DE60300629T2

DE60300629T2 - Bildverarbeitungsgerät und Ultraschalldiagnosegerät

Info

Publication number: DE60300629T2
Application number: DE60300629T
Authority: DE
Inventors: Jun Katano-shi Omiya
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: KR20030078760A; JP3986866B2; US6849048B2; US20030187350A1; ES2242117T3; EP1350470B1; CN1448113A; DE60300629D1; EP1350470A2; JP2003290225A; CA2423635A1; CN100403989C; EP1350470A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bildanzeigegeräte wie ein Ultraschalldiagnosegerät und CT (Computer-Tomographie) und insbesondere auf die Technologie der Bildverarbeitung für ein tomographisches Bild, das durch Bestrahlung eines untersuchten Objekts mit Ultraschall, Röntgenstrahlen und dergleichen gewonnen wurde.
(2) Beschreibung des Standes der Technik
Ein Bildanzeigegerät bestrahlt ein anatomisches Objekt (ein Testobjekt) mit einem diagnostischen Signal (hierunter als „Signal" bezeichnet) wie Ultraschall und Röntgenstrahlen, empfängt ein vom anatomischen Objekt zurückgeworfenes Signal oder ein durch das anatomische Objekt hindurchgehendes Signal und erzeugt eine bildliche Darstellung des Inneren des anatomischen Objekts auf der Basis des empfangenen Signals. In den letzten Jahren werden Bildanzeigegeräte auf den Gebieten der Industrie und der klinischen Medizin weithin eingesetzt. Repräsentative Beispiele solcher Geräte sind ein Ultraschalldiagnosegerät, das ein zurückgeworfenes Signal verwendet, und ein CT-Gerät, das ein hindurchgehendes Signal verwendet.
Diese Bildanzeigegeräte können das anatomische Objekt vermessen und die bildliche Darstellung in Echtzeit erzeugen, während sich die Leistungen der Rechner und insbesondere die Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessern. Insbesondere auf dem Gebiet der klinischen Medizin, wo mit den Kreislauforganen beginnend eine hohe Zeitauflösung verlangt wird, ist es möglich, einen befallenen Teil und dergleichen aktiv zu diagnostizieren, da ein tomographisches Bild des anatomischen Objekts in Echtzeit geliefert wird.
Übrigens ist es bei der Echtzeitdiagnose erforderlich, durch irgendein Verfahren ein Synchronisiersignal zu gewinnen, wenn ein Betreiber eine Funktion, ein Volumen und dergleichen an einem zyklisch agierenden Prüfobjekt messen will.
1 ist eine Aussenansicht eines herkömmlichen Ultraschalldiagnosegeräts 50. Wie aus 1 ersichtlich, besteht das Ultraschalldiagnosegerät 50 aus einem Anzeigegerät 51, einer Haupteinheit 52, einer Sonde 53 und einer Elektrode 54 für das Elektrokardiogramm (EKG).
Das Anzeigegerät 51 ist ein Flüssigkristall-Anzeigegerät, eine CRT (Kathodenstrahlröhre [cathode ray tube]) und dergleichen, um ein durch Echographie oder dergleichen gewonnenes tomographisches Bild sowie die erforderlichen Daten anzuzeigen. Es hat ein Touchpanel und dergleichen, um Eingaben von einem Betreiber anzunehmen.
Die Haupteinheit 52 enthält eine Sende-Empfangs-Schaltung, die die Aussendung und den Empfang des Ultraschalls durch die Sonde 53 steuert, eine Signal- und Bildverarbeitungsschaltung, die aus einem DSP (einem digitalen Signalprozessor), einem RAM (Direktzugriffsspeicher [random access memory]) und dergleichen sowie einer Flüssigkristallanzeige besteht, und hat eine Gruppe von Schaltern, eine Maus und ein Touchpanel, um Eingaben vom Betreiber anzunehmen. Zusätzlich empfängt die Haupteinheit 52 durch die EKG-Elektrode 54 ein EKG-Signal.
Die Sonde 53 ist eine Sucheinheit, die aus einem Ultraschallresonator, einer akustischen Linse und dergleichen besteht, um Ultraschall auszusenden und zu empfangen. Wie eben beschrieben, gewinnt das herkömmliche Ultraschalldiagnosegerät 50 das EKG-Signal als ein Synchronisiersignal vom Prüfobjekt durch die EKG-Elektrode 54.
Da im Falle des herkömmlichen Ultraschalldiagnosegeräts das oben erwähnte Synchronisiersignal durch die spezielle EKG-Elektrode 54 in das Ultraschalldiagnosegerät eingegeben wird, benötigt diese Vorrichtung aber eine spezielle Schaltung und ein spezielles Kabel, wodurch die Diagnosekosten hoch werden und gleichzeitig Platz zur Aufstellung eines externen Geräts gebraucht wird.
Wenn man an den Einsatz auf dem Gebiet der klinischen Medizin denkt, ist es ausserdem notwendig, dass der Patient als Objekt der Messung ein Messinstrument auf sich trägt, damit das Synchronisiersignal gemessen oder extrahiert werden kann, was für den Patienten sowohl geistig als auch körperlich belastend ist.
Wie eben beschrieben, ist bei Diagnosen unter Verwendung des Synchronisiersignals allgemein das externe Gerät erforderlich, und das Messobjekt muss ebenfalls das Messinstrument tragen, wodurch der Nachteil vorliegt, dass die Messung kompliziert und teuer ist.
Die Europäische Patentanmeldung EP 1 061 474 offenbart einen Computer-Tomographen, der in der Lage ist, Bilder eines Objekts retrospektiv auf der Basis aufgezeichneter Spiralscandaten dieses Objekts zu rekonstruieren, und Information über die Konturen und Phasen der Bewegung des Objekts aus den gemessenen Daten ohne zusätzliche Information wie ein EKG-Signal berechnen kann. Die mit den Bewegungsphasen korrelierte Bildrekonstruktion wird ausgeführt, indem eine Kymogrammfunktion aus den Spiraldaten analysiert oder eine Volumenrekonstruktion einschliesslich Phasenkorrelation verwendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts des oben Gesagten ist es das erste Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bildverarbeitungsgerät oder ein Ultraschalldiagnosegerät zur Verfügung zu stellen, die eine Prüfung unter Verwendung eines Synchronisiersignals ermöglichen, ohne dass ein Synchronisiersignal von aussen eingegeben werden müsste. Es ist des Weiteren ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Anzeigeverfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem das Verständnis der Entsprechung zwischen einem extrahierten Synchronisiersignal und einem angezeigten tomographischen Bild erleichtert wird.
Um die oben genannten Ziele zu erreichten, wird ein Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 1 zur Verfügung gestellt.
Da hiermit ein Synchronisiersignal aus dem erfassten tomographischen Bild erzeugt wird (ein Synchronisiersignal erhalten wird, ohne ein Elektrokardiogramm- (EKG-) signal und dergleichen von aussen einzugeben), wird es möglich, eine Diagnose und eine Anzeige für ein zyklisch agierendes Prüfobjekt zu realisieren, wobei das Hauptaugenmerk auf einem synchronen tomographischen Bild liegt. Im Ergebnis wird eine einfachere Diagnose bei geringeren Kosten möglich, weil es unnötig wird, ein Synchronisiersignal einzugeben, das herkömmlicherweise durch ein externes Gerät erzeugt wird.
Zusätzlich umfasst das Bildverarbeitungsgerät weiter eine Synchronisierinformations-Hinzufügeeinheit, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage des erzeugten Synchronisiersignals einen Phasenzeitpunkt erkennt, an dem individuelle Bilddaten in der Bilddatenfolge abgetastet werden, und Synchronisierinformation hinzufügt, die anzeigt, dass in einer Mehrzahl von Bilddaten die Phasenzeitpunkte die gleichen sind.
