JP4713258B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波画像を表示する超音波診断装置、特に診断支援機能を有する超音波診断装置に関する。

従来、参照画像と診断画像を並べて表示する超音波診断装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図５は、従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。本体装置１２０には、超音波を送信し、エコー信号を受信するプローブ１１０と、入力装置であるキーボード１３０と、診断画像１４１および参照画像画像１４２を表示するモニタ装置１４０と、参照画像データベース１５１を有する参照画像データサーバ１５０が接続されている。参照画像データベース１５１には、種々の超音波断層画像データが集積されている。ここで、参照画像データとは、参照画像データベース１５１より読み出した画像データのことである。

本体装置１２０は、送受信制御部１２１と、信号処理部１２２と、ＤＳＣ処理部１２３と、画像合成部１２４と、グラフィックス処理部１２５と、ユーザインターフェイス処理部１２６と、ネットワークインターフェイス処理部１２７を有している。送受信制御部１２１は、プローブ１１０に対して駆動パルスを送信し、エコー信号を受信する。信号処理部１２２は、送受信制御部１２１からのエコー信号を診断画像データに変換し、ＤＳＣ処理部１２３へ出力する。ＤＳＣ処理部１２３は、診断画像データをモニタ装置１４０に表示可能となるように走査変換を行い、画像合成部１２４へ出力する。

ユーザインターフェイス処理部１２６は、キーボード１３０からの入力を制御するインターフェイスである。ネットワークインターフェイス処理部１２７は、参照画像データサーバ１５０から参照画像データを受け取り、グラフィックス処理部１２５へ出力するインターフェイスである。グラフィックス処理部１２５は、ユーザインターフェイス処理部１２６からの入力により、参照画像データを選択し、ネットワークインターフェイス処理部１２７からの参照画像データを展開し、画像合成部１２４へ出力する。画像合成部１２４は、診断画像データと参照画像データを一つの画像データとしてモニタ装置１４０へ出力する。

検者は、参照画像を参照画像データベース１５１から指定する。指定された参照画像は、画像合成部１２４を介して、診断画像と並べてモニタ装置１４０に表示される。このように、モニタ装置１４０に診断画像１４１と参照画像１４２を並べて表示することにより、画像の対比・考察を容易に行うことができ、正確な診断を行うことができる。
特開２００４−１０５６３８号公報

しかしながら、従来の超音波診断装置では、診断画像と参照画像を目視により比較する必要がある。診断目的が病変部位の探索である場合には、目視により診断画像と参照画像を比較して、探索を行うことは困難であり、多くの時間を要する。従って、診断による拘束時間が増大し、検者および患者の双方にとって負担となる。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、対象部位の探知結果を検者に通知することで、診断を支援する超音波診断装置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、本発明の超音波診断装置は、超音波を送受信するプローブと、前記プローブが受信した超音波信号から診断画像データを生成する診断画像データ生成手段と、前記診断画像データを保存する診断画像データ記憶手段と、関心領域の情報が付加された参照画像データを保存する参照画像データ記憶手段と、参照画像データの前記関心領域における特徴を検出する特徴検出手段と、前記診断画像データを前記特徴検出手段が検出した前記関心領域の特徴と照合する特徴照合手段と、前記診断画像データに基づく診断画像、および前記参照画像データに基づく参照画像を表示する表示手段と、前記特徴が前記診断画像データの一部に対応すると前記特徴照合手段が判断した時に、照合結果を通知する照合通知手段とを備えたことを特徴とする。この構成により、診断画像と参照画像を検者が目視により比較して行う関心領域の部位の探索を支援することができる。

また、前記診断画像データ記憶手段に記憶された診断画像データに対し、外部からの操作に基づいて、関心領域の情報を付加することにより、参照画像データを生成する参照画像データ生成手段を有する構成にすることもできる。この構成により、新たな診断画像データを記憶することができ、診断に活用することができる。

