专利名称：超声波诊断装置和超声波图像显示方法
技术领域：
本发明涉及超声波图像显示方法和超声波诊断装置，具体地说，涉及 向使用者提供将物理量指标化后的图像数据，提高诊断中组织的鉴别性的 超声波图像显示方法和超声波诊断装置，上述物理量与生物体各个部分的 组织针对施加于被检体的压迫量的变形相关。
背景技术：
超声波诊断装置，是通过手法或机械方法对被检体施加压力，求出生 物体各个部分的变位，根据求出的变位将与组织的硬度相关的信息图像 化，由此可以确切地鉴别癌肿瘤等病变组织的装置。例如，作为组织的硬度信息之一的变形图像，是对变位分布进行空间 微分，求得生物体各个部分的变形，根据变形的大小，通过色调或亮度赋 予灰度的图像。但是，变形是依赖于压迫量的定性物理量，变形的大小根 据压迫力的施加方法而变化。因此，即使是同一组织，只是压迫量大，便 将变形显示为高值的色调或亮度，根据检查者的经验或熟练度鉴别中也有 可能存在误诊。另一方面，在专利文献l中，提出了了一种尝试，根据变形图像获得 与压迫量无关的组织的硬度特性。即，给出了在变形图像内对病变组织和其周围组织分别设定关心区域ROI—l、 ROI—2，各个ROI内的变形el、 e 2之比e 1/ e 2作为硬度指标的启示。由此，因为两个关心区域内的变 形的相对比不依赖于压迫量，所以存在可以半定量地鉴别病变组织和周围 组织的变形差异的优点。专利文献l:美国专利文献公开号WO 2006/013916号公报。但是，观察癌肿瘤的病变部的超声波图像，确切地鉴别病变组织的良
性或恶性时，期待着如果根据硬度的不同，识别病变组织与正常组织的边 界，或判断病变组织的周围组织硬度、或病变组织与周围组织之间的边界 组织的硬度变化，就可确切地鉴别病变部位的组织的技术。但是，在专利文献l所公开的技术中，可以取得仅与设定了关心区域ROI的区域的压迫量不相关的组织的硬度特性，对于没有设定关心区域 ROI的区域没有考虑取得与压迫量无关的组织的硬度特性。另外，在关心 区域ROI之间的比中，因为并没有充分地提取变形的二维分布信息，故还 存在应该改进的余地。发明内容本发明的课题为将排除了压迫量的影响的组织的硬度的空间分布作 为图像显示。为了解决上述课题，本发明的超声波诊断装置按照如下构成。即具备 超声波探头；超声波断层数据计测机构，其对被检体的组织施加压力，计 测断层部位的超声波断层数据；断层像生成机构，其由超声波断层数据生 成断层像；弹性图像生成机构，其根据超声波断层数据求得断层部位的多 个计测点中的组织变形相关物理量，根据该物理量生成断层部位的弹性图 像，还具备基准区域选择机构，其在断层像或弹性图像中选择基准区域; 和指标化弹性图像生成机构，其以基准区域的物理量为基准，将各个计测 点的物理量指标值化，生成表示指标值的分布的指标化弹性图像。另外，本发明的超声波图像显示方法按照如下构成。即具备对被检 体的组织施加压力，计测超声波断层数据的步骤；根据超声波断层数据， 求得与被检体的断层部位的多个计测点中的组织的变形相关的物理量的 步骤；根据物理量生成断层部位的弹性图像的步骤；在弹性图像中选择基 准区域的步骤；以基准区域的所述物理量为基准，使各个计测点的所述物 理量指标化的步骤；生成表示指标值的分布的指标化弹性图像的步骤。根据上述本发明的超声波诊断装置和超声波图像的显示方法，可以将 排除了压迫量的影响的组织硬度的空间分布以图像方式进行显示。
图1可以应用本发明的超声波图像显示方法的超声波诊断装置的一实 施方式的方框构成图。图2是表示本发明的超声波显示方法的一实施方式的处理顺序的流程图。图3是表示超声波探头的一例的外观图。图4是用于对本发明的实施例的效果进行说明的现有例的变形图像的 问题点的图。图5是表示本发明的一实施方式的指标化弹性图像的图。 图6是表示本发明的其他实施例的指标化弹性图像的图。 图7是用于说明本发明的指标值相关的基准区域的自动设定法的一例 的图。图8是说明本发明的指标值相关的基准区域的自动设定法的其他例子 的图。图9是表示本发明的其他实施例的指标化弹性图像的图。图10A是本发明的指标值相关的基准区域跟踪压迫所引起的组织变 动而移动的方法的图。图10B是表示本发明的指标值相关的基准区域Ro的构成的点的跟踪 处理的具体实施例的图。