弹性图像显示方法及弹性图像显示装置 【技术领域】
本发明涉及弹性图像显示方法及弹性图像显示装置，具体来说，涉及适合观察将生物体组织的弹性图像图像化的弹性图像，诊断病变部的良性或恶性的弹性图像显示方法及弹性图像显示装置。
背景技术
生物体组织的肿瘤等病变部与其他的正常的组织相比，组织硬，因此，基于利用超声波诊断装置或磁共振摄像装置等测量生物体组织的弹性的弹性图像，生成包含关心部位的生物体剖面的弹性图像，供给于病变部的诊断。作为关联的先行技术，有专利文献1、2。
作为弹性图像，例如，在超声波诊断装置的情况下，通常知道的有求出向关心部位施加压迫力时的生物体组织的变位，并图像化的变位分布图像、基于该变位分布求出的歪斜图像、基于生物体组织的各部的歪斜和应力求出的弹性模量图像等。这些弹性图像可以实时得到，因此，适合放映(screening)检查。这样的弹性图像通常根据弹性图像，利用色彩映射(color mapping)着色。
专利文献1：特开平5—317313号公报
专利文献2：特开2000—60853号公报
但是，例如，癌细胞有时根据生成的部位或个人差异，癌细胞的弹性和正常的生物体组织(例如，纤维组织)的弹性近似，即使观察对应于弹性色彩映射的弹性图像，也有时不能可靠地鉴别恶性和良性。
例如，在乳腺疾患的情况下，良性肿瘤柔软，弹性模量为10～300[kPa]，恶性肿瘤硬，弹性模量为250～750[kPa]的情况居多。从而，良性和恶性的弹性模量重叠的250～300[kPa]的范围成为难以确定良性和恶性的任一种的灰色区域。在这种情况下，认为测量弹性模量以外的弹性信息，综合判断这些观察结果，诊断关心部位的组织的艮性或恶性。作为弹性模量以外的弹性信息，例如，有表示考虑了施加了压迫力的生物体组织恢复为原状为止的时间的粘弹性模量的弹性图像、或将弹性模量对歪斜具有的非线形性作为指标的弹性图像等。
但是，在用一个弹性图像不能得到确证的情况下，需要切换至其他弹性图像，再次确认同一关心部位，因此，操作变得繁杂，检查需要时间，检测效率降低，并且，导致对患者造成负担的问题。
另外，即使同时获得多个弹性图像，在同一画面排列显示，在实时探索关心部位的扫描操作中，也不能同时观察多个弹性图像。从而，其结果，观察一个弹性图像的同时，进行扫描操作，在基于该弹性图像的关心部位属于灰色区域的弹性信息的情况下，需要将视线向另一方的弹性图像转移而确认，存在引起看错等的可能性。另外，需要在有限的画面上显示多个弹性图像，因此，各自的弹性图像变小，因此，导致视觉辨认性变差的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于实现能够提高弹性图像的灰色区域(gray zone)中的组织的恶性和良性的鉴别的精度，在不牺牲实时性的情况下视觉辨认性优越的弹性图像显示方法及弹性图像显示装置。
为了解决上述问题，本发明的弹性图像显示方法及弹性图像显示装置的第一方式，其特征在于，将不同的多个弹性信息合成为一个弹性图像而显示。由此可知，合成多个弹性信息而显示为一个弹性图像，因此，能够观察该弹性图像的同时，能够实时扫描操作。而且，根据一个弹性信息，属于良性或恶性的灰色区域，根据其他弹性信息，良性或恶性明确时，能够进行准确性高的组织的鉴别。尤其，根据合成这些多个弹性信息的弹性图像，能够在不转移视线的情况下进行诊断，从而提高视觉辨认性。
另外，根据本发明可知，能够通过基于实时的一次性扫描操作，进行准确性高的组织的鉴别，因此，能够显著提高检查效率。另外，有可以省略再次检查等精密检查的可能性，大幅度减轻对患者的负担。进而，能够适用于精密检查，提高检查效率。
在本发明的第一方式中，所述一个弹性图像可以是按照将所述弹性信息两个作为纵轴和横轴的二维映射图，对应于所述两个弹性信息，分配各像素的色相或亮度而生成的。另外，取而代之，所述一个弹性图像可以是将不同的多个所述弹性信息变换为评价恶性的评价值，对应于各弹性信息的评价值，分配各像素的色相或亮度而生成的。
另外，本发明的弹性图像显示方法及超声波诊断装置的第二方式可以作为利用数值、线图、和图形的至少一种，将设定的同一关心区域中的不同的多个所述弹性信息进行对比而显示的弹性图像。
