专利名称：超声波诊断装置、超声波诊断装置的动作方法以及超声波诊断装置的动作程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用超声波来判断检体的组织性状的超声波诊断装置、超声波诊断装置的动作方法以及超声波诊断装置的动作程序。
背景技术：
以往，作为使用超声波进行的乳腺癌等的检查技术，已知一种超声波弹性成像技术(例如参照专利文献I)。超声波弹性成像是利用生物体内的癌、肿瘤组织的硬度由于疾病的发展状况、生物体不同而不同的技术。在该技术中，在从外部挤压检查部位的状态下，使用超声波对该检查部位的生物体组织的应变量、弹性率进行测量，将该测量结果转换为断层图像来进行图像显示。专利文献I :国际公开第2005/122906号
发明内容
_4] 发明要解决的问题然而，在上述超声波弹性成像中，存在按压的压力不容易传递到血管、淋巴管等脉管的下部这种问题。因此，在脉管附近形成有肿瘤的情况下，肿瘤的边界变得不清楚，也难以鉴别向脉管内浸润的肿瘤。这样，在超声波弹性成像中，有时无法高精度地鉴别组织性状。另外，在超声波弹性成像中，在检查者挤压检查部位时的压力、挤压速度上容易产生个体差异，因此还存在测量结果的可靠性低这种问题。本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种能够高精度地鉴别组织性状并且能够提高测量结果的可靠性的超声波诊断装置、超声波诊断装置的动作方法以及超声波诊断装置的动作程序。用于解决问题的方案为了解决上述问题而达到目的，本发明所涉及的超声波诊断装置对检体发送超声波，并且接收由上述检体反射的超声波，由此基于接收到的超声波来判断上述检体的组织性状，该超声波诊断装置的特征在于，具备频率分析部，其通过对接收到的超声波的频率进行分析来算出频谱；特征量提取部，其对上述频率分析部算出的频谱进行衰减校正处理以及近似处理来提取上述检体的特征量，该衰减校正处理用于削减超声波传播时与该超声波的接收深度和频率相应地产生的衰减的贡献；存储部，其将多个已知检体的组织性状与根据由上述多个已知检体分别反射的超声波而提取出的频谱的特征量相关联地进行存储；以及组织性状判断部，其使用上述存储部存储的与上述多个已知检体的组织性状相关联的特征量以及上述特征量提取部提取出的特征量，来判断上述检体的规定区域的组织性状。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述特征量提取部具有近似部，其对上述频率分析部算出的频谱进行上述近似处理，由此提取进行上述衰减校正处理前的校正前特征量；以及衰减校正部，其对上述近似部提取出的校正前特征量进行上述衰减校正处理，由此提取上述频谱的特征量。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述特征量提取部具有衰减校正部，其对上述频谱进行上述衰减校正处理；以及近似部，其对上述衰减校正部校正后的频谱进行上述近似处理，由此提取上述频谱的特征量。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，超声波的接收深度越深，上述衰减校正部进行的校正越大。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述近似部通过回归分析以多项式来对上述频谱进行近似。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述近似部以一次式对上述频谱进行近似并提取多个特征量，上述多个特征量包含上述一次式的斜率、上述一次式的截距以及强度中的至少两个，该强度是使用上述斜率、上述截距以及包含在 上述频谱的频带内的特定的频率而决定的。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述衰减校正部至少对上述斜率和上述强度进行校正。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述存储部存储针对上述多个已知检体按每个组织性状分类而得到的组中的各特征量的平均，上述组织性状判断部设定以上述多个特征量中的至少一个为成分的特征量空间，根据检体点与已知检体平均点之间的在上述特征量空间上的距离来判断上述检体的组织性状，其中，该检体点以上述检体的频谱的特征量中形成上述特征量空间的成分的特征量为上述特征量空间的坐标，该已知检体平均点以上述多个已知检体的上述组中的各特征量中形成上述特征量空间的成分的特征量的平均为上述特征量空间的坐标。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述组织性状判断部算出对按上述多个已知检体中的每个组织性状分类而得到的组追加上述检体的特征量后的母集团中的特征量的标准偏差，将具有该标准偏差与上述组中的特征量的标准偏差之差最小的特征量的组所对应的组织性状设为上述检体的组织性状。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，还具备信号放大部，其对从上述检体接收到的超声波的接收信号进行放大；以及B模式显示图像数据生成部，其生成将上述信号放大部放大后的上述接收信号的振幅变换为亮度来进行显示的B模式显示图像数据，其中，上述信号放大部对要输出到上述B模式显示图像数据生成部的信号，一边根据接收深度改变放大率一边进行放大，另一方面，上述信号放大部对要输出到上述频率分析部的信号，按照固定的放大率进行放大。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，对于针对要输出到上述B模式显示图像数据生成部的信号的放大率，至规定的接收深度为止单调增加。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，还具备B模式显示图像数据生成部，其生成将接收到的超声波信号的振幅变换为亮度来进行显示的B模式显示图像数据；判断结果显示图像数据生成部，其生成与上述检体的特征量对应的视觉信息，使用所生成的该视觉信息、上述B模式显示图像数据生成部生成的B模式显示图像数据以及上述组织性状判断部判断出的结果，来生成用于显示上述检体的组织性状的判断结果的判断结果显示图像数据；以及显示部，其显示与上述判断结果显示图像数据生成部生成的判断结果显示图像数据对应的图像。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述判断结果显示图像数据包括组织性状强调图像，该组织性状强调图像强调由上述组织性状判断部判断出的组织性状，上述判断结果显示图像数据生成部将上述B模式显示图像中由上述组织性状判断部判断为规定的组织性状的区域替换为具有与上述检体的特征量对应的视觉信息的特征量图像，由此生成上述组织性状强调图像。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述判断结果显示图像数据包括组织性状强调图像，该组织性状强调图像强调由上述组织性状判断部判断出的组织性状，上述判断结果显示图像数据生成部将上述B模式显示图像中除由上述组织性状判断部判断为规定的组织性状的区域以外的区域替换为具有与上述检体的特征量对应的视觉信息的特征量图像，由此生成上述组织性状强调图像。 