Da es möglich ist, Synchronisierinformation auf der Grundlage des erzeugten Synchronisiersignals hinzuzufügen und nur die synchronen Daten auszuwählen, wird es hiermit möglich, ein synchrones tomographisches Bild anzuzeigen, ohne ein Synchronisiersignal von aussen einzugeben, wodurch der Speicherplatz verringert wird.
Das Bildverarbeitungsgerät umfasst weiter: eine Blutstrominformations-Berechnungseinheit, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage von Daten, die zu einem Zeitpunkt abgetastet worden sind, der eine vorbestimmte Beziehung zu den Abtastzeitpunkten in der Bilderfassungseinheit hat, Blutstrominformation erzeugt, die die physikalischen Eigenschaften des Blutstromes darstellt; eine Blutstrombild-Erzeugungseinheit, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage der erzeugten Blutstrominforation Bilddaten eines Blutstrombildes erzeugt; und eine Matchingeinheit, die so betrieben werden kann, dass sie Bilddaten des tomographischen Bildes, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, auf der Grundlage des Synchronisiersignals mit Bilddaten des Blutstrombildes verbindet.
Da ein Synchronisiersignal aus dem erfassten tomographischen Bild erzeugt wird und ein Farbdopplerbild wie der Blutstrom auf der Grundlage dieses Synchronisiersignals angezeigt wird, wird es hiermit möglich, ein gewöhnliches tomographisches Bild und ein Farbdopplerbild, die eine bestimmte Zeitbeziehung zueinander haben, miteinander zu verbinden und die assoziierten Bilder anzuzeigen.
Um die oben erwähnten Ziele zu erreichen, ist das Ultraschalldiagnosegerät des Weiteren ein Ultraschalldiagnosegerät, das ein tomographisches Bild eines zyklisch agierenden Objekts erzeugt und anzeigt und das umfasst: eine Bilderfassungseinheit, die so betrieben werden kann, dass sie durch Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit während einer vorbestimmten Zeit, die einen Zyklus oder mehr beträgt, eine Folge von Bilddaten eines tomographischen Bildes erfasst; eine Kennwert-Extraktionseinheit, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage der erfassten Bilddatenfolge sequenziell zeitlich veränderliche Kennwerte extrahiert; eine Synchronisiersignal-Erzeugungseinheit, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage der extrahierten Kennwerte ein Synchronisiersignal erzeugt, das die Zeitpunkte gleicher Phase in der zyklischen Aktion anzeigt; eine Synchronisierinformations-Hinzufügeeinheit, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage des erzeugten Synchronisiersignals einen Phasenzeitpunkt erkennt, an dem individuelle Bilddaten in der Bilddatenfolge abgetastet werden, und Synchronisierinformation hinzufügt, die anzeigt, dass in einer Mehrzahl von Bilddaten die Phasenzeitpunkte die gleichen sind; und eine Anzeigeeinheit, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage der synchronen Bilddaten, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, ein tomographisches Bild anzeigt.
Da ein Synchronisiersignal aus dem erfassten tomographischen Bild erzeugt wird (ein Synchronisiersignal erhalten wird, ohne ein EKG-Signal und dergleichen von aussen einzugeben), wird es hiermit möglich, eine Diagnose und eine Anzeige für ein zyklisch agierendes Prüfobjekt zu realisieren, indem das Hauptaugenmerk auf einem synchronen tomographischen Bild liegt. Im Ergebnis kann ein Ultraschalldiagnosegerät realisiert werden, das eine einfachere Diagnose bei geringeren Kosten ausführen kann, weil es unnötig wird, ein Synchronisiersignal einzugeben, das herkömmlicherweise durch ein externes Gerät erzeugt wird.
Übrigens kann, um die oben erwähnten Ziele zu erreichen, die vorliegende Erfindung als ein Bildverarbeitungsverfahren realisiert werden, das die kennzeichnenden Einheiten des oben erwähnten Bildverarbeitungsgeräts und des Ultraschalldiagnosegeräts als Schritte besitzt, und die vorliegende Erfindung kann als ein Programm realisiert werden, das alle diese Schritte beinhaltet. Sodann kann das Programm nicht nur in einem im Bildverarbeitungsgerät und im Ultraschalldiagnosegerät vorhandenen ROM und dergleichen gespeichert werden, sondern kann auch durch ein Aufzeichnungsmedium wie einen CD-ROM oder ein Übertragungsmedium wie ein Kommunikationsnetz verteilt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich, wenn in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gesehen, die eine konkrete Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen. In den Zeichnungen:
1 ist eine Aussenansicht eines herkömmlichen Ultraschalldiagnosegeräts.
2 ist ein Blockdiagramm, das die funktionelle Konfiguration eines Ultraschalldiagnosegeräts gemäss der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zeigt, eine ROI (Region of Interest: interessierender Bildbereich) in einem tomographischen Bild durch die ROI-Festlegungseinheit festzulegen.
4A ist ein Diagramm, das die erfassten tomographischen Bildbeispiele in chronologischer Folge aufreiht.
4B ist ein Beispiel einer Auftragung, die als eine Kurve (eine LVV-Kurve) das Volumen der linken Herzkammer (LVV: left ventricular volume) darstellt, das als einer der Kennwerte auf der Grundlage der individuallen tomographischen Bilder in 4A berechnet wurde.
4C ist ein Diagramm, das das auf der Grundlage der berechneten LVV-Kurve erzeugte Synchronisiersignal zeigt.
5A ist ein Beispiel einer LVV-Kurve.
5B ist ein Beispiel einer Pseudo-R-Welle, die auf der Grundlage der Aktivität der linken Herzkammer (der LVV-Kurve) erzeugt wurde und der R-Welle in der EKG-Wellenform entspricht.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das „den Prozess der Erzeugung der Pseudo-R-Welle" im Falle der Echtzeiterzeugung der Pseudo-R-Welle zeigt.
7A ist ein Diagramm, das ein Beispiel des erzeugten Synchronisiersignals zeigt.
7B zeigt schematisch, wie die Bilddaten, denen die Synchronisierinformation hinzugefügt wird, gespeichert werden und wie nur die Daten, denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, in das Ultraschalldiagnosegerät gemäss der ersten Ausführungsform eingelesen werden.
8 ist ein Blockdiagramm, das die funktionelle Konfiguration eines Ultraschalldiagnosegeräts gemäss der zweiten Ausführungsform zeigt.
9A ist ein Diagramm, das den Inhalt der Verarbeitung in der Bilderzeugungseinheit zeigt.
9B ist ein Diagramm, das den Inhalt der Verarbeitung in der Kennwert-Extraktionseinheit zeigt.
9C ist ein Diagramm, das den Inhalt der Verarbeitung in der Synchronisationserzeugungseinheit und der Synchronisierinformations-Hinzufügeeinheit zeigt.
9D ist ein Diagramm, das den Inhalt der Verarbeitung in der Bildanzeigeeinheit zeigt.
10A ist ein Diagramm, das ein Beispiel des erzeugten Synchronisiersignals zeigt.
10B zeigt, wie nur die Bilddaten, denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, im Ultraschalldiagnosegerät gemäss der zweiten Ausführungsform ausgewählt werden.
11 ist ein Blockdiagramm, das die funktionelle Konfiguration eines Ultraschalldiagnosegeräts gemäss der dritten Ausführungsform zeigt.
12A ist das Beispiel einer Anzeige des tomographischen Bildes, wenn die Bilddaten nicht komprimiert sind.
12B ist ein Schaubild, das in schematischer Form einen Fall zeigt, wo sechs tomographische Bilder gleichzeitig angezeigt werden, indem die Bilddaten auf ein Sechstel komprimiert werden und die Anzeigegrösser geringer gemacht wird.
