超声波拍摄装置、超声波拍摄系统、超声波拍摄方法、以及超声波拍摄程序

摘要

本发明提供一种能够在超声波图像中自动地检测生物体组织的边界的超声波拍摄装置。超声波拍摄装置(3)具有：图像生成部(351)，从被检体(9)的表面朝向该被检体(9)的内部发送超声波并接收在内部被反射的超声波，生成该被检体(9)的内部的超声波图像；基准点设定部(353)，设定所述超声波图像的关注组织的基准点；第一种子点赋予部(354)，以所述基准点为基准在所述超声波图像中赋予一个以上的种子点；以及区域划定部(355)，划定所述种子点所属的区域，根据组织的种类将所述超声波图像中所含的所述被检体的图像区域划分为多个区域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过超声波对被检体的内部进行拍摄的超声波拍摄装置、超声波拍摄系统、超声波拍摄方法、以及超声波拍摄程序。

背景技术

以往，为了获取生物体的断层图像，使用CT(Computed Tomography：计算机断层扫描)装置或MRI(Magnetic Resonance Imaging：磁共振成象)装置。这些装置体积大且昂贵，也存在被照射的危险，因此近年来开发了使用超声波来获取断层图像的技术。例如，在非专利文献1中公开了一种技术：在超声波断层图像中，基于肌肉与皮下脂肪等其他组织的边界、肌肉彼此的边界来评价肌肉量、肌质。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：福元喜启等三人，“使用超声波图像诊断装置的骨骼肌的肌肉量/肌质的评价”，理学疗法学，日本理学疗法学会，2015年，第42卷，第1号，p.65-71

发明内容

发明所要解决的问题

目前，为了在超声波断层图像中检测生物体组织的边界，根据组织的种类，手动地赋予具有不同的属性(颜色等)的种子(Seed)点，提取与组织的种类对应的区域。但是，在该方法中，赋予种子点的操作复杂，存在用户的负担较大的问题。另外，在用户是对生物体组织的结构不了解的非医疗从业者等的情况下，正确地赋予种子点本身就很困难。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其课题在于，提供一种能够在超声波图像中自动地检测生物体组织的边界的超声波拍摄装置。

用于解决问题的技术方案

本发明的超声波拍摄装置，其特征在于，具有：图像生成部，从被检体的表面朝向该被检体的内部发送超声波并接收在内部被反射的超声波，生成该被检体的内部的超声波图像；基准点设定部，设定所述超声波图像的关注组织的基准点；第一种子点赋予部，以所述基准点为基准在所述超声波图像中赋予一个以上的种子点；以及区域划定部，划定所述种子点所属的区域，根据组织的种类将所述超声波图像中所含的所述被检体的图像区域划分为多个区域。

本发明的超声波拍摄系统，其特征在于，具有：探针，从所述被检体的表面上的相互不同的多个位置朝向该被检体的内部发送超声波，并接收在所述被检体的内部被反射的超声波；以及，本发明的超声波图像装置。

本发明的超声波拍摄方法，其特征在于，包括：图像生成步骤，从被检体的表面朝向该被检体的内部发送超声波并接收在内部被反射的超声波，生成该被检体的内部的超声波图像，基准点设定步骤，设定所述超声波图像的关注组织的基准点；种子点赋予步骤，以所述基准点为基准，在所述超声波图像中赋予一个以上的种子点；以及区域划定步骤，划定所述种子点所属的区域，根据组织的种类将所述超声波图像中所含的所述被检体的图像区域划分为多个区域。

本发明的超声波拍摄程序，其特征在于，使计算机作为如下单元动作：图像生成部，从被检体的表面朝向该被检体的内部发送超声波并接收在内部被反射的超声波，生成该被检体的内部的超声波图像；基准点设定部，设定所述超声波图像的关注组织的基准点；第一种子点赋予部，以所述基准点作为基准，在所述超声波图像中赋予一个以上的种子点；以及区域划定部，划定所述种子点所属的区域，根据组织的种类将所述超声波图像中所含的所述被检体的图像区域划分为多个区域。

发明效果

根据本发明，能够在超声波图像中自动地检测生物体组织的边界。

附图说明

图1是表示第一实施方式的超声波拍摄系统的结构的示意图。

图2是表示第一实施方式的超声波拍摄装置的结构的框图。

图3是腹部剖面的超声波合成图像的一例。

图4是被调整了朝向后的超声波合成图像的一例。

图5是模板图像的一例。

图6是设定了基准点的超声波合成图像的一例。

图7是赋予了种子点的超声波合成图像的一例。

图8是被划分成不同的区域的超声波合成图像的一例。

图9是腹部剖面的超声波合成图像的一例。

图10是方向调整部的功能框图。

图11是设定了关心区域的超声波合成图像的一例。

图12是探针的轨迹以及超声波的发送方向的说明图。

图13是表示与关心区域对应的超声波图像的编号与相关值的关系的一例的曲线图。

图14是在腹直肌的大致正中设定有关心区域的超声波合成图像的一例。

图15是表示第一实施方式的超声波拍摄方法的处理步骤的流程图。

图16是表示第二实施方式的超声波拍摄装置的结构的框图。

图17是设定有基准点以及直线的超声波合成图像的一例。

图18是用于说明基于迪杰斯特拉算法进行搜索的图。

图19是用于说明基于迪杰斯特拉算法进行搜索的图。

图20是用于说明基于迪杰斯特拉算法进行搜索的图。

图21是示出了超声波图像的范围的超声波合成图像的一例。

图22是赋予了种子点的超声波合成图像的一例。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，在以下的说明以及图面中，相同的附图标记表示相同或类似的构成要素，因此，省略关于相同或类似的构成要素的重复说明。

