そして、図１１に例示するように、移動速度情報生成機能１８６は、領域２０ａと領域２１ａとの相関係数ｒ１を算出する。また、移動速度情報生成機能１８６は、領域２０ｂと領域２１ｂとの相関係数ｒ２を算出する。また、移動速度情報生成機能１８６は、領域２０ｃと領域２１ｃとの相関係数ｒ３を算出する。
そして、図１１に例示するように、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒ１、相関係数ｒ２及び相関係数ｒ３の中央値を算出し、算出した中央値を、超音波プローブ１０１の移動速度を判定する際に用いる相関係数ｒとする。
なお、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒ１、相関係数ｒ２及び相関係数ｒ３の平均値を算出し、算出した平均値を、相関係数ｒとしてもよい。
相関係数ｒ１、相関係数ｒ２及び相関係数ｒ３の中央値及び平均値は、相関係数ｒ１、相関係数ｒ２及び相関係数ｒ３の統計値の一例である。
ここで、超音波プローブ１０１の移動速度が遅くなるほど、相関係数ｒが高くなり、超音波プローブ１０１の移動速度が速くなるほど、相関係数ｒが低くなると考えられる。この理由の一例について説明する。例えば、超音波プローブ１０１の移動速度が速くなるほど、（Ｎ－３）フレーム目の超音波走査の走査領域と、Ｎフレーム目の超音波走査の走査領域との実空間における距離が大きくなる。このような実空間における距離が大きくなるほど、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像に描出される被検体Ｐの構造物の形態と、Ｎフレーム目の超音波画像に描出される被検体Ｐの構造物の形態との差違が大きくなる。このため、超音波プローブ１０１の移動速度が速くなるほど、相関係数ｒが低くなると考えられる。
一方、超音波プローブ１０１の移動速度が遅くなるほど、（Ｎ－３）フレーム目の超音波走査の走査領域と、Ｎフレーム目の超音波走査の走査領域との実空間における距離が小さくなる。このような実空間における距離が小さくなるほど、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像に描出される被検体Ｐの構造物の形態と、Ｎフレーム目の超音波画像に描出される被検体Ｐの構造物の形態との差違が小さくなる。このため、超音波プローブ１０１の移動速度が遅くなるほど、相関係数ｒが高くなると考えられる。
このように、相関係数ｒは、超音波プローブ１０１の移動速度に応じた値となる。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、検索範囲を示す枠であって、相関係数ｒに応じて表示態様が異なる枠を示す情報を移動速度情報として生成する。移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒを算出する度に、このような枠を示す情報を生成する。図１２～１４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１が実行する処理の一例を説明するための図である。
移動速度情報生成機能１８６は、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的速い場合には、図１２に例示するように、赤色の枠２５ａを示す情報を移動速度情報として生成する。赤色の枠２５ａは、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的速いことを示す。例えば、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒが０．０以上で閾値Ｔ１未満である場合には、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的速いため、赤色の枠２５ａを示す情報を生成する。なお、図１２の例では、枠２５ａの色が赤色であることを示すために、枠２５ａを破線で示しているが、枠２５ａは、実線により形成される。
また、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒが０以上で閾値Ｔ１未満である場合には、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的速いことを示す文字列「ｆａｓｔ」２６ａを移動速度情報として生成する。
また、移動速度情報生成機能１８６は、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的遅い場合には、図１３に例示するように、黄色の枠２５ｂを示す情報を移動速度情報として生成する。黄色の枠２５ｂは、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的遅いことを示す。例えば、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒが、閾値Ｔ２よりも大きい場合には、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的遅いため、黄色の枠２５ｂを示す情報を生成する。なお、閾値Ｔ２は、閾値Ｔ１よりも大きい。また、図１３の例では、枠２５ｂの色が黄色であることを示すために、枠２５ｂを破線で示しているが、枠２５ｂは、実線により形成される。
また、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒが閾値Ｔ２よりも大きい場合には、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的遅いことを示す文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを移動速度情報として生成する。
また、移動速度情報生成機能１８６は、超音波プローブ１０１の移動速度が遅くとも速くともない適切な速さである場合には、図１４に例示するように、所定のデフォルトの色（例えば、黒色又は緑色）の枠２５ｃを示す情報を移動速度情報として生成する。デフォルトの色の枠２５ｃは、超音波プローブ１０１の移動速度が適切な速度であることを示す。例えば、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒが、閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２以下である場合には、超音波プローブ１０１の移動速度が適切な速度であるため、デフォルトの色の枠２５ｃを示す情報を生成する。
このように、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒに応じた超音波プローブ１０１の移動速度に応じて表示態様が異なるように、移動速度情報を生成する。また、移動速度情報生成機能１８６は、リアルタイムで、移動速度情報を生成する。
表示制御機能１８５は、リアルタイムで移動速度情報をディスプレイ１０３に表示させる。例えば、表示制御機能１８５は、移動速度情報生成機能１８６により移動速度情報が生成される度に、生成された移動速度情報をディスプレイ１０３に表示させる。