图10C是表示本发明的指标值相关的基准区域Ro的跟踪处理的具体 实施例的图。图11是说明本发明的指标化弹性图像的灰度化的例子的图。 图12是说明本发明的指标化弹性图像的灰度化的另一例子的图。 图13是说明本发明的指标化弹性图像的灰度化又一例子的图。 图14是说明将本发明的指标化弹性图像叠加在B模式像进行显示的 例子的图。图15是说明在本发明的指标化弹性图像中设定关心区域，数值表示 该关心区域的硬度的指标值的平均值的实施例的图。图16是说明通过将弹性图像在侧方向进行细分，通过按每个细分后 的图像进行指标化，作为整体生成指标化弹性图像的实施例的图。
具体实施方式
以下，根据实施方式对本发明进行说明。图l是表示适合于实施本发 明的超声波图像显示方法的一实施方式的超声波诊断装置的方框构成图。图2表示本发明的特征部相关的超声波图像显示方法的一实施方式的流程 图。如图1所示，与被检体接触使用的超声波的探头2，如图3 (A)所示， 具有超声波发送接收面21而形成，在该超声波发送接收面21排列有用于 与被检体1之间发送接收超声波的多个振子。探头2由发送电路3所供给 的超声波脉冲驱动。发送接收控制电路4控制用于驱动探头2的多个振子 的超声波脉冲的发送时刻，朝向设定在被检体1内的焦点，形成超声波束。 另外，发送接收控制电路4还可以将超声波束在探头2的振子的排列方向 进行电子扫描。另一方面，探头2接收被检体1内所发生的反射回波信号并输出到接 收电路5。接收电路5，按照由发送接收控制电路4输入的时刻信号，取 得发射回波信号并进行放大等接收处理。由接收电路5接收处理后的反射 回波信号，在整相相加电路6使多个振子接收的反射回波信号的相位匹配 并相加而被放大。整相相加电路6中，被整相相加后的反射回波信号(以 下，称为超声波断层数据)，被输入到信号处理部7，进行增益补偿、LOG 压缩、检波、轮廓强调、滤波处理等信号处理。另外，整相相加电路6中 所生成的超声波断层数据的高频(RF)信号也可以是复合解调后的I、 Q 信号。由信号处理部7处理后的超声波断层数据被导入黑白扫描变换器8， 在这里变换成数字信号，且变换为与超声波束的扫描面对应的二维的断层 像数据。由这些信号处理部7和黑白扫描变换器8构成断层像的图像再构 成机构。黑白扫描变换器8输出的断层像数据通过切换加法部9被供给图 像显示器10显示断层像。另一方面，从整相相加电路6输出的超声波断层数据，被导入RF信 号帧数据取得部11。RF信号帧数据取得部11,将与超声波束的扫描面(断 层面)对应的RF信号组作为帧数据取得多帧并存储在存储器等。变位计 测部12依次读入与RF信号帧数据取得部11所存储的取得时刻不同的多
对帧数据，根据取得的一对帧数据求得断层面中的多个计测点的变位向量，作为变位帧数据输出到变形/弹性率运算部13。变形/弹性率运算部13，根据被输入的变位帧数据求得断层面中的多 个计测点的变形，作为弹性帧数据输出到弹性数据处理部14。另外，变形 /弹性率运算部13，由压力计测部19取入施加在被检体上的压力计测数据， 求得被检体各个部分的应力分布，并根据之前求得的变形帧数据和应力分 布求得弹性率，作为弹性帧数据输出到弹性数据处理部14。弹性数据处理部14，对由变形/弹性率运算部13所输入的变形或弹性 率的弹性帧数据，实施坐标平面内的平滑(smoothing)处理、对比度 (contrast)最佳化处理、帧间的时间轴方向的平滑处理等各种图像处理， 并输出到彩色扫描变换器15。彩色扫描变换器15，变换弹性数据处理部14输出的弹性帧数据并生 成彩色弹性图像，通过切换加法部9在图像显示器10进行显示。即，彩 色扫描变换器15根据预定的弹性(变形或弹性率)的上限值或下限值的 范围，对弹性图像赋予灰度化(例如，256级灰度)的红、绿、蓝等色调 编码。例如，计测到弹性帧数据变形大的区域变换为红色编码，相反，计 测到变形小的区域变换为蓝色编码。另外，代替彩色扫描变换器15可以 使用黑白扫描变换器。此时，通过计测到变形大的区域亮度亮，相反，计 测到变形小的区域亮度暗等，从而可以表示变形的分布。