JP7736041B2 - 超音波診断装置、超音波診断プログラム及び超音波診断装置の情報表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置、超音波診断プログラム及び超音波診断装置の情報表示方法に関する。

生体等の被検体に対し、超音波プローブ（超音波探触子）を用いて超音波の送受信を行い、超音波の反射による超音波エコーから得られた信号に基づいて、診断用の超音波画像データを生成する超音波診断装置が知られている。

近年、超音波診断装置では、ＡＩ（Artificial Intelligence）技術を用いて、超音波画像データから目的の臓器や組織を自動的に認識したり、認識した結果を用いて自動計測を行ったりしており、ＡＩ技術は様々な用途で使われている。

例えば、特許文献１には、ＡＩ技術を用いて、超音波画像データの計測条件候補を推定し、推定された計測条件候補から計測条件を決定し、決定された計測条件に基づいて、超音波画像データに対する計測を行うことが記載されている。

また、特許文献２には、ＡＩ技術を用いて、超音波による断面画像が目的断面の画像かどうかを判定し、断面画像が目的断面の画像であると判定した場合、判定した目的断面の画像について所定の計測処理を実行することが記載されている。

特開２０２２－４７６０９号公報 特開２０１９－１５４６５４号公報

特許文献１、２では、ＡＩ技術を用いて、計測条件候補を推定して計測条件を決定したり、断面画像が目的断面の画像であると判定したりして、決定された計測条件や判定された断面画像を用いて、自動的に計測を実行し、計測結果を表示している。

しかしながら、断面画像に表示される部位に対し、複数の計測項目が存在する場合、ユーザーが望む計測項目とは異なる計測が実行されてしまうことがある。例えば、胎児の腹部の断面画像を用いて、その長径を計測したい場合において、周囲長が計測されることがある。

本発明の目的は、ユーザーが望む計測項目を実行可能な超音波診断装置、超音波診断プログラム及び超音波診断装置の情報表示方法を提供することにある。

本発明に係る超音波診断装置は、
被検体に対して超音波を送受信する超音波探触子と、
観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成する生成部と、
前記観察領域において計測可能または計測不可の計測項目候補を前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定する計測項目推定部と、
前記計測項目候補を表示する表示部と、
を備え、
前記計測項目候補は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目の候補である。

本発明に係る超音波診断装置は、
被検体に対して超音波を送受信する超音波探触子と、
観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成する生成部と、
前記観察領域の計測項目を指定する指定部と、
前記指定された計測項目が計測可能か否かを前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定する推定部と、
前記計測可能か否かの情報を表示部に表示する表示部と、
を備え、
前記計測項目は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目である。

本発明に係る超音波診断プログラムは、
コンピューターに、
被検体に対して超音波探触子で超音波を送受信する送受信処理と、
観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成する生成処理と、
前記観察領域において計測可能または計測不可の計測項目候補を前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定する計測項目推定処理と、
前記計測項目候補を表示する表示処理と、
を実行させ、
前記計測項目候補は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目の候補である。

本発明に係る超音波診断プログラムは、
コンピューターに、
被検体に対して超音波探触子で超音波を送受信する送受信処理と、
観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成する生成処理と、
前記観察領域の計測項目を指定する指定処理と、
前記指定された計測項目が計測可能か否かを前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定する推定処理と、
前記計測可能か否かの情報を表示部に表示する表示処理と、
を実行させ、
前記計測項目は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目である。

本発明に係る超音波診断装置の情報表示方法は、
被検体に対して超音波探触子で超音波を送受信し、
観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成し、
前記観察領域において計測可能または計測不可の計測項目候補を前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定し、
前記計測項目候補を表示し、
前記計測項目候補は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目の候補である。

本発明に係る超音波診断装置の情報表示方法は、
被検体に対して超音波探触子で超音波を送受信し、
観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成し、
前記観察領域の計測項目を指定し、
前記指定された計測項目が計測可能か否かを前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定し、
前記計測可能か否かの情報を表示部に表示し、
前記計測項目は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目である。

本発明によれば、ユーザーが望む計測項目を実行することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置の主要部の一例を示すブロック図である。 図２は、図１に示す超音波診断装置の情報表示方法の一例を説明するブロックである。 図３は、図１に示す超音波診断装置の計測可能性推定部で用いるＡＩ技術の一例を説明する図である。 図４は、図３に示すＡＩ技術で使用する学習データセットの一例である。 図５は、図１に示す超音波診断装置の表示部に表示する表示画像及び計測項目候補の一例を示す図である。 図６は、図１に示す超音波診断装置の表示部に表示する表示画像及び計測項目候補の他の一例を示す図である。 図７は、図１に示す超音波診断装置の表示部に表示する表示画像及び計測項目候補の他の一例を示す図である。 図８は、図１に示す超音波診断装置の表示部に表示する表示画像及び計測項目候補の他の一例を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置の主要部の他の一例（変形例１）を示すブロック図である。 図１０は、図９に示す超音波診断装置の情報表示方法の一例を説明するブロックである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［超音波診断装置］
本実施の形態に係る超音波診断装置を、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る超音波診断装置１の主要部の一例を示すブロック図である。

超音波診断装置１は、生体などの被検体内部の生体組織の形状、性状又は動態を超音波画像として可視化し、画像診断するために用いられる。

超音波診断装置１は、図１に示すように、装置本体１０、超音波プローブ（本発明における超音波探触子）２０等を備える。超音波診断装置１において、超音波プローブ２０は、ケーブルを介して、装置本体１０と接続されているが、無線通信を介して、装置本体１０と接続されてもよい。

