WO2007142255A1 - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

　超音波断層像の輝度値である断層データと組織の弾性情報との関係を注目する局部領域において把握する。　 　ROI情報演算手段はROIを複数の分割領域に分割する。変位量演算手段21はフレーム間の変位量を算出し、分割領域の境界に領域識別情報を付加して変位量データを弾性演算手段22に出力する。弾性演算手段22は変位量から弾性データを算出し、弾性情報解析手段23は実組織の弾性データの代表値を算出すると共に、実組織以外のアドレス情報を信号解析手段17に出力する。信号解析手段17は、超音波断層像演算手段16により生成された断層データとアドレス情報を基に、実組織の断層データの代表値を算出する。算出された断層データ、弾性データは、様々な表示方法によって表示手段20に表示される。

Description

明 細 書

超音波診断装置

技術分野

[0001] 本発明は、超音波を利用して被検体内の断層像を表示する超音波診断装置に係 り、断層画像上の各点の歪みや弾性率等の弾性データを算出し、表示する機能を有 する超音波診断装置に関する。

背景技術

[0002] 従来の一般的な超音波診断装置は、被検体に超音波を送信及び受信する超音波 送受信手段と、この超音波送受信手段からの超音波エコー信号を用いて、運動糸且織 を含む被検体内の診断像データを所定周期で繰り返して得る断層走査手段と、この 断層走査手段によって得た時系列データを表示する画像表示手段を有して構成さ れており、輝度値データを用いて被検体内の生体組織の断層画像を表示するもので ある。

[0003] 一方、最近では、この超音波診断装置を用いて生体組織の歪みや弾性率等の弾 性情報を算出し、これを弾性画像として表示することが行われている。その一例とし て、血管拍動を利用して弾性情報 (硬さ)を算出するものがある。（例えば、特許文献 1)

このような弾性情報が有用とされるのは、例えば、加齢による組織柔軟性の欠如や 血管内プラークの堆積等によって組織は硬くなるので、疾病による組織性状を弾性 情報は敏感に反映すると考えられているからである。特に血管壁に堆積したプラーク は、破綻をきたし末梢の血管を詰まらせる危険性があるため、プラークの弾性情報を 知り得ることは、臨床の現場に極めて有用な情報を与えることができると考えられてい る。また、プラークの弾性情報は、超音波診断装置で確認される断層像の輝度値とも 関連すると言われている。例えば、脂質を主成分とする破綻の危険性が高いブラー クでは断層像の輝度値が低ぐ繊維質を主成分とし、石灰化を伴うような破綻の危険 性の低いプラークは、断層像の輝度値が高く描出される。

[0004] 特許文献 1 :特開平 5-317313号公報 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、従来の弾性画像表示手段を備えた超音波診断装置では、例えば、 組織の弾性情報は把握できるが、超音波断層像の輝度値である断層データと弾性 情報との関係を注目する局部領域にぉ 、て把握することができな 、と 、う未解決の 課題がある。

[0006] 本発明は、断層データと弾性情報との関係を注目する局部領域にお!、て把握する ができる超音波診断装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 前述した目的を達成するために、本発明は、被検体との間で超音波の送受信を行 う超音波探触子と、前記超音波探触子からの出力信号に基づいて組織変位を示す 弾性データを算出する弾性データ算出手段と、前記超音波探触子からの出力信号 に基づいて組織形態を示す断層データを算出する断層データ算出手段と、前記弾 性データ及び前記断層データを表示する表示手段と、を備える超音波診断装置であ つて、前記表示手段において複数の分割領域に分割して関心領域を設定する関心 領域分割設定手段を具備し、前記弾性データ算出手段または前記断層データ算出 手段の少なくともいずれかは、前記分割領域ごとに演算を行うことを特徴とする超音 波診断装置である。

[0008] 超音波診断装置は、超音波探触子が被検体との間で超音波の送受信を行い、超 音波探触子からの出力信号に基づ 、て組織の弾性データ或いは組織の断層データ を算出して表示する装置である。

[0009] 本発明の超音波診断装置は、診断対象となる組織を含む関心領域を複数の分割 領域に分割し、分割領域ごとに弾性データ或いは断層データを算出し、分割領域ご とに弾性データ及び断層データを表示する。

[0010] これにより、関心領域を複数の解析用領域として分割して扱うことができる。また、解 析結果を分割領域毎に表示することができる。

[0011] また、本発明における弾性データ算出手段は、前記分割領域ごとに弾性データの 代表値 (例えば、平均値等)を算出し、断層データ算出手段は、前記分割領域ごとに 断層データの代表値 (例えば、断層像輝度値の平均値等)を算出する。