另外，切换加法部9被形成为具有输入由黑白扫描变换器8输出的 黑白断层像数据和彩色扫描变换器15输出的彩色弹性图像数据，并切换 两图像而使任一方显示的功能；将两个图像的一方作为半透明进行相加合 成而重叠在图像显示器10中进行显示的功能；和使两个图像排列显示的 功能。另外，影像存储器(cine memory)部18将切换加法部9输出的图 像数据存储在存储器，按照来自装置控制接口部17的指令，调出过去的 图像数据，在图像显示器10中显示。进而，可以将选择的图像数据向MO 等记录媒体转送。接着，对本发明的特征部的实施方式即指标值运算部16进行说明。 指标值运算部16根据从装置控制接口部17输出的控制指令开始处理，取 得由变形/弹性率运算部13运算的弹性帧数据，生成本发明相关的指标化 弹性图像帧数据，输出到彩色扫描变换器15。彩色扫描变换器15与上述 同样，根据指标化弹性图像帧数据生成灰度化后的指标化弹性图像，通过 切换加法部9在图像显示器10进行显示。在后面对指标值运算部16进行 详细说明。这里，对于本实施方式的基本动作进行说明。首先， 一边使探头2在 被检体l上的压力变化， 一边使超声波束扫描被检体l，而且连续地接收 来自扫描面的反射回波信号。然后，根据从整相相加电路6输出的超声波 断层数据，由信号处理部7和黑白扫描变换器8再构成断层像，并在图像 显示器IO进行显示。另一方面，RF信号帧数据取得部ll，在改变施加在被检体1的压迫 量的过程中，取入超声波断层数据与帧速率同步地反复取得数据。按照时 间序列保存在内置的帧存储器内。而且，以取得时刻不同的一对帧数据为 单位，连续地选择多对帧数据，输出到变位计测部12。变位计测部12对 选择的一对帧数据进行一维或二维的相关处理，计测扫描面中的各个计测 点的变位，生成变位帧数据。作为变位矢量的检测法，例如公知有特开平 5 — 317313号公报等记载的块匹配法或梯度法(gradient)。块匹配法将图 像例如分为NXN像素组成的块，从前帧中搜索与当前帧中关注的块最接 近的块，根据此求得计测点的变位。另外，可以计算一对RF信号帧数据 在同一区域中的自相关而计算出变位。由变位计测部12所求出的变位帧数据，被输入到变形/弹性率运算部 13，运算各个计测点的变形或弹性率，并作为弹性帧数据输出到弹性数据 处理部14。变形的运算，如公知那样按照对变位分布进行空间微分的方式 进行计算。另外，根据求出的变形，运算各个计测点的弹性率。在求得弹 性率的情况下，取入由压力计测部19所计测的压力的计测值，根据该计 测值运算各个计测点的应力。压力计测部19，例如如图3 (B)所示，以 在压迫板31的表面设置参照变形体33而构成。变形/弹性率运算部13， 以参照变形体33的变形为基准，运算被检体l内部的计测点的应力。由 此，变形/弹性率运算部13，根据各个计测点中的应力和变形/弹性率运算 部13所求得的变形帧数据，来运算断层面上的各个计测点的弹性率(例 如，杨氏模数Ym)，并输出到弹性数据处理部14。弹性数据处理部14根 据变形或弹性率生成弹性图像数据，通过彩色扫描变换器15和切换加法 部9将弹性图像显示在图像显示器10。接着，参照图2，将本实施方式的特征部的指标化运算部16相关的详 细构成分成实施例，与动作一起进行说明。实施例1图2表示实施例1的指标化弹性图像的生成顺序的流程图。本实施方 式，是如图4所示，在弹性图像之一的变形图像41中设定基准区域Ro， 根据这样，生成并显示图5所示的指标化图像51的例子。首先，在图2的步骤Sl中，对变形/弹性率运算部13发送指令，使 变形图像41在图像显示器10中显示。接着，通过装置控制接口部17取 入用鼠标等手动或自动设定的基准区域Ro的坐标数据(S2)。然后，从变 形/弹性率运算部13取入变形图像帧数据，将与基准区域Ro对应的区域的 变形的平均值作为基准变形eo进行运算(S3)。接着，根据下式求得各个 变形计测点(i， j)的变形ei.j和基准变形^之间的相对比即指标值Ri,j (S4)。由求出的Ri.j构成的指标化图像数据，被输出到彩色扫描变换器 15 (S5)。由此，在图像显示器10中显示各个计测点的变形通过基准变形 so标准化后的指标化弹性图像。Ri.产"〃U (1)另外，并不限于上述比，只要能反应出h和ei.j的差异的指标即可。 例如，可以是<formula>formula see original document page 11</formula> 或<formula>formula see original document page 11</formula> 或<formula>formula see original document page 11</formula>在硬的区域的计测点，为e^ 0，在软的区域的计测点为e^j eo，所以可以以在硬区域f,，,-l，在软的计测点^-0，取0 1区间的 值的方式作为标准化后的指标。对于本实施例的效果，参照图4和图5进行具体地说明。首先，在自