(第一实施方式)

(整体结构)

图1是表示第一实施方式的超声波拍摄系统1的结构的示意图。超声波拍摄系统1包括探针2和超声波拍摄装置3。

探针2是将超声波从被检体9的表面上的相互不同的多个位置向被检体9的内部发送，并接受在被检体9的内部被反射的超声波的装置，在本实施方式中，构成为被检者能够把持并移动。在探针2的下端设置有排列成一列的多个超声波振子的超声波收发面。在获取被检体9的断层图像(或者剖面图像)的情况下，被检者使探针2的超声波收发面抵接于被检体9，并使探针2沿着被检体9的表面移动(由探针2进行扫描)。在此期间，探针2从超声波收发面向被检体9的内部断续地发送超声波，在超声波收发面上接收在被检体9的内部被反射的超声波。由此，探针2输出表示接收到的超声波的电信号(回波信号)。

此外，探针2在获取线性扫描图像的线性扫描模式下进行动作，但也可以是在获取扇形扫描图像的扇形扫描模式下能够进行动作，也可以是在线性扫描模式和扇形扫描模式双方下能够进行动作，也可以是在其他模式或与其他模式组合下能够进行动作。另外，在本实施方式中，被检体9主要是腹部，但被检体9所包括的生物体部位没有特别限定。

超声波拍摄装置3通过WiFi(注册商标)等无线与探针2连接。在本实施方式中，超声波拍摄装置3例如由平板终端构成，基于从探针2接收到的回波信号，生成多个超声波图像，进而具有显示合成了这些超声波图像的超声波合成图像的功能。

此外，超声波拍摄装置3只要是能够显示图像的装置即可，没有特别限定，能够由通用的个人计算机、智能手机等构成。另外，探针2与超声波拍摄装置3的连接方法没有特别限定，也可以有线连接。

(超声波拍摄装置的功能)

图2是表示超声波拍摄装置3的结构的框图。超声波拍摄装置3具有显示器31、输入装置32、辅助存储装置33、通信接口部(I/F部)34、以及显示接口部(I/F部)36，作为硬件构成。

显示器31例如能够由液晶显示器、等离子显示器、以及有机EL显示器等构成。此外，也可以构成为将显示器31与超声波拍摄装置3分体设置的装置。

输入装置32例如是设置于显示器31的表面的触摸面板。被检者能够经由输入装置32对显示于显示器31的图像进行输入操作。

辅助存储装置33是存储操作系统(OS)、各种控制程序、以及由程序生成的数据等的非易失性的存储装置，例如，由eMMC(embedded Multi Media Card：嵌入式多介质卡)或SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等构成。在辅助存储装置33中存储有超声波拍摄程序P、模板图像T、以及区域划定信息V。超声波拍摄程序P也可以经由互联网等网络安装于超声波拍摄装置3。或者，也可以通过使超声波拍摄装置3读取记录有超声波拍摄程序P的SD卡等计算机可读取的非暂时性的实体的记录介质，而将超声波拍摄程序P安装于超声波拍摄装置3。关于模板图像T、区域划定信息V将在后面详述。

通信接口部34与外部设备进行数据的发送接收，在本实施方式中，进行从探针2接收到的信号的解调、用于向探针2发送的控制信号的调制等。

显示接口部36将通过超声波拍摄装置3的运算处理而生成的各种图像数据在VRAM中展开，从而将该图像显示于显示器31，例如将由后述的信号处理部35生成的超声波合成图像等显示于显示器31。

虽然未图示，但作为其他硬件构成，超声波拍摄装置3还具有进行数据处理的CPU等处理器、以及用于处理器进行数据处理的作业区域中的存储器(主存储装置)等。

另外，超声波拍摄装置3具有信号处理部35作为软件构成。信号处理部35是通过处理器执行超声波拍摄程序P而实现的功能块，具有如下功能：对从探针2接收到的回波信号进行处理，生成被检体9的超声波合成图像，根据组织的种类将被检体9的图像区域划分为多个区域，以能够识别各区域的方式显示于显示器31。为了实现该功能，信号处理部35具有图像生成部351、方向调整部352、基准点设定部353、第一种子点赋予部354、以及区域划定部355。此外。也可以通过形成于集成电路上的逻辑电路以硬件的方式实现信号处理部35。

图像生成部351是根据从探针2接收到的回波信号而生成被检体9的内部的超声波图像的功能块，具有超声波图像生成部3511和图像合成部3512。

超声波图像生成部3511从被检体9的表面上的相互不同的多个位置向被检体9的内部发送超声波并接收在内部被反射的超声波，分别生成与所述各位置对应的超声波图像。探针2在被检体9的表面移动，并根据从超声波拍摄装置3发送的控制信号，从被检体9的表面上的相互不同的多个位置向被检体9的内部发送超声波，接收在被检体9的内部被反射的超声波，然后向超声波拍摄装置3输出回波信号。由此，每当探针2接收超声波时，均向超声波图像生成部3511输入回波信号，超声波图像生成部3511根据回波信号，生成与被检体9的表面上的相互不同的多个位置对应的超声波图像。超声波图像的生成数量根据由探针2进行的超声波的发送接收时间以及发送接收的周期而变动，在本实施方式中，生成n个(n是正整数)超声波图像。

此外，也可以将超声波图像生成部3511的功能设置于控制探针2的控制装置。在该情况下，也可以将控制装置与超声波拍摄装置3连接，也可以预先使超声波图像存储于控制装置，经由记录介质将超声波图像发送至超声波拍摄装置3。