[0012] また、表示手段は、前記分割領域ごとに前記弾性データの代表値と前記断層デー タの代表値の分布を表示する。

[0013] これにより、分割領域毎に弾性データ及び断層データの代表値を算出し、両代表 値の関係を示す分布図を構築することができる。

[0014] また、本発明の超音波診断装置は、弾性データの変位量分布に基づ ヽて実組織 のアドレス情報を算出し、弾性データ算出手段及び断層データ算出手段は、前記ァ ドレス情報に基づ 、て、実組織以外の領域における弾性データ及び断層データを除 去して断層データや弾性データを算出する。

[0015] これにより、分割領域毎に、実組織の弾性データ及び断層データを高精度に算出 することができる。

[0016] また、弾性データ算出手段は、フレーム間の弾性データ (変位量データ）に分割領 域の境界を識別する領域識別情報を付加して弾性データを算出する。

[0017] 超音波診断装置は、この領域識別情報により各信号処理において共通して分割領 域の境界部分の識別をすることができる。

発明の効果

[0018] このように、本超音波診断装置によれば、関心領域を複数の分割領域に分割し、分 割領域ごとに断層データ或いは弾性データを算出するので、断層データと弾性情報 との関係を注目する局部領域において把握することができ、多角的かつ視覚的に超 音波診断を行うことができる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本実施の形態に係る超音波診断装置 1のブロック構成図。

[図 2]超音波診断装置 1による演算処理の概略フローチャート。

[図 3]表示手段 20に表示された画面の一例と操作卓 25を示す図。

[図 4]弾性像画面 20bに表示された ROI20d付近の拡大図。

[図 5]変位量演算手段 21のブロック構成図。

[図 6]解析領域情報付加手段 21cのブロック構成図。

[図 7]領域識別情報 43の付加を説明するための図。 [図 8]弾性情報解析手段 23のブロック構成図。

[図 9]弾性データ解析手段 23aのブロック構成図。

[図 10]弾性データ解析手段 23aによる処理の説明図。

[図 11]弾性データ処理手段 23bのブロック構成図。

[図 12]信号解析手段 17のブロック構成図。

[図 13]断層データの代表値を算出する処理の説明図。

[図 14]断層データと弾性データの代表値の分布図の表示例を示す図。

[図 15]分布図作成比較手段 17fによる動作、及び表示例を示す図。

[図 16]断層データ分布の表示例を示す図。

[図 17]断層データ分布の表示例を示す図。

[図 18]断層データ分布の表示例を示す図。

[図 19]探触子 13の種類と ROIの設定方法例を示す図。

符号の説明

[0020] 1 超音波診断装置， 3 被検体， 11 送信手段， 12 送受分離手段， 13 探触子， 1 4 受信手段， 15 整相加算手段， 16 超音波断層像演算手段， 17 信号解析手段， 18 白黒信号情報交換手段， 19 切替え加算手段， 20 表示手段， 21 変位量演算 手段， 22 弾性演算手段， 23 弾性情報解析手段， 24 カラー信号情報交換手段， 2 5 操作卓， 26 ROI情報演算手段， 20d ROI, 20g 分割領域， 43 領域識別情報， 5 1 実組織， 55 アドレス情報データ。

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下に、添付図面を参照しながら、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形 態について詳細に説明する。なお、以下の説明および添付図面において、略同一の 機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を 省略することにする。

[0022] 図 1は、本発明の本実施の形態に係る超音波診断装置 1のブロック構成図である。

[0023] 超音波診断装置 1は、送信手段 11、送受分離手段 12、探触子 13、受信手段 14、整 相加算手段 15、超音波断層像演算手段 16、信号解析手段 17、白黒情報交換手段 1 8、切替え加算手段 19、表示手段 20、変位量演算手段 21、弾性演算手段 22、弾性情 報解析手段 23、カラー信号情報交換手段 24、操作卓 25、 ROI情報演算手段 26等か ら構成される。

[0024] 送信手段 11は、被検体 3に送波する超音波を生成し、送受分離手段 12は、超音波 の送受信を切換える。探触子 13は被検体 3に当接されて超音波の送受信を行い、受 信手段 14は探触子 13より送波された超音波に対する超音波エコー信号を増幅する。 整相加算手段 15は受信手段 14が受信した超音波エコー信号に対し所定の遅延処 理を行い、位相を揃えて整相加算する。

[0025] 超音波断層像演算手段 16は、整相加算手段 15の出力信号を基に、生体組織の超 音波断層データを演算する。信号解析手段 17は、超音波断層像演算手段 16の出力 信号から、超音波断層像の代表値 (例えば任意の領域の画素値の平均値等)を算出 する。白黒情報交換手段 18は、超音波断層像演算手段 16の出力から超音波断層デ ータを生成する。表示手段 20は、断層データを基に超音波断層画像を表示する。