另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述判断结果显示图像数据包括组织性状强调图像，该组织性状强调图像强调由上述组织性状判断部判断出的组织性状，上述判断结果显示图像数据生成部对上述B模式显示图像和具有与上述检体的特征量对应的视觉信息的特征量图像中相互对应的像素值进行加权平均，将进行加权平均得到的值设为像素值，由此生成上述组织性状强调图像。另外，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，在上述发明中，上述视觉信息是构成颜色空间的变量。另外，在本发明涉及一种超声波诊断装置的动作方法，该超声波诊断装置对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，由此基于接收到的超声波来判断上述检体的组织性状，该动作方法的特征在于，具有以下步骤频率分析步骤，由频率分析部通过对接收到的超声波的频率进行分析来算出频谱；特征量提取步骤，由特征量提取部对在上述频率分析步骤中算出的频谱进行衰减校正处理以及近似处理来提取上述检体的特征量，该衰减校正处理用于削减超声波传播时与该超声波的接收深度和频率相应地产生的衰减的贡献；以及组织性状判断步骤，由组织性状判断部使用根据由多个已知检体分别反射的超声波而提取出的频谱的特征量和在上述特征量提取步骤中提取出的特征量，来判断上述检体的规定区域的组织性状。另外，在本发明涉及一种超声波诊断装置的动作程序，该超声波诊断装置对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，由此基于接收到的超声波来判断上述检体的组织性状，该动作程序的特征在于，使超声波诊断装置执行以下步骤频率分析步骤，由频率分析部通过对接收到的超声波的频率进行分析来算出频谱；特征量提取步骤，由特征量提取部对在上述频率分析步骤中算出的频谱进行衰减校正处理以及近似处理来提取上述检体的特征量，该衰减校正处理用于削减超声波传播时与该超声波的接收深度和频率相应地产生的衰减的贡献；以及组织性状判断步骤，由组织性状判断部使用根据由多个已知检体分别反射的超声波而提取出的频谱的特征量和在上述特征量提取步骤中提取出的特征量，来判断上述检体的规定区域的组织性状。发明的效果根据本发明，对通过分析接收到的超声波的频率而得到的频谱进行近似处理以及用于削减超声波传播时与该超声波的接收深度和频率相应地产生的衰减的贡献的衰减校正处理，由此提取检体的特征量，使用提取出的该检体的特征量和多个已知检体的特征量来判断该检体的规定区域的组织性状，因此不使用生物体组织的应变量、弹性率就能够明确地严格区别组织的不同。因而，能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高测量结果的可靠性。
图I是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的结构的框图。图2是表示B模式图像用回波信号的放大率与接收深度之间的关系的图。图3是表示运算用回波信号的放大率与接收深度之间的关系的图。
图4是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的处理的概要的流程图。图5是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的显示部中的B模式图像的显示例的图。图6是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的频率分析部所进行的处理的概要的流程图。图7是示意性地表示一个声线的数据排列的图。图8是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的频率分析部所算出的频谱的例子(第一例)的图。图9是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的频率分析部所算出的频谱的例子(第二例)的图。
图10是表示根据对与图8示出的直线有关的特征量进行衰减校正之后的特征量而确定的新的直线的图。图11是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的组织性状判断部所进行的处理的概要的流程图。图12是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的组织性状判断部所设定的特征量空间的一例的图。图13是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的显示部所显示的判断结果显示图像的显示例的图。图14是说明本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置所进行的衰减校正处理的效果的图。图15是表示使用了彩色图像的情况下的组织性状强调图像的显示例(第一例)的图。图16是以黑白方式示意性地表示图15示出的图像的图。图17是表示使用了彩色图像的情况下的组织性状强调图像的显示例(第二例)的图。图18是以黑白方式示意性地表示图17示出的图像的图。图19是表示使用了彩色图像的情况下的组织性状强调图像的显示例(第三例)的图。
图20是以黑白方式示意性地表示图19示出的图像的图。图21是表示本发明的实施方式2所涉及的超声波诊断装置的处理的概要的流程图。图22是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的超声波诊断装置所进行的衰减校正处理的概要的图。图23是说明本发明的实施方式5所涉及的超声波诊断装置的组织性状判断部所进行的组织性状判断处理的概要的图。
具体实施例方式下面，参照
用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)。(实施方式I) 图I是表示本发明的实施方式I所涉及的超声波诊断装置的结构的框图。该图示出的超声波诊断装置I是使用超声波来判断作为诊断对象的检体的组织性状的装置。超声波诊断装置I具备超声波探头2，其向外部输出超声波脉冲，并且接收在外部反射的超声波回波；发送和接收部3，其与超声波探头2之间进行电信号的发送和接收；运算部4，其对变换超声波回波而得到的电回波信号实施规定的运算；图像处理部5，其生成与变换超声波回波而得到的电回波信号对应的图像数据；输入部6，其使用键盘、鼠标、触摸面板等接口来实现，接受各种信息的输入；显示部7，其使用由液晶或者有机EL等构成的显示面板来实现，显示包括由图像处理部5生成的图像的各种信息；存储部8，其存储包括与已知检体的组织性状有关的信息的各种信息；以及控制部9，其对超声波诊断装置I进行动作控制。超声波探头2具有信号变换部21，该信号变换部21将从发送和接收部3接收到的电脉冲信号变换为超声波脉冲(声脉冲信号)，并且将由外部的检体反射而得到的超声波回波变换为电回波信号。超声波探头2可以是以机械方式使超声波振子进行扫描的探头，也可以是以电子方式使多个超声波振子进行扫描的探头。发送和接收部3与超声波探头2电连接，将脉冲信号发送给超声波探头2，并且从超声波探头2接收作为接收信号的回波信号。具体地说，发送和接收部3根据预先设定的波形和发送定时来生成脉冲信号，将所生成的该脉冲信号发送给超声波探头2。