由地压迫生物体组织来测量其变形时，变形的大小依赖此时的压迫量。例如，如图4 (A)所示，在某时的压迫量下，设生物体内的计测点l和计测 点2的变形为0. 8%，计测点3的变形为0. 1%。与此相对，在其他时候 的压迫量下，如图4 (B)所示，设计测点1和计测点2中的变形为1. 6%， 计测点3中的变形为0.2%。将这样的变形图像，根据变形的大小(％) 进行灰度化后，如图4 (B)所示，计测点1、 2的变形为1.6%时的压迫 量下，取得在关心部位的肿瘤部42产生边缘的图像图案。但是，如图4 (A)所示，在计测点l、 2的变形为0.8%时的压迫量下，灰度等级的范 围变成灵敏度差的范围，因此不能清晰地表示关心部位的肿瘤部42的边 缘的图像图案。即，在根据变形图像的图像诊断中，即使是同一组织，按 照此时的压迫量，色调或亮度的强度和病变部位的图案发生变化，因此不 能确切地认识病变部位的边界。另外，在图4中，(A)、 (B)右侧所示的 图分别表示连接了计测点1、 2的分析线上的变形的分布。对此，根据本实施例，如图5 (A)和图5 (B)所示，设置基准区域 Ro，将该区域的变形的平均值作为基准变形e 。，根据将各个计测点e jj的 变形标准化后的变形的指标值Ri,j进行灰度化，生成指标化弹性图像51， 从而可以得到不依赖压迫量的组织固有的硬度信息。该结果，即使因为压 迫量的不同，而设定在同一组织1的基准区域R(D的基准变形e。为8%或 16%不同，与图5 (A)、 (B)对比可知，也可以得到亮度分布等灰度分布 不变的指标化弹性图像51。因此，可以以高灵敏度识别关心部位的肿瘤部 42的边缘的图像图案。特别是，可以识别肿瘤部42与周边组织2之间的 边界组织44的硬度差异。另外，在图5 (A)、 (B)的右侧所示的图表示 连接计测点1、 2的分析线上的指标值的分布。例如，在乳腺癌的检查中的计测断面内，脂肪是最柔软的组织，如果 在该区域设置基准区域Ro，则因为这以外的区域比脂肪硬，所以变形的指 标值Ri,j即相对比具有l以上的值，越硬的组织，计测到其相对比的值越 大。或也可以在大胸肌设定基准区域Ro。因为大胸肌由肋骨支撑固定，所 以可以高灵敏度地检测基准变形。另外，脂肪的厚度个人差异较大有时不 能将充分大的区域作为基准区域，但是大胸肌个人差异小， 一定会引入计 测面。
另外，在腹部，例如在肾脏设置基准区域，根据式(o求得与肝脏的各个计测点(i， j)变形之间的比Ri. j，可以生成肝脏的指标化弹性图像。 另外，在拍摄前列腺部位时，可以以前列腺皮膜部的脂肪组织作为基 准区域。在本实施例中，对根据变形图像生成指标化弹性图像的例子进行了说 明。但是，本发明并不局限于此，可以使用组织的硬度特性相关的信息即 弹性率、粘性等组织的特性数据生成指标化弹性图像。可以得到与本实施 例同样的效果。另外，在本实施例中，以基准区域Ro中的变形的平均值作为基准变 形h求得指标值Ri.j，但是本发明并不局限于此，也可以通过基准区域 Ro中的变形的中央值或柱状图处理等，将频度计数最高的变形值等作为基 准变形e。，使各个计测点的变形ei,j标准化。另外，代替将基准区域Ro作为包含多个计测点的一定范围的区域， 作为基准部位也可以将一点的计测点的变形的值设定为基准变形e o。如以上所述，本发明的指标化弹性图像，以设定的基准部位的变形相 关的物理量作为基准，使断层部位的多个计测点的变形相关的物理量显示 作为标准化后的指标值图像。该指标值因为是接受了同一压迫量的各个部 位的相对值，所以即使压迫量变化指标值也几乎不变。