13 ist ein Beispiel, das zeigt, wie der Kennwert und das Synchronisiersignal durch Scrollen angezeigt werden.
14A ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Verarbeitungsverfahrens zeigt, wo sich das Anzeigeobjekt des Synchronisiersignals mit der Zeit ändert und das Anzeigeobjekt angezeigt wird.
14B ist ein Diagramm, das zeigt, wie sich die mit dem in 14A gezeigten Verfahren angezeigten, wirklichen Synchronisiersignale ändern.
15 ist ein Ablaufdiagramm, das die „Bildanzeigeverarbeitung" in der Steuereinheit zeigt.
16A ist ein Diagramm, das die erzeugte normale Synchronisiersignal-Wellenform zeigt.
16B ist ein Diagramm, das schematisch zeigt, wie die Zyklenschätzeinheit auf der Grundlage des für das erzeugte Synchronisiersignal abgeschätzten Zyklus die Zyklenschwankungen überwacht und eine Warnmeldung ausgibt, wenn eine Anomalie beobachtet wird.
17 ist ein Blockdiagramm, das die funktionelle Konfiguration eines Ultraschalldiagnosegeräts gemäss der vierten Ausführungsform zeigt.
18 ist ein Diagramm, das die Wechselbeziehung zwischen den Erfassungszeitpunkten in der Erfassung der Bilddaten des tomographischen Bildes und der Bilddaten eines Bildes, das Blutstrominformation einschliesst, zeigt.
19A ist ein Beispiel der erfassten Mehrzahl von tomographischen Bildern.
19B ist ein Beispiel der erzeugten Synchronisiersignal-Wellenform.
19C ist ein Beispiel der erfassten Mehrzahl von Blutstrombildern und ein Diagramm, das zeigt, wie die Verarbeitung erfolgt, um das erzeugte Synchronisiersignal und das Blutstrombild miteinander in Verbindung zu bringen.
19D ist ein Beispiel der kombinierten Mehrzahl von Bildern, die die tomographischen Bilder und die Blutstrombilder miteinander verbinden.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Die Ausführungsformen gemäss der vorliegenden Erfindung werden hiernach unter Bezugnahme auf die Figuren erklärt. Man bemerke, dass in den nachstehenden Ausführungsformen ein Ultraschalldiagnosegerät als Beispiel des oben erwähnten Bildverarbeitungsgeräts genommen wird und das Ultraschalldiagnosegerät erklärt wird.
(Erste Ausführungsform)
3 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration eines Ultraschalldiagnosegeräts 10 gemäss der ersten Ausführungsform zeigt. Die vorliegende Vorrichtung 10 ist ein Ultraschalldiagnosegerät, das eine Funktion besitzt, mit der aus einem erfassten tomographischen Bild ein Synchronisiersignal erzeugt wird, und enthält eine Ultraschallsucheinheit 11, eine Sende-Empfangs-Einheit 12, eine Arbeitseinheit 13, eine Bildverarbeitungseinheit 100 und eine Bildanzeigeeinheit 111.
Die Ultraschallsucheinheit 11 wird allgemein als Sonde bezeichnet und ist zum Beispiel eine Sonde, die auf der Grundlage des Phased-Array-Verfahrens eine elektronische Abtastung ausführt. Die Ultraschallsucheinheit 11 sendet auf der Grundlage eines von der Sende-Empfangs-Einheit 12 empfangenen Steuersignals Ultraschall (zum Beispiel einen Ultraschallpuls) aus. Des Weiteren empfängt die Sucheinheit 11 auch Ultraschall (hiernach als „Ultraschallecho" bezeichnet), das vom Inneren des lebenden Körpers des Prüfobjekts (hiernach auch als „Patient" bezeichnet) zurückgeworfen wird, verwandelt das Ultraschallecho in ein elektrisches Signal und schickt das elektrische Signal zur Sende-Empfangs-Einheit 12.
Die Sende-Empfangs-Einheit 12 besteht aus einem Sender/Strahlformer, der die Ultraschallsucheinheit 11 veranlasst, Ultraschall zu erzeugen, sowie einem Empfänger/Strahlformer, der ein elektrisches Signal von der Sucheinheit 11 empfängt, die ein Ultraschallecho gefunden hat. Die Sende-Empfangs-Einheit 12 verarbeitet das von der Ultraschallsucheinheit 11 empfangene elektrische Signal zum Beispiel, indem sie es verstärkt, und schickt das verarbeitete elektrische Signal zur Bildverarbeitungseinheit 100.
Die Arbeitseinheit 13 ist mit einem Schalter, einem Touchpanel und dergleichen versehen, empfängt Eingaben des Betreibers an diesen und schickt ein den empfangenen Eingaben entsprechendes Steuersignal an die Bildverarbeitungseinheit 100.
Auf der Grundlage des elektrischen Signals von der Sende-Empfangs-Einheit 12 erzeugt die Bildverarbeitungseinheit 100 Bilddaten eines tomographischen Bildes. Weiter erzeugt die Bildverarbeitungseinheit 100 auf der Grundlage einer Veränderung eines Kennwertes (wie des Volumens und des Querschnitts der linken Herzkammer) das Synchronisiersignal. Hier bezieht sich „Bilddaten" auf Daten wie zweidimensionale Helligkeitsdaten. Die Bilddaten werden jedesmal erzeugt, wenn die Ultraschallsucheinheit 11 eine Abtastung ausführt, und werden im B-Mode angezeigt.
Diese Bildverarbeitungseinheit 100 besteht aus einer Steuereinheit 101, einer Bilderzeugungseinheit 102, einer ROI- (Region of Interest: relevanter Bildbereich) Festlegungseinheit 103, einer Kennwert-Extraktionseinheit 104, einer Synchronisationserzeugungseinheit 105, einer Synchronisierinformations- Hinzufügeeinheit 106, einer Bilddaten-Speichereinheit 107, einer Datenspezifikationseinheit 108, einer Datenausleseeinheit 109 und einer Speichereinheit 110 für ausgewählte Bilder.
Die Steuereinheit 101 ist zum Beispiel ein mit ROM (read-only memory: Festspeicher), RAM (random-access memory: Direktzugriffsspeicher) und dergleichen ausgerüsteter Mikrocomputer, der jede Einheit in der Bildverarbeitungseinheit 100 anweist, ihre eigene Verarbeitung durchzuführen, und die Verarbeitungszeitpunkte steuert. Konkreter steuert die Steuereinheit 101 die Sende-Empfangs-Einheit 12, die Ultraschall aussendet und ein Ultraschallecho empfängt, und empfängt und entschlüsselt ein von der Arbeitseinheit 13 übermitteltes Steuersignal und dergleichen. Des Weiteren schickt die Steuereinheit 101 zur Bilderzeugungseinheit 102 ein elektrisches Signal, das durch Umwandlung aus einem Ultraschallecho gewonnen wurde, das die Steuereinheit 101 von der Sende-Empfangs-Einheit 12 empfangen hat.
Die Bilderzeugungseinheit 102 empfängt zuerst ein elektrisches Signal über die Steuereinheit 101 von der Sende-Empfangs-Einheit 12. Die Bilderzeugungseinheit 102 führt dann an dem empfangenen elektrischen Signal eine Verstärkungsberechnung, eine Analog-Digital- (A/D) Umwandlung und eine Interpolationsberechnung aus, um Bilddaten eines tomographischen Bildes zu erzeugen.
Die ROI- (Region of Interest: relevanter Bildbereich) Festlegungseinheit 103 legt eine Region of Interest (ROI) fest, die den Berechnungsgegenstand des Kennwertes für das erzeugte tomographische Bild darstellt, und extrahiert ferner eine Kontur des Objekts in dieser ROI. Allgemein wird eine Mehrzahl von tomographischen Bildern in chronologischer Folge erfasst, und die ROI werden für diese tomographischen Bilder individuell festgelegt.