发送和接收部3具有放大回波信号的信号放大部31。信号放大部31对图像处理部5将回波信号的振幅变换为亮度来生成B模式图像数据所使用的回波信号(以下称为“B模式图像用回波信号”)以及运算部4实施运算所使用的回波信号(以下称为“运算用回波信号”)分别以相互不同的放大率进行放大。具体地说，信号放大部31对B模式图像用回波信号进行STC(Sensitivity Time Control :灵敏度时间控制)校正，回波信号的接收深度越深则以越大的放大率进行放大，另一方面，对运算用回波信号进行不管接收深度如何都以固定放大率进行放大的处理。信号放大部31以帧为单位或者以行为单位切换进行B模式图像用回波信号的放大以及运算用回波信号的放大。图2是表示B模式图像用回波信号的放大率与接收深度之间的关系的图。图2示出的接收深度z是根据从超声波的接收开始时刻起的经过时间而算出的量。如图2所示，在接收深度z小于阈值Zth的情况下，放大率e随着接收深度z的增加而从向PthOetl)线性增加。另外，在接收深度Z为阈值Zth以上的情况下，放大率β取固定值i3th。阈值Zth的值是从检体接收的超声波信号大部分衰减而噪声处于支配地位的值。此外，更普遍的是，在接收深度z小于阈值Zth的情况下，放大率β随着接收深度ζ的增加而单调增加即可。图3是表示运算用回波信号的放大率与接收深度之间的关系的图。图3中的接收深度ζ也与图2示出的情况同样地是根据从超声波的接收开始时刻起的经过时间而算出的量。如图3所示，对运算用回波信号，不管接收深度ζ如何，信号放大部31都以固定放大率β !进行放大。发送和接收部3对由信号放大部31放大后的回波信号实施滤波等处理之后，通过进行A/D变换来生成数字RF信号而输出。此外，在超声波探头2是以电子方式使多个超声波振子进行扫描的探头的情况下，发送和接收部3具有与多个超声波振子对应的束合成用的多通道电路。运算部4具有频率分析部41，其通过对由发送和接收部3输出的数字RF信号实 施高速傅里叶变换(FFT)来对回波信号进行频率分析；特征量提取部42，其对由频率分析部41算出的频谱(功率谱)进行衰减校正处理以及近似处理，由此提取检体的特征量，其中，在该衰减校正处理中削减在传播超声波时产生的衰减的贡献，该衰减与该超声波的接收深度和频率相应；以及组织性状判断部43，其使用由特征量提取部42提取出的特征量来判断检体的规定区域的组织性状。频率分析部41针对各声线(行数据)，对由规定的数据量构成的FFT数据群进行高速傅里叶变换，由此算出频谱。频谱示出根据检体的组织性状不同而不同的趋势。这是由于，频谱与作为使超声波散射的散射体的检体的大小、密度、声阻抗等具有相关性。特征量提取部42具有近似部421，其对由频率分析部41算出的频谱进行近似处理，由此算出进行衰减校正处理前的校正前特征量；以及衰减校正部422，其对由近似部421进行近似而得到的校正前特征量进行衰减校正处理，由此提取特征量。近似部421通过回归分析以一次式对频谱进行近似，由此提取使该近似的一次式具有特征的校正前特征量。具体地说，近似部421通过回归分析来算出一次式的斜率％和截距IV并且算出频谱中的频带内的特定频率处的强度作为校正前特征量。在本实施方式I 中，近似部 421 算出中心频率 fMID= (fOT+fHira)/2 处的强度(Mid-band fit) C0 = a0fMID+b0,但是这严格说来仅是一例。在此所指的“强度”是指电压、电力、声压、声能等参数中的任一个。三个特征量中的斜率a。与超声波散射体的大小具有相关性,通常认为散射体越大则斜率具有越小的值。另外，截距k与散射体的大小、声阻抗的差、散射体的密度(浓度)等具有相关性。具体地说，认为对于截距Iv散射体越大则具有越大的值，声阻抗越大则具有越大的值，散射体的密度(浓度)越大则具有越大的值。中心频率f-处的强度(以下简单称为“强度”)Ctl是根据斜率％和截距Idci导出的间接的参数，提供有效频带内的中心处的频谱强度。因此，认为强度Ctl除了与散射体的大小、声阻抗的差、散射体的密度相关以外，还与B模式图像的亮度具有某种程度的相关性。此外，由特征量提取部42算出的近似多项式并不限定于一次式，还能够使用二次以上的近似多项式。说明由衰减校正部422进行的校正。超声波的衰减量A能够表示为如下。A=2 a zf ... (I)
在此，α是衰减率，ζ是超声波的接收深度，f是频率。根据式(I)可知，衰减量A与频率f成比例。对于衰减率α的具体的值，在生物体的情况下为(Tl. O (dB/cm/MHz)，更优选为O. 3^0. 7 (dB/cm/MHz)，根据作为观察对象的脏器的种类来决定。例如，在作为观察对象的脏器为胰腺的情况下，决定为a =0.6 (dB/cm/MHz)。此外，在本实施方式I中，还能够设为以下结构能够根据来自输入部6的输入来变更衰减率α的值。衰减校正部422如下那样对由近似部421提取出的校正前特征量(斜率％、截距bQ、强度Ctl)进行校正。a=a0+2 α ζ ... (2)b=b0…(3)c=c0+2 a zfMID (=afMID+b) …(4)根据式(2)、(4)可知，衰减校正部422进行如下校正超声波的接收深度ζ越大则 校正量越大。另外，根据式(3)，与截距相关的校正是恒等变换。这是由于，截距是与频率O(Hz)对应的频率成分而没有被衰减。组织性状判断部43算出由特征量提取部42提取出的频谱的特征量的平均以及针对每个特征量算出标准偏差。组织性状判断部43使用所算出的平均和标准偏差以及由存储部8存储的已知检体的频谱的特征量的平均和标准偏差，来判断检体的规定区域的组织性状。在此所指的“规定区域”是指观察由图像处理部5生成的图像的超声波诊断装置I的操作者通过输入部6所指定的图像中的区域(以下称为“关心区域”)。另外，在此所指的“组织性状”例如是指癌症、内分泌肿瘤、粘液性肿瘤、正常组织、脉管等中的任一个。此外，在检体为胰腺的情况下，作为组织性状还包含慢性胰腺炎、自身免疫性胰腺炎等。由组织性状判断部43算出的特征量的平均和标准偏差反应了核肿大、异形等细胞水平的变化、间质中的纤维增生、实质组织被纤维替换等组织变化，与组织性状相应地呈现特有的值。因而，使用这种特征量的平均和标准偏差，能够正确地判断检体的规定区域的组织性状。图像处理部5具有Β模式图像数据生成部51，其根据回波信号来生成B模式图像数据；以及判断结果显示图像数据生成部52，其使用由B模式图像数据生成部51和运算部4分别输出的数据，来生成用于显示关心区域的组织性状的判断结果和与该判断结果有关的信息的判断结果显示图像数据。B模式图像数据生成部51对数字信号进行带通滤波、对数变换、增益处理、对比度处理等使用公知技术的信号处理，并且进行数据的间隔剔除等，由此生成B模式图像数据，其中，与根据显示部7中的图像的显示范围而决定的数据步长相应地进行数据的间隔剔除。判断结果显示图像数据生成部52使用由B模式图像数据生成部51生成的B模式图像数据、由特征量提取部42提取出的特征量以及由组织性状判断部43判断出的判断结果，来生成包含关心区域的组织性状的判断结果和强调该组织性状的组织性状强调图像的判断结果显示图像数据。存储部8具有已知检体信息存储部81，其存储已知检体的信息；放大率信息存储部82，其存储信号放大部31进行放大处理时参照的放大率的信息；窗函数存储部83，其存储频率分析部41进行频率分析处理时使用的窗函数；以及校正信息存储部84，其存储衰减校正部422进行处理时参照的校正信息。已知检体信息存储部81将针对已知检体提取出的频谱的特征量与已知检体的组织性状相关联地进行存储。另外，已知检体信息存储部81将按根据已知检体的组织性状分类的每个组对与已知检体相关联的频谱的特征量算出的平均和标准偏差与已知检体的特征量的所有数据一起进行存储。在此，已知检体的特征量是通过与本实施方式I相同的处理而提取出的特征量。但是，不需要通过超声波诊断装置I来进行已知检体的特征量提取处理。期望已知检体信息存储部81所存储的已知检体的信息是与组织性状有关的可靠性高的信息。放大率信息存储部82存储图2和图3示出的放大率与接收深度之间的关系。窗函数存储部83存储Hamming、Hanning、Blackman等窗函数中的至少一个窗函数。校正信息存储部84存储与式(2广(4)的变换有关的信息。通过预先存储了本实施方式I所涉及的超声波诊断装置的动作程序、启动规定的OS的程序等的ROM以及存储各处理的运算参数、数据等的RAM等来实现存储部8。