图像合成部3512是合成由超声波图像生成部3511生成的、被检体9的表面上的所述各位置的超声波图像，然后生成被检体9的剖面的超声波合成图像的功能块。超声波图像的合成能够使用公知的技术，在本实施方式中，利用例如各超声波图像间的特征点匹配来合成超声波图像。此外，在本实施方式中，“剖面”的概念不仅包括切成圆的剖面，还包括局部的剖面。

在该方法中，从第一个超声波图像以及第二个超声波图像检测特征点。然后，对第一个超声波图像和第二个超声波图像的特征点进行匹配，来计算第一个超声波图像和第二个超声波图像的齐次变换矩阵。具体而言，第二个超声波图像相对于第一个超声波图像，仅顺时针旋转θ，当在x轴方向上平行移动t

[数1]

即，第一个超声波图像上的特征点(x、y)移动至第二个超声波图像上的特征点(x'、y')时，成立如下的关系。

[数2]

此外，在特征点的坐标中包含误差，另外，由于噪声的影响，所确定的对应关系本身包含错误，因此通过RANSAC算法排除对计算造成不良影响的偏离值。另外，在位置关系的计算中，能够利用高斯牛顿法、L-M算法(Levenberg-Marquardt)等非线形最小二乘法。

对生成顺序相邻的两个超声波图像依次进行齐次变换矩阵R的计算，直至进行第n-1个超声波图像以及第n个超声波图像。当将从第k+1(1≦k≦n-1)个超声波图像向第k个超声波图像的齐次变换矩阵设为R

在本实施方式中，生成包含图3所示的腹部剖面的超声波合成图像。

方向调整部352、基准点设定部353、第一种子点赋予部354、以及区域划定部355是根据组织的种类将超声波合成图像中所含的被检体的图像区域划分为多个区域的功能块。组织的种类没有特别限定，在被检体是腹部的情况下，组织的种类是肌肉、皮肤、以及其他组织(脂肪等)这三种类，超声波合成图像中所含的被检体的图像区域根据皮肤、肌肉、其他组织被划分为多个区域，以能够识别的方式(例如以不同的颜色)显示于各区域。关于区域划分的具体方法将在后面说明。

将区域划分后的超声波合成图像输入至显示接口部36。显示接口部36通过将超声波合成图像的数据在VRAM中展开，从而将超声波合成图像显示于显示器31。此外，显示接口部36可以将下述区域划分之前的超声波合成图像暂时显示于显示器31，也可以在进行区域划分之后将超声波合成图像显示于显示器31。

(区域划分)

以下，对根据组织的种类将超声波合成图像中所含的被检体的图像区域划分为多个区域的一个方式进行具体的说明。

方向调整部352具有对超声波合成图像进行角度调整以使所述超声波合成图像中所含的所述被检体的特定部位指向规定方向的功能。在本实施方式中，方向调整部352将图3所示的超声波合成图像的朝向调整为如图4所示的超声波合成图像那样脐部朝向上方。关于调整的具体方法将在后面说明。

基准点设定部353是设定超声波图像的关注组织的基准点的功能块。基准点是成为用于赋予种子点的基准的点，优选在标准的生物体中包含于具有特征性形状的部位，并且，在标准的生物体中针对该点的规定的相对位置的组织的种类是能够确定的。关注组织是指如下部位：仅在超声波合成图像中所含的被检体的一处出现的具有特征性(独特)形状的部位。在本实施方式中，如图4的虚线框所示，将包括左右一对腹直肌的一部分和存在于腹直肌之间的“白线”的部位作为关注组织。

“白线”是指，形成腹直肌鞘的前叶后叶的两侧的侧腹肌腱膜的纤维在前腹壁的正中线上左右混合而制作的牢固的绳状的结缔组织。在如图4所示那样被调整为脐部朝向上方的腹部剖面的超声波合成图像中，“白线”由水平延伸的高亮度的线段表示，进而线段的两端向两个方向分歧。在本实施方式中，以“白线”的中点为基准点。在脐部指向上方的标准的腹部中，从“白线”的中点向左右方向离开规定距离的位置包含在腹直肌中，离开上方的规定距离的位置包含在皮肤中，离开下方的规定距离的位置包含在脂肪等其他组织中。

基准点设定部353为了在图4所示的超声波合成图像中设定基准点，使模板图像T与超声波合成图像重合并进行匹配。图5示出了模板图像T的一例。模板图像T是包括左右一对腹直肌的一部分和存在于腹直肌之间的“白线”的超声波合成图像，但只要是包含在标准的生物体中具有特征性形状的部位的超声波合成图像即可，没有特别限定。模板图像T能够通过对多个个人的上述部位进行平均化而制成。或者，在过去生成了相同的被检者的超声波合成图像的情况下，也可以将过去的被检者的超声波合成图像中的上述部位作为模板图像T。

基准点设定部353使模板图像T在图4所示的超声波合成图像上虚拟地移动，并确定与模板图像T相关度最高的超声波合成图像上的位置。模板图像T在标准的生物体中包含关注组织，因此必然地，确定仅图4的虚线框所示的区域。进而，如图6所示，基准点设定部353将“白线”的中点设定为基准点Pr。需要说明的是，基准点是虚拟的，无需像图6那样地显示为点。

图3所示的第一种子点赋予部354是以基准点设定部353所设定的基准点为基准在超声波合成图像中赋予一个以上的种子点的功能块，相对于所述基准点在规定的相对位置赋予种子点。规定的相对位置是指，在超声波合成图像中，从基准点离开了规定距离和规定方向的位置。在本实施方式中，如图7所示，第一种子点赋予部354，相对于基准点Pr在左右方向(与规定方向垂直的两个方向)的指定距离(例如4cm)的两处与肌肉建立对应地赋予种子点S1，相对于基准点Pr在上方的指定距离(例如1cm)处与皮肤建立对应地赋予种子点S2，相对于基准点Pr在下方的指定距离(例如3cm)处与其他组织建立对应地赋予种子点S3。种子点的位置与组织的建立对应是基于如下事项：在标准的生物体中，相对于作为基准点的“白线”的中点，在左右方向上存在腹直肌，在上方存在皮肤，在下方存在脂肪等其他组织。因此，被检体9的结构只要不是特别偏离标准的生物体的结构，就能够准确地将种子点与组织的种类建立对应关系。