例えば、先の図１２に示す枠２５ａを示す情報が生成された場合には、表示制御機能１８５は、図１２に示すように、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に赤色の枠２５ａを表示させる。また、例えば、先の図１２に示す文字列「ｆａｓｔ」２６ａが生成された場合には、表示制御機能１８５は、図１２に示すように、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｆａｓｔ」２６ａを表示させる。
また、先の図１３に示す枠２５ｂを示す情報が生成された場合には、表示制御機能１８５は、図１３に示すように、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に黄色の枠２５ｂを表示させる。また、例えば、先の図１３に示す文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂが生成された場合には、表示制御機能１８５は、図１３に示すように、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを表示させる。
また、先の図１４に示す枠２５ｃを示す情報が生成された場合には、表示制御機能１８５は、図１４に示すように、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上にデフォルトの色の枠２５ｃを表示させる。
ここで、超音波プローブの移動を操作者に把握させるために、ディスプレイに、超音波画像が表示された表示領域とは異なる表示領域に、磁気センサ等により検出された超音波プローブの移動速度の値を表示させることが考えられる。また、エラストグラフィーでは、例えば、操作者が超音波プローブを加振して組織に対し圧迫及び開放を行うことにより生体組織表面に応力を加え、かかる応力により生ずる生体内部の組織の歪み（ストレイン：strain）に関する情報が得られる。このため、このような組織の歪みに関する情報を、超音波プローブの動きに関する情報として、ディスプレイに、超音波画像が表示された表示領域とは異なる表示領域に表示させることも考えられる。
しかしながら、このような場合には、超音波画像上に、超音波プローブの移動速度の値及び歪みに関する情報が表示されない。このため、操作者は、超音波プローブの移動速度の値、又は、歪みに関する情報を把握するために、超音波画像から視線を外さなければならなくなってしまう。
一方、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波画像上に枠２５ａ，２５ｂ，２５ｃを表示させる。したがって、第１の実施形態に係る超音波診断装置１によれば、操作者は、超音波画像を確認しながら、超音波プローブ１０１の移動速度が適切であるか否かを把握することができる。
また、第１の実施形態に係る超音波診断装置１によれば、超音波プローブ１０１の移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブ１０１の移動速度を把握させることができる。
図１５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１が実行する処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。なお、図１５に示す処理は、画像生成回路１５０により新たに生成された超音波画像データ（Ｎフレーム目の超音波画像データ）が取得機能１８２により取得される度に、実行される。
図１５に示すように、移動速度情報生成機能１８６は、Ｎフレーム目の超音波画像データ及び（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像データから、画像空間における同一の位置の領域を切り出す（ステップＳ１０１）。例えば、ステップＳ１０１では、移動速度情報生成機能１８６は、Ｎフレーム目の超音波画像データ及び（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像データから、同一の位置の領域２０ａ及び領域２１ａ、同一の位置の領域２０ｂ及び領域２１ｂ、並びに、同一の位置の領域２０ｃ及び領域２１ｃを切り出す。このように、移動速度情報生成機能１８６は、２つの超音波画像データから、画像空間において複数の同一の位置の複数の領域を切り出す。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、領域２０ａと領域２１ａとの相関係数ｒ１、領域２０ｂと領域２１ｂとの相関係数ｒ２、及び、領域２０ｃと領域２１ｃとの相関係数ｒ３を算出する（ステップＳ１０２）。このように、移動速度情報生成機能１８６は、複数の同一の位置において、複数の相関係数を算出する。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒ１、相関係数ｒ２及び相関係数ｒ３の中央値を算出し、算出した中央値を、超音波プローブ１０１の移動速度を判定する際に用いる相関係数ｒとする（ステップＳ１０３）。このように、移動速度情報生成機能１８６は、複数の同一の位置において、複数の相関係数を算出する。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒが０．０以上で閾値Ｔ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。相関係数ｒが０．０以上で閾値Ｔ１未満であると判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１０５では、次の処理が行われる。例えば、ステップＳ１０５では、移動速度情報生成機能１８６は、赤色の枠２５ａを示す情報を生成し、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に赤色の枠２５ａを表示させる。
そして、ステップＳ１０６では、移動速度情報生成機能１８６は、文字列「ｆａｓｔ」２６ａを移動速度情報として生成し、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｆａｓｔ」２６ａを表示させる。そして、移動速度情報生成機能１８６は、図１５に示す処理を終了する。
一方、相関係数ｒが閾値Ｔ１よりも大きいと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）には、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒが閾値Ｔ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
相関係数ｒが閾値Ｔ２よりも大きいと判定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１０８で次の処理が行われる。例えば、ステップＳ１０８では、移動速度情報生成機能１８６は、黄色の枠２５ｂを示す情報を生成し、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に黄色の枠２５ｂを表示させる。