具有上述功能结构的超声波诊断装置I的超声波探头2以外的结构要素通过使用具备CPU的计算机来实现，该CPU具有运算和控制功能。超声波诊断装置I所具备的CPU从存储部8读出存储部8存储、保存的信息以及包含上述超声波诊断装置的动作程序的各种程序，由此执行与本实施方式I所涉及的超声波诊断装置的动作方法相关联的运算处理。此外，也能够将本实施方式I所涉及的超声波诊断装置的动作程序记录到硬盘、快闪存储器、CD-ROM、DVD-ROM、软盘等计算机可读取的记录介质而广泛流通。图4是表示具有以上结构的超声波诊断装置I的处理的概要的流程图。在图4中，超声波诊断装置I首先通过超声波探头2进行新检体的测量(步骤SI)。接着，从超声波探头2接收到回波信号的信号放大部31针对该回波信号，区分为B模式图像用和运算用而进行放大(步骤S2)。信号放大部31基于图2和图3示出的放大率与接收深度之间的关系来进行放大。另外，可以以帧为单位切换B模式图像用和运算用的时机，也可以以行为单位进行切换。之后，B模式图像数据生成部51使用从发送和接收部3输出的B模式图像用回波信号来生成B模式图像数据(步骤S3)。接着，控制部9进行控制，使显示部7显示与由B模式图像数据生成部51生成的B模式图像数据对应的B模式图像(步骤S4)。图5是表示显示部7中的B模式图像的显示例的图。该图示出的B模式图像100是使采用RGB表色系统作为颜色空间的情况下的变量即R (红)、G (绿)、B (蓝)的值一致的灰度等级图像。之后，在通过输入部6进行了关心区域的设定的情况下(步骤S5 是”)，频率分析部41通过FFT运算来进行频率分析，由此算出频谱(步骤S6)。在该步骤S6中，还能够将图像的全部区域设定为关心区域。另一方面，在没有进行关心区域的设定的情况下(步骤S5 否”)，在通过输入部6输入结束处理的指示时(步骤S7 是”)，超声波诊断装置I结束处理。与此相对，在没有进行关心区域的设定的情况下(步骤S5:“否”)，在没有通过输入部6输入结束处理的指示时(步骤S7 否”)，超声波诊断装置I返回到步骤S5。在此，参照图6示出的流程图来详细说明频率分析部41进行的处理(步骤S6)。首先，频率分析部41将最初成为分析对象的声线的声线编号L设为初始值Ltl (步骤S21)。例如可以对发送和接收部3最初接收到的声线附加初始值Lci,也可以对与通过输入部6设定的关心区域的左右一侧的边界位置对应的声线附加初始值L。。接着，频率分析部41算出设定于一个声线上的多个数据位置的全部位置的频谱。首先，频率分析部41设定代表用于进行FFT运算而获取的一系列数据群(FFT数据群)的数据位置Z(相当于接收深度)的初始值Ztl(步骤S22)。图7是示意性地表示一个声线的数据排列的图。在该图示出的声线LD中，白色或者黑色的长方形意味着一个数据。以与发送和接收部3进行的Α/D变换中的采样频率(例如50MHz)对应的时间间隔使声线LD离散化。在图7中，示出将声线LD的第一个数据设定为数据位置Z的初始值Ztl的情况。此外，图7严格说来仅是一例，能够任意地设定初始值Ztl的位置。例如，也可以将与关心区域的上端位置对应的数据位置Z设定为初始值4。之后，频率分析部41获取数据位置Z的FFT数据群(步骤S23)，使由窗函数存储部83存储的窗函数作用于获取到的FFT数据群(步骤S24)。这样使窗函数作用于FFT数据群，由此避免FFT数据群在边界处不连续，从而能够防止产生伪像。接着，频率分析部41判断数据位置Z的FFT数据群是否为正常的数据群(步骤
525)。在此，FFT数据群需要具有2的乘方个数据数。以下，将FFT数据群的数据数设为2n(n为正整数)。FFT数据群为正常是指数据位置Z在FFT数据群中位于从前方起第2114的位置。换言之，FFT数据群正常是指在数据位置Z的前方存在2n_i-l (设为=N)个数据而在数据位置Z的后方存在Zn-1O^S=M)个数据。在图7示出的情况下，FFT数据群F2、F3、Fk^1正常，另一方面FFT数据群F1、Fk异常。其中，在图7中，设为n=4 (N=7、M=8)。在步骤S25中的判断的结果是数据位置Z的FFT数据群正常的情况下(步骤S25 “是”)，频率分析部41转移到后述的步骤S27。在步骤S25中的判断的结果是数据位置Z的FFT数据群不正常的情况下(步骤S25 否”)，频率分析部41对不足部分插入零数据，由此来生成正常的FFT数据群(步骤
526)。在追加零数据之前使窗函数作用于在步骤S25中判断为不正常的FFT数据群。因此，即使对FFT数据群插入零数据，也不产生数据的不连续。在步骤S26之后，频率分析部41转移到后述的步骤S27。在步骤S27中，频率分析部41使用FFT数据群来进行FFT运算，由此得到频谱(步骤S27)。图8和图9是表示由频率分析部41算出的频谱例的图。在图8和图9中，横轴f是频率，纵轴I为强度。在图8和图9分别示出的频谱曲线C1和C2中，频谱的下限频率和上限频率fHrcH是根据超声波探头2的频带、由发送和接收部3发送的脉冲信号的频带等来决定的参数，例如是fOT=3MHz、f_ = IOMHzο此外,通过后述的特征量提取处理来说明图8示出的直线L1和图9示出的直线L2。在本实施方式I中，曲线和直线由离散的点的集合构成。这一点在后述的实施方式中也相同。接着，频率分析部41对数据位置Z加上规定的数据步长D而算出下一个分析对象的FFT数据群的数据位置Z(步骤S28)。期望此处的数据步长D与由B模式图像数据生成部51生成B模式图像数据时利用的数据步长一致，但是在想要削减频率分析部41中的运算量的情况下，也可以设定比B模式图像数据生成部51所利用的数据步长大的值。在图7中，示出D=15的情况。之后，频率分析部41判断数据位置Z是否大于最终数据位置Zmax (步骤S29)。在此，最终数据位置Zmax可以是声线LD的数据长度，也可以是与关心区域的下端对应的数据位置。在判断的结果是数据位置Z大于最终数据位置Zmax的情况下(步骤S29 是”)，频率分析部41使声线编号L增加I (步骤S30)。另一方面，在数据位置Z为最终数据位置Zmax以下的情况下(步骤S29 否”)，频率分析部41返回到步骤S23。这样，频率分析部41针对一个声线LD，对[KZmax-ZtlVDHl] (=K)个FFT数据群进行FFT运算。在此，[X]表示不超过X的最大整数。在通过步骤S30增加之后的声线编号L大于最终声线编号Lmax的情况下(步骤S31 是”)，频率分析部41返回到图4示出的主例程。