［装置本体］
装置本体１０は、図１に示すように、操作入力部１１、送信部１２、受信部１３、画像生成部１４、表示部１５、制御部１６、記憶部１７等を備える。

操作入力部１１は、ユーザー（例えば、医師や検査技師等の医療従事者）が入力操作を行うためのユーザーインターフェイスであり、ユーザーが行った入力操作を操作信号に変換し、制御部１６に入力する。操作入力部１１は、例えば、複数のキー（ボタン）を有するコントロールパネル、キーボード及びマウス等から構成される。表示部１５としてタッチパネルディスプレイを使用する場合、そのタッチパネル部分は操作入力部１１の一部として機能し、例えば、後述する計測項目を選択するためのタッチ入力を検出する。

操作入力部１１では、ユーザーは、例えば、超音波診断装置１の計測時の操作、診断時の操作、表示部１５に表示させる情報に対する操作等の入力操作を行う。

送信部１２は、駆動信号である電圧パルスを生成して、超音波プローブ２０の各音響素子に出力する送信回路である。送信部１２は、チャンネル毎（音響素子毎）に、電圧パルスの電圧振幅、パルス幅及びタイミングを設定する。

例えば、送信部１２は、各音響素子から出力される超音波が、被検体内に設定された焦点に集束するように、各音響素子に対して供給する電圧パルスの遅延時間を変化させる（遅延処理）。

また、送信部１２は、チャンネル切替により、音響素子を順に駆動することにより、被検体内を超音波で走査する。

受信部１３は、超音波の反射による超音波エコーの受信により各音響素子で生成される受信信号を受信して処理する受信回路である。

受信部１３は、各チャンネルの受信信号を増幅してＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後の受信信号に遅延時間を与える。このとき、受信部１３は、被検体内に設定された焦点からの超音波エコーにより生成される受信信号の位相が揃うように、遅延時間を与える（遅延処理）。これにより、受信部１３は、複数チャンネルの受信信号を一つにまとめる（以降、「整相加算信号」と呼ぶ）。そして、受信部１３は、整相加算信号にフィルタ処理を行って、画像生成部１４に出力する。

画像生成部１４は、受信部１３から出力される整相加算信号（受信データ）に基づいて、二次元状のフレームデータとなる超音波画像の画像データ（以降、超音波画像データ）の生成処理を行う。画像生成部１４は、走査モードに応じて、例えば、Ｂモード画像、ドプラ画像（カラードプラ画像、パルスドプラ画像、連続波ドプラ画像及びテッシュドプラ画像等）、Ｍモード画像、エラスト画像等の超音波画像データを生成する。後述する計測項目は、これらの画像データの観察領域に関係する。

画像生成部１４は、例えば、対数圧縮処理、検波処理、ＦＦＴ解析処理等を行った上で、超音波画像データを生成する。画像生成部１４において、超音波画像データを生成する処理は、公知の処理と同様の処理でよいので、ここでは、その説明は省略する。また、生成した超音波画像データは、例えば、記憶部１７に記憶させてもよい。

また、画像生成部１４は、画像生成部１４で生成された超音波画像データを、表示部１５に対応する表示信号に変換し、表示画像として出力する。また、画像生成部１４は、後述する計測項目候補も、表示部１５に対応する表示信号に変換して出力する。

表示部１５は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、又は、タッチパネルディスプレイ等で構成される。表示部１５は、画像生成部１４から入力された表示画像を超音波画像として表示する。なお、表示部１５は、装置本体１０に固定されたものに限らず、装置本体１０に有線で接続された外部ディスプレイや装置本体１０と無線接続されたタブレット等でもよい。

制御部１６は、所謂、コンピューターであり、図示は省略するが、演算／制御装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、主記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。

ＲＯＭには、プログラムや設定データが記憶される。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムを実行することにより、超音波診断装置１の各機能ブロックの動作を集中制御する。つまり、制御部１６は、操作入力部１１、送信部１２、受信部１３、画像生成部１４及び表示部１５を、それぞれの機能に応じて制御することによって、超音波診断装置１全体を制御する。

本実施の形態において、制御部１６は、各部を制御する制御ブロックに加えて、計測項目推定部１６１、計測部１６３を有する。

計測項目推定部１６１は、例えば、受信部１３からの受信データに基づいて、計測可能または計測不可の計測項目候補を推定する。ここで、計測項目候補となる計測項目は、被検体の観察領域の計測の項目であり、観察領域の面積、長さが含まれ、また、例えば、周囲長径、撮影部位、撮影範囲、撮影対象の動きの周期性なども含まれる。計測項目推定部１６１について、詳細は後述する。

計測部１６３は、被検体の観察領域の計測項目を計測する。計測部１６３は、それぞれの計測項目に応じた計測処理（例えば、計測プログラム）を有している。計測部１６３は、自動計測モードと手動計測モードとを有し、計測項目推定部１６１により計測可能な計測項目候補を推定できる場合は、自動計測モードで動作し、例えば、選択された計測項目の計測を実行する。