图3所示的区域划定部355是划定所述种子点所属的区域并根据组织的种类将超声波合成图像中所含的被检体9的图像区域划分为多个区域的功能块。在本实施方式中，区域划定部355参照存储于图2所示的辅助存储装置33中的区域划定信息V。区域划定信息V是表示关注组织的特定位置与来自关注组织的规定的相对位置中的组织的种类的对应关系的信息。在区域划定信息V中，例如，在关注组织为“白线”且超声波合成图像中的脐部为朝向上方的情况下，相对于“白线”的中点，在左右方向上离开了指定距离(例如4cm)的位置与肌肉建立对应，在上方离开了指定距离(例如1cm)的位置与皮肤建立对应，在下方离开了指定距离(例如3cm)的位置与其他组织建立对应。由此，区域划定部355基于区域划定信息V，能够辨别与各种子点S1、S2、S3对应的组织分别是肌肉、皮肤、其他组织。

进而，区域划定部355例如使用GrowCut技术，如图8所示，基于种子点S1来划定肌肉的区域r1，基于种子点S2来划定皮肤的区域r2，基于种子点S3来划定其他组织的区域r3。在图8中，以不同的浓淡表示区域r1、r2、r3，区域的显示方式没有特别限定，也可以以不同的色(例如，区域r1＝红，区域r2＝蓝，区域r3＝绿)表示。这样一来，能够根据组织的种类将图像合成部3512生成的超声波合成图像中所含的被检体划分为多个区域r1～r3。

然后，区域划定部355将超声波合成图像的数据向显示接口部36输出。与此对应地，显示接口部36以能够识别被划分的区域r1～r3的方式(例如以不同的颜色)将超声波合成图像显示于显示器31。由此，被检者能够得到根据组织的种类被检体的图像区域被划分为多个区域的超声波合成图像，而无需对超声波合成图像赋予种子点，能够直观地把握腹部的状态。

此外，也可以针对每个区域r1～r3自动地计算剖面积，将肌肉量、脂肪率等显示于显示器31。

另外，在本实施方式中，将被检体的图像区域划分为肌肉、皮肤、以及其他组织这三个区域，但组织的种类以及区域的数量没有特别限定。例如，在仅想掌握肌肉量的情况下，也可以将被检体的图像区域划分为肌肉、以及其他组织这两个区域。在该情况下，第一种子点赋予部354在图7所示的超声波合成图像中仅赋予种子点S1，区域划定部355仅将赋予了种子点S1的区域以能够与其他区域区分的方式划定即可。

(方向调整)

以下，对图3所示的方向调整部352对超声波合成图像的朝向进行调整的一个方式进行具体说明。在本实施方式中，如图9中虚线所示，利用腹直肌的剖面形状为大致左右对称这一点，来调整超声波合成图像的朝向，以使脐部成为规定的方向(例如朝向上方)。

如图10所示，方向调整部352具有区域设定部3521、对称度评价部3522、区域选择部3523、以及角度计算部3524。

区域设定部3521是将相对于中心轴呈线对称的形状的关心区域r以任意位置和任意角度设定为一个或多个的功能块。在本实施方式中，如图11的白线框所示，关心区域r的形状是相对于中心轴Ax呈线对称的长方形。在关心区域r均等地包含左右的腹直肌的情况下，关心区域r的中心轴Ax被视为通过腹部的脐部的中心轴。区域设定部3521为了搜索左右对称性高的关心区域r，将关心区域r设定为可移动。

更具体而言，区域设定部3521从用于生成超声波合成图像的多个超声波图像中选择一个超声波图像，使关心区域r的中心轴Ax与表示被检体9的表面上的位置的超声波的发送方向的轴对准地来进行关心区域r的设定。即，区域设定部3521使各关心区域r的中心轴Ax分别与表示被检体9的表面上的相互不同的多个位置上的超声波的发送方向的各轴对准地来进行该各关心区域r的设定。各超声波图像中的超声波的发送方向能够基于向第一个超声波图像的坐标系(世界坐标系)变换的齐次变换矩阵来确定。另外，超声波图像获取时的探针2的轨迹与各超声波图像的上边对应。因此，如图12所示，探针2的轨迹以及超声波的发送方向的信息包含在超声波合成图像中。

区域设定部3521可以依次选择从第一个超声波图像到第n个超声波图像，但在本实施方式中，分别依次选择与超声波图像的所生成的顺序的大致中间对应的大致中间超声波图像的中心轴、以及所述大致中间超声波图像的前后的规定数量的生成顺序的超声波图像的所述中心轴。在n是偶数的情况下，大致中间超声波图像与第n/2个超声波图像对应。在n是奇数的情况下，大致中间超声波图像与第(n-1)/2个或第(n+1)/2个中的任一个超声波图像对应。另外，将表示大致中间超声波图像中的超声波的发送方向的轴设为Dc。区域设定部3521从n张超声波图像中最初选择大致中间超声波图像，使大致中间超声波图像中的轴Dc与图11中单点划线所示的关心区域r的中心轴Ax对准地来设定关心区域r。即，将大致中间超声波图像中的超声波的发送方向与中心轴相一致的关心区域r设为搜索开始区域。此外，在以下的说明中，在超声波图像中的超声波的发送方向与关心区域的中心轴一致的情况下，设该超声波图像与该关心区域对应。