Was die Extraktion der Objektkontur betrifft, so ist es annehmbar, die Kontur manuell über die Arbeitseinheit 13 vom Betreiber anzunehmen oder die ROI-Kontur durch ein „automatisches Konturextraktionsverfahren" zu erfassen, wie es in der Japanischen Patentanmeldungsoffenlegung No. 2002-224 116 offenbart wird. Dieses automatische Konturextraktionsverfahren wendet zuerst die Techniken einer „Digitalisierung" und „Entartung" auf das tomographische Bild des Objekts an, um eine grobe anfängliche Kontur zu extrahieren, und sucht dann eine feine Kontur, indem ein aktives Konturmodell (Snakes) auf diese anfängliche Kontur angewendet und eine Konvergenzberechnung durchgeführt wird.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zeigt, eine ROI in einem tomographischen Bild durch die ROI-Festlegungseinheit 103 festzulegen. In 3 wird ein Fall gezeigt, wo ein tomographisches Bild eines Herzens projiziert und die linke Herzkammer als eine ROI festgelegt wird. In 3 ist die von einem Quadrat 21 umgebene Fläche der äussere Rahmen eines Bildschirms in der Bildanzeigeeinheit 111, der später erklärt wird; der fächerförmige Abschnitt innerhalb des äusseren Rahmens, der durch schräge Linien gekennzeichnet ist, ist ein ganzes tomographisches Bild, das durch das Ultraschalldiagnosegerät 10 projiziert wird; die Kurven 23 und 24, die mit dünnen schwarzen Linien wiedergegeben sind, stellen die Herzkontur dar; der von einer dicken schwarzen Kurve 25 umgebene innere Abschnitt ist die ROI (hier die linke Herzkammer).
Die Kennwertextraktionseinheit 104 extrahiert bzw. berechnet Kennwerte (wie ein Volumen und einen Querschnitt der linken Herzkammer) der ROI des tomographischen Bildes, die durch die ROI-Festlegungseinheit 103 vorgegeben wird. Zum Beispiel wird der Radius des Objekts aus dem tomographischen Bild und das Volumen der linken Herzkammer (LVV: left ventricular volume) durch Einsetzen des berechneten Radius in einen Näherungsausdruck berechnet, zum Beispiel mit der Einebenen-Flächen-Längen-Methode oder der modifizierten Simpson-Methode.
Die Synchronisationserzeugungseinheit 105 erzeugt auf der Grundlage des extrahierten Kennwertes ein Synchronisiersignal (zum Beispiel eine Wellenform wie eine R-Welle in der EKG-Wellenform). Zum Beispiel gibt es ein Verfahren, das Synchronisiersignal zu der Zeit zu berechnen, wenn das LVV am kleinsten wird, oder ein Verfahren, das Synchronisiersignal zu erzeugen, das mit der Änderung des LVV zusammenfällt (z.B die R-Welle der Pseudo-EKG-Wellenform).
4A bis 4C sind Diagramme, die ein Beispiel eines Verfahrens zeigen, um auf der Grundlage des durch die Kennwertextraktionseinheit 104 extrahierten Kennwertes das Synchronisiersignal zu erzeugen. 4A ist ein Diagramm, das die erfassten tomographischen Bildbeispiele in chronologischer Folge aufreiht. Auf der Grundlage jedes der tomographischen Bilder in 4A wird das LVV des Herzens, V, als Beispiel eines Kennwertes berechnet (und mit • dargestellt). 4B ist eine Auftragung, die dieses Volumen durch eine Kurve wiedergibt (hierunter „Kurve des Volumens der linken Kammer" oder „LVV-Kurve" genannt). In 4B stellt die senkrechte Achse das Volumen, V, der linken Herzkammer (LVV: left ventricular volume) dar, während die waagerechte Achse die Zeit t darstellt. Hier wird eine Spline-Interpolation oder eine Polynominterpolation (in diesem Falle wird die Interpolationskurve durch einen polynomen Ausdruck der Ordnung, Zahl der Punkte minus eins' dargestellt) an den berechneten Werten von V, dem LVV des Herzens, ausgeführt, um die LVV-Kurve 33 zu berechnen. 4C ist ein Diagramm, das ein Beispiel des auf der Grundlage der LVV-Kurve 33 erzeugten Synchronisiersignals zeigt. Wenn der Extremwert der LVV-Kurve 33 erkannt wird (in diesem Falle die minimalen Werte 32 und 37), werden Synchronisierpulse 34 und 38 erzeugt (zum Beispiel Dreieckwellenpulse), die mit der Zeit zusammenfallen, wo diese minimalen Werte erkannt werden. 4C zeigt, wie dies geschieht.
Übrigens wird hier das Beispiel gezeigt, wo das LVV des Herzens als Kennwert verwendet wird, aber es ist zum Beispiel auch möglich, die Schlagbewegung der Wand eines Blutgefässes ohne Modifizierung oder die Änderung des Durchmessers des Blutgefässes als Kennwert zu verwenden.
Ausserdem ist es annehmbar, die Synchronisationserzeugungseinheit 105 so aufzubauen, dass sie künstlich eine EKG-Wellenform erzeugt, die der wirklichen EKG-Wellenform näher ist. In diesem Falle wird das Synchronisiersignal, das der EKG-Wellenform entspricht, auf der Grundlage der Aktivität der linken Herzkammer erzeugt.
Die EKG-Wellenform zeigt die Änderungen des aktiven Potentials der in Aktion befindlichen Herzmuskeln an. Nach „Medical Electronic Measurement" (Autor Hiroshi Yagi, Verlag Sangyo Tosho Publishing Co., Ltd.) wird die Herzkontraktion durch elektrische Leitung von Nerven- oder neuroiden Muskelfasern ausgelöst. In anderen Worten ist die Aktivität eines Herzens eng mit der EKG-Wellenform verbunden; indem die Aktivität des Herzens beobachtet wird, ist es möglich, die EKG-Wellenform abzuschätzen und die EKG-Wellenform künstlich zu erzeugen.
Als im EKG sichtbare Wellenformen gibt es entsprechend den aktiven Herzphasen die P-Welle, die Q-Welle, die R-Welle, die S-Welle, die T-Welle und die U-Welle, aber bei Messungen der Funktion der am Herzen beginnenden Kreislauforgane ist es üblich, die „R-Welle" zu benutzen. Da die R-Welle erscheint, wenn die linke Herzkammer zu kontrahieren beginnt, und ihre Amplitude gross ist, wird sie oft als ein Auslösersignal verwendet, wenn die Herzfunktion diagnostiziert wird.
5A und 5B sind Diagramme, die ein Verfahren zur künstlichen Erzeugung eines Synchronisiersignals erklären, das einer EKG-Wellenform entspricht. 5A ist ein Beispiel der LVV-Kurve. Weiter ist 5B ein Beispiel einer Pseudo-R-Welle, die auf der Grundlage der Aktivität der linken Herzkammer (der LVV-Kurve) erzeugt wird und der R-Welle in der EKG-Wellenform entspricht.