[0026] ROI情報演算手段 26は、表示手段 20に表示される ROIの位置情報や含まれるビー ム数等の抽出を行って分割領域に関する演算処理を行うものであり、操作卓 25は RO Iの分割等に関する設定値等の数値や支持等の入力を行うものである。

[0027] 変位量演算手段 21は、整相加算手段 15から出力される信号を基に、表示手段 20に 表示される ROI内に含まれる生体組織のフレーム間の変位量を算出する。弾性演算 手段 22は、変位量演算手段 21によって算出された変位量力 ROI内の生体組織の 歪みや弾性率等の弾性データを算出する。弾性情報解析手段 23は、弾性演算手段 22で算出された弾性データの代表値を算出する。

[0028] カラー信号情報交換手段 24は、弾性情報解析手段 23の出力信号をカラー像として 表示手段 20に表示するためのカラー信号情報を生成し、切替え加算手段 19は、前 記白黒情報交換手段 18と前記カラー信号情報交換手段 24の出力を加算するなど、 表示方法を様々に切り替えて表示手段 20に表示させる。

[0029] 次に、超音波診断装置 1による診断処理について説明する。図 2は超音波診断装 置 1による処理手順を示す概略フローチャートである。

[0030] 送受信分離手段 12は、探触子 13から被検体 3に対して超音波を送信し (ステップ 20 1)、超音波エコー信号を受信し、整相加算手段 15は超音波エコー信号の遅延処理 、整相処理等を行う（ステップ 202)。

[0031] 超音波断層像演算手段 16は、白黒断層画像の輝度値データである断層データを 生成する（ステップ 203)。

[0032] また、 ROI情報演算手段 26は、 ROI情報に関する設定 (ROI設定や ROI分割)ゃ演 算処理を行い (ステップ 204)、設定された ROIにおいて、変位量演算手段 21は、前記 整相加算手段 15の出力を基に、フレーム間に加わった応力による生体組織の組織 変位量を算出し、弾性演算手段 22はその組織変位量力 生体組織の歪みや弾性分 布等の弾性データを算出する (ステップ 205)。

[0033] 次に、弾性情報解析手段 23は、実組織以外の弾性データを除去し、実組織の弾性 データの代表値を算出する (ステップ 206)。

[0034] 信号解析手段 17は、弾性情報解析手段 23より実組織のアドレス情報を受信し、実 組織の断層データの代表値を算出する (ステップ 207)。

[0035] 白黒信号情報交換手段 18は、断層データをデジタル信号に変換し (ステップ 208)、 カラー信号情報交換手段 24は、弾性データをカラー情報に変換する (ステップ 209)。 切替え加算手段 19は、表示方法を選択、切り替えし、断層データ或いは弾性データ

、或いは両者を重畳するなどして表示手段 20に表示する（ステップ 210)。

[0036] 操作者は、表示手段 20に表示された弾性データ及び断層データを診断し、 ROIの 設定や再演算等の調整が必要かどうかを判定し (ステップ 211)、必要であれば、ステ ップ 204に戻って、 ROI情報に関する設定や演算処理を行い、設定された ROIにおい て弾性データを再度算出する。

[0037] 次に、各ステップについて詳細に説明する。

(ステップ 201、ステップ 202)

送受分離手段 12は送信手段 11から送信された超音波を探触子 13から被検体 3に 送波する。

[0038] 送信手段 11は、探触子 13を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成 するとともに、送信される超音波の収束点をある深さに設定する機能を有している。

[0039] 送受分離手段 12はスイッチング回路力 構成されており、超音波の送波時におい ては、送信手段 11によって生成された送波パルスを探触子 13に伝え、超音波の受信 時においては、被検体 3からの超音波エコー信号を受信手段 14に伝えるという、信号 の伝達経路の切換えを行う。

[0040] 探触子 13は、複数の振動子を配設して形成されており、電子的にビーム走査を行 なって、被検体 3に振動子を介して超音波を送受信する機能を有している。

[0041] 受信手段 14は、探触子 13で受信した超音波エコー信号を所定のゲインで増幅して 超音波受波信号を生成するものである。

[0042] 整相加算手段 15は、受信手段 14で増幅された超音波受波信号を入力した後、位 相制御を行う。

(ステップ 203)

超音波断層像演算手段 16は、整相加算手段 15から出力された超音波受波信号に 対して、ゲイン補正、圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の各種信号処理を行い 、超音波白黒断層画像の輝度値データである断層データを生成する。

[0043] この断層データを基に、表示手段 20にはリアルタイムに断層像が表示される。

(ステップ 204)