そして、ステップＳ１０９では、移動速度情報生成機能１８６は、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを移動速度情報として生成し、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを表示させる。そして、移動速度情報生成機能１８６は、図１５に示す処理を終了する。
また、相関係数ｒが閾値Ｔ２以下であると判定された場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、すなわち、相関係数ｒが閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２以下である場合には、ステップＳ１１０で次の処理が行われる。例えば、ステップＳ１１０では、移動速度情報生成機能１８６は、デフォルトの色の枠２５ｃを示す情報を生成し、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上にデフォルトの色の枠２５ｃを表示させる。そして、移動速度情報生成機能１８６は、図１５に示す処理を終了する。
すなわち、ステップＳ１０４～Ｓ１１０において、移動速度情報生成機能１８６は、算出された複数の相関係数ｒ１，ｒ２，ｒ３の中央値（相関係数ｒ）に基づいて、移動速度情報を算出する。
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置１について説明した。第１の実施形態に係る超音波診断装置１によれば、上述したように、超音波プローブ１０１の移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブ１０１の移動速度を把握させることができる。
（第１の実施形態の変形例１）
なお、第１の実施形態では、移動速度情報生成機能１８６が、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像データ及びＮフレーム目の超音波画像データを用いて、移動速度情報を生成する場合について例示した。しかしながら、移動速度情報生成機能１８６は、超音波画像データのフレームレートに応じて、移動速度情報を生成する際に用いられる２つの超音波画像データを選択してもよい。そこで、このような実施形態を、第１の実施形態の変形例１として説明する。
第１の実施形態の変形例１では、移動速度情報生成機能１８６は、フレームレートの値にかかわらず、移動速度情報を生成する際に用いられる２つの超音波画像データ間の時間差（２つのフレーム間の時間差）が一定となるように、この２つの超音波画像データを選択する。ここで、２つの超音波画像データ間の時間差とは、例えば、２つの超音波画像データ間の時間方向における距離である。例えば、第１の実施形態の変形例１では、移動速度情報生成機能１８６は、超音波画像データのフレームレートが高くなるほど、移動速度情報を生成する際に用いられる２つの超音波画像データのフレーム番号の差が大きくなるように、この２つの超音波画像データを選択する。これは、仮に、２つの超音波画像データのフレーム番号の差が一定である場合には、フレームレートが高くなるほど時間差が小さくなるため、２つの超音波画像データの相関係数ｒが高くなる傾向があり、相関係数ｒから生成される移動速度情報の精度が良好でなくなってしまうことがあり得るからである。同様に、第１の実施形態の変形例１では、移動速度情報生成機能１８６は、超音波画像データのフレームレートが低くなるほど、移動速度情報を生成する際に用いられる２つの超音波画像データのフレーム番号の差が小さくなるように、この２つの超音波画像データを選択する。
例えば、第１の実施形態の変形例１では、移動速度情報生成機能１８６は、フレームレートがｆ１である場合には、移動速度情報を生成する際に用いられる２つの超音波画像データとして、（Ｎ－Ｌ（ＬはＮよりも小さい正の整数））フレーム目の超音波画像データ及びＮフレーム目の超音波画像データを選択する。そして、移動速度情報生成機能１８６は、（Ｎ－Ｌ）フレーム目の超音波画像データ及びＮフレーム目の超音波画像データを用いて、移動速度情報を生成する。
また、移動速度情報生成機能１８６は、フレームレートがｆ１よりも高いｆ２である場合には、移動速度情報を生成する際に用いられる２つの超音波画像データとして、（Ｎ－（Ｌ＋２））フレーム目の超音波画像データ及びＮフレーム目の超音波画像データを選択する。そして、移動速度情報生成機能１８６は、（Ｎ－（Ｌ＋２））フレーム目の超音波画像データ及びＮフレーム目の超音波画像データを用いて、移動速度情報を生成する。
以上、第１の実施形態の変形例１について説明した。上述したように、第１の実施形態に係る変形例１では、移動速度情報生成機能１８６は、超音波画像データのフレームレートに応じて、移動速度情報を生成する際に用いられる２つの超音波画像データを選択する。そして、移動速度情報生成機能１８６は、選択された２つの超音波画像データに基づいて、移動速度情報を生成する。これにより、第１の実施形態の変形例１によれば、精度良く移動速度情報を生成することができる。また、第１の実施形態に係る変形例１によれば、第１の実施形態と同様に、超音波プローブ１０１の移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブ１０１の移動速度を把握させることができる。
（第１の実施形態の変形例２）
なお、第１の実施形態では、上述した前後方向に対応する方向に、超音波プローブ１０１が移動する場合の移動速度が適切であるか否かを操作者に把握させることを目的とした。そのため、第１の実施形態では、移動速度情報生成機能１８６が、２つの超音波画像データから、同一の位置の領域を切り出す場合について例示した。しかしながら、上述した上下方向又は左右方向に対応する方向に、超音波プローブ１０１が移動する場合の移動速度が適切であるか否かを操作者に把握させることを目的としてもよい。そして、このために、移動速度情報生成機能１８６は、２つの超音波画像データから、異なる位置の領域を切り出してもよい。そこで、このような実施形態を、第１の実施形態の変形例２として説明する。なお、第１の実施形態の変形例２の説明では、第１の実施形態と異なる点を主に説明し、第１の実施形態と同様の構成及び処理については説明を省略する場合がある。
以下、左右方向に対応する方向の移動速度が適切であるか否かを操作者に把握させることを目的とする場合を例に挙げて説明する。図１６及び図１７を参照して、第１の実施形態の変形例２に係る相関係数ｒの算出方法の具体例について説明する。図１６及び図１７は、第１の実施形態の変形例２に係る相関係数ｒの算出方法の一例について説明するための図である。
図１６には、Ｎフレーム目の超音波画像データにより示される超音波画像の一例が示されている。図１７には、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像データにより示される超音波画像の一例が示されている。図１６及び図１７に例示するように、Ｎフレーム目の超音波画像データ及び（Ｎ－３）フレーム目の視野幅（左右方向の長さ）は、４ｃｍである。