因此，本发明的指 标化弹性图像，可以排除压迫量的影响，将从病变组织开始直至周围组织 的硬度变化或边界区域的硬度的差异，以基准部位的硬度为基准半定量地 显示。其结果，易于客观且普遍确切地鉴别病变组织的良性或恶性。实施例2在实施例1中，例示了将指标化的基准部位即基准区域Ro设定在生 物体的组织内。但是，本发明并不局限于此，使用具有图3 (B)所示的 弹性部件的参照变形体33的探头2，取得超声波断层数据时，如图6所示， 在变形图像中距探头2最近的组织区域，显示参照变形体33的图像53。 将基准区域Ro设定在该参照变形体33的图像区域，可以生成与实施例1 同样的指标化弹性图像52并显示。特别是，通过预先计测参照变形体33的弹性率，可以推定各个计测
点中的组织的大致弹性率。即，将参照变形体33的弹性率作为Eref(kPa) 时，通过下式(2)，可以求得各个计测点的大致弹性率Ei,j。通过使其图 像化，可以得到更精细的硬度的图像信息。Ei.产<formula>formula see original document page 14</formula>在上述的说明中，例示了使用体外的参照变形体，但是，本发明并不 局限于此，也可以将参照变形体配置在被检体内。例如，拍摄前列腺部位 时，将从腿跟插入的导管作为参照变形体。该导管不是中空是由橡胶等充 填而构成。导管的外径为1 2mm。拍摄前列腺部位时，使用前列腺用探头进行拍摄。将在前列腺附近存 在插入了导管的血管，在得到的图像中显示导管的剖面。将该导管的部位 设为参照变形体。另外，在中空的导管的前端设置伸縮充气囊(balloon),也可以将插 入体内的充气囊作为参照变形体。该充气囊为中空，通过在中间填充液体 橡胶或凝胶等液体，从而可以伸縮。膨胀时的外径为0.5 5mm，通过调 整液体填充量，可以任意地设定外径。实施例3在实施例1中，说明了从装置控制接口 17输入设定基准区域Ro，但 是如下面所说明，也可以自动设定基准区域Ro。例如，在变形图像等中检 测出最软的区域，可以在该区域设定基准区域Ro。另外，例如，图7 (A)所示的图是乳腺部位的B模式断层像54,在 距探头2最近的位置表示脂肪组织，该脂肪组织也是计测部位中的最柔软 的组织。这里，因为即使在B模式图像54也能检测脂肪61和乳腺62的 边界，所以可以提取从体表附近到与乳腺之间的边界的区域，作为基准区 域Ro自动设定。此时，如图7 (B)所示，可以得到将脂肪61的组织l的整体作为基 准区域Ro的指标化弹性图像55。另外，例如，如图8 (A)所示，操作鼠标等输入设备，将显示画面 上的光标63移动到期望的基准区域并点击指定，由此如图8 (B)所示， 根据变形值等弹性信息或B模式断层像的亮度信息或图形信息，识别包含
该区域的同一组织区域，可以自动地设定基准区域Ro。
这样，通过自动设定基准区域Ro，可以排除基准区域Ro的设定中的 任意性，所以可以通过客观的硬度的指标化弹性图像进行诊断。
另外，在上述说明中，例示了乳腺，但是本发明并不局限于此，如图 9所示的指标化弹性图像56，在颈动脉部位57中的斑块58的弹性评价等 中同样也可以适用。此时，例如将肌肉59的区域设定为基准区域Ro，可 以对血管壁60或斑块58的变形的指标值进行图像化并诊断。
实施例4在上述各个实施例中设定的基准区域R()，在压迫过程中组织移动时， 有时基准区域Ro从设定的同一组织区域分离。即如图10A (a) (c)所 示，在将基准区域Ro始终作为一定的坐标区域固定设定时，在压迫过程 中，有时其他组织会进入到基准区域Ro的区域。
此时，如该图(d) (f)所示，优选始终跟踪同一组织区域，变更 设定基准区域Ro。在这样的时候，在压迫过程中，其他组织不进入到基准 区域R。，可以将始终在同一组织内计测到变形的值作为基准变形ec，排除干扰高精度地求得指标值，因此可以提高诊断的可靠性。 以下表示了上述基准区域Ro的跟踪处理的具体实施例。 在图1的变位计测部12中，具体使用图10B表示用于求得变位分布 (变位帧数据)的处理。
例如，在设y坐标在B模式图像上的横方向，设x坐标在深度方向的坐标系中，关注在沿着线yl的方向的计测点 (xl， yl)、 (x2， yl) 这两点。如图所示，从时刻t一l (过去)开始到时刻t (现在)的时间变化期间，设对象组织被压迫。