次に、 ROI情報演算手段 26による ROIの設定や ROIの分割に関する処理について 説明する。

[0044] ROIの設定等は、表示手段 20に断層像等を表示させ、操作卓 25によって ROI範囲 や設定値等を入力することによって行われる。

[0045] 図 3は、表示手段 20に表示された画面の一例と操作卓 25を示す図である。 表示画 面 20には、例えば、超音波断層像演算手段 16によって生成された断層データを基に 表示された断層像を示す断層像画面 20aと、断層像に重複して弾性データを表示す る弾性像画面 20bが表示される。

[0046] 断層像画面 20a及び弾性像画面 20bには診断対象となる生体組織 20cが表示され、 弾性像画面 20bには、弾性データを算出し表示する ROI (関心領域) 20dが表示される

。カラーバー 20eは、算出された弾性データの値や値の範囲等をカラー別に示すもの である。

[0047] ここでは、生体組織 20cとして、動脈血管に堆積したプラークを例に説明する。

[0048] 図 4は、弾性像画面 20bに表示された ROI20d付近の拡大図を示す。 [0049] 操作卓 25上の弾性モード遷移ボタン 25aを押すことで、超音波診断装置 1の表示画 面は図 3に示す画面から図 4に示す弾性像表示画面に切換えられる。操作者は、操 作卓 25内のトラックボール 25b等を使用して、図 4に示すように、動脈血管内に堆積し たプラークに対し ROI20dを設定する。

[0050] 図 4において、 31a、 31bは上部血管壁、下部血管壁であり、 35は血管内を流れる血 液である。超音波診断装置 1によりプラーク 33は下部血管壁 31bに堆積して 、ることが 断層像 20aから診断される。そこで、プラーク 33の弾性データを算出し、表示するため 、操作者は操作卓 25から ROI20dを設定する。

[0051] 設定された ROI20dに対し、 ROI情報演算手段 26は、 ROI20dの位置情報と、 ROI20d に含まれる超音波ビーム数、深度方向に含まれるデータ点数等のカウントを行い、そ の値を保持すると共にカウントされたビームライン数を、ビーム数表示部 20fに表示す る。この場合、図 3に示すように、ビーム数表示部 20fには「120」と表示されており、 RO I20dには 120本の超音波ビームが送受される。

[0052] また、操作者は、操作入力ボタン 25c等を用いて ROI20dの分割領域数を指定する。

ここで、分割領域とは、 ROIを複数の領域に分割したものであり、その分割領域ごと〖こ 弾性データを算出し表示することができる。例えば、操作卓 25から ROI20dを 6つの分 割領域に分割することが入力されると、図 3に示す表示画面の分割領域数表示部 20g には分割領域数が「6」と表示される。

[0053] 分割領域数「6」が設定されると、 ROI情報演算手段 26は、図 4に示すように、 ROI20d を 6つの分割領域であるエリア 20g—l、 20g—2、 20g—3、 20g—4、 20g—5、 20g—6に 分割して表示手段 20に表示する。ここでは、一つの分割領域に含まれる超音波ビー ムは 20本となる。

[0054] こうして、 ROI情報演算手段 26は、 ROIの設定や分割領域に関する設定を行い、そ れらの設定に関する ROI情報を保持する。

(ステップ 205、ステップ 206)

次に、弾性データの算出について説明する。

[0055] 探触子 13にて被検体 3の動脈血管を撮像することによって、弾性データを算出する ための超音波エコー信号が変位量演算手段 21に入力される。変位量演算手段 21は 、所定の時間のフレーム間の生体糸且織の変位量を算出する。

[0056] 図 5は、変位量演算手段 21のブロック構成図である。変位量演算手段 21はフレーム メモリ'フレームデータ選択手段 21a、変位量算出手段 21bと、解析領域情報付加手 段 21cから構成される。フレームメモリ'フレームデータ選択手段 21aには、前記整相 加算手段 15から時系列順に超音波エコー信号 (フレーム単位)がリアルタイムに入力 され、複数フレーム分の超音波エコー信号が保存される。

[0057] 保存されたフレーム単位の超音波エコー信号力 適切な応力が加わった 2フレーム 分のフレームデータを選択し、変位量算出手段 21bに出力を行う。即ち、変位量算出 手段 21bには、常に 2フレーム分の超音波エコー信号が入力される。

[0058] 次に、変位量算出手段 21bは、フレームメモリ'フレームデータ選択手段 21aの出力 信号である 2フレーム分の超音波エコー信号から、表示手段 20上で設定された ROI20 dに含まれた組織の変位量を、例えば、ブロックマッチング法等により算出する。

[0059] 図 6は、解析領域情報付加手段 21cのブロック構成図である。解析領域情報付加手 段 21cは、前段フレームメモリ 21c— 1と情報付加部 21c— 2、後段フレームメモリ 21c— 3 力 構成される。前段フレームメモリ 21c— 1は、前記変位量算出手段 21bから出力さ れるフレーム単位のデータを保存するものである。情報付加手段 21c— 2は、前段フレ ームメモリ 21 c— 1に格納されたデータに対して、前記 ROI情報演算手段 26に保持さ れた ROI情報をもとに、分割領域を識別するための領域識別情報 43(例えば、分割領 域の境界の座標)を付加するものである。