另一方面，在通过步骤S30增加之后的声线编号L为最终声线编号Lmax以下的情况下( 步骤S31 否”)，频率分析部41返回到步骤S22。这样，频率分析部41对(Lniax-Ldl)个声线各自进行K次的FFT运算。此外，例如可以对由发送和接收部3接收到的最终的声线附加最终声线编号Lmax，也可以对与关心区域左右的任一个边界对应的声线附加最终声线编号Lmax。以下，将频率分析部41对全部声线进行的FFT运算的总数(Lmax-LQ+1) XK设为P。接在上述说明的步骤S6的频率分析处理之后，作为近似处理，近似部421对频率分析部41算出的P个频谱进行回归分析，由此提取校正前特征量(步骤S8)。具体地说，近似部421通过回归分析来算出对频带fww〈f〈fHrcH的频谱进行近似的一次式，由此作为校正前特征量而提取出使该一次式具有特征的斜率％、截距Idci、强度C(l。图8示出的直线L1和图9示出的直线L2是在该步骤S8中对频谱曲线C1和C2分别进行回归分析而得到的回归直线。之后，衰减校正部422对由近似部421提取出的校正前特征量进行衰减校正处理(步骤S9)。例如在数据的采样频率为50MHz的情况下，数据采样的时间间隔为20(nsec)。在此，当将声速设为1530 (m/sec)时，数据采样距离间隔成为1530 (m/sec) X20(nsec)/2=0. 0153 (mm)。当将从声线LD的第一个数据起到处理对象的FFT数据群的数据位置为止的数据步长数设为k时，该数据位置Z成为O. 0153k (mm)。衰减校正部422将这样求得的数据位置Z的值代入到上述式(2Γ(4)的接收深度ζ，由此算出作为频谱的特征量的斜率a、截距b、强度C。图10是表示根据对与图8示出的直线L1相关联的特征量进行衰减校正之后的特征量而决定的直线的图。表示图10示出的直线L/的式如下。I=af+b= (a0+2 α Z) f+bO ...(5)根据该式(5)也可知，与直线L1相比，直线L/的斜率大且截距的值相同。之后，组织性状判断部43根据由特征量提取部42提取出的特征量以及由已知检体信息存储部81存储的已知检体信息，来判断检体的关心区域的组织性状(步骤S10)。在此，参照图11示出的流程图来详细说明组织性状判断部43所进行的处理(步骤S10)。首先，组织性状判断部43设定判断组织性状时使用的特征量空间(步骤S41)。在本实施方式I中，三个特征量斜率a、截距b、强度c中独立的参数为两个。因而，能够将以三个特征量中的任意两个特征量为成分的二维空间设定为特征量空间。另外，还能够将以三个特征量中的任意一个特征量为成分的一维空间设定为特征量空间。在该步骤S41中，预先决定要设定的特征量空间，但是也可以由操作者通过输入部6来选择期望的特征量空间。图12是表示由组织性状判断部43设定的特征量空间的一例的图。关于图12示出的特征量空间，横轴为截距b，纵轴为强度C。图12示出的点Sp表示以针对判断对象的检体算出的截距b和强度c为特征量空间的坐标的点(以下将该点称为“检体点”)。另外，图12示出的区域GU、GV、GP表示由已知检体信息存储部81存储的已知检体的组织性状分别为μ、V、P的组。在图12示出的情况下，三个GpGp Gp在特征量空间中存在于与其它组相互不相交的区域内。在本实施方式I中，在求已知检体的特征量时，将对通过频率分析得到的频谱的校正前特征量进行衰减校正而得到的特征量作为指标进行组织性状的分类、判断，因此能够严格区别相互不同的组织性状。特别是，在本实施方式I中，使用进行了衰减校正的特征量，因此与使用不进行衰减校正而提取出的特征量的情况相比，能够以更明确分离的状态得到特征量空间内的各组织性状的区域。在步骤S41之后，组织性状判断部43分别算出检体点Sp与点μ ^ v ^ p ^ (以下将这些点称为“已知检体平均点”)之间的在特征量空间上的距离Clli、dv、dp (步骤S42)，点y(l、V(l、P ^分别以包含在组GpGp Gp内的FFT数据群的频谱的截距b和强度c的各平均为特征量空间的坐标。在此，在特征量空间内的b轴成分与c轴成分的刻度大不相同 的情况下，期望适当地进行加权以使各距离的贡献大致均等。接着，组织性状判断部43根据在步骤S42中算出的距离，来判断包含检体点Sp的全部检体点的组织性状(步骤S43)。例如在图12示出的情况下，距离Clli最小，因此组织性状判断部43判断为检体的组织性状为μ。此外,在检体点Sp与已知检体平均点μ。、ν0>Pd及端分离的情况下，即使求出距离七、dv、dp的最小值，组织性状的判断结果的可靠性也低。因此，在七、dv、dp大于规定阈值的情况下，组织性状判断部43也可以输出错误信号。另外，在Clpdpdp中产生两个以上的最小值的情况下，组织性状判断部43可以选择与最小值对应的所有组织性状作为候选，也可以按照规定的规则选择任一个组织性状。在后者的情况下，例如能够举出以下方法将癌症等恶性高的组织性状的优先级设定得高。另夕卜，在d” dv、dp中产生两个以上的最小值的情况下，组织性状判断部43也可以输出错误信号。之后，组织性状判断部43输出步骤S42中的距离算出结果和步骤S43中的判断结果(步骤S44)。由此，步骤SlO的组织性状判断处理结束。在上述说明的步骤SlO之后，判断结果显示图像数据生成部52使用B模式图像数据生成部51生成的B模式图像数据、特征量提取部42算出的特征量以及组织性状判断部43判断出的判断结果，来生成判断结果显示图像数据(步骤Sll)。接着，显示部7显示判断结果显示图像数据生成部52生成的判断结果显示图像(步骤S12)。图13是表示显示部7显示的判断结果显示图像的显示例的图。该图示出的判断结果显示图像200具有信息显示部201，其显示包括组织性状的判断结果的各种关联信息；以及图像显示部202，其显示基于B模式图像而强调了组织性状的组织性状强调图像。在信息显示部201例如显示检体的识别信息(ID编号、姓名、性别等)、组织性状判断部43算出的组织性状判断结果、与进行组织性状判断时的特征量有关的信息、增益、对比度等超声波画质信息。在此，作为与特征量有关的信息，能够利用位于关心区域内部的Q组FFT数据群的频谱的特征量的平均、标准偏差进行显示。具体地说，在信息显示部201中，例如能够显示为斜率=1. 5±0. 3(dB/MHz)、截距=-60±2(dB)、强度=_50±1. 5(dB)。