図１６に例示するように、移動速度情報生成機能１８６は、Ｎフレーム目の超音波画像の左端の位置（０ｃｍの位置）から右方向に１ｃｍ離れた位置と、この左端の位置から右方向に２ｃｍ離れた位置との間の幅を有する領域２０ａを切り取る。また、移動速度情報生成機能１８６は、Ｎフレーム目の超音波画像の左端の位置から右方向に２ｃｍ離れた位置と、この左端の位置から右方向に３ｃｍ離れた位置との間の幅を有する領域２０ｂを切り取る。また、移動速度情報生成機能１８６は、Ｎフレーム目の超音波画像の左端の位置から右方向に３ｃｍ離れた位置と、この左端の位置から右方向に４ｃｍ離れた位置との間の幅を有する領域２０ｃを切り取る。
また、図１７に例示するように、移動速度情報生成機能１８６は、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像の左端の位置（０ｃｍの位置）と、この左端の位置から右方向に１ｃｍ離れた位置との間の幅を有する領域２１ａを切り取る。また、移動速度情報生成機能１８６は、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像の左端の位置から右方向に１ｃｍ離れた位置と、この左端の位置から右方向に２ｃｍ離れた位置との間の幅を有する領域２１ｂを切り取る。また、移動速度情報生成機能１８６は、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像の左端の位置から右方向に２ｃｍ離れた位置と、この超音波画像の左端の位置から右方向に３ｃｍ離れた位置との間の幅を有する領域２１ｃを切り取る。
このように、移動速度情報生成機能１８６は、異なる位置の２つの領域２０ａ及び２１ａを切り出す。また、移動速度情報生成機能１８６は、異なる位置の２つの領域２０ｂ及び２１ｂを切り出す。また、移動速度情報生成機能１８６は、異なる位置の２つの領域２０ｃ及び２１ｃを切り出す。本変形例では、左右方向に対応する方向の超音波プローブ１０１の移動速度が適切であるか否かを操作者に把握させるために、領域２０ａの位置及び２１ａの位置は、左右方向にずれている。同様の理由で、領域２０ｂの位置及び２１ｂの位置も、左右方向にずれている。また、領域２０ｃの位置及び２１ｃの位置も、左右方向にずれている。
すなわち、第１の実施形態の変形例２では、移動速度情報生成機能１８６は、２つの超音波画像データから、左右方向に位置がずれた複数の領域を切り出す。なお、上下方向に対応する方向の移動速度が適切であるか否かを操作者に把握させることを目的とする場合には、移動速度情報生成機能１８６は、２つの超音波画像データから、上下方向に位置がずれた複数の領域を切り出せばよい。
そして、第１の実施形態と同様に、移動速度情報生成機能１８６は、領域２０ａと領域２１ａとの相関係数ｒ１、領域２０ｂと領域２１ｂとの相関係数ｒ２、及び、領域２０ｃと領域２１ｃとの相関係数ｒ３を算出する。
そして、第１の実施形態と同様に、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒ１、相関係数ｒ２及び相関係数ｒ３の最大値を、超音波プローブ１０１の移動速度を推定する際に用いる相関係数ｒとする。なお、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒ１、相関係数ｒ２及び相関係数ｒ３の中央値又は平均値を、超音波プローブ１０１の移動速度を推定する際に用いる相関係数ｒとしてもよい。そして、第１の実施形態と同様に、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒを用いて、移動速度情報を生成する。
以上、第１の実施形態の変形例２について説明した。上述したように、第１の実施形態に係る変形例２では、移動速度情報生成機能１８６は、２つの超音波画像データから、左右方向に位置がずれた複数の領域を切り出す。このため、第１の実施形態の変形例２によれば、左右方向に対応する方向に移動する超音波プローブ１０１に関する移動速度情報を精度良く生成することができる。また、第１の実施形態の変形例２によれば、第１の実施形態と同様に、超音波プローブ１０１の移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブ１０１の移動速度を把握させることができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る超音波診断装置１について説明する。なお、第２の実施形態の説明では、第１の実施形態と異なる点を主に説明し、第１の実施形態と同様の構成及び処理については説明を省略する場合がある。
図１８及び図１９は、第２の実施形態に係る移動速度情報生成機能１８６が実行する処理の一例を説明するための図である。移動速度情報生成機能１８６は、新たに生成された超音波画像データ（Ｎフレーム目の超音波画像データ）が取得機能１８２により取得される度に、図１８に例示するように、Ｎフレーム目の超音波画像から複数の領域５１＿１～５１＿ｍ（ｍは、自然数）を切り出す。図１８の例では、領域５１＿ｋ（ｋ＝１，２，・・・ｍ－１）の位置に対して５１＿ｋ＋１の位置は、右方向に少しずれている。また、領域５１＿ｋの一部と、領域５１＿ｋ＋１の一部とが、重なっている（オーバラップしている）。領域５１＿１～５１＿ｍのそれぞれは、第１の領域の一例である。
また、移動速度情報生成機能１８６は、図１９に例示するように、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像から複数の領域５２＿１～５２＿ｍを切り出す。図１９の例では、領域５２＿ｋの位置に対して５２＿ｋ＋１の位置は、右方向に少しずれている。また、領域５２＿ｋの一部と、領域５２＿ｋ＋１の一部とが、重なっている。領域５２＿１～５２＿ｍのそれぞれは、第２の領域の一例である。
なお、超音波画像データの画像空間における複数の領域５１＿１～５１＿ｍのそれぞれの位置が、超音波画像データの画像空間における複数の領域５２＿１～５２＿ｍのそれぞれの位置と、同一であってもよいし、異なってもよい。以下、複数の領域５１＿１～５１＿ｍのそれぞれの位置と、複数の領域５２＿１～５２＿ｍのそれぞれの位置とが同一である場合について説明する。
また、領域５１＿ｋと領域５１＿ｋ＋１とが重ならずに、隣り合っていてもよい。同様に、領域５２＿ｋと領域５２＿ｋ＋１とが重ならずに、隣り合っていてもよい。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、複数の領域５１＿１～５１＿ｍのうちの１つの領域と、複数の領域５２＿１～５２＿ｍのうちの１つの領域との全ての組合せを特定する。以下の説明では、複数の領域５１＿１～５１＿ｍのそれぞれを単に領域５１と呼び、複数の領域５２＿１～５２＿ｍのそれぞれを単に領域５２と呼ぶ場合がある。以下、「ｍ」が５である場合を例に挙げて説明する。この場合、複数の領域５１の数が５であり、複数の領域５２の数も５となる。この場合、移動速度情報生成機能１８６は、２５（５×５）個の組合せ（組）を特定する。そして、移動速度情報生成機能１８６は、組合せ毎に、組合せられた１つの領域５１と１つの領域５２との相関係数を算出する。すなわち、移動速度情報生成機能１８６は、領域５１と領域５２との全ての組合せについて、相関係数を算出する。例えば、２５個の組合せが特定された場合には、移動速度情報生成機能１８６は、２５個の相関係数を算出する。