[0060] 図 7は領域識別情報 43の付加を説明するための図である。前段フレームメモリ 21c

1には、前述の ROI20dの各分割領域にぉ 、て各点の組織の変位量データ 38が順 に格納されている。変位量データ 38は、断層像の各ピクセルにおいて算出された変 位量である。

[0061] 情報付加手段 21c— 2には、 ROI情報演算手段 26から、分割領域の各エリア 20g— 1 、 · · ·、 20g— 6に含まれる超音波ビームの数（例えば「20」ライン）や ROI20dの始点の アドレス情報、深度方向のデータ点数の値等が入力される。これらの値をもとに情報 付加手段 21c— 2は、前段フレームメモリ 11c 1に格納されている変位量データ 38に 対し、分割領域 20g— 1、 · · ·、 20— 6の境界を識別するための領域識別情報 43— 1、 · • ·、 43— 5を付カ卩し、後段フレームメモリ 21c— 3に格納する。

[0062] 例えば、エリア 20g—lに対応する変位量データ 38のブロックを 41— 1、エリア 20g—5 に対応する変位量データ 38のブロックを 41 5、エリア 20g— 6に対応する変位量デー タ 38のブロックを 41— 6とすると、情報付加手段 21c— 2は、ブロック 41— 1とブロック 41 —2の間に領域識別情報 43— 1を、 · · 'ブロック 41— 5とブロック 41— 6の間に領域識別 情報 43— 5を付加する。

[0063] こうして、本超音波診断装置 1の変位量演算手段 21は、分割領域 20gごとに識別す る領域識別情報 43を付加した変位量データを算出し、弾性演算手段 22に出力する。

[0064] これにより、超音波診断装置 1は、領域識別情報 43により各信号処理において共通 して各分割領域 20gの境界部分の識別をすることができる。

[0065] 尚、 ROI20d内に分割領域 20gが設定されなければ、領域識別情報 43は付加されな いまま、変位量が弾性演算手段 22へ出力される。

[0066] 弾性演算手段 22は、変位量演算手段 21で算出されたフレーム間の変位量をもとに 歪みやヤング率等の弾性データを算出する。

[0067] 弾性演算手段 22は、変位量演算手段 21で算出されたフレーム間の変位量に対し、 空間微分処理を施すことによって歪みを算出する。この処理を 1フレーム分行うことで

、歪み分布を算出することが可能である。

[0068] また、弾性演算手段 22は、時相 nフレームと n + 1フレーム間でカ卩わる応力を Δ Ρ とし、その際に発生した歪みを Δ εとして、ヤング率 Υを Υ = Δ Ρ/ Δ ε で算出す る。この処理を 1フレーム分行うことで弾性率分布が求められる。

[0069] こうして算出された弾性データは、弾性情報解析手段 23に出力される。

[0070] 弾性情報解析手段 23は、弾性演算手段 22によって算出された弾性データのうち、 実組織以外の弾性データを除去して、実組織の弾性データの代表値を算出すると 共に、実組織のアドレス情報を信号解析手段 17に出力する。

[0071] 図 8は、弾性情報解析手段 23のブロック構成図である。弾性情報解析手段 23は、弾 性データ解析手段 23aと、弾性データ処理手段 23bと安定化表示処理手段 23cから構 成される。

[0072] 図 9は、弾性データ解析手段 23aのブロック構成図であり、図 10は弾性データ解析 手段 23aによる処理の説明図である。

[0073] 弾性データ解析手段 23aは、解析用 1フレームメモリ 23a— 1、弾性データ判定手段 2 3a—2、解析用 2フレームメモリ 23a— 3から構成される。

[0074] 図 10に示すように、解析用 1フレームメモリ 23a— 1には、 ROI20d内の例えば、歪み やヤング率等の弾性データが格納される。 ROI20dには、実組織 51の部分とその部分 に含まれるピクセルに対応した弾性データ 52力 実組織以外の領域 53とその部分に 含まれるピクセルに対応した弾性データ 54が存在する。

[0075] ここで、実組織 51は動脈血管に堆積したプラーク 33であり、実組織以外の領域 53は 動脈血管内を流れる血液 35の領域である。一般的に、実組織以外の領域の弹性デ ータは、データのばらつきが大きい。従って、弾性データの代表値を精度良く求める ためには、実組織 51の弾性データ 52の代表値を求める必要がある。