一方、計測項目推定部１６１により計測可能な計測項目候補を推定できない場合、または、計測不可の計測項目候補しか推定できない場合、計測部１６３は、例えば、ユーザーの操作により、手動計測モードに切り替えられる。この場合、計測不可の計測項目は、自動計測モードのままだと、計測自体は可能であっても、精度が低く、計測精度を保証できない場合がある。そのため、手動計測モードに切り替え、ユーザーが観察領域の計測項目を指定することにより、計測部１６３は、指定された計測項目の計測を実行する。この場合、例えば、計測対象の部位をユーザーが指定することにより、計測の精度を向上可能である。

記憶部１７は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又は、フラッシュメモリ等の記憶装置であり、画像生成部１４が生成した超音波画像データ、計測部１６３が計測した計測結果を記憶する。

なお、以上説明した送信部１２、受信部１３、画像生成部１４、計測項目推定部１６１、計測部１６３は、各処理に応じた専用又は汎用のハードウェア（電子回路）で構成されてもよく、制御部１６と協働して各機能を実現する。

例えば、送信部１２、受信部１３、画像生成部１４、計測項目推定部１６１、計測部１６３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のハードウェアで構成される。ＰＬＤとしては、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含む。送信部１２、受信部１３、画像生成部１４、計測項目推定部１６１、計測部１６３は、ＤＳＰ、ＰＬＤ等から構成される場合、それらの処理プログラムを有している。

また、送信部１２、受信部１３、画像生成部１４、計測項目推定部１６１、計測部１６３は、各部における処理を、ＣＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）で実行するよう構成されてもよい。この場合、ＣＰＵやＧＰＵは、各部の処理を行う処理プログラムを有している。

［超音波プローブ］
超音波プローブ２０は、例えば、コンベックスプローブ、リニアプローブ、セクタープローブ、三次元プローブ等である。図示は省略するが、超音波プローブ２０は、複数の音響素子等を備える。各音響素子は、例えば、電気信号を機械的な振動に、また、機械的な振動を電気信号に変換可能で超音波の送受信が可能な圧電素子である。

超音波プローブ２０は、送信部１２から出力された電圧パルスを超音波に変換して被検体内へ送信し、被検体内で反射した超音波エコーを受信し、受信した受信信号を受信部１３へ出力する。このとき、超音波プローブ２０は、上述したように、チャンネル切替により、音響素子を順に駆動することにより、被検体内を超音波で走査（スキャン）する。そして、受信した受信信号に基づいて、画像生成部１４は、二次元状のフレームデータとなる超音波画像データを生成することになる。

［超音波診断装置の情報表示方法］
超音波診断装置１は、以上説明した構成を有する。ユーザーが超音波プローブ２０を被検体の表面（表皮）に接触させることにより、超音波診断装置１は、超音波プローブ２０、送信部１２及び受信部１３により、被検体内の超音波画像データを取得する。そして、超音波診断装置１は、画像生成部１４により、取得された超音波画像データに基づいて、表示画像、例えば、断面画像を生成し、超音波画像として表示部１５に表示する。

超音波画像データは、二次元状のフレームデータとして生成されており、フレームデータに対応する表示画像を時系列にリアルタイムで表示することにより、リアルタイム表示が可能である。また、超音波診断装置１は、ユーザーの操作に応じて、受信部１３から入力された受信データや画像生成部１４で生成された超音波画像データ、表示画像等に対する計測を行うことにより、例えば、胎児の腹部の長径や周囲長等を計測することができる。

ところが、例えば、断面画像等の表示画像に表示される部位に対し、複数の計測項目が存在する場合、ユーザーが望む計測項目とは異なる計測が実行されてしまうことがある。

そこで、本実施の形態では、制御部１６において、計測項目推定部１６１は、観察領域において計測可能または計測不可の計測項目候補を推定し、表示部１５は、観察領域に対する計測項目候補を表示するようにしている。表示部１５が観察領域に対する計測項目候補を表示するので、ユーザーは、計測項目候補の中から所望の計測項目を選択することができ、制御部１６は、計測部１６３を用いて、選択された所望の計測項目を計測することができる。

このような計測項目候補の表示、選択及び選択された計測項目の計測について、図２を参照して説明を行う。図２は、超音波診断装置１の情報表示方法の一例を説明するブロックである。

超音波診断装置１において、超音波プローブ２０、送信部１２及び受信部１３を用いて取得された受信データは、画像生成部１４に入力される。入力された受信データは、画像生成部１４で、超音波画像データや表示画像に生成されて、表示画像、例えば、断面画像として、表示部１５に出力され、表示部１５は、表示画像をリアルタイムで表示する。

このとき、計測項目推定部１６１は、ユーザーの操作により起動されると、受信部１３からの受信データを入力データとして用いて、計測可能または計測不可の計測項目候補を推定する。ここでの処理は、表示画像に合わせてリアルタイムで行うので、受信データを用いて、計測項目候補を推定することが望ましい。なお、制御部１６の処理能力によっては（処理能力が高い場合には）、画像生成部１４で生成された超音波画像データや表示画像を用いて、計測項目候補を推定してもよい。計測項目推定部１６１で推定された計測項目候補は、表示部１５に出力され、表示部１５は、計測項目候補をリアルタイムで表示する。

表示部１５には、表示画像と共に計測項目候補もリアルタイムで表示される。例えば、図２に示すように、計測項目候補として、「計測Ａ」、「計測Ｂ」、「計測Ｃ」の３つが表示部１５に表示されたとする。ユーザーが、「計測Ａ」、「計測Ｂ」、「計測Ｃ」の中から、所望の計測項目を選択することにより、計測部１６３が起動し、選択された計測項目の計測が実行されることになる。例えば、ユーザーが、「計測Ａ」を選択すると、計測部１６３が起動し、選択された「計測Ａ」の計測が実行されることになる。