在这种情况下，所述一个弹性图像可以是将所述关心区域中的不同的多个所述弹性信息变换为恶性的评价值，利用条形图将多个所述弹性信息的评价值进行对比而显示的图像。另外，取而代之，所述一个弹性图像可以是利用线图将所述关心区域中的不同的多个弹性信息的时间变化进行对比而显示的图像。
在此，本发明的不同的多个弹性信息中可以适用弹性模量、粘弹性模量、与相对于歪斜量的弹性模量的非线形性有关的非线形参数、包含于所述变位的运算结果的局部变位分布不均(分散值)或相关系数等与运算结果的可靠性有关的S/N判断信息、施加于各测量点的压迫方向、变位、应力、歪斜、泊松比、两个关心区域的歪斜的比率等。
根据本发明可知，能够实现能够提高弹性图像的灰色区域中的组织的恶性和良性的鉴别的精度，在不牺牲实时性的情况下视觉辨认性优越的弹性图像显示方法及弹性图像显示装置。
【附图说明】
图1是实施本发明的弹性图像显示方法的实施方式1的超声波诊断装置的结构图。
图2是说明生成本发明的实施方式1的彩色弹性像的二维色彩映射图(color map)的结构的图。
图3是表示乳腺组织的各部位中的与弹性模量的关系的一例的图。
图4是表示实施方式1的实施例1的二维色彩映射图和彩色弹性图像的图。
图5是说明相对于歪斜量的弹性模量的非线形性的图。
图6是表示实施方式1的实施例2的二维色彩映射图和彩色弹性图像的图。
图7是说明变位不均的图。
图8是表示实施方式1的实施例3的二维色彩映射图和彩色弹性图像的图。
图9是实施方式2的一实施例，生成将多个弹性信息变换为共通的指标值合成的彩色弹性图像的说明图。
图10是表示实施方式3的一实施例，利用不同的一维色彩映射图将多个弹性信息着色，将相邻的像素区域的弹性信息交替变化而生成马赛克状彩色弹性图像的说明图。
图11是利用不同的一维色彩映射图将实施方式3的其他实施例的多个弹性信息着色，将相邻的像素区域的弹性信息交替变化而表示马赛克状彩色弹性图像的图。
图12是将设定的关心区域ROI中的多个弹性信息显示为数值、基于条形图长度的显示、时间变化的图表的实施方式4的说明图。
图中，1—被检测体；2—探头；3—发送电路；4—发送接收控制电路；5—接收电路；6—整相加法运算电路；7—信号处理部；8—白黑扫描变换器；9—切换加法运算部；10—图像显示器；11—RF信号帧数据获得部；12—变位测量部；13—弹性信息运算部；15—彩色扫描变换器；16—压力传感器；17—压力测量部。
【具体实施方式】
以下，基于实施方式，说明本发明的弹性图像显示装置及弹性图像显示方法。
(实施方式1)
在图1中，作为本发明的弹性图像显示装置的一例，例如，示出了超声波诊断装置的一实施方式的方框结构图。如图2所示，抵接于被检测体1而使用的超声波的探头2具有在与被检测体1之间发送及接收超声波的多个振子排列的超声波发送接收面。探头2通过从发送电路3供给的超声波脉冲来驱动。发送接收控制电路4控制驱动探头2的多个振子的超声波脉冲的发送时序，朝向设定于被检测体1内的焦点形成超声波束。另外，发送接收控制电路4沿探头2的振子的排列方向电子扫描超声波束。
另一方面，探头2接收从被检测体1内产生的反射回波信号，向接收电路5输出。接收电路5按照从发送接收控制电路4输入的时序信号，取入反射回波信号，进行放大等接收处理。利用接收电路5接收处理的反射回波信号在整相加法运算电路6中通过相加由多个振子接收的反射回波信号的相位而加法运算来放大。在整相加法运算电路6中整相加法运算的反射回波信号的RF信号输入于信号处理部7，进行增益校正、日志压缩、检波、轮廓强调、过滤器处理等信号处理。还有，在整相加法运算电路6生成的RF信号也可以为复合解调的I、Q信号。
利用信号处理部7处理的RF信号导向白黑扫描变换器8，在此变换为数字信号，并且，变换为对应于超声波束的扫描面的二维断层像数据。利用这些信号处理部7和白黑扫描变换器8，构成断层像(B模式像)的图像再构成机构。从白黑扫描变换器8输出的断层像数据经由切换加法运算部9供给于图像显示器10，显示B模式像。
另一方面，从整相加法运算电路6输出的RF信号导向RF信号帧数据获得部11。RF信号帧数据获得部11对于与超声波束的扫描面(断层面)对应的RF信号组，作为帧数据获得多个帧程度，将其存储于存储器等。变位测量部12依次取入存储于RF信号帧数据获得部11的获得时刻不同的多对帧数据，基于取入的一对帧数据，求出断层面中的多个测量点的变位矢量，作为变位帧数据输出于弹性信息运算部13。