図２０は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の一例を示す図である。図２０において、「ｒｓｕ」（ｓ＝１，２，・・・，５、ｕ＝１，２，・・・，５）は、領域５２＿ｓと領域５１＿ｕとの相関係数を示す。例えば、「ｒ２３」は、領域５２＿２と領域５１＿３との相関係数を示す。後述する図２１～２３，２５においても同様である。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、２５個の相関係数のそれぞれについて、相関係数が０．０以上で閾値Ｔ１未満であるか否かを判定する。また、移動速度情報生成機能１８６は、閾値Ｔ１以上であると判定された相関係数が、閾値Ｔ２よりも大きいか否かを判定する。
図２０において、閾値Ｔ２よりも大きい相関係数に対しては、斜線のハッチングが行われている。図２０の例に示す場合には、２５個の相関係数全てが、閾値Ｔ２よりも大きい。したがって、図２０の例に示す場合には、超音波プローブ１０１が、停止しているか、又は、前後方向（図１８及び図１９に示す両矢印４３により示される方向）に対応する方向に比較的ゆっくりと移動していると考えられる。
そのため、移動速度情報生成機能１８６は、黄色の枠２５ｂを示す情報を生成する。また、移動速度情報生成機能１８６は、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを生成する。このように、移動速度情報生成機能１８６は、算出された２５個（複数の）の相関係数に基づいて、移動速度情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に黄色の枠２５ｂを表示させる。また、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを表示させる。
図２１は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の他の例を示す図である。図２１において、０．０以上で閾値Ｔ１未満である相関係数に対しては、ドット（点）のハッチングが行われている。図２１の例に示す場合には、２５個の相関係数全てが、０．０以上で閾値Ｔ１未満である。図２１の例に示す場合には、超音波プローブ１０１が、斜め方向（図１８及び図１９に示す両矢印４４により示される方向）に対応する方向に移動しているか、若しくは、前後方向又は左右方向（図１８及び図１９に示す両矢印４２により示される方向）に対応する方向に比較的速く移動していると考えられる。
このように、図２１の例に示す場合において、超音波プローブ１０１が斜め方向に対応する方向に移動しているときには、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的速いのか、比較的遅いのか、それとも、遅くとも速くともない適切な速さであるのかが不明となる。したがって、図２１の例に示す場合には、移動速度情報生成機能１８６は、移動速度情報を算出しない。
図２２は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の他の例を示す図である。図２２において、閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２以下である相関係数に対しては、ハッチングが行われていない。図２２の例に示す場合には、２５個の相関係数のうち、５つの相関係数ｒ１１，ｒ２２，ｒ３３，ｒ４４，ｒ５５が、閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２以下である。すなわち、同一の位置の領域５１と領域５２の相関係数が、閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２以下である。また、残りの２０個の相関係数が、０．０以上で閾値Ｔ１未満である。すなわち、同一の位置でない領域５１と領域５２の相関係数が、０．０以上で閾値Ｔ１未満である。図２２の例に示す場合には、超音波プローブ１０１が、前後方向に対応する方向に適切な速さで移動していると考えられる。
そのため、移動速度情報生成機能１８６は、デフォルトの色の枠２５ｃを示す情報を生成する。このように、移動速度情報生成機能１８６は、算出された２５個の相関係数に基づいて、移動速度情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上にデフォルトの色の枠２５ｃを表示させる。
図２３は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の他の例を示す図である。図２３の例に示す場合には、２５個の相関係数のうち、４つの相関係数ｒ１２，ｒ２３，ｒ３４，ｒ４５が、閾値Ｔ２よりも大きい。また、残りの２１個の相関係数が、０．０以上で閾値Ｔ１未満である。
図２３の例に示す場合には、（Ｎ－３）フレームからＮフレームにかけて、超音波プローブ１０１が、例えば、領域５１＿２に相当する実空間における位置から領域５２＿１に相当する実空間における位置に向かう方向に、領域５１＿２に相当する実空間における位置から領域５２＿１に相当する実空間における位置までの距離分移動したと考えられる。このため、超音波プローブ１０１が、左方向に対応する方向に移動していると考えられる。しかしながら、超音波プローブ１０１の移動速度の程度は不明である。
そこで、以下に説明する方法で、移動速度情報生成機能１８６は、移動速度及び移動速度情報を算出する。
図２４は、第２の実施形態に係る移動速度情報生成機能１８６が実行する処理の一例を説明するための図である。例えば、図２４に示すように、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒ１２に対応する領域５２＿１と領域５１＿２との超音波画像データの画像空間における距離ｄ１を算出する。例えば、移動速度情報生成機能１８６は、領域５２＿１の中心５２＿１ａと領域５１＿２の中心５１＿２ａとの距離ｄ１を算出する。そして、移動速度情報生成機能１８６は、距離ｄ１を実空間における距離に変換する。
同様に、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒ２３に対応する領域５２＿２と領域５１＿３との超音波画像データの画像空間における距離を算出し、算出した距離を実空間における距離に変換する。また、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒ３４に対応する領域５２＿３と領域５１＿４との超音波画像データの画像空間における距離を算出し、算出した距離を実空間における距離に変換する。また、移動速度情報生成機能１８６は、相関係数ｒ４５に対応する領域５２＿４と領域５１＿５との超音波画像データの画像空間における距離を算出し、算出した距離を実空間における距離に変換する。このように、移動速度情報生成機能１８６は、４つの相関係数ｒ１２，ｒ２３，ｒ３４，ｒ４５に対応する４つの距離（実空間における距離）を算出する。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、算出した４つの距離（実空間における距離）の平均値を、（Ｎ－３）フレームからＮフレームにかけて、実空間において、超音波プローブ１０１が移動した距離ｄ２として算出する。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、距離ｄ２に基づいて、移動速度情報を生成する。