显示在图像显示部202中的组织性状强调图像300是对图5示出的B模式图像100将截距b均等地分配给R (红)、G (绿)、B (蓝)的灰度等级图像。由显示部7显示具有上述结构的判断结果显示图像200，由此操作者能够更正确地掌握关心区域的组织性状。此外，判断结果显示图像并不限定于上述结构。例如，作为判断结果显示图像，也可以排列显示组织性状强调图像和B模式图像。由此，能够在一个画面上识别两个图像的不同。图14是说明超声波诊断装置I所进行的衰减校正处理的效果的图。图14示出的图像400是不进行衰减校正的情况下的组织性状强调图像。对于组织性状强调图像400，在接收深度大的区域(图的下方区域)由于衰减的影响而信号强度下降，图像变暗。与此相对，在进行了衰减校正的组织性状强调图像300中，可知得到整个画面具有均匀明亮度的图像。根据上述说明的本发明的实施方式1，在对通过分析接收到的超声波的频率而得到的频谱进行近似处理之后，通过进行削减依赖于超声波接收深度和频率的超声波衰减的 贡献的衰减校正处理来提取检体的特征量，通过使用提取出的该检体的特征量和多个已知检体的特征量来判断该检体的规定区域的组织性状，因此不使用生物体组织的应变量、弹性率而能够明确地严格区别组织的不同。因而，能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高测量结果的可靠性。另外，根据本实施方式1，对提取出的特征量实施衰减校正，因此能够消除伴随超声波传播的衰减的影响，能够更进一步进行高精度的组织性状判断。此外，在本实施方式I中，上述组织性状强调图像300严格来说仅是一例。除此以夕卜，例如还能够将作为视觉信息的R (红)、G (绿)、B (蓝)分别分配给作为三个特征量的斜率a、截距b、强度C，由此通过彩色图像来显示组织性状强调图像。在该情况下，在组织性状强调图像中，显示与组织性状相应的颜色，因此操作者能够根据图像的颜色分布来掌握关心区域的组织性状。以下，说明使用了彩色图像的情况下的具体例。图15是表示使用了彩色图像的情况下的组织性状强调图像的显示例(第一例)的图。图16是以黑白方式示意性地表示图15示出的图像的图。在这些图示出的组织性状强调图像500中，仅特定的区域501以彩色图像进行显示，除此以外的区域保持以B模式图像进行显示。特定的区域501大致由绿色系区域501g和红色系区域501r构成，两个区域的边界部以黄色系的颜色进行显示(在图16中未图示)。如图15所示，各区域并不是由单一的颜色构成。例如，绿色系区域501g是由接近绿色的颜色构成的像素聚集的区域。同样地，红色系区域5011■是由接近红色的颜色构成的像素聚集的区域。判断结果显示图像数据生成部52将在特征量空间上进入规定组的检体点所对应的B模式图像的像素值替换为与特征量相应地进行了染色的像素值，由此生成通过彩色图像来显示区域501的组织性状强调图像500。根据这种组织性状强调图像500，能够通过彩色图像来强调显示具有规定组织性状的部分，因此诊断者能够容易地掌握特定组织的存在区域而提闻检测率。图17是表示使用了彩色图像的情况下的组织性状强调图像的显示例(第二例)的图。图18是以黑白方式示意性地表示图17示出的图像的图。这些图示出的组织性状强调图像600是使用与图15、图16示出的组织性状强调图像500相同的B模式图像而生成的图像，但是与区域501对应的区域601保持以B模式图像进行显示，另一方面，除此以外的区域602通过彩色图像进行显示。更具体地说，区域602大致由绿色系区域602g和红色系区域6021■构成，两个区域的边界部通过黄色系的颜色进行显示(在图18中未图示)。在图17中也与图15同样地，绿色系区域602g是由接近绿色的颜色构成的像素聚集的区域，红色系区域602r是由接近红色的颜色构成的像素聚集的区域。判断结果显示图像数据生成部52将在特征量空间上除规定的组以外的检体点所对应的B模式图像的像素值替换为与特征量相应地进行了染色的像素值，由此生成通过彩色图像显示区域601以外的区域的组织性状强调图像600。根据这种组织性状强调图像600，将具有规定的组织性状的部分以B模式图像进行显示，并且将除此以外的区域以彩色图像进行显示，因此诊断者能够容易地掌握特定组织的存在区域而提高检测率，并且能够基于B模式图像来正确地掌握该组织的内部结构。图19是表示使用了彩色图像的情况下的组织性状强调图像的显示例(第三例)的图。图20是以黑白方式示意性地表示图19示出的图像的图。这些图示出的组织性状强 调图像700是使用与图15、图16示出的组织性状强调图像500相同的B模式图像而生成的图像，但是与区域501对应的区域701不仅进行彩色显示，还进行可知内部结构的显示。判断结果显示图像数据生成部52对在特征量空间上进入规定组的检体点所对应的像素进行将B模式图像的像素值与根据组织性状而决定的彩色图像的像素值的加权平均值设为新的像素值的处理，由此生成具有将B模式图像与彩色图像重叠显示的区域701的组织性状强调图像700。根据这种组织性状强调图像700，仅以彩色图像显示具有规定组织性状的区域701，因此诊断者能够容易地掌握特定组织的存在区域而提高检测率，并且能够根据B模式图像的信息来正确地掌握该组织的内部结构。此外，代替通过RGB表色系统来构成颜色空间，也可以通过青色、品红、黄色这种补色系统的变量来构成颜色空间，对各变量分配特征量。(实施方式2)在本发明的实施方式2中，特征量提取部进行的特征量提取处理与实施方式I不同。本实施方式2所涉及的超声波诊断装置的结构与在实施方式I中说明的超声波诊断装置I的结构相同。因此，在以下说明中，对与超声波诊断装置I的结构要素对应的结构要素附加相同的附图标记。在本实施方式2中的特征量提取处理中，首先衰减校正部422对由频率分析部41算出的频谱进行衰减校正处理。之后，近似部421对由衰减校正部422进行衰减校正后的频谱进行近似处理，由此提取频谱的特征量。图21是表示本实施方式2所涉及的超声波诊断装置的处理的概要的流程图。在图21中，步骤S5f S57的处理与图4的步骤Sf S7的处理依次对应。在步骤S58中，衰减校正部422对频率分析部41通过FFT运算而算出的所有频谱进行衰减校正(步骤S58)。图22是示意性地表示该步骤S58的处理的概要的图。如图22所示，衰减校正部422针对频谱曲线C3，对全部频率f进行将上述式(I)的衰减量A加到强度I的校正，由此得到新频谱曲线C/。由此，能够得到削减了伴随超声波传播的衰减的贡献的频谱。之后,近似部421对由衰减校正部422进行衰减校正后的全部频谱进行回归分析，由此提取频谱的特征量(步骤S59)。具体地说，近似部421通过回归分析来算出一次式的斜率a、截距b以及中心频率fMID处的强度C。图22示出的直线L3是在该步骤S59中对频谱曲线C3进行特征量提取处理而得到的回归直线(截距b3)。步骤S6(TS62的处理与图4的步骤S1(TS12的处理依次对应。根据上述说明的本发明的实施方式2，在对通过分析接收到的超声波的频率而得到的频谱进行削减依赖于超声波接收深度和频率的超声波衰减的贡献的衰减校正处理之后，通过进行近似处理来提取检体的特征量，通过使用提取出的该检体的特征量和多个已知检体的特征量来判断该检体的规定区域的组织性状，因此不使用生物体组织的应变量、弹性率而能够明确地严格区别组织的不同。因而，能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高测量结果的可靠性。另外，根据本实施方式2，对频谱实施衰减校正，因此能够消除伴随超声波传播的衰减的影响，能够更进一步进行高精度的组织性状判断。