本实施例的弹性信息运算部13包括：基于变位帧数据，求出生物体组织的歪斜，生成歪斜帧数据的歪斜运算部；基于歪斜帧数据，求出各测量点的生物体组织的弹性模量，生成弹性模量帧数据的弹性模量运算部；求出与歪斜或弹性模量不相同的其他弹性信息(以下，称为关联弹性信息)，生成关联弹性信息的帧数据的关联弹性信息运算部。由弹性信息运算部13求出的歪斜、弹性模量、和关联弹性信息的帧数据输出于弹性信息处理部14。
弹性信息处理部14对于从弹性信息运算部13输入的各弹性信息的帧数据，实施坐标平面内的平滑化处理、对比度最佳化处理、帧之间的时间轴方向的平滑化处理等各种图像处理，将其向彩色扫描变换器15送出。
彩色扫描变换器15是具有生成将与本实施方式的特征有关的不同的多个弹性信息合成的一个弹性图像的合成弹性图像生成部的功能的部分。具体情况后述，但取入由弹性信息处理部14处理的弹性模量和关联弹性信息的帧数据，按照设定的弹性模量和关联弹性信息的二维色彩映射图，对帧数据的每一个像素赋予色调编码，生成合成了弹性模量和关联弹性信息的彩色弹性像。
由彩色扫描变换器15生成的彩色弹性像通过切换加法运算部9显示于图像显示器10。另外，切换加法运算部9具有：输入从白黑扫描变换器8输出的白黑断层像、和从彩色扫描变换器15输出的彩色弹性图像，切换两个图像，显示任意一方的功能；使两个图像的一方半透明，经过加法运算合成而重叠于图像显示器10显示的功能；排列显示两个图像的功能。还有，未图示，但可以设置存储从切换加法运算部9输出的图像数据的影像存储器(シネメモリ)部，按照来自装置控制接口部18的指令，调出过去的图像数据，显示于图像显示器10。
对这样构成的本实施方式的基本的动作进行说明。首先，变化利用探头2施加于被检测体1的压力，同时，将超声波束向被检测体1扫描，并且，连续接收来自扫描面的反射回波信号。还有，基于从整相加法运算电路6输出的RF信号，利用信号处理部7及白黑扫描变换器8构成断层像，通过切换加法运算部9显示于图像显示器10。
另一方面，RF信号帧数据获得部11在施加于被检测体1的压迫力变化的过程中，取入RF信号，使其同步于帧频，反复获得帧数据，按时序顺序保存于内置的帧存储器内。还有，以获得时刻不同的一对帧数据为单位，连续选择多对帧数据，将其向变位测量部12输出。变位测量部12对选择的一对帧数据进行一维或二维相关处理，测量扫描面中的各测量点的变位，生成变位帧数据。作为该变位矢量的检测法，例如，知道有特开平5—317313号公报等中记载块匹配法(block matching)或梯度法。在块匹配法中，将图像例如分为由N×N像素构成的块，从前帧探索最近似当前帧中着眼的块的块，基于其，求出测量点的变位。另外，可以计算一对RF信号帧数据的同一区域中的自己相关，算出变位。
由变位测量部12求出的变位帧数据输入于弹性信息运算部13中。弹性信息运算部13运算各测量点的歪斜、弹性模量、关联弹性信息所谓的预先设定的多个弹性信息，将必要的弹性信息帧数据输出于弹性信息处理部14。歪斜的运算如公知一样通过空间微分变位来计算。另外，基于求出的歪斜，运算各测量点的弹性模量。在求出弹性模量的情况下，取入由压力测量部17测量的压力的测量值，基于其，运算各测量点中的应力。压力测量部17基于由设置于探头2的超声波发送接收面和被检测体1之间的压力传感器16检测出的压力，运算被检测体1内部的测量点中的应力。
弹性信息运算部13的弹性模量运算部由各测量点中的应力、和由弹性信息运算部13的歪斜运算部求出的歪斜帧数据运算扫描面上的各测量点的弹性模量E(例如，杨氏模量)，输出于弹性信息处理部14。在此，图3中示出测量乳腺组织的各部位的弹性模量的一例(来源：T.A.Krouskopet.al，Ultrasonic Imaging，1998)。在图中，横轴表示乳腺组织的各部位，纵轴表示弹性模量[kPa]。如图示，脂肪及良性的乳腺组织的弹性模量充分小，浸润性乳腺癌的弹性模量大致为380～730。另一方面，良性的纤维组织大致为130～300，相对于此，恶性的一部分的乳腺癌大致为220～360左右，两者重叠的220～300的范围成为良性和恶性混杂的灰色区域。从而，若仅将弹性模量作为指标，则关于灰色区域的弹性模量的部位，不能鉴别良性和恶性。