Allgemein liegt der Zeitpunkt des Erscheinens der R-Welle etwa 0,05 Sekunden vor dem Beginn der Kontraktion der linken Kammer, was genau die Zeit auf halbem Wege zwischen den Zeitpunkten ist, die den lokalen Minimalwert 41 und den lokalen Maximalwert 42 darstellen (diese Zeitpunkte sind T3 bzw. T4), der erreicht wird, gerade ehe die linke Herzkammer in die Systole in der LVV-Kurve 33 eintritt. Folglich werden aus der LVV-Kurve 33 der minimale Wert 43 und sein Zeitpunkt T5 angegeben; der lokale Maximalwert 42 gerade vor dem Minimalwert 43 und seine Zeit T4 werden angegeben; und weiter wird der lokale Minimalwert 41 gerade vor dem lokalen Maximalwert 42 und sein Zeitpunkt 73 angegeben. 5B ist ein konkretes Beispiel für die Gestalt der durch die Synchronisationserzeugungseinheit 105 erzeugten Pseudo-R-Welle. In diesem Falle hat die R-Welle eine Gestalt, die ein grosses gleichschenkliges Dreieck und zwei kleine gleichschenklige Dreiecke kombiniert. Wie in 4B werden a bis d definiert als „a : b : c : d = 10 : 5 : 2 : 1".
Es gibt zwei Verfahren, um die Pseudo-R-Welle zu erzeugen.
Eines ist das Verfahren zur Nicht-Echtzeit-Erzeugung der Pseudo-R-Welle, nachdem die tomographischen Bilder im Voraus während einer vorbestimmten Zeitdauer (z.B. etwa 10 Sekunden) erfasst worden sind. Auch in diesem Falle wird zuerst die ROI festgelegt; die Kontur wird extrahiert; und die LVV-Kurve 33 wird aus der extrahierten Kontur und der Mehrzahl tomographischer Bilder gewonnen. Die Zeitpunkte T3 und T4 werden aus dieser LVV-Kurve 33 mit den oben erwähnten Prozeduren angegeben, und die Pseudo-R-Welle wird in der Mitte zwischen diesen beiden Zeitpunkten erzeugt.
Das andere ist das Verfahren zur Echtzeiterzeugung der Pseudo-R-Welle. In diesem Falle wird die Pseudo-R-Welle erzeugt, indem die vorher bestimmten Frames (z.B. zehn Frames) zu einem Satz gemacht werden. Auch in diesem Falle wird die LVV-Kurve 33 teilweise dadurch erhalten, dass die ROI festgelegt und die Kontur extrahiert wird. Wenn der Minimalwert in der gewonnenen partiellen LVV-Kurve 33 angegeben werden kann, werden die Zeitpunkte T3 und T4 angegeben, indem zeitlich rückwärts gegangen wird. Ähnlich wie oben wird die Pseudo-R-Welle in der Mitte zwischen diesen beiden Zeitpunkten erzeugt. Wenn zum Beispiel der Fall von 30 fps betrachtet wird, dann werden mindestens 330 ms gebraucht, um einen Puls der Pseudo-R-Welle zu erzeugen, so dass es eine Verzögerung gibt, aber da eine Zeit von 33 ms zwischen den Bildern liegt, ist es möglich, die aktuelle Herzaktivität zu verfolgen.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das „den Prozess der Erzeugung der Pseudo-R-Welle" im Falle der Echtzeiterzeugung der Pseudo-R-Welle zeigt.
Zu Beginn erzeugt die Bilderzeugungseinheit 102 zehn Frames des tomographischen Bildes. Auf dieser Grundlage berechnet die Kennwertextraktionseinheit 104 das LVV und speichert es vorübergehend (S501). Als Nächstes vergleicht die Synchronisationserzeugungseinheit 105 jeden Volumenwert mit dem Standardwert (Vs), der im Voraus festgelegt wird (S502), und urteilt, ob der Minimalwert angegeben wurde oder nicht (S503). Wenn die Synchronisationserzeugungseinheit 105 den Minimalwert angeben kann (S503: JA), gibt sie den lokalen Maximalwert, den lokalen Minimalwert und beide Zeitpunkte (T3 und T4) an (S504 und S505).
Als Nächstes wird, da T4 und T3 angegeben sind, der Zeitpunkt jedes charakteristischen Punktes in der Pseudo-R-Welle bestimmt, und daher ist es möglich, die Pseudo-R-Welle zu erzeugen (S507). Wenn übrigens der Minimalwert nicht angegeben werden kann (S503: NEIN), dann erzeugt die Bilderzeugungseinheit 102 die nächsten zehn Frames des tomographischen Bildes, und der gleiche Prozess wie oben wird an ihnen ausgeführt.
Die Synchronisierinformations-Hinzufügeeinheit 106 bringt den erzeugten Kennwert und die Synchronisiersignalinformation mit dem Zeitpunkt der Erzeugung der Bilddaten zusammen und speichert die assoziierten Bilddaten in der Bilddaten-Speichereinheit 107.
Die Bilddaten-Speichereinheit 107 ist zum Beispiel eine aus einem RAM und dergleichen bestehende Speichereinheit und hat eine Kapazität von mehreren dutzend bis mehreren hundert Mbytes. Die Bilddaten-Speichereinheit 107 speichert die Bilddaten, die mit dem Kennwert (zum Beispiel dem Volumen der linken Herzkammer) sowie der Synchronisierinformation assoziiert sind und durch die Sychronisierinformations-Hinzufügeeinheit 106 hinzugefügt werden.
Durch Angabe des Kennwerts oder der Synchronisiersignalinformation gibt die Datenspezifikationseinheit 108 die Information für die Auswahl der Bilddaten an, die in der besonderen Phase in der Bilddatenfolge existieren, die sich zyklisch oder mit einer bestimmten Regelmässigkeit verändert, und schickt die Information zur Datenausleseeinheit 109.
Auf der Grundlage der von der Datenspezifikationseinheit 108 empfangenen Information liest die Datenausleseeinheit 109 die zutreffenden Bilddaten aus der Bilddaten-Speichereinheit 107 aus und schickt die Bilddaten zur Speichereinheit 110 für ausgewählte Bilder.
Die Speichereinheit 110 für ausgewählte Bilder ist ein Framespeicher oder dergleichen für den Bildschirm der Bildanzeigeeinheit 111 und speichert die von der Datenausleseeinheit 109 ausgelesenen Bilddaten.
Die Bildanzeigeeinheit 111 liest die in der Speichereinheit 110 für ausgewählte Bilder gespeicherten Bilddaten und zeigt das tomographische Bild im B-Mode oder dergleichen auf einer Flüssigkristallanzeige oder dergleichen an, die als Bildschirme dient. Ausserdem hat die Bildanzeigeinheit 111 einen graphischen Beschleuniger, einen DSC (digitalen Scanconverter) und dergleichen.
7A und 7B sind Diagramme, die einen funktionellen Überblick über das Ultraschalldiagnosegerät 10 gemäss der ersten Ausführungsform erklären. 7A ist ein Diagramm, das ein Beispiel des erzeugten Synchronisiersignals zeigt. 7B zeigt schematisch, wie die Bilddaten, denen die Synchronisierinformation hinzugefügt wird, gespeichert werden und wie nur die Bilddaten, denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, in das Ultraschalldiagnosegerät 10 eingelesen werden.
Wie in 7B gezeigt, wird die Synchronisierinformation „R" durch die Synchronisierinformations-Hinzufügeeinheit 106 den Bilddaten hinzugefügt; die Bilddaten werden in der Bilddaten-Speichereinheit 107 gespeichert; die Datenausleseeinheit 109 liest nur die Bilddaten aus der Datenspeichereinheit 107 aus, denen die Synchronisierinformation „R" hinzugefügt worden ist.
Hier wird die Synchronisierinformation „R" dem tomographischen Bild hinzugefügt, was die Erzeugung des Synchronisierpulses bewirkt, aber nur annehmbar ist, wenn diese Synchronisierinformation eindeutig angegeben werden kann. Zusätzlich ist es annehmbar, andere Bilddaten als die, denen die Synchronisierinformation „R" hinzugefügt worden ist, zu anderer Synchronisierinformation wie „P" oder „Q" hinzuzufügen oder einen Satz von Bilddaten zu mehreren Sätzen von Synchronisierinformation hinzuzufügen. Weiter ist es auch annehmbar, den Kennwert selbst zu allen Bilddaten hinzuzufügen.