ここで、計測項目推定部１６１における推定について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、超音波診断装置１の計測項目推定部１６１で用いるＡＩ技術の一例を説明する図である。図４は、図３に示すＡＩ技術で使用する学習データセットの一例である。

計測項目推定部１６１は、ＡＩ技術を用いて、推定を行っている。計測項目推定部１６１は、例えば、ニューラルネットワークを用いた学習済みモデル又は識別器であり、学習済みモデル又は識別器は、例えば、超音波画像（断面画像）と計測項目候補とを対応付けて学習されたモデルである（図３及び図４を参照）。

なお、ここでの学習済みモデルは、超音波画像（断面画像）と計測項目候補とを対応付けて学習されたモデルであるが、受信データ又は超音波画像データと計測項目候補とを対応付けて学習されたモデルでもよい。

本実施の形態において、ニューラルネットワークは、入力層と、隠れ層と、出力層と、Ｓｏｆｔｍａｘ活性化関数と、を有する。

入力層は、例えば、超音波画像等の情報を隠れ層に伝搬する層である。隠れ層は、情報の特徴を抽出する層である。出力層は、分類するラベルの確率を判定する層である。Ｓｏｆｔｍａｘ活性化関数は、ラベルの出力値を０（０％）から１（１００％）の範囲で、かつ、全てのラベルの出力値の和が１（１００％）となる値へ変換する。

ニューラルネットワークにおいて、隠れ層と出力層のニューロンは、入力された正解データの情報のラベルと出力結果のラベルとが一致するように、その重みや閾値が学習により調整される。

上記ニューラルネットワークでは、例えば、図４に示すように、超音波画像と当該画像において計測可能な計測項目の確率を１（１００％）としたものを１セットとするＮ個の正解データを学習データセットとして用いて学習を行う。

このような学習を行ったニューラルネットワークに対し、例えば、画像生成部１４で生成された超音波画像が入力されると、図３に示すように、入力された超音波画像について、各計測項目に対する確率が出力される。図３に示す例では、計測Ａの確率が８０％であり、計測可能な計測項目候補と推定可能であり、また、計測Ｃ、計測Ｄの確率が、それぞれ、２％、１％であり、計測不可の計測項目候補と推定可能である。

以上のようにして、計測項目推定部１６１は、計測可能または計測不可の計測項目候補を推定する。つまり、計測項目推定部１６１は、計測可能な計測項目を計測項目候補として自動で推定することができる。そして、表示部１５は、図２に示すように、表示画像と共に、計測項目候補をリアルタイムで表示する。

このとき、計測項目推定部１６１は、所定確率以上の計測項目を計測可能と推定して、当該計測項目を計測項目候補として表示部１５に出力する。例えば、図３に示すように、計測Ａ、計測Ｂ、計測Ｃ、計測Ｄの確率が、それぞれ、８０％、１７％、２％、１％であるとし、８０％以上の計測項目を計測可能と推定すると、計測項目推定部１６１は、計測Ａを計測項目候補として、表示部１５に出力する。この場合、表示部１５は、所定確率以上の計測項目である計測Ａを計測項目候補として表示する。

また、所定確率以上の計測項目が複数ある場合には、計測項目推定部１６１は、複数の計測項目を計測項目候補として表示部１５に出力する。この場合、表示部１５は、例えば、図２に示すように、所定確率以上の計測項目である計測Ａ、計測Ｂを計測項目候補として表示する。この場合、表示部１５は、図２に示すように、確率の高い順に左から右へ計測項目候補を表示するようにしてもよいし、図５に示すように、確率の高い順に上から下へ計測項目候補を表示するようにしてもよい。

また、表示部１５は、図６に示すように、確率の高い順に、予め決められた個数の計測項目を表示するようにしてもよい。図６に示す例では、予め決められた個数が３個である場合であり、図３に示すように、計測Ａ、計測Ｂ、計測Ｃ、計測Ｄの確率が、それぞれ、８０％、１７％、２％、１％であるとすると、上位３つの計測Ａ、計測Ｂ、計測Ｃが確率の高い順に上から下へ表示される。このとき、表示部１５は、計測項目と共に、確率の順位を表示してもよい。

また、表示部１５は、所定確率以上の計測項目であって、確率の高い順に、予め決められた個数の計測項目を表示するようにしてもよい。

また、表示部１５は、図７に示すように、計測項目と共に、当該計測項目の確率を併記してもよい。

また、表示部１５は、図８に示すように、計測項目と共に、当該計測項目の確率に応じて、その表示態様を変更してもよい。例えば、計測項目の確率に応じて、当該計測項目が表示される領域の色等を変更したり、当該計測項目自体を表示する色等を変更したりして、確率が高い計測項目をユーザーが視認できるようにする。例えば、図８に示す例では、確率が高い計測Ａが表示される領域を明るくし、確率が低い計測Ｂ、計測Ｃが表示される領域を暗くして、確率が高い計測Ａをユーザーが視認できるようにしている。