在时刻t一l，处于坐标(xl (t—l)， yl (t—l))的组织，在时刻t移动到坐标(xl (t)， yl (t))，同样，在时刻t一l，处于坐标(x2 (t—1)，yl (t-l))的组织在时刻t移动到坐标(x2 (t)， yl (t))。
此时，在变位计测部12中，计算所有计测点(x， y)中的变位d (x，y)，例如，从上述时刻t一l开始到t时沿着线yl的变位分布d (x(t—l))
如图所示求得，当前时刻t的上述移动后的x坐标，xl (t)、 x2 (t)，可以 分别用下式求得。xl (t) =xl (t—1) +d (xl (t—1))x2 (t) =x2 (t—l) +d (x2 (t—1))同样，也可以求得y坐标方向的移动后的坐标yl (t)、 y2 (t)。 根据以上方法，例如如图IOC所示，在时刻t一l，设定由(xl (t—l)， yl (t—l))， (x2 (t—l)， yl (t—l))， (xl (t—1)， y2 (t—l))， (x2 (t 一l)， y2 (t—l))四个点构成的长方形的基准区域Ro时，可以求得在上 述四个点中的组织在时刻t移动到何处，由此，Ro内部的组织指定为同 一组织区域。可以实时地进行上述处理，如图IOA所示，作为基准区域Ro,追踪同一组织区域。在上面的说明中，表示了使用配置在指定基准区域Ro的角部的四点 的坐标中的变位信息进行跟踪处理，但是并不局限于该方法，也可以使用 沿着表示基准区域RQ的边界的线上配置的坐标中的变位信息，通过根据 更多的信息可以高精度地进行跟踪处理。另外，也可以使用基准区域Ro内部的坐标中的变位信息，更高精度 地进行跟踪处理。实施例5在上述各个实施例中，没有特别地说明根据各个计测点的指标值对指 标化弹性图像进行灰度化时的指标值和灰度等级之间的对应，但是对指标 值和灰度等级之间的关系进行限定的灰度化函数，可以适用比例函数、对 数函数、及提高用于判断组织的良性或恶性的阈值附近的分辨率而设定的 函数等各种函数。具体地说，如图11 (A)所示柱状显示71所示，可以设灰度化函数 为比例函数，以线形关系分配用指标值、色调或亮度表示的例如8位256 级的灰度图像。另外，如图11 (B)的柱状显示72所示，可以用对数函数来规定灰 度化函数。特别是，在色调、亮度变化灵敏的范围73内，也可以定义设
定了阈值Rth的特定函数。例如，在得到有效地识别良性和恶性的指标值 的阈值Rth时，在该阈值Rth附近通过定义色调或亮度变化灵敏的灰度化 函数，可以以高灵敏度地图像识别良恶性。另外，如图11 (C)的柱状显示80所示，也可以显示某特定部位作 为弹性率指标。例如，作为正常部位的脂肪为20kPa，使其作为指标进行 显示。也可以使其他部位换算成弹性率进行显示。因此，对于正常部位可 以用图像高灵敏度地识别良恶性。进一步，如图12 (A)的柱状显示74的范围75所示，在比阈值Rth 大和比阈值Rth小时，准备色调或亮度变化比较大的特别灰度图的灰度化 函数，由此进行图像化。另外，如该图(B)所示，在柱状显示76的指标 值小的范围77中，可以使灰度图的色调或亮度分阶段地不连续地变化。另外，如图13所示，将柱状图显示78的例如阈值Rth附近赋予某个 一定颜色来设定范围79，检査者通过指示设备等使该带色范围79上下来 改变阈值Rth，可以简单地分析关心区域的指标值的大小进入到哪个范围。 另外，同样，检査者可以实时地使阈值Rth上下，可以仅对超过该阈值 Rth的区域进行赋予颜色等处理。其结果，对于指标化弹性图像存在关心的病变部位，特别设定关心区 域，求得该关心区域的指标值并使其显示，通过自由地移动灰度图的阈值 Rth的位置，可以容易且正确地把握关心区域的组织的硬度的指标值。实施例6在上述各个实施例中所形成的指标化弹性图像，可以排列为B模式图 像、变形图像等弹性图像，或独立显示。进而，例如如图14所示，也可 以在黑白B模式图像中将指标化弹性图像作为彩色半透明图像进行重叠 显示。另外，例如，在以两个画面独立显示B模式图像和指标化弹性图像时， 以B模式图像为引导，可以设定指标化弹性图像的基准区域Ro的大小及 位置等。另外，并不局限于B模式图像，也可以以与指标化弹性图像成对 地进行显示的图像作为引导，设定基准区域Ro。实施例7