因此，在本实施方式中，在弹性信息运算部13的关联弹性信息运算部中，如后述的各实施例中说明所述，求出与歪斜和弹性模量不同的关联弹性信息，输出于弹性信息处理部14。作为关联弹性信息，如后所述，可以适用各种与弹性有关的信息。弹性信息处理部14对输入的弹性模量及关联弹性信息进行平滑化处理等处理，输出于彩色扫描变换器15。
彩色扫描变换器15合成不同的多个弹性信息，生成一个弹性图像。在彩色扫描变换器15设定有如图2所示的二维色彩映射图。即，纵轴表示弹性模量E[kPa]，横轴上分配关联弹性信息，纵轴上随着从下方朝向上方，弹性模量E变大，即随着从下方朝向上方，能够评价生物体组织的良性到恶性。另外，横轴上随着从左方朝向右方，关联弹性信息变大，即随着从左方朝向右方，能够评价生物体组织的良性到恶性。另外，沿纵轴及横轴，设定有例如基于256灰度化的色调的灰度等级(gradation)。另外，就色调的灰度等级来说，在纵轴的左右轴、和横轴的上下轴的各自设定有不同的色调的灰度等级。在图示例子中，弹性模量的左轴设定有“黄～绿”的灰度等级，右轴设定有“红～蓝”的灰度等级，关联弹性信息的下轴设定有“黄～红”的灰度等级，上轴设定有“绿～蓝”的灰度等级。即，不限于纵轴方向、横轴方向，在包括倾斜方向的任意的方向上设有灰度等级，分配于二维映射图的二维平面内的色相在所有的点上具有固有的色相。
从而，根据图2的二维色彩映射图可知，如图中箭头所示，右上角表示弹性模量及关联弹性信息以及恶性，左下角表示弹性模量及关联弹性信息以及良性。另外，难以判断良性或恶性的弹性模量E的灰色区域是区域R21、R22、R23，关联弹性信息的灰色区域是R12、R22、R32。但是，若考虑弹性模量和关联弹性信息两者的评价，则能够鉴别区域R21、R12成为良性的可能性高，区域R23、R32成为恶性的可能性高，能够将灰色区域限定于区域R22。
在此，说明在彩色扫描变换器15中，使用图2的二维色彩映射图，生成合成了弹性模量和关联弹性信息两个弹性信息的彩色弹性图像的步骤。彩色扫描变换器15取入利用弹性信息处理部14进行了平滑化等处理的弹性模量和关联弹性信息的帧数据，按二维色彩映射图上的像素单位每一个读取帧数据的弹性模量和关联弹性信息交叉的位置的色调编码，将其作为与各测量点对应的各像素的色调设定，生成彩色弹性图像。
如上所述，根据本实施方式可知，能够通过考虑关联弹性信息，大幅度减少由一个弹性信息不能鉴别的灰色区域。其结果，能够提高仅由弹性模量不能鉴别的灰色区域的良性恶性的鉴别的准确性。
还有，代替彩色扫描变换器15，可以使用白黑扫描变换器。在这种情况下，由于弹性模量和关联弹性信息大的区域的亮度亮，相反小的区域的亮度暗等，从而能够鉴别良性或恶性。
以下，基于关联弹性信息的具体的实施例，说明作为本实施方式的特征部的弹性信息运算部13和彩色扫描变换器15的详细结构和动作。
实施例1
对作为本发明的关联弹性信息，适用了表示相对于歪斜量的弹性模量的非线形性的非线形参数的实施例1进行说明。构成本实施例的弹性信息运算部13的关联弹性信息运算部如图4(A)所示的二维色彩映射图一样，求出表示关心部位的生物体组织的弹性特性的非线形性的非线形参数α。
即，通常，如图5所示，生物体组织具有随着压迫的压力或歪斜量增加而变硬的特性，脂肪组织显示在大的歪斜量的范围为止被测量出大致恒定的弹性模量的线形性，相对于此，纤维组织或浸润性肿瘤随着歪斜量的增加而弹性模量也显著增加，认同歪斜硬化的现象。另外，与纤维组织相比，浸润性恶性肿瘤的歪斜硬化的程度大，比后述的非线形参数还大。在此，歪斜量是指从压迫卡是的测量时刻为止的歪斜的积分值，与歪斜帧数据的歪斜区别使用。
如图5所示，通常，生物体组织的歪斜量∑ε[％]一弹性模量E[kPa]的关系表示非线形的弹性响应。因此，提出了：基于歪斜帧数据，求出从压迫开始到测量时刻的为止的歪斜量，基于上述弹性模量帧数据，获得歪斜量—弹性模量的关系数据。还有，用函数近似化歪斜量—弹性模量的非线形曲线，利用最小二乘法，基于最良好地近似的曲线，求出非线形参数α，将其作为表示该组织的非线形性的信息来评价的建议(例如，电子信息通信学会论文杂志2001/12Vol.J84—A No.12、《基于超声波的组织的非线形弹性特性的图像化》新田他)。