以上のようにして、表示部１５は、確率が高い計測項目をユーザーが視認できるように、計測項目候補をリアルタイムで表示する。

ユーザーは、表示部１５に表示される計測項目候補を確認し、所望の計測項目を選択する。例えば、図２に示すように、所望の計測項目が計測Ａである場合、ユーザーは、例えば、コントロールパネルやタッチパネルを用いて、計測Ａを選択する。当該選択による操作信号は、操作入力部１１を介して、制御部１６へ入力され、制御部１６は、計測部１６３を起動する。具体的には、制御部１６は、計測部１６３が有する計測Ａの計測処理（例えば、計測プログラム）を起動し、表示部１５に表示画像をリアルタイムで表示しながら、当該表示画像に対する計測Ａをリアルタイムで行い、その計測結果をリアルタイムで表示する。

なお、もし、計測項目推定部１６１が、計測可能な計測項目候補を推定できない場合、または、計測不可の計測項目候補しか推定できない場合には、表示部１５に、計測不可であること、または、計測に不適切な超音波画像であることを表示させる。

以上説明したように、本実施の形態の超音波診断装置１は、制御部１６において、計測項目推定部１６１が、計測可能または計測不可の計測項目候補を推定することにより、計測可能な計測項目候補を自動的に推定し、表示部１５が、計測項目候補を表示する。表示部１５が観察領域に対する計測項目候補を表示するので、ユーザーは、計測項目候補の中から所望の計測項目を選択することができ、制御部１６は、計測部１６３を用いて、選択された所望の計測項目を即座に計測することができる。

現在、多くの超音波診断装置において、ＡＩ技術を活用した自動計測が複数搭載されてきている。しかしながら、臓器／組織の認識は多くの演算負荷がかかるため、複数の計測項目に対応したＡＩエンジンを同時に実行させて、リアルタイムで自動計測を行うことは困難である。これに対し、本実施の形態では、計測項目候補の推定にＡＩ技術を利用しているので、複数の計測項目に対応したＡＩエンジンを同時に実行する場合と比較して、演算負荷が小さく、リアルタイムで自動計測が可能となる。

また、操作入力部１１においては、操作用のボタンの数に限りがあったり、タッチパネルディスプレイにおいては、表示部１５に表示できる操作用のボタンの数に限りがあったりする。そのため、ボタンの操作により、複数搭載されている自動計測の中から、所望の自動計測を実行しようとしても、即座に実行することはできず、検査時間の増加、患者やユーザーの負担の増加となる。これに対し、本実施の形態では、計測項目推定部１６１が計測可能な計測項目候補を自動的に推定し、表示部１５が計測項目候補を表示する。そのため、ユーザーは、表示された計測項目候補から所望の計測項目を選択することで、自動計測を即座に実施可能である。その結果、検査時間を短縮し、患者やユーザーの負担を軽減することができる。

また、従来は、観察部位ごとに多くの計測項目が定義されたメニューから所望の計測項目を探していた。これに対し、本実施の形態では、計測項目推定部１６１が計測可能な計測項目候補を自動的に推定し、表示部１５が計測項目候補を表示する。そのため、所望の計測項目を探す必要がなく、検査時間を短縮し、患者やユーザーの負担を軽減することができる。

＜変形例１＞
図９は、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置１Ａの主要部の他の一例を示すブロック図である。

本変形例において、超音波診断装置１Ａは、計測可能性推定部１６２を除いて、図１に示す超音波診断装置１と同等の構成である。従って、超音波診断装置１Ａにおいて、超音波診断装置１と重複する構成の説明は省略する。

本変形例において、超音波診断装置１Ａは、図１に示す超音波診断装置１における計測項目推定部１６１に代えて、計測可能性推定部１６２を有する。また、本変形例において、操作入力部１１は、計測項目を指定する指定部として機能する。

計測可能性推定部１６２（本発明における推定部）は、操作入力部１１を用いて指定された計測項目が観察領域において計測可能か否かを推定する。つまり、上記の本実施の形態と異なり、計測項目候補は推定せず、指定された計測項目が計測可能か否かを推定している。

計測可能性推定部１６２における推定も、上述した計測項目推定部１６１と同様であり、ＡＩ技術を用いて、推定を行っている。具体的には、計測可能性推定部１６２も、一例として、計測項目推定部１６１と同様に、ニューラルネットワークを用いた学習済みモデル又は識別器とする。また、この学習済みモデル又は識別器も、計測項目推定部１６１と同様に、超音波画像（断面画像）と計測項目候補とを対応付けて学習されたモデルとする（図３及び図４を参照）。

そして、本変形例では、制御部１６において、計測可能性推定部１６２は、ユーザーにより指定された（ユーザーが所望する）計測項目が観察領域において計測可能か否かを推定し、表示部１５は、指定された計測項目が計測可能か否かの情報を表示する。表示部１５が指定された計測項目が計測可能か否かの情報を表示するので、ユーザーは、当該情報に基づいて、所望の計測項目を選択することができ、制御部１６は、計測部１６３を用いて、選択された計測項目を計測することができる。

ここで、本変形例における計測項目に関する情報の表示、選択及び選択された計測項目の計測について、図１０を参照して説明を行う。図１０は、図９に示す超音波診断装置１Ａの情報表示方法の一例を説明するブロックである。

超音波診断装置１Ａにおいても、超音波プローブ２０、送信部１２及び受信部１３を用いて取得された受信データは、画像生成部１４に入力される。入力された受信データは、画像生成部１４で、超音波画像データや表示画像に生成されて、表示画像、例えば、断面画像として、表示部１５に出力され、表示部１５は、表示画像をリアルタイムで表示する。