また、前記参照画像データ生成手段により生成された前記参照画像データを患者データに登録する参照画像データ登録手段を有する構成にすることもできる。この構成により、患者データに参照画像データを登録することができ、患者の診断履歴として活用することができる。

また、前記照合通知手段は前記表示手段に含まれ、前記表示手段は、前記特徴照合手段により特徴が検出された診断画像データに基づく診断画像の表示形態を変更する構成にすることもできる。この構成により、診断画像の照合対象領域を強調表示するなどの変更を施し、検者の視覚に対象部位の探査状況を通知することができる。

また、前記照合通知手段は、前記特徴照合手段により特徴が検出された時に、通知音を発生する構成にすることもできる。この構成により、検者の聴覚に対象部位の探査状況を通知することができる。

本発明によれば、対象部位の探知結果を検者に通知することで、目視による対象部位の探索を支援し、探索時間を短縮することができることにより、検者と患者の拘束時間を短縮して双方の負担を減らすことができる超音波診断装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。

診断画像データ作成部１は、送受信部１１と、信号処理部１２と、診断画像データ生成部１３と、診断画像データ記憶部１４で構成され、診断画像データを作成する。送受信部１１は、被検体に対して、超音波を送信しその反射波であるエコー信号を受信して、電気信号に変換するプローブと、プローブを駆動する駆動部で構成される。信号処理部１２は、エコー信号に対して遅延加算、検波処理などの信号処理を行う。診断画像データ生成部１３（診断画像データ生成手段）は、エコー信号を診断画像データに変換する。診断画像データ記憶部１４（診断画像データ記憶手段）は、診断画像データをリスト状に記憶する。

特徴作成部２は、参照画像データ記憶部２１と、特徴検出部２２で構成され、関心領域の特徴を作成する。ここで関心領域情報とは、関心領域の範囲を参照画像上の座標範囲などで表わし、参照画像上において関心領域を唯一に指定する情報であり、主として病変部位を示す。参照画像データ記憶部２１（参照画像データ記憶手段）は、関心領域情報が付加された参照画像データを記憶する。特徴検出部２２（特徴検出手段）は、参照画像データにより形成される参照画像の関心領域の特徴を検出する。ここで特徴とは、図形特徴と画像特徴の２つの種類があり、図形特徴とは、関心領域の大きさと形態を示すものであり、画像特徴とは、画像の平均輝度値、輝度分布を示すものである。

特徴照合部３（特徴照合手段）は、診断画像データ記憶部１４から出力された診断画像データに基づく診断画像と特徴検出部２２により検出された特徴を照合する。照合通知部４は、特徴照合部３の照合結果を検者に通知する通知音を発生させる音声機器である。照合通知部４（照合通知手段）は、照合結果を音声で通知するため、検者が表示部５を見る必要がなく、超音波探触子による走査を容易にすることができる。表示部５（表示手段）は、診断画像および参照画像の表示を行う。

次に、以上のような構成の超音波診断装置の動作について説明する。図２は、この超音波診断装置における病変部位を探知するための診断支援動作の流れを示す流れ図である。まず、診断支援の前段として、以下のように、診断画像データが診断画像データ記憶部１４に記憶される。送受信部１１は、被検体に超音波を送信し、そのエコー信号を受信し、電気信号に変換する。信号処理部１２は、変換されたエコー信号を検波などの信号処理を施す。診断画像データ生成部１３は、信号処理が施された信号を診断画像データに変換する。診断画像データ記憶部１４は、診断画像データを記憶する。

次に、検者が指定した病変部位に関する参照画像データが、参照画像データ記憶部２１に記憶されているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。参照画像が無い場合は、病変部位の探知の診断支援を終了する。この場合、診断画像のみで、病変部位の探知を行うことができる。参照画像データがある場合には、特徴検出部２２は、参照画像データを受け取り、参照画像の病変部位部分における特徴の検出を行う（ステップＳ１０２）。参照画像データおよび検出された特徴は、特徴照合部３へ出力される。