(实施方式3)本发明的实施方式3的组织性状判断部中的组织性状判断处理与实施方式I不同。本实施方式3所涉及的超声波诊断装置的结构与在实施方式I中说明的超声波诊断装置I的结构相同。因此，在以下说明中，对与超声波诊断装置I的结构要素对应的结构要素附加相同的附图标记。组织性状判断部43将特征量(a、b、c)分别追加到构成组织性状μ、V、p的组GpGpGp (参照图12)而构成新的母集团，之后求出构成各组织性状的每个数据的特征量的标准偏差。之后，组织性状判断部43算出仅由已知检体构成的原来的母集团中的组Gli、Gv、Gp的各特征量的标准偏差与分别追加了新检体而得到的新的母集团中的组GpGp Gp的各特征量的标准偏差之间的差(以下简单称为“标准偏差的差”)，将包含该标准偏差的差最小的特征量的组所对应的组织性状判断为检体的组织性状。在此，组织性状判断部43也可以仅对从多个特征量中预先选择的特征量的标准偏差算出标准偏差的差。该情况下，可以由操作者任意地选择特征量，也可以由超声波诊断装置I自动地选择特征量。另外，组织性状判断部43也可以针对每个组对全部特征量的标准偏差的差适当地进行加权后算出相加值，将该值最小的组所对应的组织性状判断为检体的组织性状。在该情况下，例如在特征量为斜率a、截距b、强度c时，组织性状判断部43将分别与斜率a、截距b、强度c对应的加权设为wa、wb、w。，算出Wa · (a的标准偏差的差)+wb · (b的标准偏差的差)+W。·(c的标准偏差的差)，根据算出的该值来判断检体的组织性状。此外，加权wa、wb、wc的值可以由操作者任意地设定，也可以由超声波诊断装置I自动地设定。另外，组织性状判断部43也可以针对每个组对全部特征量的标准偏差的差的平方适当地进行加权后算出相加值的平方根，将该平方根最小的组所对应的组织性状判断为检体的组织性状。在该情况下，例如在特征量为斜率a、截距b、强度c时，组织性状判断部43将分别与斜率a、截距b、强度c对应的加权设为w’ a、w’ b、w’。，算出{V a · (a的标准偏差的差)2+w’ b · (b的标准偏差的差)2+w’。·(c的标准偏差的差)2} "2，根据算出的该值来判断检体的组织性状。此外，在该情况下也同样地，加权w’ a、W，b、W，。的值可以由操作者任意地设定，也可以由超声波诊断装置I自动地设定。根据上述说明的本发明的实施方式3，与上述实施方式I同样地，能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高测量结果的可靠性，通过消除伴随超声波传播的衰减的影响，能够更进一步进行高精度的组织性状判断。此外，在本实施方式3中，组织性状判断部43根据原来的母集团与追加了新检体的母集团之间的各特征量的标准偏差的变化来进行组织性状的判断，但是这仅是一例。例如，组织性状判断部43也可以根据原来的母集团与追加了新检体的母集团之间的各特征量的平均的变化来进行组织性状的判断。(实施方式4)本发明的实施方式4的组织性状判断部中的组织性状判断处理与实施方式I不同。本实施方式4所涉及的超声波诊断装置的结构与在实施方式I中说明的超声波诊断装置I的结构相同。因此，在以下说明中，对与超声波诊断装置I的结构要素对应的结构要素 附加相同的附图标记。组织性状判断部43使用特征量空间内的检体点与已知检体平均点之间的距离，来算出属于各组织性状的概率。具体地说，在图12示出的特征量空间(b、c)的情况下，使用检体点Sp与已知检体平均点μ r ν0> ρ0之间的距离Clli、dv、dp来算出属于各组织性状的概率。属于各已知检体的概率被设定为距离越小则概率越大。例如，作为λ =100/(α +βΗ+γΚ^)，能够将属于组织性状A的概率定义为λ/α (%)，能够将属于组织性状B的概率定义为λ / β (% )，能够将属于组织性状C的概率定义为λ / Υ (% )。在本实施方式4中，在显示部7显示判断结果显示图像时，在信息显示部中显示属于各组织性状的概率。例如，在显示部7显示判断结果显示图像200的情况下，在信息显示部201中，将判断结果显示为“组织性状为μ的概率=60%、组织性状为V的概率=5%、组织性状为P的概率=35%”。根据上述说明的本发明的实施方式4，与上述实施方式I同样地，能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高测量结果的可靠性，消除伴随超声波传播的衰减的影响，由此能够更进一步进行高精度的组织性状判断。(实施方式5)本发明的实施方式5的组织性状判断部中的组织性状判断处理与实施方式I不同。本实施方式5所涉及的超声波诊断装置的结构与在实施方式I中说明的超声波诊断装置I的结构相同。因此，在以下说明中，对与超声波诊断装置I的结构要素对应的结构要素附加相同的附图标记。图23是说明在本实施方式5中组织性状判断部43所进行的组织性状判断处理的概要的图。图23示出的特征量空间的横轴为衰减校正后的截距b、纵轴为衰减校正后的强度C。该特征量空间的区域与组织性状相应地被划分为组。组织性状判断部43根据检体点的位置来判断组织性状。在图23中，示出检体点Sp’属于组G/ (组织性状为V的区域)的情况。在该情况下，组织性状判断部43判断为检体的关心区域的组织性状为V。根据上述说明的本发明的实施方式5，与上述实施方式I同样地，能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高测量结果的可靠性，消除伴随超声波传播的衰减的影响，由此能够更进一步进行高精度的组织性状判断。
目前，说明了用于实施本发明的方式，但是本发明并不仅限定于上述实施方式Γ50即，本发明在不脱离权利要求书所记载的技术思想的范围内，能够包括各种实施方式。附图标记说明I :超声波诊断装置；2 :超声波探头；3 :发送和接收部；4 :运算部；5 :图像处理部；6 :输入部；7 :显示部；8 :存储部；9 :控制部；21 :信号变换部；31 :信号放大部；41 :频率分析部；42 :特征量提取部；43 :组织性状判断部；51 :Β模式图像数据生成部；52 :判断结果显示图像数据生成部；81 :已知检体信息存储部；82 :放大率信息存储部；83 :窗函数存储部；84 :校正信息存储部；100 :Β模式图像；200 :判断结果显示图像；201 :信息显示部;202 :图像显示部；300、400、500、600、700 :组织性状强调图像；421 :近似部；422 :衰减校正部。·
权利要求
1.一种超声波诊断装置，对检体发送超声波，并且接收由上述检体反射的超声波，由此基于接收到的超声波来判断上述检体的组织性状，该超声波诊断装置的特征在于，具备 频率分析部，其通过对接收到的超声波的频率进行分析来算出频谱； 特征量提取部，其对上述频率分析部算出的频谱进行衰减校正处理以及近似处理来提取上述检体的特征量，该衰减校正处理用于削减超声波传播时与该超声波的接收深度和频率相应地产生的衰减的贡献； 存储部，其将多个已知检体的组织性状与根据由上述多个已知检体分别反射的超声波而提取出的频谱的特征量相关联地进行存储；以及 组织性状判断部，其使用上述存储部存储的与上述多个已知检体的组织性状相关联的特征量以及上述特征量提取部提取出的特征量，来判断上述检体的规定区域的组织性状。
2.根据权利要求I所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述特征量提取部具有 近似部，其对上述频率分析部算出的频谱进行上述近似处理，由此提取进行上述衰减校正处理前的校正前特征量；以及 衰减校正部，其对上述近似部提取出的校正前特征量进行上述衰减校正处理，由此提取上述频谱的特征量。
3.根据权利要求I所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述特征量提取部具有 衰减校正部，其对上述频谱进行上述衰减校正处理；以及 近似部，其对上述衰减校正部校正后的频谱进行上述近似处理，由此提取上述频谱的特征量。
4.根据权利要求广3中的任一项所述的超声波诊断装置，其特征在干， 超声波的接收深度越深，上述衰减校正部进行的校正越大。
5.根据权利要求2 4中的任一项所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述近似部通过回归分析以多项式来对上述频谱进行近似。