このとき、計測可能性推定部１６２は、ユーザーの操作により起動されると共に、ユーザーにより、少なくとも１つの計測項目が入力（指定）される。計測可能性推定部１６２は、受信部１３からの受信データを入力データとして用いて、指定された計測項目が観察領域において計測可能か否かを推定する。ここでの処理も、表示画像に合わせてリアルタイムで行うので、受信データを用いて、指定された計測項目が計測可能か否かを推定することが望ましい。なお、制御部１６の処理能力によっては（処理能力が高い場合には）、画像生成部１４で生成された超音波画像データや表示画像を用いて、指定された計測項目が計測可能か否かを推定してもよい。計測項目推定部１６１で推定された、計測項目が計測可能か否かの情報、例えば、確率情報は、表示部１５に出力され、表示部１５は、計測項目及び確率情報をリアルタイムで表示する。

表示部１５には、表示画像と共に計測項目及び確率情報もリアルタイムで表示される。例えば、図１０に示すように、計測項目として、「計測Ａ」、「計測Ｂ」、「計測Ｃ」の３つが指定され、表示部１５に表示されたとする。この場合、計測項目と共に確率情報も表示部１５に表示される。

ユーザーは、計測項目と共に確率情報も参照して、指定された計測項目の中から、所望の計測項目を選択することにより、計測部１６３が起動し、選択された計測項目の計測が実行されることになる。例えば、ユーザーが、「計測Ａ」を選択すると、計測部１６３が起動し、選択された「計測Ａ」の計測が実行されることになる。

指定された計測項目が計測可能か否かの推定は、上述したニューラルネットワークを用いた学習済みモデルを用いて、計測項目と共にその確率を確率情報として取得する。

以上のようにして、計測可能性推定部１６２は、指定された計測項目が計測可能か否かを推定する。そして、表示部１５は、図１０に示すように、表示画像、計測項目と共に、計測項目の計測可能性を示す確率をリアルタイムで表示する。

ユーザーは、表示部１５に表示される計測項目及び計測項目の計測可能性を示す確率を確認し、所望の計測項目を選択する。例えば、図１０に示すように、所望の計測項目が計測Ａである場合、ユーザーは、例えば、コントロールパネルやタッチパネルを用いて、計測Ａを選択する。当該選択による操作信号は、操作入力部１１を介して、制御部１６へ入力され、制御部１６は、計測部１６３を起動する。具体的には、制御部１６は、計測部１６３が有する計測Ａの計測処理（例えば、計測プログラム）を起動し、表示部１５に表示画像をリアルタイムで表示しながら、当該表示画像に対する計測Ａをリアルタイムで行い、その計測結果をリアルタイムで表示する。

なお、もし、計測可能性推定部１６２が、指定された計測項目が計測不可と推定した場合には、計測不可能であること、または、計測に不適切な超音波画像であることを表示部１５に表示させる。

以上説明したように、本変形例の超音波診断装置１Ａは、制御部１６において、計測可能性推定部１６２が、ユーザーにより指定された計測項目が観察領域において計測可能か否かを推定し、表示部１５は、指定された計測項目が計測可能か否かの情報を表示する。表示部１５が計測項目及びその計測可能か否かの情報を表示するので、ユーザーは、計測項目の中から所望の計測項目を選択することができ、制御部１６は、計測部１６３を用いて、選択された所望の計測項目を即座に計測することができる。

また、本変形例の超音波診断装置１Ａでも、計測項目が計測可能か否かの推定にＡＩ技術を利用しているので、複数の計測項目に対応したＡＩエンジンを同時に実行する場合と比較して、演算負荷が小さく、リアルタイムで自動計測が可能となる。

また、本変形例の超音波診断装置１Ａでも、計測可能性推定部１６２が、指定された計測項目が計測可能か否かを推定し、表示部１５が指定された計測項目が計測可能か否かの情報を表示する。そのため、ユーザーは、表示された計測項目から所望の計測項目を選択することで、自動計測を即座に実施可能である。その結果、検査時間を短縮し、患者やユーザーの負担を軽減することができる。

また、本変形例の超音波診断装置１Ａでも、計測可能性推定部１６２が、指定された計測項目が計測可能か否かを推定し、表示部１５が指定された計測項目が計測可能か否かの情報を表示する。そのため、所望の計測項目を探す必要がなく、検査時間を短縮し、患者やユーザーの負担を軽減することができる。

上記実施の形態では、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその要旨、又は、その主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

例えば、計測項目推定部１６１、計測可能性推定部１６２では、ＡＩ技術の一例として、ニューラルネットワークを用いているが、これ以外のＡＩ技術を用いてもよい。

１、１Ａ 超音波診断装置
１０ 装置本体
１１ 操作入力部
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ 画像生成部
１５ 表示部
１６ 制御部
１６１ 計測項目推定部
１６２ 計測可能性推定部
１６３ 計測部
１７ 記憶部
２０ 超音波プローブ

Claims (44)