以下、移動速度情報の生成方法の具体例について説明する。例えば、移動速度情報生成機能１８６は、（Ｎ－３）フレームからＮフレームにかけて、超音波プローブ１０１の移動に要した時間ｔ１を特定する。具体的には、移動速度情報生成機能１８６は、（Ｎ－３）フレーム目の超音波画像データが生成されたタイミングと、Ｎフレーム目の超音波画像データが生成されたタイミングとの時間差を時間ｔ１として特定する。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、距離ｄ２を時間ｔ１で除することにより、超音波プローブ１０１の移動速度ｖ１（ｄ２／ｔ１）を算出する。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、移動速度ｖ１が閾値Ｔ３よりも大きいか否かを判定する。移動速度ｖ１が閾値Ｔ３よりも大きいと判定された場合には、移動速度情報生成機能１８６は、移動速度ｖ１が比較的速いため、赤色の枠２５ａを示す情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に赤色の枠２５ａを表示させる。
また、移動速度ｖ１が閾値Ｔ３よりも大きいと判定された場合には、移動速度情報生成機能１８６は、文字列「ｆａｓｔ」２６ａを移動速度情報として生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｆａｓｔ」２６ａを表示させる。
一方、移動速度ｖ１が閾値Ｔ３以下であると判定された場合、移動速度情報生成機能１８６は、移動速度ｖ１が閾値Ｔ４未満であるか否かを判定する。閾値Ｔ４は、閾値Ｔ３よりも小さい。移動速度ｖ１が閾値Ｔ４未満であると判定された場合には、移動速度情報生成機能１８６は、移動速度ｖ１が比較的遅いため、黄色の枠２５ｂを示す情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に黄色の枠２５ｂを表示させる。
また、移動速度ｖ１が閾値Ｔ４未満であると判定された場合には、移動速度情報生成機能１８６は、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを移動速度情報として生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを表示させる。
また、移動速度ｖ１が閾値Ｔ４以上であると判定された場合、すなわち、移動速度ｖ１が閾値Ｔ４以上で閾値Ｔ３以下である場合には、移動速度情報生成機能１８６は、移動速度ｖ１が遅くとも速くともない適切な速さであるため、デフォルトの色の枠２５ｃを示す情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上にデフォルトの色の枠２５ｃを表示させる。
図２５は、第２の実施形態において算出された２５個の相関係数の他の例を示す図である。図２５の例に示す場合には、２５個の相関係数のうち、２つの相関係数ｒ４１，ｒ５２が、閾値Ｔ２よりも大きい。また、残りの２３個の相関係数が、０．０以上で閾値Ｔ１未満である。
図２５の例に示す場合には、（Ｎ－３）フレームからＮフレームにかけて、超音波プローブ１０１が、例えば、領域５１＿１に相当する実空間における位置から領域５２＿４に相当する実空間における位置に向かう方向に、領域５１＿１に相当する実空間における位置から領域５２＿４に相当する実空間における位置までの距離分移動したと考えられる。このため、超音波プローブ１０１が、右方向に対応する方向に移動していると考えられる。しかしながら、超音波プローブ１０１の移動速度の程度は不明である。
そこで、移動速度情報生成機能１８６は、先の図２３及び図２４に示す場合と同様に、移動速度及び移動速度情報を算出する。また、表示制御機能１８５は、先の図２３及び図２４に示す場合と同様に、移動速度情報をディスプレイ１０３に表示させる。
以上、第２の実施形態に係る超音波診断装置１について説明した。第２の実施形態に係る超音波診断装置１によれば、第１の実施形態と同様に、超音波プローブ１０１の移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブ１０１の移動速度を把握させることができる。
（第２の実施形態の変形例１）
上述した第２の実施形態では、移動速度情報生成機能１８６が、移動速度ｖ１を算出し、算出した移動速度ｖ１に基づいて、移動速度情報を算出する場合について説明した。しかしながら、移動速度情報生成機能１８６が、移動速度ｖ１を算出せずに、移動速度情報を算出してもよい。そこで、このような変形例を第２の実施形態の変形例１として説明する。
例えば、図２３の例に示す場合には、（Ｎ－３）フレームからＮフレームにかけて、超音波プローブ１０１が、例えば、領域５１＿２に相当する実空間における位置から領域５２＿１に相当する実空間における位置までの距離分移動したと考えられる。すなわち、超音波プローブ１０１が、領域１つ分移動したと考えられる。また、図２５の例に示す場合には、（Ｎ－３）フレームからＮフレームにかけて、超音波プローブ１０１が、例えば、領域５１＿１に相当する実空間における位置から領域５２＿４に相当する実空間における位置までの距離分移動したと考えられる。すなわち、超音波プローブ１０１が、領域３つ分移動したと考えられる。
そこで、移動速度情報生成機能１８６は、（Ｎ－３）フレームからＮフレームにかけて、超音波プローブ１０１が移動した領域の個数に応じて、移動速度情報を生成する。例えば、移動速度情報生成機能１８６は、（Ｎ－３）フレームからＮフレームにかけて、超音波プローブ１０１が移動した領域の個数が、閾値Ｔ５（例えば、３）以上であるか否かを判定する。
超音波プローブ１０１が移動した領域の個数が、閾値Ｔ５以上であると判定された場合には、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的速いと考えられる。このため、この場合には、移動速度情報生成機能１８６は、赤色の枠２５ａを示す情報を生成する。また、移動速度情報生成機能１８６は、文字列「ｆａｓｔ」２６ａを生成する。このように、移動速度情報生成機能１８６は、算出された２５個の相関係数に基づいて、移動速度情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に赤色の枠２５ａを表示させる。また、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｆａｓｔ」２６ａを表示させる。