但是，以往作为弹性模量E使用杨氏模量，用一次参数假设相对于歪斜量∑ε的弹性模量E的关系的曲线的斜率，因此，在非线形性为显著的实际的组织的情况下，不能成为定量信息，因此，不能适用于确定诊断。
因此，在本实施例中，形成为严格近似组织的非线形响应的曲线，适用下式(1)所示的高次函数。
E＝E0+α×(∑ε)γ(γ为2以上的自然数) (1)
式(1的非线形参数α是相当于曲线的斜率的变化的值，因此，组织的非线形性越大，越成为大的值，越靠近线形，无限接近零。还有，能够将式(1)进而通常化，利用式(2)用指数函数形式近似。另外，可以将非线形参数α设定为表示非线形性的参数。
E＝(E0—1)+exp(α×∑ε) (2)
根据由式(1)或式(2)所示的近似函数可知，无论压迫的程度，在任意的尺寸变化率区间中评价非线形参数α，也能够得到以高精度确定的非线形参数α，能够实现定量评价。即，将在当前时刻t(0)中测量的歪斜量—弹性模量的关系(∑ε(0)、Y(0))、和在过去的时刻t(—1)、t(—2)、……中得到的歪斜量—弹性模量的关系(∑ε(—1)、Y(—1))、(∑ε(—2)、Y(—2))、……作为歪斜量—弹性模量的关系的存储数据适用，在当前时刻t(0)实时评价非线形参数α，该非线形参数的数值信息、图像信息也成为不依赖于压迫程度的客观的信息。
从而，能够将非线形参数α作为实时弹性图像显示，即使在弹性模量的弹性图像存在良性和恶性不确定的灰色区域，也只要合成非线形参数α的弹性图像，就能够高精度地鉴别良性恶性。
图4中示出利用本实施例生成的彩色弹性图像的一例。图4(A)是二维色彩映射图的设定例，图4(B)是使用该二维色彩映射图制作的彩色弹性图像。如图4(A)所示，本实施例的二维色彩映射图中，纵轴被分配为弹性模量E[kPa]，横轴被分配为非线形参数α。另外，纵轴和横轴的色调的灰度等级与图2相同地设定。
使用这样的二维色彩映射图，在彩色扫描变换器15中合成了弹性模量和非线形参数两者的弹性信息的彩色弹性图像的一例如图4(B)所示。在图4中，组织3被赋予二维色彩映射图的P3的位置的色相，弹性模量E高，非线形参数α也高，因此，可以强烈怀疑恶性。另一方面，组织4被赋予P4的位置的色相，弹性模量E是灰色区域的值，但非线形参数α充分大，因此，与良性相比，更促使对恶性的怀疑。关于其他组织1、2、5，判断为良性。
如上所述，根据本实施例可知，能够大幅度减少由一个弹性信息不能鉴别的灰色区域，因此，能够提高良性或恶性的鉴别的准确性。尤其，不需要观察对比弹性模量的图像、和非线形参数的图像两个图像，能够由一个弹性图像提高良性或恶性的鉴别的准确性，因此，能够提高视觉辨认性及检查效率。
实施例2
图6(A)中除了弹性模量E之外，示出了作为关联弹性信息适用了与运算结果的可靠性有关S/N判断信息的实施例2的二维色彩映射图，图6(B)中示出了基于弹性模量和S/N判断信息两个弹性信息合成的彩色弹性图像的一例。
本实施例的弹性信息运算部13的关联弹性信息运算部具备S/N判断信息运算部。S/N判断信息运算部求出包含于变位的运算结果的变位分布的局部不均(分散)、或利用由变位测量部12的变位运算得到的相关系数表示的S/N判断信息。
由变位测量部12求出的变位帧数据如图7(A)、(B)所示，由各测量点中的二维变位矢量(Xi，j、Yi，j)表示。即，将图像纵轴方向(y方向)成分和图像横轴方向(x方向)成分的要素数据组分别表示如下。
Xi，j(t)(i＝1、2、3、……、N，j＝1、2、3、……M)
Yi，j(t)(i＝1、2、3、……、N，j＝1、2、3、……M)
下标i表示横轴方向的坐标，j表示纵轴方向的坐标。S/N判断信息运算部基于图7的变位帧数据，例如，生成作为本实施例的特征的S/N判断信息之一的变位不均的帧数据。
即，向被检测体1施加了一定方向的压迫力时的生物体各部的组织的动态行为根据(A)非常硬的充实性组织(例如，癌肿瘤等)、(B)柔软的充实性组织(例如，纤维肿瘤)、或(C)流动性囊肿组织(例如，囊肿)等而具有显著的差异。例如，形成(A)的癌肿瘤等的组织由于细胞的密度及组织的组合度高，因此相互缠绕而发挥相同的活动。相对于，癌肿瘤等周围的组织的组织结合度未必一定高，因此，与癌肿瘤等相比，在活动的大小或方向上具有不均。