Weiter liest die Datenausleseeinheit 109 nur diejenigen Bilddaten sequenziell aus der Bilddaten-Speichereinheit 107 aus, zu denen die Synchronisierinformation „R" (61 bis 65 und dergleichen) hinzugefügt worden ist, wenn die Synchronisierinformation „R" durch die Datenspezifikationseinheit 108 benannt worden ist. Was das Verfahren der Angabe der Bilddaten betrifft, so ist es annehmbar, dass der Betreiber selbst die Synchronisierinformation bezeichnet, und es ist auch annehmbar, Bilddaten zu bezeichnen, die n Frames vor oder n Frames nach den Bilddaten kommen, zu denen das „R" hinzugefügt worden ist. Es ist auch annehmbar, mehr als eine Synchronisierinformation zu bezeichnen, zum Beispiel „R" und „Q", die Bilddaten, denen die Synchronisierinformation hinzugefügt wird, in jedem Zyklus auszulesen und sie gleichzeitig auf der Bildanzeigeeinheit 111 zur Anzeige zu bringen. Was den Zeitpunkt für eine Aktualisierung der Anzeige betrifft, ist es annehmbar, automatisch mit einem bestimmten Zeitintervall (zum Beispiel einem Intervall von einer Sekunde) aus der Bilddaten-Speichereinheit 107 auszulesen oder die Anzeige manuell zu aktualisieren, wenn die Arbeitseinheit 13 einen Trackball und eine Tastatur (nicht veranschaulicht) besitzt.
Wie oben beschrieben, kann das synchrone tomographische Bild extrahiert und das Prüfobjekt auf der Grundlage des synchronen tomographischen Bildes diagnostiziert werden, ohne das Synchronisiersignal von aussen einzugeben, da das Ultraschalldiagnosegerät 10 gemäss der ersten Ausführungsform die Synchronisierinformation aus dem erfassten tomographischen Bild erzeugt.
Man bemerke, dass die Konfiguration, die die Pseudo-R-Welle erzeugt, in der ersten Ausführungsform erklärt worden ist, aber es ist annehmbar, so zu konfigurieren, dass eine andere EKG-Wellenform als die R-Welle, zum Beispiel die P-Welle und die Q-Welle, erzeugt wird. Ausserdem ist in der vorliegenden Ausführungsform ein praktisches Beispiel erklärt worden, bei dem zehn Frames an Ultraschallbildern erfasst werden und das LVV auf dieser Grundlage berechnet wird, aber es bedarf keiner Erwähnung, dass die Anzahl nicht auf zehn begrenzt ist.
Des Weiteren legt die Steuereinheit 101 Röntgenstrahlen an und steuert einen Röntgendetektor, wenn das Bildanzeigegerät ein Röntgen-CT- (Computer-Tomographie-) gerät ist. Wenn das Bildanzeigegerät ein MRI (Magnetic Resonance Imaging: bildgebende magnetische Resonanz) ist, dann steuert die Steuereinheit 101 das Magnetfeld sowie die Impulssäule der Messfläche und des Detektors.
Weiter wurde in der ersten Ausführungsform das Beispiel gegeben, wo die Aufmerksamkeit auf die linke Herzkammer als ROI gelenkt wurde, aber der Gegenstand der ROI ist nicht auf die linke Herzkammer beschränkt, und ihre Gestalt ist ebenfalls beliebig. Ausserdem ist das Verfahren der Festlegung der ROI nicht auf das oben erwähnte Verfahren beschränkt; es ist annehmbar, die ROI durch ein anderes Verfahren als das oben erwähnte festzulegen.
(Zweite Ausführungsform)
8 ist ein Blockdiagramm, das die funktionelle Konfiguration eines Ultraschalldiagnosegeräts 20 gemäss der zweiten Ausführungsform zeigt. Während das Ultraschalldiagnosegerät 10 gemäss der ersten Ausführungsform das tomographische Bild, dem die Synchronisierinformation hinzugefügt wird, vorübergehend in der Bilddaten-Speichereinheit 107 speichert und das synchrone tomographische Bild anzeigt, zeigt das vorliegende Gerät 20 das synchrone tomographische Bild schneller, ohne das tomographische Bild, dem die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, vorübergehend zu speichern. Übrigens wird in der folgenden Beschreibung das ganze Gewicht auf die Erklärung der von der ersten Ausführungsform verschiedenen Konfiguration gelegt, während die gemeine Konfiguration mit den gleichen Zahlen bezeichnet wird und die Erklärung entfällt.
Das Ultraschalldiagnosegerät 20 unterscheidet sich vom Ultraschalldiagnosegerät 10 darin, dass ersteres an der Stelle der Bilddaten-Speichereinheit 107 und der Datenausleseeinheit 109 neu eine Bilddaten-Auswahleinheit 202 einschliesst.
Eine Steuereinheit 201 steuert neu die Bilddaten-Auswahleinheit 202, statt die Bilddaten-Speichereinheit 107 und die Datenausleseeinheit 109 der ersten Ausführungsform zu steuern.
Die Bilddaten-Auswahleinheit 202 wählt die Bilddaten aus, denen die Synchronisierinformation hinzugefügt wird und die durch die Datenspezifikationseinheit 108 bezeichnet worden sind, und verwirft die anderen Bilddaten. Die ausgewählten Bilddaten werden an die Speichereinheit für ausgewählte Bilder 110 geschickt. Aus diesem Grunde kann ein Beobachter nur das tomographische Bild in der willkürlichen Phase beobachten, die auf der Echtzeit des Synchronisiersignals beruht, ähnlich wie in dem Fall, wo das Synchronisiersignal von aussen eingegeben wird.
9 sind Zeitdiagramme, die den Verarbeitungsfluss jeder Einheit im U1traschalldiagnosegerät 20 zeigen. 9A ist ein Diagramm, das den Inhalt der Verarbeitung in der Bilderzeugungseinheit 102 zeigt; 9B ist ein Diagramm, das den Inhalt der Verarbeitung in der Kennwert-Extraktionseinheit 104 zeigt; 9C ist ein Diagramm, das den Inhalt der Verarbeitung in der Synchronisationserzeugungseinheit 105 und der Synchronisierinformations-Hinzufügeeinheit 106 zeigt; und 9D ist ein Diagramm, das den Inhalt der Verarbeitung in der Bildanzeigeeinheit 111 zeigt.
Wie in 9A gezeigt, erzeugt die Bilderzeugungseinheit 102 zu Anfang die Bilddaten des tomographischen Bildes auf der Grundlage eines elektrischen Signals, das über die Sende-Empfangs-Einheit 12 und die Steuereinheit 201 empfangen wurde (S81).