然后，在使关心区域r移动的情况下，区域设定部3521选择其他的超声波图像，以所选择的超声波图像中的超声波的发送方向与关心区域r的中心轴Ax一致的方式，再次设定关心区域r。在本实施方式中，区域设定部3521在选择了大致中间超声波图像Tc之后，通过依次选择在大致中间超声波图像Tc的生成顺序中的前后的规定数量m的超声波图像(m为偶数的情况下，从第(n/2)-(m/2)到第(n/2)+(m/2)-1为止的超声波图像)，从而使关心区域r移动。

在此，在被检者获取腹部的超声波图像的情况下，通常使探针2从一方的侧腹部附近经由脐部向另一方的侧腹部附近移动。因此，获取大致中间超声波图像Tc时的探针2的位置在脐部附近的可能性较高。因此，左右对称性高的关心区域r的搜索不需要对与全部的超声波图像对应的关心区域进行，能够设为m＜n。由此，能够抑制关心区域r的移动次数，减少运算量。

图10所示的对称度评价部3522是对相对于关心区域r的中心轴Ax分别位于关心区域r内的左右的图像的对称度进行评价的功能块。例如在设定了图11所示的关心区域r的情况下，对称度评价部3522通过计算相对于中心轴Ax的左侧区域与右侧区域的相关值，来评价关心区域r的对称度。作为相关值的计算方法，例如能够使用绝对差之和(SAD：Sum ofAbusolute Difference)、平方差之和(SSD：Sum of Squared Difference)、归一化互相关(NCC：Normalized Cross-Correlation)、以及零均值标准化互相关(ZNCC：Zero-meansNormalized Cross-Correlation)等，但特别优选对明亮度的变化稳健的ZNCC。此外，关于相关值可参照例如http://isl.sist.chukyo-u.ac.jp/Archives/tm.html。

另外，在超声波合成图像中，由于腹直肌等的肌肉与其他组织的边界成为高亮度，因此形成线状的纹理。对称度评价部3522特别优选针对关心区域r中的纹理，计算相关值。

此外，代替相关值，也可以使用互信息量来评价左右对称度。关于互信息量，例如可参照https://lp-tech.net/articles/9pF3Z。

对称度评价部3522对区域设定部3521所设定的全部的关心区域r评价左右对称度，每当关心区域r移动时，将左右对称度记录在存储器中。图13是表示与关心区域对应的超声波图像的编号(图像No.)与相关值的关系的一例的曲线图。

区域选择部3523是基于左右对称度来选择关心区域r的功能块。在本实施方式中，区域选择部3523从被评价了左右对称度的关心区域r中选择左右对称度最高的关心区域r(在图13所示的例子中，与第p个超声波图像对应的关心区域)。由此，如图14所示，选择中心轴Ax位于左右的腹直肌的大致正中的关心区域r。

需要说明的是，由区域选择部3523选择的关心区域未必需要是具有最大的对称度的关心区域，也可以是具有规定阈值以上的对称度的关心区域中的任一个。例如也可以选择左右对称度第二高的关心区域等左右对称度比较高的关心区域。

角度计算部3524是计算通过超声波合成图像的规定轴与所选择的关心区域r的中心轴Ax之间的角度差的功能块，方向调整部352基于角度计算部3524计算出的角度差，进行超声波合成图像的角度调整。在本实施方式中，通过超声波合成图像的规定的轴是超声波合成图像的左右对称轴。由此，超声波合成图像旋转，以使图14所示的中心轴Ax指向上方，生成如图4所示的脐部成为朝向上方的超声波合成图像。

(处理步骤)

图15是表示本实施方式的超声波拍摄方法的处理步骤的流程图。

在步骤S1中，探针2将超声波从被检体9的表面上的相互不同的多个位置朝向被检体9的内部发送。由此，探针2接收在被检体9的内部被反射的超声波，从探针2输出回波信号。

在步骤S2中，超声波图像生成部3511分别生成与被检体9的表面上的相互不同的多个位置对应的超声波图像。在本实施方式中，每当从探针2输出回波信号，超声波图像生成部3511生成超声波图像。重复步骤S1以及S2，直到探针2的扫描结束为止(步骤S3中为“是”)。

当探针2的扫描结束时，在步骤S4(图像生成步骤)中，图像合成部3512合成所述各位置中的超声波图像并生成被检体9的剖面的超声波合成图像。

接着，在步骤S5(基准点设定步骤)中，基准点设定部353设定超声波合成图像的关注组织的基准点。

然后，在步骤S6(种子点赋予步骤)中，第一种子点赋予部354以所述基准点为基准对超声波合成图像中赋予一个以上的种子点。

然后，在步骤S7(区域划定步骤)中，区域划定部355划定所述种子点所属的区域，根据组织的种类将所述超声波图像中所含的所述被检体的图像区域划分为多个区域。

(总结)

如上所述，在本实施方式中，通过使包括左右一对腹直肌的一部分和存在于腹直肌之间的“白线”的部位的模板图像T与超声波合成图像匹配，将“白线”的中点设定为基准点Pr，基于基准点Pr与组织的种类建立对应地赋予种子点，划定各种子点所属的区域。这样，由于能够在超声波合成图像中自动地检测生物体组织的边界，因此省掉了被检者(用户)手动地赋予种子点的麻烦，能够减少用户的负担。

(实施方式2)