通过将这样的组织的动态行为的差异作为变位的不均程度评价，能够鉴别癌肿瘤等的存在，或鉴别癌肿瘤等的大小。另外，(B)的纤维肿瘤一样比较柔软的组织的情况下，变位的大小或方向根据受到的压迫力的位置而分散，出现相对于压迫方向具有倾斜的不均，从而，由于从压迫的中心越偏离，其斜率越大，因此能够鉴别。进而，(C)的囊肿一样的非细胞组织的情况下，肿内没有组织的结合，因此，各部位的活动完全自由，因此，成为变位的大小或方向的不均显著出现的分布。因此，在变位不均运算部运算表示各测量点的变位的大小及方向的变位不均，将该变位不均帧数据作为关联弹性信息生成。
另外，变位与压迫力的大小有关，因此，表示变位的大小及方向的变位不均即使组织相同，也有时发生误认为不同的组织的情况。因此，为了将变位的大小及方向设为定量的值，优选用包含于包围各测量点的局部区域的多点的变位的平均值标准化，求出变位不均程度。由此，能够客观、定量评价关心部位和其周围的组织的结合关系，例如，能够形成为使组织的充实性或囊肿性等组织性质的识别变得容易等的、用于进行组织鉴别的新的弹性信息。另外，变位不均程度标准化了局部变位不均，因此，能够对于组织性质，进行不依赖于压迫的方法的定量评价，作为S/N判断信息的变位不均的倒数(变位帧数据越大，可靠性越低)小于某设定阈值的测量点，判断为压迫前后的，测量点剖面偏离的情况等该测量点由于某种理由而在变位运算中包含无用数据(noise)，可以处理为利用变位数据的弹性模量或其他弹性数据的可靠性差。
还有，S/N判断信息运算部可以代替变位不均，运算S/N判断信息的其他一例即相关系数。该相关系数是在利用相关法运算变位分布的情况下得到的系数。在利用相关法的变位分布运算中，利用压迫前的组织部位的RF信号波形设定样板，用压迫后的RF信号探索具有最近似该样板的波形的区域。还有，是在设定的探索范围中，运算最大的相关系数的点识别为压迫后的样板的目的地，求出变位的方法。从而，相关系数的绝对值是表示样板的匹配的程度的值，变位运算的可靠性越高，成为越接近[1]的值，可靠性越低，成为越接近[0]的值。因此，在相关系数不超过设定阈值(例如，0.8)的测量点，判断为该测量点由于某种利用而在变位运算中包含无用数据，可以处理为利用变位数据的弹性模量或其他弹性数据的可靠性差。
图6(A)、(B)表示将基于这样求出的变位不均(的倒数)或相关系数的S/N判断信息作为可靠性的尺度，设定将弹性模量和S/N判断信息作为两轴的二维色彩映射图，生成彩色弹性图像的例子。如图6(A)所示，在本实施例的二维色彩映射图中，表示由弹性模量的大小观察纵轴，由S/N判断信息观察横轴的弹性模量的可靠性。弹性模量设定为与图2相同，S/N判断信息设定为随着从左向右，从低可靠性变为高可靠性。另外，区域R25、R26是弹性模量的灰色区域，R15、R25、R35是S/N判断信息的灰色区域。但是，区域R25由于从S/N判断信息观察的情况下，可靠性高，因此，能够脱离弹性模量的灰色区域而评价。
例如，如图6(B)所示，组织3被赋予二维色彩映射图上的P3的位置的色相，弹性模量E高，S/N判断信息的可靠性也高，因此，可以强烈怀疑恶性。另一方面，组织4以与组织3相同的程度，弹性模量高，但S/N判断信息的可靠性低，因此，P4的位置的色相被赋予，弹性模量E不是灰色区域，但可靠性值得怀疑，因此，促使再次检查。
根据本实施例可知，与实施例1相同地，能够大幅度减少由一个弹性信息不能鉴别的灰色区域，因此，能够提高良性或恶性的鉴别的准确性。尤其，不需要观察对比弹性模量的图像、和S/N判断信息的图像两个图像，能够由一个弹性图像提高良性或恶性的鉴别的准确性，因此，能够提高视觉辨认性及检查效率。
实施例3
图8(A)中除了弹性模量E之外，示出了作为关联弹性信息适用了相对于相对于压迫方向的角度的实施例3的二维色彩映射图，图8(B)中示出了相对于压迫方向的角度的说明图。如图8(B)所示，施加压迫的探头的正下方方向(压迫方向)被施加适当的压迫。但是，在从压迫方向偏离角度θ的位置没有施加适当的压迫，因此，预测基于该位置的变位测量数据的弹性信息不适当。尤其，在前列腺癌的测量的情况下，使用曲率大的圆柱状探头，因此，难以在全视野方向上施加相等的压迫。从而，在相同的测量剖面中，存在压迫适当的区域、和不适当的区域。