6.根据权利要求5所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述近似部以一次式对上述频谱进行近似并提取多个特征量，上述多个特征量包含上述一次式的斜率、上述一次式的截距以及強度中的至少两个，该强度是使用上述斜率、上述截距以及包含在上述频谱的频带内的特定的频率而決定的。
7.根据权利要求6所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述衰减校正部至少对上述斜率和上述强度进行校正。
8.根据权利要求6或者7所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述存储部存储针对上述多个已知检体按每个组织性状分类而得到的组中的各特征量的平均， 上述组织性状判断部设定以上述多个特征量中的至少ー个为成分的特征量空间，根据检体点与已知检体平均点之间的在上述特征量空间上的距离来判断上述检体的组织性状，其中，该检体点以上述检体的频谱的特征量中形成上述特征量空间的成分的特征量为上述特征量空间的坐标，该已知检体平均点以上述多个已知检体的上述组中的各特征量中形成上述特征量空间的成分的特征量的平均为上述特征量空间的坐标。
9.根据权利要求广7中的任一项所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述组织性状判断部算出对按上述多个已知检体中的每个组织性状分类而得到的组追加上述检体的特征量后的母集団中的特征量的标准偏差，将具有该标准偏差与上述组中的特征量的标准偏差之差最小的特征量的组所对应的组织性状设为上述检体的组织性状。
10.根据权利要求I、中的任一项所述的超声波诊断装置，其特征在干， 还具备 信号放大部，其对从上述检体接收到的超声波的接收信号进行放大；以及B模式显示图像数据生成部，其生成将上述信号放大部放大后的上述接收信号的振幅变换为亮度来进行显示的B模式显示图像数据， 其中，上述信号放大部对要输出到上述B模式显示图像数据生成部的信号，一边根据接收深度改变放大率ー边进行放大，另一方面，上述信号放大部对要输出到上述频率分析部的信号，按照固定的放大率进行放大。
11.根据权利要求10所述的超声波诊断装置，其特征在干， 对于针对要输出到上述B模式显示图像数据生成部的信号的放大率，至规定的接收深度为止单调增加。
12.根据权利要求I所述的超声波诊断装置，其特征在干， 还具备 B模式显示图像数据生成部，其生成将接收到的超声波信号的振幅变换为亮度来进行显示的B模式显示图像数据； 判断结果显示图像数据生成部，其生成与上述检体的特征量对应的视觉信息，使用所生成的该视觉信息、上述B模式显示图像数据生成部生成的B模式显示图像数据以及上述组织性状判断部判断出的结果，来生成用于显示上述检体的组织性状的判断结果的判断结果显示图像数据；以及 显示部，其显示与上述判断结果显示图像数据生成部生成的判断结果显示图像数据对应的图像。
13.根据权利要求12所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述判断结果显示图像数据包括组织性状强调图像，该组织性状强调图像强调由上述组织性状判断部判断出的组织性状， 上述判断结果显示图像数据生成部将上述B模式显示图像中由上述组织性状判断部判断为规定的组织性状的区域替换为具有与上述检体的特征量对应的视觉信息的特征量图像，由此生成上述组织性状强调图像。
14.根据权利要求12所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述判断结果显示图像数据包括组织性状强调图像，该组织性状强调图像强调由上述组织性状判断部判断出的组织性状， 上述判断结果显示图像数据生成部将上述B模式显示图像中除由上述组织性状判断部判断为规定的组织性状的区域以外的区域替换为具有与上述检体的特征量对应的视觉信息的特征量图像，由此生成上述组织性状强调图像。
15.根据权利要求12所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述判断结果显示图像数据包括组织性状强调图像，该组织性状强调图像强调由上述组织性状判断部判断出的组织性状， 上述判断结果显示图像数据生成部对上述B模式显示图像和具有与上述检体的特征量对应的视觉信息的特征量图像中相互对应的像素值进行加权平均，将进行加权平均得到的值设为像素值，由此生成上述组织性状强调图像。
16.根据权利要求12 15中的任一项所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述视觉信息是构成顔色空间的变量。
17.—种超声波诊断装置的动作方法，该超声波诊断装置对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，由此基于接收到的超声波来判断上述检体的组织性状，该动作方法的特征在于，具有以下步骤 频率分析步骤，由频率分析部通过对接收到的超声波的频率进行分析来算出频谱； 特征量提取步骤，由特征量提取部对在上述频率分析步骤中算出的频谱进行衰减校正处理以及近似处理来提取上述检体的特征量，该衰减校正处理用于削减超声波传播时与该超声波的接收深度和频率相应地产生的衰减的贡献；以及 组织性状判断步骤，由组织性状判断部使用根据由多个已知检体分别反射的超声波而提取出的频谱的特征量和在上述特征量提取步骤中提取出的特征量，来判断上述检体的规定区域的组织性状。
18.—种超声波诊断装置的动作程序，该超声波诊断装置对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，由此基于接收到的超声波来判断上述检体的组织性状，该动作程序的特征在于，使超声波诊断装置执行以下步骤 频率分析步骤，由频率分析部通过对接收到的超声波的频率进行分析来算出频谱；特征量提取步骤，由特征量提取部对在上述频率分析步骤中算出的频谱进行衰减校正处理以及近似处理来提取上述检体的特征量，该衰减校正处理用于削减超声波传播时与该超声波的接收深度和频率相应地产生的衰减的贡献；以及 组织性状判断步骤，由组织性状判断部使用根据由多个已知检体分别反射的超声波而提取出的频谱的特征量和在上述特征量提取步骤中提取出的特征量，来判断上述检体的规定区域的组织性状。
全文摘要
超声波诊断装置具备频率分析部，其通过对接收到的超声波的频率进行分析来算出频谱；特征量提取部，其对上述频率分析部算出的频谱进行近似处理以及校正处理来提取上述频谱的特征量，该校正处理用于削减依赖于超声波的接收深度和频率的超声波衰减的贡献；存储部，其将多个已知检体的组织性状与根据由上述多个已知检体分别反射的超声波而提取出的频谱的特征量相关联地进行存储；以及组织性状判断部，其使用上述存储部存储的与上述多个已知检体的组织性状相关联的特征量以及上述特征量提取部提取出的特征量，来判断检体的规定区域的组织性状。
文档编号A61B8/08GK102802536SQ20118001483
公开日2012年11月28日 申请日期2011年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者宫木浩仲, 神原忠明, 和田安广 申请人:奥林巴斯医疗株式会社