[0076] そのため、弾性データ解析手段 23aの弾性データ判定手段 23a— 2は、解析用 1フレ ームメモリ 23a— 1に格納された ROI20dの弾性データから、実組織 51の弾性データ 52 と実組織 51以外の領域 53の弾性データ 54を、例えば弾性データの空間的若しくは時 間的ばらつきの大きさに基づいて区別し、実組織 51の弾性データ 52と、実組織以外 の領域 53に含まれるピクセルのアドレス情報データ 55とを取り出し、解析用 2フレーム メモリ 23a— 3に格納する。

[0077] 解析用 2フレームメモリ 23a— 3に格納されたノイズ成分が除去された弾性データ 52 は、後段の弾性データ処理手段 23bに出力され、アドレス情報データ 55は、後述する 信号解析手段 17に出力される。

[0078] これにより、分割領域毎に、実組織の弾性データを高精度に算出することができる

[0079] 図 11は弾性データ処理手段 23bのブロック構成図である。弾性データ処理手段 23b は、フレームメモリ 23b— 1、代表値演算手段 23b— 2、代表値保持手段 23b— 3から構 成される。弾性データ処理手段 23bは、受信した弾性データ 52をフレームメモリ 23b— 1に格納し、代表値演算手段 23b— 2は、弾性データ 52に対して、統計処理を施し、そ の代表値 (例えば、平均値等)を算出する。

[0080] 代表値保持手段 23b— 3は代表値演算手段 23b— 2によって算出された代表値を保 存する。図 4に示すように、 ROI20dが 6つの分割領域 20g— 1、 · · ·、 20g— 6に分割され ている場合、代表値演算手段 23b— 2は、付加された情報をもとに、各々の分割領域 20gにおける代表値の算出を行 ヽ、それぞれの代表値を代表値保持手段 23b— 3に 格納する。

[0081] こうして、代表値保持手段 23b— 3に格納された代表値は、信号解析手段 17に出力 される。

[0082] また、フレームメモリ 23b— 1に格納された弾性データ 52は、安定化表示処理手段 23 cに出力される。

(ステップ 207〜ステップ 209)

信号解析手段 17は、弾性情報解析手段 23から実組織 51以外の領域のアドレス情 報データ 55を受け取り、実組織 51の断層データの代表値を算出する。

[0083] 図 12は信号解析手段 17のブロック構成図である。信号解析手段 17は、断層データ 保持手段 17a、アドレス情報保持手段 17b、断層データ解析手段 17c、弾性データ代 表値保持手段 17eと、分布図作成比較手段 17 ゝら構成される。

[0084] 図 13は、断層データの代表値を算出する処理の説明図である。

[0085] 断層データ保持手段 17aは、超音波断層像演算手段 16によってリアルタイムに演算 される超音波断層像の断層データを一時保持すると共に、リアルタイムに画像ィ匕され たデータを後段の白黒信号情報交換手段 18に出力するものである。

[0086] アドレス情報保持手段 17bは、弾性情報解析手段 23から出力されたアドレス情報デ ータ 55を保持する。

[0087] 断層データ解析手段 17cは、図 13に示すように、断層像データ除去手段 17c— 1と 断層データ代表値算出手段 17c— 2から構成される。弾性データ除去手段 17c— 1は 、アドレス情報保持手段 17bに保持されたアドレス情報データ 55をもとに、断層データ 保持手段に保持された断層データ 61から、実組織 51以外の領域 53に対応するデー タを除去し、実組織 51に対応する断層データ 65を取り出す。

[0088] これにより、分割領域毎に、実組織の断層データを高精度に算出することができる

[0089] 断層データ代表値算出手段 17c— 2は、実組織 51に対応する断層データ (輝度値 データ) 65に統計処理を施し、輝度値に対する代表値 (平均値等)を算出する。算出 された断層データ 65の代表値は、後段の分布図作成比較手段 17fに出力される。

[0090] また、弾性データ代表値保持手段 17eには、弾性情報解析手段 23からの出力であ る弾性データの代表値が保持されており、同様に分布図作成比較手段 17fに出力さ れる。

[0091] 分布図作成比較手段 17fは、入力された断層データの代表値と弾性データの代表 値をもとに分布図を構築し、前記表示手段 20に対し、両値の関係を示す分布図等を 出力する。

[0092] 白黒信号情報交換手段 18は、いわゆるスキャンコンバータであり、信号解析手段 17 の断層データ保持手段 17aに格納されている超音波白黒断層像用の断層データを デジタル信号に変換する AZD変 と、変換された複数の断層データを時系列に 記憶するフレームメモリと、制御コントローラを含んで構成される。白黒信号情報交換 手段 18のフレームメモリに格納された被検体 3内の断層フレームデータを 1画像として 取得し、取得された断像フレームデータをテレビ同期で読み出すものであり、読み出 されたデータは切換え加算手段 19を介して前記表示手段 20に表示される。