1. 被検体に対して超音波を送受信する超音波探触子と、
   観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成する生成部と、
   前記観察領域において計測可能または計測不可の計測項目候補を前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定する計測項目推定部と、
   前記計測項目候補を表示する表示部と、
   を備え、
   前記計測項目候補は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目の候補である、超音波診断装置。
2. 前記表示部は、前記計測項目候補を、リアルタイムに表示する、
   請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記生成部は、前記超音波画像データをリアルタイムに生成し、
   前記計測項目推定部は、前記受信信号または前記リアルタイムに生成された超音波画像データに対して、前記計測項目候補をリアルタイムに推定する、
   請求項１または２記載の超音波診断装置。
4. 前記計測項目推定部は、前記計測項目候補が計測可能か否かの確率を推定する、
   請求項１または２記載の超音波診断装置。
5. 前記表示部は、
   前記確率が所定確率以上の計測項目候補または前記確率の高い順に予め決められた個数の計測項目候補を表示するか、
   前記確率が所定確率以上の計測項目候補であってかつ前記確率の高い順に予め決められた個数の計測項目候補を表示する、
   請求項４記載の超音波診断装置。
6. 前記超音波画像データは、Ｂモード画像、ドプラ画像、Ｍモード画像及びエラスト画像の少なくとも一つに関するデータであり、
   前記ドプラ画像は、カラードプラ画像、パルスドプラ画像、連続波ドプラ画像及びテッシュドプラ画像を含む、
   請求項１または２記載の超音波診断装置。
7. 前記表示部に表示された計測項目候補を選択するための操作入力部を有する、
   請求項１または２記載の超音波診断装置。
8. 前記表示部は、タッチパネルを有し、前記タッチパネルは、前記操作入力部として機能して、前記表示部に表示された計測項目候補を選択するためのタッチ入力を検出する、
   請求項７記載の超音波診断装置。
9. 前記操作入力部として、前記表示部に表示された計測項目候補を選択するためのキーを備えたコントロールパネルを有する、
   請求項７記載の超音波診断装置。
10. 前記計測項目推定部は、前記受信信号と前記計測項目候補とを対応付けて学習されたモデル、または、超音波画像と前記計測項目候補とを対応付けて学習されたモデルである、
    請求項１または２記載の超音波診断装置。
11. 前記計測項目推定部は、計測可能な計測項目候補を推定できない場合または計測不可の計測項目候補しか推定できない場合には、計測不可であることまたは計測に不適切な超音波画像であることを表示する、
    請求項１または２記載の超音波診断装置。
12. 前記計測項目推定部による計測可能な計測項目候補を推定できない場合または計測不可の計測項目候補しか推定できない場合であっても、前記観察領域の計測項目を計測する計測部を備える、
    請求項１または２記載の超音波診断装置。
13. 被検体に対して超音波を送受信する超音波探触子と、
    観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成する生成部と、
    前記観察領域の計測項目を指定する指定部と、
    前記指定された計測項目が計測可能か否かを前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定する推定部と、
    前記計測可能か否かの情報を表示部に表示する表示部と、
    を備え、
    前記計測項目は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目である、超音波診断装置。
14. 前記表示部は、前記計測可能か否かの情報を、リアルタイムに表示する、
    請求項１３記載の超音波診断装置。
15. 前記生成部は、前記超音波画像データをリアルタイムに生成し、
    前記推定部は、前記受信信号または前記リアルタイムに生成された超音波画像データに対して、前記指定された計測項目が計測可能か否かをリアルタイムに推定する、
    請求項１３または１４記載の超音波診断装置。
16. 前記推定部は、前記計測項目が計測可能か否かの確率を推定する、
    請求項１３または１４記載の超音波診断装置。
17. 前記表示部は、
    前記確率が所定確率以上の計測項目または前記確率の高い順に予め決められた個数の計測項目を、前記計測可能か否かの情報として表示するか、
    前記確率が所定確率以上の計測項目であってかつ前記確率の高い順に予め決められた個数の計測項目を、前記計測可能か否かの情報として表示する、
    請求項１６記載の超音波診断装置。
18. 前記計測項目は、Ｂモード画像、ドプラ画像、Ｍモード画像及びエラスト画像に関係する計測項目の少なくとも一つを含み、
    前記ドプラ画像は、カラードプラ画像、パルスドプラ画像、連続波ドプラ画像及びテッシュドプラ画像を含む、
    請求項１３または１４記載の超音波診断装置。
19. 前記推定部は、前記受信信号と前記計測項目とを対応付けて学習された識別器、または、超音波画像と前記計測項目とを対応付けて学習された識別器である、
    請求項１３または１４記載の超音波診断装置。
20. 前記推定部は、前記指定された計測項目が計測不可と推定された場合に、計測不可能であることまたは計測に不適切な超音波画像であることを表示する、
    請求項１３または１４記載の超音波診断装置。
21. 前記推定部により前記指定された計測項目が計測不可と推定された場合であっても、前記観察領域の計測項目を計測可能とする計測部を備える、
    請求項１３または１４記載の超音波診断装置。
22. コンピューターに、
    被検体に対して超音波探触子で超音波を送受信する送受信処理と、
    観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成する生成処理と、
    前記観察領域において計測可能または計測不可の計測項目候補を前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定する計測項目推定処理と、
    前記計測項目候補を表示する表示処理と、
    を実行させ、
    前記計測項目候補は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目の候補である、超音波診断プログラム。
23. 前記表示処理は、前記計測項目候補を、リアルタイムに表示する、