在第二实施方式中，关于对基准点的设定以及种子点的赋予的方法，对以与第一实施方式不同的方式进行全面说明。图16是表示第二实施方式的超声波拍摄装置3'的结构的框图。超声波拍摄装置3'是在图2所示的超声波拍摄装置3中将基准点设定部353以及第一种子点赋予部354分别置换为基准点设定部353'以及第一种子点赋予部354'，并进一步设置第二种子点赋予部356的结构。另外，在辅助存储装置33中不存储模板图像T。

方向调整部352与第一实施方式同样地，将图3所示的超声波合成图像的朝向调整为如图4所示的超声波合成图像那样脐部成为朝向上方。

基准点设定部353'与第一实施方式中的基准点设定部353同样，是在超声波合成图像中设定基准点的功能块，但在不使用模板图像这一点上，与基准点设定部353不同。在本实施方式中，基准点设定部353'将通过脐部且沿超声波的发送方向延伸的直线上亮度值最大的位置设定为基准点Pr。需要说明的是，亮度值也包括与显示于显示器等的超声波图像中的亮度相当的像素值(原始数据)的值的概念。

如在第一实施方式中说明的那样，如图14所示，方向调整部352搜索超声波合成图像中的左右对称度最高的关心区域r，调整超声波合成图像以使关心区域r的中心轴Ax朝向上方。即，图14所示的中心轴Ax成为通过脐部而沿超声波的发送方向延伸的直线。在该直线上，与“白线”相交的位置的亮度最高，因此基准点设定部353'将在直线上亮度值最大的位置(与凸型滤波器的滤波器值最高处)设定为基准点Pr。由此，与第一实施方式同样地，能够将“白线”的中点设为基准点Pr。

此外，基准点设定部353'未必一定需要将在所述直线上亮度值最大的位置设定为基准点Pr，也可以将所述直线上规定阈值以上的亮度值的位置中任一处设定为基准点Pr。例如，也可以将所述直线上第二大亮度值的位置设定为基准点Pr。

第一种子点赋予部354'与第一实施方式中的第一种子点赋予部354同样，是基于基准点在超声波合成图像中与所述组织的种类建立对应地赋予种子点的功能块，但在利用迪杰斯特拉算法这一点上与第一种子点赋予部354不同。在本实施方式中，第一种子点赋予部354'通过迪杰斯特拉算法搜索以基准点Pr作为搜索起点、以从腹直肌的表侧向里侧横穿的直线上作为搜索终点的两个路径，并对被搜索出的两个路径所夹着的区域赋予种子点。

具体而言，如图17所示，第一种子点赋予部354'设定从腹直肌的表侧向里侧横穿的直线L1、L2。在本实施方式中，直线L1、L2是在基准点Pr的左右离开了规定距离的沿大致上下方向延伸的直线。更具体而言，使直线L1与从中心超声波图像到规定帧后(设扫描方向从左上到右下)的超声波图像中的超声波的发送方向一致，其中，中心超声波图像是超声波的发送方向与图14所示的中心轴Ax一致的超声波图像(设为中心超声波图像)，使直线L2与从中心超声波图像到规定帧前的超声波图像中的超声波的发送方向一致。直线L1、L2的位置优选以横穿腹直肌的厚度最大的中间部分的方式设定，但只要是从腹直肌的表侧向里侧横穿的位置即可，没有特别限定。

此外，由于超声波合成图像的表皮附近亮度高，因此直线L1、L2优选未到达表皮附近。另外，直线L1、L2也可以是沿上下方向延伸的平行的直线。

接着，如图18所示，第一种子点赋予部354'利用迪杰斯特拉算法搜索以基准点Pr作为搜索起点、以直线L1上作为搜索终点的一个路径K1。搜索的条件例如如下：

·路径中的合计亮度值高(静态条件)

·平缓地描绘弧形(动态条件)。

由于腹直肌的肌肉膜的亮度值较大，因此路径K1成为从“白线”沿着腹直肌的表里任一个肌肉膜(图18中表侧的肌肉膜)的曲线。进而，第一种子点赋予部354'在与上述相同的条件下进行基于迪杰斯特拉算法的搜索，如图19所示，搜索以基准点Pr作为搜索起点、以直线L1上作为搜索终点的另一个路径K2。路径K2成为从“白线”沿着腹直肌的里侧的肌肉膜的曲线。

然后，如图20所示，第一种子点赋予部354'以同样的方法搜索以基准点Pr作为搜索起点、以直线L2上作为搜索终点的两个路径K3、K4。

进而，第一种子点赋予部354'在被两个路径K1、K2夹着的区域(被路径K1、K2和直线L1包围的区域)内与肌肉建立对应地赋予种子点。种子点的赋予点数没有特别限定，但优选尽可能地赋予多个。同样地，第一种子点赋予部354'在被两个路径K3、K4夹着的区域(被路径K3、K4和直线L2包围的区域)内也与肌肉建立对应地赋予种子点。

如图7所示，第一实施方式中的第一种子点赋予部354仅对基准点Pr的左右两处赋予与肌肉对应的种子点S1。与此相对，本实施方式中的第一种子点赋予部354'能够大范围地赋予多个与肌肉对应的种子点。因此，能够提高由后述的区域划定部355的区域划定处理的精度，缩短处理时间。

如图19所示的第二种子点赋予部356是具有如下功能的功能块：从用于生成超声波合成图像的多个超声波图像中选择至少一个超声波图像，在与所述选择出的超声波图像的上端中任一个位置对应的超声波合成图像上的位置与皮肤建立对应地赋予种子点，在与所述选择出的超声波图像的下端中任一个位置对应的所述超声波合成图像上的位置与皮肤以及肌肉以外组织建立对应地赋予种子点。第二种子点赋予部356在能够不使用基准点Pr而赋予种子点这一点上与前述的第一种子点赋予部354以及第一种子点赋予部354'不同。