因此，本实施例的二维色彩映射图中，纵轴为弹性模量的大小，横轴为相对于压迫方向的角度θ(—π/2～+π/2)。通过这样设定，能够一目了然地评价注目的关心部位的弹性模量的值是何种程度适当的压迫条件下测量的结果。从而，由于在不适当的θ的范围内测量的弹性模量的准确性低，因此，在可疑的情况下，可以促使再次检查。具体来说，可知被赋予P3的色相的区域R32的组织是在适当的压迫条件下测量的弹性模量。但是，被赋予P4的色相的区域R33的组织的弹性模量高，被怀疑恶性，但可以知道是在不适当的压迫条件下测量的值。从而，观察本实施例的色彩映射图像，关于被赋予R33的区域的色相的关心部位，在实时中，再次朝向该关心部位压迫，由此能够在适当的压迫下鉴别良性恶性。
从而，根据本实施例可知，能够起到与实施例1、2相同的效果。
实施例4
在上述实施例1～3分别中，说明了分贝使用弹性模量—非线形参数α、弹性模量—S/N判断信息、弹性模量—压迫方向的二维色彩映射图，生成合成了两个弹性信息的彩色弹性图像的例子，但本发明不限定于此。例如，能够组合弹性模量，运算粘弹性模量、变位、应力、歪斜、泊松比、两个关心区域的歪斜的比率等弹性信息，设定二维色彩映射图，能够起到与实施例1～3相同的效果。
另外，不限于与弹性模量的组合，可以将上述弹性信息任意组合而使用，能够起到与实施例1～3相同的效果。
(实施方式2)
在上述实施方式1中，说明了使用二维色彩映射图生成合成了两个弹性信息的彩色弹性图像的本发明，但本发明不限于此。即，可以用图1的弹性信息运算部13，运算多个不同的弹性信息，生成帧数据，用彩色扫描变换器15重叠这些弹性信息的帧数据，生成一个彩色弹性图像。
根据本实施方式可知，与实施方式1相同地，能够大幅度减少由一个弹性信息不能鉴别的灰色区域，因此，能够提高良性或恶性的鉴别的准确性。尤其，不需要观察对比弹性模量的图像、和其他关联弹性信息的图像两个图像，能够由一个弹性图像提高良性或恶性的鉴别的准确性，因此，能够提高视觉辨认性及检查效率。
使用图9，说明适用了实施方式2而生成的彩色弹性图像的一例。本实施例中，用弹性信息运算部13运算弹性模量、粘弹性模量、非线形参数等多个弹性信息的帧数据，并且，对于各弹性信息的帧数据的测量点每一个，求出组织的恶性的概率(恶性度)。在此，粘弹性模量是考虑了施加了压迫力的生物体组织恢复为原状为止的时间的弹性模量。由此，将基于弹性模量的恶性概率图像、基于粘弹性模量的恶性概率图像、基于非线形参数的恶性概率图像的一例分别示出在图9(A)～(C)中。还有，用弹性信息运算部13或彩色扫描变换器15对于多个恶性概率图像x(在此，x＝1、2、3、……)的测量点(i，j)每一个求出恶性概率Pij(x)。在此，i＝1、2、3、……、M。
进而，对于测量点(i，j)，将多个恶性概率图像的恶性概率Pij(x)的积作为基于综合诊断的恶性概率Pij，利用下式求出。
Pij＝Pij(1)×Pij(2)×Pij(3)×……
将求出的值Pij(x)作为像素值，赋予在图9的左侧所示的色带设定的色相，生成图9(D)所示的彩色弹性图像。
根据本实施例可知，将不同的多个弹性信息变换为评价恶性的评价值，将各像素的色相(或亮度)根据各弹性信息的评价值分配而合成弹性图像，因此，能够大幅度减少由一个弹性信息不能鉴别的灰色区域。其结果，能够提高良性或恶性的鉴别的可靠性。尤其，不需要观察对比多个弹性图像，能够由一个彩色弹性图像提高良性或恶性的鉴别的可靠性，因此，能够提高视觉辨认性及检查效率。
还有，在本实施例中，示出了求出每一个测量点(i，j)的恶性概率Pij(x)的积作为像素值的例子，但取而代之，可以将恶性概率Pij(x)作为多维矢量的长度，将利用下式求出的恶性概率Pij作为指标。
Pij＝√(Pij(1)×Pij(1)+Pij(2)×Pij(2)+Pij(3)×Pij(3)×……)
进而，取而代之，如下式所示，可以将恶性概率Pij作为恶性概率Pij(x)的平均值。
Pij＝(Pij(1)+Pij(2)+Pij(3)+……)/(弹性图像的个数)
(实施方式3)