进一步，本发明，在显示的指标化弹性图像中，可以设定关心区域ROI，进行与基准区域Ro之间的组织硬度分析。例如，如图15所示，在 指标化图像上设定关心区域ROI，由此求得ROI内的变形的平均值等，例 如与该关心区域ROI的附近相对应地显示。另外，这样的关心区域ROI 可以设定多个。实施例8上述各个实施例，说明了以B模式图像或变形图像实时地生成指标化 弹性图像并显示的例子，但是本发明并不局限于此，也可以保存(freeze) 后离线的状态下进行各个设定，使用影像存储器中存储的帧数据生成指标 化弹性图像并显示。实施例9上述各个实施例，假设探头2均匀地压迫被检体1的生物体组织，但 是在探头2相对于被检体1的体表面以倾斜的状态压迫等压迫操作不合适 时，生物体组织为不均匀地被压迫。特别是在与发送接收方向(即声线方 向)垂直的方向(以下，称为侧(lateral)方向)压迫为不均匀。其结果， 有可能基准区域的变形在侧方向为不均匀，指标值为不正确。因此，在本 实施例，即使在基准区域的变形不均匀的时候，排除该影响高精度地求得 指标值。因此，将图像区域整体在侧方向进行细分，在细分后的各个区域 中，视为均匀地进行压迫。按每个细分后的区域计算指标值。图16具体地表示本实施例。图16是图像显示器10所显示的指标化 弹性图像，是表示包含基准区域和其以外的区域的指标化弹性图像的例 子。将该指标化弹性图像在侧方向细分为例如M个短栅格状，求得与声 线方向平行的细长的多个细分区域Ri， R2，…，Rk，…Rm。将各个细分 区域内的基准区域作为细分基准区域R(h， Ro2，…，Rok，…Rom。各个细 分区域的侧方向的宽度可以为例如数mm左右。而且，使用该计测点的细 分区域中的细分基准区域的基准变形e(H， e<)2，…，e<)k，…e。M求得各 个计测点的变形指标值。S卩，例如如图16所示，在计测点(i， j)计测到 的变形ei.j被认为在由该细分区域内的细分基准区域Rok提供。因此，根
据下式(3)求得计测点(i， j)中的指标值Ri.j。 Ri.产eok""j (3)由此，即使压迫操作不合适，基准区域的变形在侧方向不均匀，也可 以在细化后的各个区域内视为均匀的压迫，因此，可以按照细分后各区域 高精度地求得指标值。其结果，作为指标化弹性图像整体，可以高精度地 求得指标值。在以上的说明中，按照在侧方向比较宽地取得细分区域的方式进行说 明，但是也可以按各条线独立设定细分区域，通过下式(4)求得计测点 (i， j)的指标值Ri.j。Ri. i= e oi/e i.j (4)
权利要求
1、一种超声波诊断装置，具备超声波探头；超声波断层数据计测机构，其对被检体的组织施加压力，计测该组织的超声波断层数据；断层像生成机构，其由所述超声波断层数据生成断层像；弹性图像生成机构，其根据所述超声波断层数据求得与多个计测点中的组织的变形相关的物理量，根据该物理量生成所述组织的弹性图像，其特征在于，包括基准区域选择机构，其在所述断层像或所述弹性图像中选择基准区域；指标化弹性图像生成机构，其以所述基准区域的所述物理量为基准将所述各个计测点的所述物理量指标化，生成表示所述指标值的分布的指标化弹性图像。
2、 根据权利要求l所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述指标化弹性图像生成机构，求得所述基准区域的物理量和所述计测点的物理量之间的比作为所述指标值。
3、 根据权利要求l所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述指标化弹性图像生成机构，使用所述基准区域的物理量和所述计测点的物理量，求得表示硬度的标准化后的值，作为所述指标值。
4、 根据权利要求l所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述指标化弹性图像生成机构，求得所述基准区域物理量的对数和所述计测点物理量的对数之差，作为所述指标值。
5、 根据权利要求l所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述基准区域选择机构，根据所述断层像或所述弹性图像上选择的基准点，选择所述基准区域。