超声波合成图像是合成多个超声波图像的图像，如图21的多个矩形框所示，各超声波图像的范围的信息包含在超声波合成图像中。需要说明的是，在图21中示出了五个矩形框，但它们是从在超声波合成图像的生成中使用的超声波图像中选取的。各超声波图像的上端与在扫描时与探针接触的腹部表皮对应，各超声波图像的下端与腹部深部的组织(皮肤和肌肉以外的脂肪等)对应。

因此，例如，如图22所示，本实施方式中的第二种子点赋予部356选择三个超声波图像，在这些超声波图像的上端的中点的位置与皮肤建立对应地赋予种子点S4。同样地，第二种子点赋予部356在选择出的三个超声波图像的下端的中点的位置与皮肤以及肌肉以外的组织建立对应地赋予种子点S5。此外，所选择的超声波图像的数量没有特别限定，但从赋予更多的种子点的观点出发，优选选择全部的超声波图像。

如上所述，第二种子点赋予部356能够不使用基准点Pr而自动地赋予与皮肤、以及皮肤和肌肉以外的组织对应的种子点。另外，如上所述，第一种子点赋予部354'能够对超声波合成图像赋予与肌肉对应的种子点。即，通过第一种子点赋予部354'以及第二种子点赋予部356，能够在超声波合成图像上分别与肌肉、皮肤、以及其他组织建立对应地赋予种子点。此外，第一种子点赋予部354'也可以相对于基准点Pr，在上方以及在下方的规定位置赋予分别与皮肤、以及其他组织对应的种子点。

图19所示的区域划定部355是划定由第一种子点赋予部354'以及第二种子点赋予部356赋予的各种子点所属的区域的功能块。划定区域的方式与第一实施方式中的方式相同，因此省略说明。

由区域划定部355划分为多个区域的超声波合成图像被输出至显示接口部36，与此对应地，显示接口部36以能够识别被划分的区域的方式将超声波合成图像显示于显示器31。

(总结)

在上述本实施方式中，以与第一实施方式不同的方式，进行了基准点的设定以及种子点的赋予。具体而言，基准点设定部353'将通过脐部且沿超声波的发送方向延伸的直线上亮度值最大的位置设定为基准点Pr以代替使用模板图像。另外，第一种子点赋予部354'利用迪杰斯特拉算法搜索以基准点Pr作为搜索起点、以从腹直肌的表侧向里侧横穿的直线上作为搜索终点的两个路径，并在被搜索出的两个路径夹着的区域内赋予种子点。另外，第二种子点赋予部356从用于生成超声波合成图像的多个超声波图像中选择至少一个超声波图像，在与所述选择出的超声波图像的上端中任意位置对应的超声波合成图像上的位置与皮肤建立对应地赋予种子点，在与所述选择出的超声波图像的下端中任意位置对应的所述超声波合成图像上的位置与皮肤以及肌肉以外的组织建立对应地赋予种子点。

(附记事项)

本发明并不限定于上述实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，将各实施方式中公开的技术方案进行适当地组合而得到的方式也包括在本发明的技术范围内。

例如，关于基准点的设定，可以采用第一实施方式所述的方式，关于种子点的赋予，也可以采用第二实施方式所述的方式。另外，关于种子点的赋予，对于一部分的组织(例如肌肉)可以自动地赋予种子点，对于其他组织可以手动地赋予种子点。

另外，在上述实施方式中，对被检体是腹部的情况进行了说明，但在本发明中并不限定于腹部。另外，在上述实施方式中，将超声波合成图像划分为肌肉、皮肤、以及其他组织这三种种类，但用于划分超声波合成图像的生物体组织的种类并不限定与此。例如，生物体组织的种类也可以包括骨骼、血液等。

另外，在上述实施方式中，图像生成部351所生成的超声波图像是合成了多个超声波图像的超声波合成图像，但也可以是一个超声波图像。即，图像生成部351也可以构成为仅具有超声波图像生成部3511。

工业利用性

本发明能够应用于医疗用途以及非医疗用途中的任意用途，特别适合用于不是医疗从业者的被检者在日常中确认自身的健康状态的用途。

附图标记说明

1 超声波拍摄系统

2 探针

3 超声波拍摄装置

3' 超声波拍摄装置

9 被检体

31 显示器

32 输入装置

33 辅助存储装置

34 通信接口部

35 信号处理部

351 图像生成部

3511 超声波图像生成部

3512 图像合成部

352 方向调整部

3521 区域设定部

3522 对称度评价部

3523 区域选择部

3524 角度计算部

353 基准点设定部

353' 基准点设定部

354 第一种子点赋予部

354' 第一种子点赋予部

355 区域划定部

356 第二种子点赋予部

36 显示接口部

Ax 中心轴

Dc 发送方向

K1～K4 路径

L1、L2 直线

P 超声波拍摄程序

Pr 基准点

r 关心区域

r1～r3 区域

R 齐次变换矩阵

S1～S5 种子点

T 模板图像

Tc 大致中间超声波图像

V 区域划定信息

用语

按照本说明书中记载的任意的特定的实施方式，并非一定能够实现全部的目的或效果、优点。因此，例如本领域技术人员容易想到，特定的实施方式构成为：未必一定达成在本说明书中教导或启示那样的其他目的或效果、优点，但以实现或优化本说明书中所教导那样的一个或多个效果、优点的方式进行动作。

本说明书中记载的全部处理通过由包含一个或多个计算机或者处理器的计算机运算系统执行的软件代码模块来具体实现，能够完全自动化。代码模块能够存储于任意类型的非暂时性的计算机可读介质或其他的计算机存储装置中。一部分或全部的方法能够通过专用的计算机硬件来具体实现。