[0093] 次に、弾性データの表示について説明する。

[0094] 弾性情報解析手段 23の安定化表示処理手段 23cは、弾性データ処理手段 23b内の フレームメモリ 23b— 1に格納された弾性データ 52を、表示手段 20に安定した画質とし て表示させるため、例えば、算出された歪みが極端に小さい場合など、そのフレーム を除去すると共に前後のフレームによって時間方向にスムージング処理を施すなど の信号処理を行う。

[0095] その後、信号処理された弾性データ 52は、カラー信号情報交換手段 24によりカラー コードに変換される。カラー信号情報交換手段 24は、弾性データ 52に基づいて光の 3 原色すなわち赤 (R)、緑 (G)、青 (B)に変換する。例えば、歪みが大きい弾性データ を赤色コードに変換し、歪みが小さい弾性データを青色コードに変換する。なお、赤 (R)緑 (G)青 (B)の階調は 2δ6階調である。

(ステップ 210)

以上のように算出された、断層データやその代表値、弾性データやその代表値等 は、切替え加算手段 19により指定され切り替えられる様々な表示方法によって表示 手段 20に表示される。

[0096] 以下、表示例についていくつか例を挙げて説明する。

[0097] 図 14は、断層データと弾性データの代表値の分布図の表示例を示す図である。表 示手段 20の画面には、断層像 81、弾性像 83、分布図 85、分布図 87が表示される。

[0098] 断層像 81は、信号解析手段 17の断層データ保持手段 17aに格納された断層データ を基に表示された画像である。

[0099] 弾性像 83は、カラー信号情報交換手段 24によってカラー化された弾性データ 52を 基に、断層像 81に重複させて表示された画像である。

[0100] 分布図 85、分布図 87の横軸は、例えば、 ROI20dに含まれる組織における断層デー タの輝度値を表し、縦軸は ROI20dに含まれる組織における断層データのうちの歪み を表す。

[0101] 分布図 85は、 ROI20d全領域における断層データである輝度値の代表値と、弹性デ ータの代表値との関係を示す点 86を示す。

[0102] 分布図 87は、 ROI20dを 6つの分割領域 20g— 1、 · · ·、 20g— 6に分割した場合のそ れぞれの分割領域における、断層データである輝度値の代表値と弾性データの代 表値との関係を示す点 Pl、 P2、 P3、 P4、 P5、 P6を示すものである。分布図 87より、群 88に含まれる点 Pl、 P2、 P6は低輝度で歪みが大きいことがわかり、群 89に含まれる 点 P3、 P4、 P5では高輝度で歪みが小さいことがわ力る。

[0103] 図 15は、分布図作成比較手段 17fによる動作、及び表示例を示す図である。

[0104] 図 15に示すように、 ROI20dが 6つの分割領域 20g— 1、 · · ·、 20g— 6に分割されてい る場合、各領域の弾性データの代表値を Sl、 · · ·、 S6とする。これらの代表値 Sl、 · · ·、 S6は分布図作成比較手段 17fに格納されており、代表値同士の比較が指示される と、比較結果 20hとして表示することも可能である。このように、代表値の比をとることに よって、分割領域ごとの組織の柔らかさ等を定量的に評価することも可能である。伹 し、比較する対象はこの限りではない。

[0105] 図 16、図 17、図 18は、弾性データ分布の表示例を示す図である。

[0106] 本超音波診断装置 1では、弾性像の表示方法として、断層像上に弾性像を半透明 重複表示させることもでき、その色調もカラー表示やグレイスケールなど指定すること ができる。

[0107] 図 16は、 ROI20d全体を指定した場合の、 ROI20d内の弾性データの分布を示す弹 性像 111の表示例である。

[0108] また図 17は、 ROI20dが 6つの分割領域 20g— 1、 20g— 2、 20g— 3、 20g— 4、 20g— 5、

20g— 6に分割されている場合の、弾性データの分布を示す弾性像 121— 1、 121— 2、

121— 3、 121—4、 121— 5、 121— 6の表示例である。

[0109] 超音波診断装置 1は、図 17に示す表示例のように、分割領域 20g— 1、 · · ·、 20g-6 のそれぞれにおいて弾性データの最大値、最小値を設定して、分割領域ごとに弾性 データの分布を示す弾性像を表示ことができる。

[0110] また、超音波診断装置 1は、指定された分割領域の弾性像を表示することができる

。例えば、図 18に示す表示例のように、分割領域 20g— 2、 20g— 4を指定して、その分 割領域の弾性像 131— 1、 131—2を表示することができる。