次に、診断画像データ記憶部１４に、上述した診断画像データが記憶されているか否かを判断する（ステップＳ１０３）。診断画像データ作成部１の不具合などにより、診断画像データが記憶されていない場合は、診断画像データが記憶されるまで待機するか、あるいは診断を終了する。

診断画像データが記憶されている場合は、特徴照合部３は、診断画像と特徴の照合を行う（ステップＳ１０４）。特徴の照合は、一次照合と二次照合により行われる。まず、照合の前段として、診断画像に対して、参照画像の関心領域の図形特徴と同一の領域を照合対象領域として設定する。次に、参照画像で求めた特徴（画像の平均輝度値、輝度分布）と同様に、照合対象領域について特徴を求める。

次に、一次照合として、関心領域と照合対象領域の平均輝度値を比較する。その平均輝度値の差が関心領域の平均輝度値の１０％以下であれば、一次照合結果とする。平均輝度値の差が１０％以上であれば、その領域に対象とする病変部位はないものとして、次の照合対象領域と関心領域を比較する。一次照合を診断画像の全域に対して行い、一次照合結果を蓄積する。次に、二次照合として、蓄積された一次照合結果から照合対象領域の輝度分布を求め、関心領域の輝度分布と比較する。関心領域の輝度分布に最も近い輝度分布の照合領域を照合結果とする。診断画像の全領域において、一次照合結果が蓄積されていない場合は、照合領域「無」を照合結果とする。

診断画像と特徴の照合結果に基づいて、診断画像に病変部位が含まれているか否かを判断する（ステップＳ１０５）。診断画像に病変部位が含まれていないと判断した場合は、照合結果を照合通知部４へ通知し、照合通知部４は、受け取った照合結果が照合領域「無」であると判断すると、検者への通知は行わない。それと同時に特徴照合部３は、参照画像データを表示部５へ出力し、表示部５は参照画像として表示する。そして、ステップＳ１０３へ戻り、新たに検出された診断画像と特徴の照合を行う。診断画像に病変部位が含まれていると判断した場合には、照合通知部４は、検者にその旨の通知を行う（ステップＳ１０６）。それと同時に特徴照合部３は、参照画像データを表示部５へ出力し、表示部５は参照画像として表示する。

さらに、走査を行う場合は、ステップＳ１０３へ戻る（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０３からステップＳ１０７の工程は、超音波のエコー信号を受信している間、つまり走査が行われている間、継続して行われる。すなわち、継続した受信信号から診断画像データ記憶部１４に複数の診断画像データがリストとして蓄積され、特徴照合部３は、検出された時刻の早い診断画像データを順に読み出し、照合を行う。ステップＳ１０７において、走査を行わない場合は、病変部位の探知の診断支援を終了する。

以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、検者が病変部位を走査した際に、病変部位を検出したことを通知するため、目視による探索を支援し、病変部位の見逃しを減少させることができる。従って、診断画像と参照画像の比較を容易にし、病変部位を検出するまでの探索時間を短縮することができるため、特に、同一の被検体の診断を複数回行う場合や病変部位が小さい場合において、検者と患者の診断時間を大幅に減少させ、負担を軽減させることができる。

なお、照合通知部４は、表示部５に含まれ、特徴照合部３により特徴を検出した診断画像の照合対象領域の表示方法を変更する構成であってもよい。この構成により、診断画像の照合対象領域を強調表示するなどの表示方法を変更するため、検者は、病変部位の探索領域を限定することができ、短時間で探索することができる。

また、本実施の形態では、画像特徴として平均輝度値、輝度分布を用いた場合を示したが、他の例として、輝度勾配分布、固有ベクトルを画像特徴としてもよい。これにより、特徴検出の精度を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る超音波診断装置に参照画像データ生成部２３（参照画像データ生成手段）を付加した点に特徴があり、第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