根据本公开可知，本说明书中记载的内容以外，还存在多个其他的变形例。例如，根据实施方式，本说明书中记载的算法中的任何特定的动作、事件、或者功能能够以不同的顺序执行，并且能够追加、合并、或者完全除去(例如，并非所述的全部行为或者事项均需要算法的执行)。进而，在特定的实施方式中，动作或事件例如能够经由多线程技术处理、中断处理、或者经由多个处理器或处理器核、或者在其他并列架构上，不是依次而是并列地执行。进而，不同的任务或进程也可以通过能够一起发挥功能的不同的机器和/或计算机运算系统来执行。

与本说明书中公开的实施方式相关地说明的各种例示的逻辑块以及模块能够通过处理器等机器来实施或者执行。处理器也可以是微处理器，但取而代之，处理器也可以是控制器、微控制器、或者状态机、或者它们的组合等。处理器能够包含构成为对计算机可执行命令进行处理的电路。在另一个实施方式中，处理器包含面向特定用途的集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或者不处理计算机可执行命令而执行逻辑运算的其他可编程设备。处理器还能够安装为计算机运算设备的组合，例如数字信号处理器(数字信号处理装置)与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核组合的一个以上的微处理器、或者任意的其他这样的结构。在本说明书中，主要对数字技术进行说明，但处理器也可以主要包含模拟元件。例如，本说明书中记载的信号处理算法的一部分或全部能够通过模拟电路或模拟和数字的混合电路进行安装。计算机运算环境包括微处理器、主框架计算机、数字信号处理器、便携式计算机运算设备、设备控制器、或者基于装置内的计算引擎的计算机系统，但能够包含不限于这些的任意类型的计算机系统。

只要没有特别说明，“能够”“可能”“有可能”或“存在可能性”等带条件的言语在特定的实施方式中包含特定的特征、要素和/或步骤，但在为了传递不包含其他实施方式的情况而通常使用的上下文内的意思来理解。因此，这样的带条件的语言一般是特征、要素和/或步骤是一个以上的实施方式所需的任意的方法，或者是指一个以上的实施方式必然包含用于确定这些特征、要素和/或步骤是否包含在任意的特定的实施方式中或执行的逻辑。

语句“X、Y、Z中的至少一个”这样的选择性语言只要没有特别的区分的记载，则理解为项目、用语等可以是X、Y、Z中的任一个或者是它们的任意的组合，因此通常按照使用的上下文来理解(例：X、Y、Z)。因此，这样的选择性的言语一般而言，不意味着需要分别存在特定的实施方式的至少一个X，至少一个Y、或者至少一个Z。

本说明书中记载的和/或附图所示的流程图中的任意的进程记述、要素或模块应该理解为包含用于安装进程中的特定的逻辑功能或者要素的一个以上的可执行命令在内的潜在的模块、片段、或代码的一部分。代替的实施方式包含于本说明书中记载的实施方式的范围内，在此，要素或功能能够如本领域技术人员理解的那样，根据关联的功能性，以实质上同时或相反的顺序从图示或说明的内容中删除，并以不同的顺序执行。

只要没有特别的明示，“一”这样的数量词应该解释为一般包含一个以上的记述的项目。因此，“如～设定的一设备”等的语句意图包含一个以上的列举的设备。这样的一个或多个列举的设备也可以以执行所记载的引用的方式集合地构成。例如，“构成为执行以下的A、B以及C的处理器”能够包括构成为执行A的第一处理器、和构成为执行B以及C的第二处理器。除此以外，即使明确地列举所导入的实施例的具体的数量的列举，本领域技术人员也应该解释为这样的列举典型地意味着至少列举的数量(例如，不使用其他的修饰语的“两个列举”的单纯的列举通常是指至少两个列举、或者两个以上的列举)。

一般而言，本领域技术人员应该判断本说明书中所使用的用语一般应理解为“非限定”用语(例如，“包含～”这样的用语应该解释为“不仅包含，至少包含～”，“具有～”这样的用语应该解释为“至少具有～”，“包含”这样的用语应该解释为“虽然包含以下，但不限于此。”等。)。

为了说明的目的，本说明书中使用的“水平”这样的用语与该方向无关系，定义为实施与所说明的系统所使用的区域的地面的平面或表面平行的平面或者作为所说明的方法的平面。“地面”这个用语能够置换为“地面”或“水面”这样的用语。“垂直/铅垂”这样的用语是指与所定义的水平线垂直/铅垂的方向。“上侧”、“下侧”、“下”、“上”、“侧面”、“更高”、“更低”、“在上方”、“超过～”、“下方的”等用语相对于水平面而被定义。

本说明书中使用的用语的“附着”、“连接”、“成对”以及其他的关联用语，只要没有其他的注释，就应该解释为包括能够拆卸、可移动、固定、可调节、和/或可拆卸地连接或连结。连接/连结包含具有直接连接和/或说明的两个构成要素间的中间结构的连接。

只要没有特别的明示，本说明书中使用的“大致”、“约”、以及“实质上”这样的定语的数量包含所列举的数量，另外，还表示执行所期望的功能、或者达到所希望的结果的、接近所记载的量的量。例如，只要没有特别明示，“大致”、“约”、以及“实质上”是指小于所记载的数值的10％的值。如本说明书中使用的那样，先行公开了“大致”、“约”、以及“实质上”等用语的实施方式的特征还表示执行所期望的功能，或者对其特征实现所期望的结果的几个具有可变性的特征。

在上述的实施方式中，能够添加较多的变形例和修正例，应该理解为这些要素处于其他可容许的例子中。这样的所有的修正和变形意图包括在本公开的范围内，通过权利要求的范围来保护。