一方、超音波プローブ１０１が移動した領域の個数が、閾値Ｔ５未満であると判定された場合には、移動速度情報生成機能１８６は、超音波プローブ１０１が移動した領域の個数が、閾値Ｔ６（例えば、２）未満であるか否かを判定する。閾値Ｔ６は、閾値Ｔ５よりも小さい。超音波プローブ１０１が移動した領域の個数が、閾値Ｔ６未満であると判定された場合には、超音波プローブ１０１の移動速度が比較的遅いと考えられる。このため、この場合には、移動速度情報生成機能１８６は、黄色の枠２５ｂを示す情報を生成する。また、移動速度情報生成機能１８６は、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを生成する。このように、移動速度情報生成機能１８６は、算出された２５個の相関係数に基づいて、移動速度情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に黄色の枠２５ｂを表示させる。また、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを表示させる。
また、超音波プローブ１０１が移動した領域の個数が、閾値Ｔ６以上であると判定された場合、すなわち、超音波プローブ１０１が移動した領域の個数が閾値Ｔ６以上で閾値Ｔ５未満である場合には、超音波プローブ１０１の移動速度が遅くとも速くともない適切な速さであると考えられる。このため、この場合には、移動速度情報生成機能１８６は、デフォルトの色の枠２５ｃを示す情報を生成する。このように、移動速度情報生成機能１８６は、算出された２５個の相関係数に基づいて、移動速度情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上にデフォルトの色の枠２５ｃを表示させる。
以上、第２の実施形態の変形例１について説明した。第２の実施形態の変形例１では、超音波診断装置１は、移動速度ｖ１を算出せずに、移動速度情報を算出する。したがって、第２の実施形態の変形例１によれば、移動速度情報を算出する際の処理負荷を低減することができる。また、第２の実施形態の変形例１によれば、第１の実施形態と同様に、超音波プローブ１０１の移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブ１０１の移動速度を把握させることができる。
（第２の実施形態の変形例２）
上述した第２の実施形態では、移動速度情報生成機能１８６が、複数の領域５１＿１～５１＿ｍのうちの１つの領域と、複数の領域５２＿１～５２＿ｍのうちの１つの領域との全ての組について、相関係数を算出する場合について説明した。しかしながら、移動速度情報生成機能１８６は、複数の領域５１＿１～５１＿ｍのうちの１つの領域と、複数の領域５２＿１～５２＿ｍのうちの１つの領域との全ての組のうちの少なくとも１つ以上の組について、相関係数を算出すればよい。そして、移動速度情報生成機能１８６が、算出された相関係数に基づいて、移動速度情報を生成してもよい。そこで、このような変形例を第２の実施形態の変形例２として説明する。
ここで、目的に応じて、上述した全ての組のうち、どの組の相関係数を判断材料に用いるかを適宜変更することが考えられる。例えば、第２の実施形態の変形例２では、操作者が、超音波プローブ１０１が静止している状態であるか否かのみを把握したいという目的がある場合、この目的を示す情報（目的情報）を、入力装置１０２を介して装置本体１００に入力する。そして、装置本体１００に目的情報が入力されると、移動速度情報生成機能１８６は、目的情報に応じて、上述した全ての組のうち、どの組の相関係数を算出するかを選択する。例えば、移動速度情報生成機能１８６は、目的情報が上述した目的を示す場合、１つの領域５１と、この領域５１の位置と同一の位置の１つの領域５２との１つの組の１つの相関係数を算出することを選択する。そして、移動速度情報生成機能１８６は、選択結果に応じて、１つの領域５１と、この領域５１の位置と同一の位置の１つの領域５２との１つの組の１つの相関係数を算出する。以下、移動速度情報生成機能１８６が、１つの組の１つの相関係数を算出する場合について説明する。
そして、移動速度情報生成機能１８６は、算出した１つの相関係数が、閾値Ｔ２よりも大きいか否かを判定する。１つの相関係数が閾値Ｔ２よりも大きい場合、移動速度情報生成機能１８６は、黄色の枠２５ｂを示す情報を生成する。また、１つの相関係数が閾値Ｔ２よりも大きい場合、移動速度情報生成機能１８６は、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを生成する。このように、移動速度情報生成機能１８６は、算出された１つの相関係数に基づいて、移動速度情報を生成する。そして、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像上に黄色の枠２５ｂを表示させる。また、表示制御機能１８５は、ディスプレイ１０３に表示されたＮフレーム目の超音波画像の左側に、文字列「ｓｌｏｗ」２６ｂを表示させる。
以上、第２の実施形態の変形例２について説明した。第２の実施形態の変形例２によれば、移動速度情報生成機能１８６は、目的情報に応じて、複数の領域５１＿１～５１＿ｍのうちの１つの領域と、複数の領域５２＿１～５２＿ｍのうちの１つの領域との全ての組のうちの少なくとも１つ以上の組について、相関係数を算出する。したがって、第２の実施形態の変形例２によれば、目的情報が示す目的に応じて、不必要に相関係数を算出してしまう事態の発生を抑制することができる。
また、第２の実施形態の変形例２では、超音波診断装置１は、移動速度ｖ１を算出せずに、移動速度情報を算出する。したがって、第２の実施形態の変形例２によれば、移動速度情報を算出する際の処理負荷を低減することができる。また、第２の実施形態の変形例１によれば、第１の実施形態と同様に、超音波プローブ１０１の移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブ１０１の移動速度を把握させることができる。
（第３の実施形態）
なお、上述した各実施形態では、超音波診断装置１が、超音波走査に対してリアルタイムでＣＡＤ処理を行って特徴部位を検出し、検出された特徴部位及び移動速度情報をリアルタイムで表示する場合について説明した。しかしながら、医用画像処理装置が、リアルタイムではなく、超音波走査が行われた後に同様の処理を行ってよい。そこで、このような実施形態を第３の実施形態として説明する。
図２６は、第３の実施形態に係る医用画像処理装置２００の構成例を示す図である。図２６に例示するように、医用画像処理装置２００は、入力装置２０１と、ディスプレイ２０２と、記憶回路２１０と、処理回路２２０とを備える。入力装置２０１、ディスプレイ２０２、記憶回路２１０、処理回路２２０は、相互に通信可能に接続される。医用画像処理装置２００は、解析装置の一例である。
入力装置２０１は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等により実現される。入力装置２０１は、医用画像処理装置２００の操作者からの各種設定要求を受け付ける。入力装置２０１は、受け付けた各種設定要求を処理回路２２０へ出力する。例えば、入力装置２０１は、医用画像処理装置２００の操作者からＣＡＤ処理を実行するための指示（実行指示）を受け付け、受け付けた実行指示を処理回路２２０に出力する。また、操作者は、入力装置２０１を介して、ＣＡＤ処理において、特徴部位の検索範囲であるＲＯＩを超音波画像に設定することもできる。