6、 根据权利要求5所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述基准区域选择机构，根据所述弹性图像上的各个点的所述物理量，选择具有与设定了所述基准点的组织相同的组织的区域，作为所述基 准区域。
7、 根据权利要求5或6所述超声波诊断装置，其特征在于， 所述基准区域选择机构，与对应于施加在所述被检体的压力而变位的所述组织在图像上的移动目的地相一致的方式，移动所述基准区域。
8、 根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于， 具备.-灰度化机构，其根据对所述指标值和灰度之间关系进行规定的灰度化 函数，对所述指标化弹性图像进行灰度化；和显示机构，其显示所述灰度化后的指标化弹性图像。
9、 根据权利要求8所述的超声波诊断装置，其特征在于， 柱状显示所述灰度化函数的所述指标值和所述灰度之间的关系。
10、 根据权利要求9所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述显示机构，将黑白的所述断层像与所述灰度化后的指标化弹性图像重叠显示。
11、 根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述显示机构，将在所述指标化弹性图像设置的关心区域的所述物理量的平均值与所述基准区域的所述物理量之比以数值方式与所述关心区 域相对应地显示。
12、 根据权利要求l所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述指标化弹性图像生成机构，在与所述超声波探头的发送接收方向垂直的方向将所述弹性图像分割为多个区域，对各个区域进行所述指标值 化。
13、 根据权利要求l所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所示弹性图像生成机构，求得所述组织的变位、变形、弹性率和粘性中的任意一项，作为与所述组织的变形相关的物理量。
14、 一种超声波图像显示方法，其特征在于，具备 对被检体施加压力，计测超声波断层数据的步骤； 根据所述超声波断层数据求得与多个计测点中的组织变形相关的物理量的步骤；根据所述物理量生成所述组织的弹性图像的步骤； 在所述弹性图像中选择基准区域的步骤；以所述基准区域的所述物理量为基准，将所述各个计测点的所述物理量指标值化的步骤；及生成表示所述指标值的分布的指标化弹性图像的步骤。
15、 根据权利要求14所述的超声波图像显示方法，其特征在于， 在所述基准区域设定步骤中，选择脂肪组织作为所述基准区域。
16、 根据权利要求14所述的超声波图像显示方法，其特征在于， 在所述基准区域设定步骤中，选择肌肉组织作为所述基准区域。
17、 根据权利要求14所述的超声波图像显示方法，其特征在于， 在所述基准区域设定步骤中，在与被配置于所述被检体之外的参照变形体对应的图像上的区域内，选择所述基准区域。
18、 根据权利要求17所述的超声波图像显示方法，其特征在于， 所述参照变形体是被插入在所述探头和所述被检体之间而使用的弹性部件。
19、 根据权利要求14所述的超声波图像显示方法，其特征在于， 在所述基准区域设定步骤中，在与被插入于所述被检体内的参照变形体对应的图像上的区域内，选择所述基准区域。
20、 根据权利要求19所述的超声波图像显示方法，其特征在于， 所述参照变形体为被插入所述被检体内的导管或充气囊。
全文摘要
本发明目的在于将排除了压迫量影响的组织的硬度的空间分布作为图像显示。为此，基于对被检体施加压力而计测的超声波断层数据，求得与被检体的组织的多个计测点中的组织变形相关的物理量，根据该物理量生成组织的弹性图像，以在弹性图像中设定的基准区域的物理量为基准，对各个计测点的物理量进行指标化，生成表示该指标值的分布的指标化弹性图像。
文档编号A61B8/08GK101160099SQ20068001265
公开日2008年4月9日 申请日期2006年5月9日 优先权日2005年5月9日
发明者松村刚, 河野敏彦 申请人:株式会社日立医药