[0111] 以上のように、超音波診断装置 1は、関心領域を複数の解析用領域として分割して 扱うことができる。また、解析結果を分割領域毎に表示することができる。また、超音 波診断装置は、算出した断層データやその代表値、弾性データやその代表値等を 様々な表示方法によって表示することができ、診断による検討を視覚的に容易に行う ことができる。

[0112] こうして、表示手段 20に表示された結果を基に、必要であれば再度 ROIを設定し、 ステップ 204からステップ 210の処理を繰り返し、再度演算を行うこともできる (ステップ 2 11)。

[0113] 尚、本実施の形態では、 ROI20dが矩形であるリニア電子走査型の超音波探触子 13 を例に説明したが、その他の走査方式を採用する探触子にも適用可能である。

[0114] 図 19は探触子 13の種類と ROIの設定方法例を示す図である。

[0115] 図 19 (a)はコンベックス型探触子の ROI73を示す図である。診断対象組織 73を含む コンベックス型の ROI73は、例えば、 4つの分割領域 73— 1、 73— 2、 73— 3、 73— 4に 分割され、前述と同様の解析を行うことができる。

[0116] 図 19 (b)はセクタ型探触子の ROI75を示す図である。診断対象組織 79を含むセクタ 型の ROI75は、例えば、 4つの分割領域 77— 1、 77-2, 77— 3、 77— 4に分割され、前 述と同様の解析を行うことができる。

[0117] このように、本超音波診断装置によれば、診断対象となる組織の弾性情報を精度よ く算出することができ、さまざまな表示方法で視覚化することで、多角的な超音波診 断が可能である。

[0118] 以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態 について説明したが、本発明は力かる例に限定されない。当業者であれば、本願で 開示した技術的思想の範疇内にぉ 、て、各種の変更例又は修正例に想到し得るこ とは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解 される。

Claims

請求の範囲

[1] 被検体との間で超音波の送受信を行う超音波探触子と、前記超音波探触子からの 出力信号に基づいて糸且織の弾性データを算出する弾性データ算出手段と、 前記 超音波探触子からの出力信号に基づいて組織形態を示す断層データを算出する断 層データ算出手段と、前記弾性データ及び前記断層データを表示する表示手段と、 を備える超音波診断装置において、

前記表示手段上に複数の分割領域力 なる関心領域を設定する関心領域分割設 定手段を備え、

前記弾性データ算出手段による前記弾性データの算出と前記断層データ算出手 段による前記断層データの算出の少なくともいずれかは、前記分割領域ごとに行わ れることを特徴とする超音波診断装置。

[2] 請求項 1に記載の超音波診断装置において、

前記表示手段は、前記分割領域ごとに前記弾性データ及び前記断層データを表 示することを特徴とする超音波診断装置。

[3] 請求項 1に記載の超音波診断装置において、

前記弾性データ算出手段は、前記分割領域ごとに弾性データの代表値を算出す る弾性情報解析手段を備えることを特徴とする超音波診断装置。

[4] 請求項 3に記載の超音波診断装置において、 前記断層データ算出手段は、前 記分割領域ごとに断層データの代表値を算出する信号解析手段を備えることを特徴 とする超音波診断装置。

[5] 請求項 4に記載の超音波診断装置において、

前記信号解析手段は、前記断層データ代表値と前記弾性データ代表値との分布 図を作成し、前記表示手段へ出力する分布図作成比較手段を備えることを特徴とす る超音波診断装置。

[6] 請求項 5に記載の超音波診断装置において、

前記分布図作成比較手段は、前記関心領域全体、又は前記分割領域ごとの分布 図を作成することを特徴とする超音波診断装置。

[7] 請求項 3に記載の超音波診断装置において、 前記表示手段は、前記分割領域ごとに算出した弾性データの代表値の比率を表 示することを特徴とする超音波診断装置。

[8] 請求項 3に記載の超音波診断装置において、

前記弾性情報解析手段は、弾性データに基づき実組織の領域と実組織以外の領 域を区別し、双方のアドレス情報を出力する弾性データ解析手段と、

実組織の領域と実組織以外の領域の弾性データの代表値を算出する弾性データ 処理手段と、を備えることを特徴とする超音波診断装置。

[9] 請求項 8に記載の超音波診断装置において、

前記弾性データ解析手段は、弾性データのばらつきに基づき実組織の領域と実組 織以外の領域を区別する弾性データ判定手段を備えることを特徴とする超音波診断 装置。

[10] 請求項 8に記載の超音波診断装置において、

前記アドレス情報に基づき前記実組織以外についての弾性データ及び断層デー タを除去して演算を行う手段を備えることを特徴とする超音波診断装置。

[11] 請求項 1に記載の超音波診断装置において、

前記弾性データ算出手段は、前記弾性データに前記分割領域の境界を識別する 領域識別情報を付加する解析領域情報付加手段を備えることを特徴とする超音波 診断装置。