ディスプレイ２０２は、例えば、医用画像を表示したり、操作者が入力装置２０１を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。
記憶回路２１０は、ＧＵＩを表示するための各種のプログラムや、当該プログラムによって用いられる情報を記憶する。また、記憶回路２１０は、超音波診断装置１によって生成された時系列に沿った複数の超音波画像データを記憶する。
処理回路２２０は、医用画像処理装置２００の処理全体を制御する。処理回路２２０は、例えば、プロセッサにより実現される。例えば、図２６に示すように、処理回路２２０は、制御機能２２１、取得機能２２２、検索機能２２３、マーカ情報生成機能２２４、表示制御機能２２５及び移動速度情報生成機能２２６の各処理機能を有する。ここで、例えば、図２６に示す処理回路２２０の構成要素である制御機能２２１、取得機能２２２、検索機能２２３、マーカ情報生成機能２２４、表示制御機能２２５及び移動速度情報生成機能２２６の各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２１０に記録されている。処理回路２２０は、各プログラムを記憶回路２１０から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路２２０は、図２６の処理回路２２０内に示された各機能を有することとなる。
医用画像処理装置２００は、例えば、超音波診断装置１により生成された時系列に沿った複数の超音波画像データを取得する。そして、医用画像処理装置２００は、超音波画像データに対して、第１の実施形態又は第２の実施形態に係る超音波診断装置１と同様の処理を行って、ディスプレイ２０２に、超音波画像、検出された特徴部位、及び、移動速度情報を表示させる。
制御機能２２１は、医用画像処理装置２００の処理全体を制御する。取得機能２２２は、上述した取得機能１８２と同様の機能を有する。検索機能２２３は、上述した検索機能１８３と同様の機能を有する。マーカ情報生成機能２２４は、上述したマーカ情報生成機能１８４と同様の機能を実行する。表示制御機能２２５は、上述した表示制御機能１８５と同様の機能を実行する。
以上、第３の実施形態に係る医用画像処理装置２００について説明した。第３の実施形態に係る医用画像処理装置２００によれば、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、超音波プローブ１０１の移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブ１０１の移動速度を把握させることができる。
以上述べた少なくとも１つの実施形態又は変形例によれば、超音波プローブ１０１の移動速度を検出するための磁気センサ等の検出器を用いずに、操作者に、超音波プローブ１０１の移動速度を把握させることができる。
本発明のいくつか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は意図していない。これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
１ 超音波診断装置
１８５ 表示制御機能
１８６ 移動速度情報生成機能

Claims (4)

  1. 超音波プローブによる超音波走査により得られた時系列に沿った複数の医用画像データのそれぞれにより示される複数の医用画像のそれぞれに検索範囲を設定し、当該複数の医用画像のそれぞれに設定された前記検索範囲内の特徴部位を検索する検索部と、
    前記複数の医用画像データの中から所定数の医用画像データに基づいて、前記超音波プローブの移動速度を示す移動速度情報として、前記検索範囲を示す枠であって前記移動速度に応じて表示態様が異なる枠を示す情報を生成する生成部と、
    前記移動速度情報を表示部に表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記生成部は、前記所定数の医用画像データとして２つの医用画像データから、医用画像データの画像空間において複数の同一の位置の複数の領域を切り出し、前記複数の同一の位置において他方の領域と一方の領域との複数の相関係数を算出し、算出された複数の相関係数の統計値に基づいて、前記移動速度情報を生成する、超音波診断装置。
  2. 超音波プローブによる超音波走査により得られた時系列に沿った複数の医用画像データのそれぞれにより示される複数の医用画像のそれぞれに検索範囲を設定し、当該複数の医用画像のそれぞれに設定された前記検索範囲内の特徴部位を検索する検索部と、
    前記複数の医用画像データの中から所定数の医用画像データに基づいて、前記超音波プローブの移動速度を示す移動速度情報として、前記検索範囲を示す枠であって前記移動速度に応じて表示態様が異なる枠を示す情報を生成する生成部と、
    前記移動速度情報を表示部に表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記生成部は、前記所定数の医用画像データとして２つの医用画像データのうち、一方の医用画像データから複数の第１の領域を切り出し、他方の医用画像データから複数の第２の領域を切り出し、前記第１の領域と前記第２の領域の複数の組について、前記第１の領域と前記第２の領域との相関係数を算出し、前記複数の組について算出された相関係数と所定の閾値との比較結果に基づいて、前記移動速度情報を生成する、超音波診断装置。
  3. 前記生成部は、前記複数の医用画像データのフレームレートに応じて、前記移動速度情報を生成する際に用いられる前記所定数の医用画像データを選択し、選択された前記所定数の医用画像データに基づいて、前記移動速度情報を生成する、請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
  4. 超音波プローブによる超音波走査により得られた時系列に沿った複数の医用画像データのそれぞれにより示される複数の医用画像のそれぞれに検索範囲を設定し、当該複数の医用画像のそれぞれに設定された前記検索範囲内の特徴部位を検索する検索部と、
    前記複数の医用画像データの中から所定数の医用画像データを取得する取得部と、
    前記所定数の医用画像データに基づいて、前記超音波プローブの移動速度に関する移動速度情報として、前記検索範囲を示す枠であって前記移動速度に応じて表示態様が異なる枠を示す情報を生成する生成部と、
    前記移動速度情報を表示部に表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記生成部は、前記所定数の医用画像データとして２つの医用画像データから、医用画像データの画像空間において複数の同一の位置の複数の領域を切り出し、前記複数の同一の位置において他方の領域と一方の領域との複数の相関係数を算出し、算出された複数の相関係数の統計値に基づいて、前記移動速度情報を生成する、解析装置。
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