在实施方式1中，说明了使用二维色彩映射图生成合成了两个弹性信息的彩色弹性图像的本发明，但在本实施方式中，对每一个弹性信息设定一维色彩映射图，将其中两个色彩映射图设定为例如暖色系和寒色系等相互不混合即不相容的色相的灰度等级。还有，其特征在于，以像素单位或邻接的多个像素组单位交替用两个色彩映射图着色，合成马赛克状彩色弹性图像。
图10中示出由本实施方式生成的马赛克状彩色弹性图像的一例。如图所示，对于弹性模量E[kPa]和粘弹性模量η[kPa·s]每一个设定一维色彩映射图。在这些色彩映射图中，均从下方朝向上方，从良性变化为恶性而建立关系，图示中虽不明确，但例如设置有例如暖色系和寒色系相互不混合即不相容的色相的灰度等级。另外，这些色彩映射图的中值的附近成为难以判断良性恶性的灰度等级。
使用这样的色彩映射图，例如，以邻接的多个像素组单位用交替两个色彩映射图着色，合成马赛克状彩色弹性图像的情况下，生成相同图右侧的彩色弹性图像。从图明确可知，组织3的弹性模量及粘弹性模量的恶性被强烈怀疑，因此，表示弹性模量和粘弹性模量的恶性的不同的色相形成为马赛克状而表示。另一方面，组织4是灰色区域的区域，迷惑诊断，但能够由粘弹性模量识别出可以强烈怀疑恶性。
图11中示出了利用本实施方式生成的马赛克状彩色弹性图像的其他一例。如图所示，对弹性模量E[kPa]和粘弹性模量η[kPa·s]每一个设定一维色彩映射图这一点与图10相同。但是，在这些色彩映射图中，例如，良性方向的色设定为相同(例如，黄色)，恶性方向为了容易识别，分配相反的色相而设定。图示中没有明确，但这些色相设置有灰度等级。另外，这些色彩映射图的中值的附近成为难以判断良性恶性的灰色区域。
使用这样的色彩映射图，例如，以邻接的多个像素组单位用交替两个色彩映射图着色，合成马赛克状彩色弹性图像的情况下，生成相同图右侧的彩色弹性图像。从图明确可知，组织4的区域的马赛克花纹的颜色为黄色，色相不太有差别，因此，能够立即识别弹性模量及粘弹性模量均为良性。另外，组织3形成为邻接的像素组的颜色大不相同的马赛克花纹，因此，综合判断，能够识别出应强烈怀疑恶性。
(实施方式4)
在上述实施方式1中，说明了对利用二维色彩映射图合成两个弹性信息，生成一个彩色弹性图像的方式，在实施方式2中说明了重叠多个不同的弹性信息的帧数据，生成一个彩色弹性图像的方式，在实施方式3中，说明了对每一个弹性信息设定一维色彩映射图，用像素单位或邻接的多个像素组单位交替着色，合成马赛克状彩色弹性图像的方式。
但是，本发明的弹性图像显示方法不限于这些，还包括合成图12所示的彩色弹性图像的实施方式4。即，如图12所示，本实施方式是在一个弹性图像或B模式像中，设定关心区域ROI的情况下，将该ROI中的多个弹性信息的例如平均值表示为数值、基于条形图长度的显示、时间变化的图表的例子。在图示例中，运算设定于组织3的ROI内的弹性模量和粘弹性模量的平均值，对于这些值实时进行数值表示、条形图长度表示、时间变化的图表表示。另外，在弹性图像等显示图像上着色为对应于弹性模量等弹性信息的色调的颜色而表示。
即，根据本实施方式可知，将关心区域中的不同的多个弹性信息变换为恶性的评价值，将多个弹性信息的评价值利用条形图进行对比而表示，因此，一眼就能够对比多个弹性信息，高准确性地进行良性恶性的鉴别。利用数值、线图和图形的至少一个，对比相同的关心区域中不同的多个弹性信息的情况下也相同。
以上，利用实施方式1～4说明了本发明，但本发明的弹性图像不限于这些，在与弹性模量等组合的其他弹性信息中可以适用B模式像、磁共振(MR)图像、CT图像、血流彩色多普勒像、组织多普勒像等。B模式像或MR图像的弹性高的部位例如显示为暗，因此，能够作为弹性信息利用。另外，血流彩色多普勒像中，恶性肿瘤(癌细胞等)的血管的密度高，因此，能够将血流信息作为弹性信息利用。组织多普勒像例如在诊断心肌等的弹性时作为弹性信息利用。
另外，本发明不限于在超声波诊断装置上实现，能够在CT装置或MR装置上实现。进而，从这些诊断装置分离，在个人计算机上实现也可。
另外，将二维色彩映射图作为例子进行了说明，但从弹性模量、粘弹性模量、与相对于歪斜量的弹性模量的非线形性有关的非线形参数、与变位的运算结果的可靠性有关的S/N判断信息、施加于各测量点的压迫方向、变位、应力、歪斜、泊松比等选择三个(或三个以上)，制作三维(或高维)色彩映射图，能够实施本发明。选择的信息越多，灰色区域越减少。