Claims

Bildverarbeitungsgerät (100, 200, 300, 400), das ein tomographisches Bild eines zyklisch agierenden Objekts verarbeitet, umfassend eine Bilderfassungseinheit, die so betrieben werden kann, dass sie durch Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit während einer vorbestimmten Zeit, die einen Zyklus oder mehr beträgt, eine Folge von Bilddaten eines tomographischen Bildes eines Objekts erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter umfasst: eine Volumenwert-Berechnungseinheit (104), die so betrieben werden kann, dass sie unter Verwendung der erfassten Bilddatenfolge zeitlich veränderliche Konturen des Objekts entnimmt und auf der Grundlage der entnommenen Konturen einen Volumenwert des Objekts berechnet; und eine Synchronisiersignal-Erzeugungseinheit (105), die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage der zeitlichen Veränderungen der berechneten Volumenwerte ein Synchronisiersignal erzeugt, das die Zeitpunkte gleicher Phase in der Aktion des Objekts anzeigt.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, weiter eine Synchronisierinformations-Hinzufügeeinheit (106) umfassend, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage des erzeugten Synchronisiersignals einen Phasenzeitpunkt erkennt, an dem individuelle Bilddaten in der Bilddatenfolge abgetastet werden, und Synchronisierinformation hinzufügt, die anzeigt, dass in einer Mehrzahl von Bilddaten die Phasenzeitpunkte die gleichen sind.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 2, weiter eine Bildspeichereinheit (107) umfassend, die so betrieben werden kann, dass sie die Bilddatenfolge speichert, die die Bilddaten einschliesst, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 3, weiter umfassend: eine Bildausleseeinheit (109), die so betrieben werden kann, dass sie aus der Bildspeichereinheit Bilddaten ausliest, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist; eine Anzeigeeinheit (111), die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage der ausgelesenen Bilddaten ein tomographisches Bild anzeigt.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiersignal-Erzeugungseinheit (105) unter den berechneten Volumenwerten einen minimalen Volumenwert vorgibt und das Synchronisiersignal auf der Grundlage des Zeitpunkts erzeugt, an dem die dem vorgegebenen minimalen Wert entsprechenden Bilddaten abgetastet worden sind.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiersignal-Erzeugungseinheit (105) beinhaltet: eine Minimalwert-Vorgabeeinheit, die unter den berechneten Volumenwerten einen minimalen Volumenwert vorgibt; eine Vorgabeeinheit für den lokalen Maximalwert, die den lokalen maximalen Volumenwert unmittelbar vor dem vorgegebenen minimalen Volumenwert vorgibt; und eine Vorgabeeinheit für den lokalen Minimalwert, die den lokalen minimalen Volumenwert unmittelbar vor dem vorgegebenen lokalen maximalen Volumenwert vorgibt, wobei die Synchronisiersignal-Erzeugungseinheit das Synchronisiersignal an einem Zeitpunkt in der Mitte zwischen dem Zeitpunkt, an dem die dem vorgegebenen lokalen maximalen Volumenwert entsprechenden Bilddaten abgetastet worden sind, und dem Zeitpunkt, an dem die dem vorgegebenen lokalen minimalen Volumenwert entsprechenden Bilddaten abgetastet worden sind, erzeugt.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Synchronisiersignal ein Synchronisiersignal ist, das eine Pulswellenform enthält, und den Zeitpunkt gleicher Phase durch den Zeitpunkt eines Peaks der Pulswellenform anzeigt.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Synchronisiersignal die R-Welle eines künstlichen Elektrokardiogrammsignals ist und den Zeitpunkt gleicher Phase durch den Zeitpunkt eines Peaks der R-Welle anzeigt.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 7, weiter umfassend: eine Volumenwert-Speichereinheit (302), die Information speichert, die die berechneten Volumenwerte darstellt; und eine Synchronisiersignal-Speichereinheit (306), die Information speichert, die das erzeugte Synchronisiersignal darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (310) weiter Information, die den Volumenwert darstellt, sowie Information, die das Synchronisiersignal darstellt, ausliest und die beiden Arten von Information zusammen mit dem tomographischen Bild anzeigt.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 9, weiter eine Empfangseinheit umfassend, die so betrieben werden kann, dass sie Einstellungen eines Ausleseanfangspunkts und eines Ausleseendpunkts empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit weiter Information, die den Volumenwert zwischen dem eingestellten Ausleseanfangspunkt und dem eingestellten Ausleseendpunkt darstellt, sowie Information, die das Synchronisiersignal darstellt, ausliest und die beiden Arten von Information zusammen mit dem tomographischen Bild anzeigt.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 10, weiter eine Markerempfangseinheit umfassend, die so betrieben werden kann, dass sie Einstellungen von Markern empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit weiter die eingestellten Marker so darstellt, dass der Volumenwert, das Synchronisiersignal und das tomographische Bild die gleiche Phase anzeigen.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit enthält: eine Datenkomprimiereinheit, die die ausgelesenen Bilddaten komprimiert; eine Speichereinheit, die die komprimierten Bilddaten in Blockspeicher speichert; und eine Bildanzeigeeinheit, die Daten vom Blockspeicher ausliest und ein tomographisches Bild anzeigt.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildanzeigeeinheit die Mehrzahl von Daten aus dem Blockspeicher ausliest und eine Mehrzahl von tomographischen Bildern anzeigt.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildanzeigeeinheit eine Mehrzahl von tomographischen Bildern anzeigt, wobei sequenziell ein zeitlich veralteter Teil der Daten unter der Mehrzahl von ausgelesenen Daten aktualisiert wird.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine Zyklenschätzeinheit, die so betrieben werden kann, dass sie beurteilt, ob ein Zyklus des erzeugten Synchronisiersignals innerhalb eines bestimmten Standardwertes liegt oder nicht; und eine Warnungsmeldeeinheit, die so betrieben werden kann, dass sie in Fällen, in denen der Zyklus ausserhalb des bestimmten Standardwertes liegt, eine vorbestimmte Warnung aussendet.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinheit weiter durch Abtastung auf der Grundlage vorbestimmter Regeln Blutstrominformation erzeugt, die die physikalischen Eigenschaften des Blutstromes darstellt, und das Bildverarbeitungsgerät weiter umfasst: eine Blutstrombild-Erzeugungseinheit, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage der erzeugten Blutstrominformation Bilddaten eines Blutstrombildes erzeugt; und eine Matchingeinheit, die so betrieben werden kann, dass sie Bilddaten des tomographischen Bildes, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, auf der Grundlage des Synchronisiersignals mit Bilddaten des Blutstrombildes verbindet.
Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Matchingeinheit Bilddaten eines Blutstrombildes, die auf Daten beruhen, die abgetastet worden sind, unmittelbar nachdem die Bilddaten des tomographischen Bildes abgetastet worden sind, mit den Bilddaten des tomographischen Bildes verbindet.
Ultraschalldiagnosegerät, das ein tomographisches Bild eines zyklisch agierenden Objekts erzeugt und anzeigt, umfassend: eine Bilderfassungseinheit, die so betrieben werden kann, dass sie durch Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit während einer vorbestimmten Zeit, die einen Zyklus oder mehr beträgt, eine Folge von Bilddaten eines tomographischen Bildes eines Objekts erfasst; eine Volumenwert-Berechnungseinheit (104), die so betrieben werden kann, dass sie unter Verwendung der erfassten Bilddatenfolge zeitlich veränderliche Konturen des Objekts entnimmt und auf der Grundlage der entnommenen Konturen einen Volumenwert des Objekts berechnet; eine Synchronisiersignal-Erzeugungseinheit (105), die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage der zeitlichen Veränderungen der berechneten Volumenwerte ein Synchronisiersignal erzeugt, das die Zeitpunkte gleicher Phase in der Aktion des Objekts anzeigt; eine Synchronisierinformations-Hinzufügeeinheit (106), die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage des erzeugten Synchronisiersignals einen Phasenzeitpunkt erkennt, an dem individuelle Bilddaten in der Bilddatenfolge abgetastet werden, und Synchronisierinformation hinzufügt, die anzeigt, dass in einer Mehrzahl von Bilddaten die Phasenzeitpunkte die gleichen sind; und eine Anzeigeeinheit, die so betrieben werden kann, dass sie auf der Grundlage der synchronen Bilddaten, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, ein tomographisches Bild anzeigt.
Bildverarbeitungsverfahren zur Verarbeitung eines tomographischen Bildes eines zyklisch agierenden Objekts, einen Bilderfassungsschritt einschliessend, um durch Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit während einer vorbestimmten Zeit, die einen Zyklus oder mehr beträgt, eine Folge von Bilddaten eines tomographischen Bildes eines Objekts zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter einschliesst: einen Volumenwert-Berechnungsschritt, um unter Verwendung der erfassten Bilddatenfolge zeitlich veränderliche Konturen des Objekts zu entnehmen und auf der Grundlage der entnommenen Konturen Volumenwerte des Objekts zu berechnen; und einen Synchronisiersignal-Erzeugungsschritt, um auf der Grundlage der zeitlichen Veränderungen der berechneten Volumenwerte ein Synchronisiersignal zu erzeugen, das die Zeitpunkte gleicher Phase in der Aktion des Objekts anzeigt.
Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 19, weiter einen Synchronisierinformations-Hinzufügeschritt einschliessend, um auf der Grundlage des erzeugten Synchronisiersignals einen Phasenzeitpunkt zu erkennen, an dem individuelle Bilddaten in der Bilddatenfolge abgetastet werden, und Synchronisierinformation hinzuzufügen, die anzeigt, dass in einer Mehrzahl von Bilddaten die Phasenzeitpunkte die gleichen sind.
Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Bilderfassungsschritt durch Abtastung auf der Grundlage vorbestimmter Regeln Blutstrominformation erzeugt wird, die die physikalischen Eigenschaften des Blutstromes darstellt, und das Bildverarbeitungsverfahren weiter einschliesst: einen Blutstrombild-Erzeugungsschritt, um auf der Grundlage der erzeugten Blutstrominformation Bilddaten eines Blutstrombildes zu erzeugen; und einen Matchingschritt, um Bilddaten des tomographischen Bildes, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, auf der Grundlage des Synchronisiersignals mit Bilddaten des Blutstrombildes zu verbinden.
Programm für ein Bildverarbeitungsgerät, das ein tomographisches Bild eines zyklisch agierenden Objekts verarbeitet, wobei das Programm einen Computer veranlasst auszuführen: einen Bilderfassungsschritt, um durch Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit während einer vorbestimmten Zeit, die einen Zyklus oder mehr beträgt, eine Folge von Bilddaten eines tomographischen Bildes eines Objekts zu erfassen; einen Volumenwert-Berechnungsschritt, um unter Verwendung der erfassten Bilddatenfolge Konturen des Objekts zu entnehmen und auf der Grundlage der entnommenen, zeitlich veränderlichen Konturen Volumenwerte des Objekts zu berechnen; und einen Synchronisiersignal-Erzeugungsschritt, um auf der Grundlage der zeitlichen Veränderungen der berechneten Volumenwerte ein Synchronisiersignal zu erzeugen, das die Zeitpunkte gleicher Phase in der Aktion des Objekts anzeigt.
Programm nach Anspruch 22, den Computer weiter veranlassend, einen Synchronisierinformations-Hinzufügeschritt auszuführen, um auf der Grundlage des erzeugten Synchronisiersignals einen Phasenzeitpunkt zu erkennen, an dem individuelle Bilddaten in der Bilddatenfolge abgetastet werden, und Synchronisierinformation hinzuzufügen, die anzeigt, dass in einer Mehrzahl von Bilddaten die Phasenzeitpunkte die gleichen sind.
Programm nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Bilderfassungsschritt durch Abtastung auf der Grundlage vorbestimmter Regeln Blutstrominformation erzeugt wird, die die physikalischen Eigenschaften des Blutstromes darstellt, und das Programm den Computer weiter veranlasst auszuführen: einen Blutstrombild-Erzeugungsschritt, um auf der Grundlage der erzeugten Blutstrominformation Bilddaten eines Blutstrombildes zu erzeugen; und einen Matchingschritt, um Bilddaten des tomographischen Bildes, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, mit Bilddaten des Blutstrombildes zu verbinden.
Programm für ein Ultraschalldiagnosegerät, das ein tomographisches Bild eines zyklisch agierenden Objekts erzeugt und anzeigt, wobei das Programm einen Computer veranlasst auszuführen: einen Bilderfassungsschritt, um durch Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit während einer vorbestimmten Zeit, die einen Zyklus oder mehr beträgt, eine Folge von Bilddaten eines tomographischen Bildes eines Objekts zu erfassen; einen Volumenwert-Berechnungsschritt, um unter Verwendung der erfassten Bilddatenfolge Konturen des Objekts zu entnehmen und auf der Grundlage der entnommenen, zeitlich veränderlichen Konturen einen Volumenwert des Objekts zu berechnen; einen Synchronisiersignal-Erzeugungsschritt, um auf der Grundlage der zeitlichen Veränderungen der berechneten Volumenwerte ein Synchronisiersignal zu erzeugen, das die Zeitpunkte gleicher Phase in der Aktion des Objekts anzeigt; einen Synchronisierinformations-Hinzufügeschritt, um auf der Grundlage des erzeugten Synchronisiersignals einen Phasenzeitpunkt zu erkennen, an dem individuelle Bilddaten in der Bilddatenfolge abgetastet werden, und Synchronisierinformation hinzuzufügen, die anzeigt, dass in einer Mehrzahl von Bilddaten die Phasenzeitpunkte die gleichen sind; und einen Anzeigeschritt, um auf der Grundlage von synchronen Bilddaten, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, ein tomographisches Bild anzuzeigen.
Aufzeichnungsmedium, das von einem Computer gelesen werden kann und in dem ein Programm für ein Bildverarbeitungsgerät, das ein tomographisches Bild eines zyklisch agierenden Objekts verarbeitet, aufgezeichnet ist, wobei das Programm einen Computer veranlasst auszuführen: einen Bilderfassungsschritt, um durch Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit während einer vorbestimmten Zeit, die einen Zyklus oder mehr beträgt, eine Folge von Bilddaten eines tomographischen Bildes eines Objekts zu erfassen; einen Volumenwert-Berechnungsschritt, um unter Verwendung der erfassten Bilddatenfolge Konturen des Objekts zu entnehmen und auf der Grundlage der entnommenen, zeitlich veränderlichen Konturen einen Volumenwert des Objekts zu berechnen; und einen Synchronisiersignal-Erzeugungsschritt, um auf der Grundlage der zeitlichen Veränderungen der berechneten Volumenwerte ein Synchronisiersignal zu erzeugen, das die Zeitpunkte gleicher Phase in der Aktion des Objekts anzeigt.
Ein Aufzeichnungsmedium, das von einem Computer gelesen werden kann und in dem ein Programm für ein Ultraschalldiagnosegerät, das ein tomographisches Bild eines zyklisch agierenden Objekts erzeugt und anzeigt, aufgezeichnet ist, wobei das Programm einen Computer veranlasst auszuführen: einen Bilderfassungsschritt, um durch Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit während einer vorbestimmten Zeit, die einen Zyklus oder mehr beträgt, eine Folge von Bilddaten eines tomographischen Bildes eines Objekts zu erfassen; einen Volumenwert-Berechnungsschritt, um unter Verwendung der erfassten Bilddatenfolge Konturen des Objekts zu entnehmen und auf der Grundlage der entnommenen, zeitlich veränderlichen Konturen einen Volumenwert des Objekts zu berechnen; einen Synchronisiersignal-Erzeugungsschritt, um auf der Grundlage der zeitlichen Veränderungen der berechneten Volumenwerte ein Synchronisiersignal zu erzeugen, das die Zeitpunkte gleicher Phase in der Aktion des Objekts anzeigt; einen Synchronisierinformations-Hinzufügeschritt, um auf der Grundlage des erzeugten Synchronisiersignals einen Phasenzeitpunkt zu erkennen, an dem individuelle Bilddaten in der Bilddatenfolge abgetastet werden, und Synchronisierinformation hinzuzufügen, die anzeigt, dass in einer Mehrzahl von Bilddaten die Phasenzeitpunkte die gleichen sind; und einen Anzeigeschritt, um auf der Grundlage von synchronen Bilddaten, zu denen die Synchronisierinformation hinzugefügt worden ist, ein tomographisches Bild anzuzeigen.