診断画像データ作成部１ａにおける診断画像データ記憶部１４ａは、記憶した診断画像データを特徴照合部３および参照画像データ生成部２３へ供給する。特徴作成部２ａは、参照画像データを生成する参照画像データ生成部２３と、生成された参照画像データを記憶する参照画像データ記憶部２１ａを有する。参照画像データ生成部２３は、診断画像データ記憶部１４ａからの診断画像データに対して、検者の操作により、関心領域情報を付加し、参照画像データを生成する。

以上のような構成により、本実施の形態に係る超音波診断装置は、検者が病変部位を走査した際に、病変部位を検出したことを通知するため、目視による探索を支援し、病変部位の見逃しを減少させることができる。

さらに、診断画像データから新たな参照画像データを生成し、参照画像記憶部２１ａに蓄積して、診断に活用することができるため、探索可能な病変部位データの種類を増やすことが可能であり、探索精度を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。第２の実施の形態に係る超音波診断装置に参照画像データ登録部２４（参照画像データ生成手段）を付加した点に特徴があり、第２の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

特徴作成部２ｂは、参照画像データ記憶部２１ｂと、参照画像データ登録部２４を有する。参照画像データ登録部２４は、参照画像データ生成部２３により生成された参照画像データを患者データに登録する。

以上のような構成により、本実施の形態に係る超音波診断装置は、検者が病変部位を走査した際に、病変部位を検出したことを通知するため、目視による探索を支援し、病変部位の見逃しを減少させることができる。

さらに、患者データに参照画像データを登録することにより患者診断履歴として活用することができる。従って、継続した診断を効率的に実施し、診断時間を短縮することで、検者および患者の負担を軽減することができる。

なお、実施の形態１〜３は、あくまでも一例であって、本発明はこの例にのみに限定されるわけではない。

本発明は、参照画像に写された部位が診断画像に写されると、その旨を検者に通知することができる超音波診断装置として、医療業特に超音波診断の分野において利用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 同上超音波診断装置の動作を示す流れ図 本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１、１ａ 診断画像データ作成部
２、２ａ、２ｂ 特徴作成部
３ 特徴照合部
４ 照合通知部
５ 表示部
１１ 送受信部
１２ 信号処理部
１３ 診断画像データ生成部
１４ 診断画像データ記憶部
２１、２１ａ、２１ｂ 参照画像データ記憶部
２２ 特徴検出部
２３ 参照画像データ生成部
２４ 参照画像データ登録部

Claims (5)

1. 超音波を送受信するプローブと、
   前記プローブが受信した超音波信号から診断画像データを生成する診断画像データ生成手段と、
   前記診断画像データを保存する診断画像データ記憶手段と、
   関心領域の情報が付加された参照画像データを保存する参照画像データ記憶手段と、
   参照画像データの前記関心領域における特徴を検出する特徴検出手段と、
   前記診断画像データを前記特徴検出手段が検出した前記関心領域の特徴と照合する特徴照合手段と、
   前記診断画像データに基づく診断画像、および前記参照画像データに基づく参照画像を表示する表示手段と、
   前記特徴が前記診断画像データの一部に対応すると前記特徴照合手段が判断した時に、照合結果を通知する照合通知手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記診断画像データ記憶手段に記憶された診断画像データに対し、外部からの操作に基づいて、関心領域の情報を付加することにより、参照画像データを生成する参照画像データ生成手段を有する請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記参照画像データ生成手段により生成された前記参照画像データを患者データに登録する参照画像データ登録手段を有する請求項２記載の超音波診断装置。
4. 前記照合通知手段は前記表示手段に含まれ、
   前記表示手段は、前記特徴照合手段により特徴が検出された診断画像データに基づく診断画像の表示形態を変更する請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
5. 前記照合通知手段は、前記特徴照合手段により特徴が検出された時に、通知音を発生する請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
   

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