    請求項２２記載の超音波診断プログラム。
24. 前記生成処理は、前記超音波画像データをリアルタイムに生成し、
    前記計測項目推定処理は、前記受信信号または前記リアルタイムに生成された超音波画像データに対して、前記計測項目候補をリアルタイムに推定する、
    請求項２２または２３記載の超音波診断プログラム。
25. 前記計測項目推定処理は、前記計測項目候補が計測可能か否かの確率を推定する、
    請求項２２または２３記載の超音波診断プログラム。
26. 前記表示処理は、
    前記確率が所定確率以上の計測項目候補または前記確率の高い順に予め決められた個数の計測項目候補を表示するか、
    前記確率が所定確率以上の計測項目候補であってかつ前記確率の高い順に予め決められた個数の計測項目候補を表示する、
    請求項２５記載の超音波診断プログラム。
27. 前記超音波画像データは、Ｂモード画像、ドプラ画像、Ｍモード画像及びエラスト画像の少なくとも一つに関するデータであり、
    前記ドプラ画像は、カラードプラ画像、パルスドプラ画像、連続波ドプラ画像及びテッシュドプラ画像を含む、
    請求項２２または２３記載の超音波診断プログラム。
28. 前記表示処理は、操作入力部により、表示された計測項目候補を選択するための入力を検出する、
    請求項２２または２３記載の超音波診断プログラム。
29. 前記表示処理は、前記操作入力部としてタッチパネルを用いて、前記表示された計測項目候補を選択するためのタッチ入力を検出する、
    請求項２８記載の超音波診断プログラム。
30. 前記表示処理は、前記操作入力部としてキーを備えたコントロールパネルを用いて、前記表示された計測項目候補を選択するための入力を検出する、
    請求項２８記載の超音波診断プログラム。
31. 前記計測項目推定処理は、前記受信信号と前記計測項目候補とを対応付けて学習されたモデル、または、超音波画像と前記計測項目候補とを対応付けて学習されたモデルである、
    請求項２２または２３記載の超音波診断プログラム。
32. 前記計測項目推定処理は、計測可能な計測項目候補を推定できない場合または計測不可の計測項目候補しか推定できない場合には、計測不可であることまたは計測に不適切な超音波画像であることを表示する、
    請求項２２または２３記載の超音波診断プログラム。
33. 前記計測項目推定処理による計測可能な計測項目候補を推定できない場合または計測不可の計測項目候補しか推定できない場合であっても、前記観察領域の計測項目を計測する計測処理、
    を前記コンピューターに実行させる、
    請求項２２または２３記載の超音波診断プログラム。
34. コンピューターに、
    被検体に対して超音波探触子で超音波を送受信する送受信処理と、
    観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成する生成処理と、
    前記観察領域の計測項目を指定する指定処理と、
    前記指定された計測項目が計測可能か否かを前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定する推定処理と、
    前記計測可能か否かの情報を表示部に表示する表示処理と、
    を実行させ、
    前記計測項目は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目である、超音波診断プログラム。
35. 前記表示処理は、前記計測可能か否かの情報を、リアルタイムに表示する、
    請求項３４記載の超音波診断プログラム。
36. 前記生成処理は、前記超音波画像データをリアルタイムに生成し、
    前記推定処理は、前記受信信号または前記リアルタイムに生成された超音波画像データに対して、前記指定された計測項目が計測可能か否かをリアルタイムに推定する、
    請求項３４または３５記載の超音波診断プログラム。
37. 前記推定処理は、前記計測項目が計測可能か否かの確率を推定する、
    請求項３４または３５記載の超音波診断プログラム。
38. 前記表示処理は、
    前記確率が所定確率以上の計測項目または前記確率の高い順に予め決められた個数の計測項目を、前記計測可能か否かの情報として表示するか、
    前記確率が所定確率以上の計測項目であってかつ前記確率の高い順に予め決められた個数の計測項目を、前記計測可能か否かの情報として表示する、
    請求項３７記載の超音波診断プログラム。
39. 前記計測項目は、Ｂモード画像、ドプラ画像、Ｍモード画像及びエラスト画像に関係する計測項目の少なくとも一つを含み、
    前記ドプラ画像は、カラードプラ画像、パルスドプラ画像、連続波ドプラ画像及びテッシュドプラ画像を含む、
    請求項３４または３５記載の超音波診断プログラム。
40. 前記推定処理は、前記受信信号と前記計測項目とを対応付けて学習された識別器、または、超音波画像と前記計測項目とを対応付けて学習された識別器で処理を行う、
    請求項３４または３５記載の超音波診断プログラム。
41. 前記推定処理は、前記指定された計測項目が計測不可と推定された場合に、計測不可能であることまたは計測に不適切な超音波画像であることを表示する、
    請求項３４または３５記載の超音波診断プログラム。
42. 前記推定処理により前記指定された計測項目が計測不可と推定された場合であっても、前記観察領域の計測項目を計測可能とする計測処理、
    を前記コンピューターに実行させる、
    請求項３４または３５記載の超音波診断プログラム。
43. 被検体に対して超音波探触子で超音波を送受信し、
    観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成し、
    前記観察領域において計測可能または計測不可の計測項目候補を前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定し、
    前記計測項目候補を表示し、
    前記計測項目候補は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目の候補である、
    超音波診断装置の情報表示方法。
44. 被検体に対して超音波探触子で超音波を送受信し、
    観察領域から得られる受信信号を基に超音波画像データを生成し、
    前記観察領域の計測項目を指定し、
    前記指定された計測項目が計測可能か否かを前記受信信号または前記超音波画像データに基づいて推定し、
    前記計測可能か否かの情報を表示部に表示し、
    前記計測項目は、前記観察領域内の所定の部位の長さの計測、または、前記観察領域内の所定の部位の面積の計測、を示す項目である、
    超音波診断装置の情報表示方法。