JP2009078122A - 超音波診断装置、超音波画像処理装置、及び超音波画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】心筋の壁厚方向に沿った画像を生成して表示することが可能な超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波プローブ２と送受信部３とによって、被検体に超音波を送信して、被検体を表すボリュームデータを取得する。輪郭追跡部７１は、ボリュームデータに基づいて心筋の３次元的な輪郭を特定する。形成部７３は、心筋の輪郭上に基準点を設定し、その基準点において心筋の輪郭に対して略直交する方向に向かう画像生成面を形成する。画像生成部６は、ボリュームデータに基づいて、画像生成面における画像データを生成する。表示制御部９は、画像データに基づく画像を表示部１１に表示させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、超音波によって被検体の超音波画像を取得する超音波診断装置に関する。また、その超音波画像を利用して被検体の運動状態を求める超音波診断装置、超音波画像処理装置、及び超音波画像処理プログラムに関する。

心臓の心筋などの生体組織について、その機能を客観的かつ定量的に評価することは、その生体組織の診断にとって非常に重要である。例えば、超音波診断装置によって心臓の画像データを取得し、その画像データに基づく定量的な評価方法が提案されている。

例えば画像に対してパターンマッチング処理を行うことで、組織の変位や歪みなどの運動情報を求める手法が提案されている。具体例として心臓の心筋を評価する場合、心臓に超音波を送信し、心時相ごとに心臓を表すボリュームデータを取得する。そして、ボリュームデータにパターンマッチング処理を施すことで、心筋の局所部位の位置を心時相ごとに求めて心筋の動きを追跡し、その追跡結果に基づいて、心筋の移動ベクトルや心筋の歪み（Ｓｔｒａｉｎ）などの壁運動情報を求めることができる。そして、心臓のボリュームデータから生成されるＭＰＲ画像上に、その壁運動情報を重畳して表示していた。従来においては、心臓の短軸断面の短軸像を生成し、壁運動情報の大きさに応じた色をその短軸像上に割り当てて表示していた。例えば、短軸像上に、心筋の壁厚方向における運動情報を重畳して表示していた。

また、従来においては、ボリュームデータに表されている心筋に対して中心軸を設定し、その中心軸上で操作者が所望の点を指定し、その指定された点から心筋に向けて平面を設定して、その平面を展開した画像を生成して表示していた（例えば特許文献１）。この方法によって、心筋に交差する平面が設定され、その平面における画像を生成することで、心筋の断面が表された画像が生成される。

米国特許出願公開第２００６／０２９１７０５号明細書

しかしながら、従来技術に係る短軸像は、心筋に対して斜めに交差する平面における画像である。そのため、その短軸像には心筋の実際の壁厚が表されておらず、心筋に対して斜めに交差する平面上の組織が表されている。つまり、心臓は空間的に変化する曲率を持った３次元の物体であるため、その心臓に交差する任意の平面を設定すると、その平面は、心筋は壁厚方向に対して斜めに設定されることになる。よって、任意の平面おける短軸像には、心筋の壁厚方向に対して斜めに設定された平面上の組織が表されることになる。

従って、従来技術に係る短軸像に表されている心筋の厚さ方向と、実際の心筋の壁厚方向におけるベクトルの向きとは必ずしも一致せず、短軸像に表された心筋の厚さは、実際の壁厚の厚さよりも大きくなって表されてしまう。壁運動情報はボリュームデータから求められた実際の壁厚方向における運動情報である。そのため、従来技術に係る短軸像に表された心筋の上に壁運動情報を重畳して表示すると、短軸像に表された心筋の厚さ方向と実際の心筋の壁厚方向におけるベクトルの向きとが一致しないという問題が生じる。その結果、壁運動情報が重畳された短軸像には、その短軸像に表された心筋における実際の壁運動情報が表されていないことになる。そのため、従来技術においては、短軸像に表された心筋の形態と壁運動情報とを観察しても、心筋の各部における壁運動を適切に評価することが困難であった。

また、上述した特許文献１に記載の手法によると、中心軸から心筋に向けて設定する平面の角度によって、その平面における画像に表わされた心腔の形状が、実際の形状から大きくずれてしまう問題があった。例えば、その画像に表わされた心腔の大きさが、実際の心腔の大きさからずれてしまう問題があった。

さらに、中心軸から心筋に向けて平面を設定する場合、中心軸上の点が基準になって、心筋と交差する面を設定している。このように、中心軸上に設定した点のみを基準にして、心筋と交差する面を設定しているため、心筋の所望の位置に平面を設定することが困難であった。そのため、心筋における所望の断面を観察することが困難であった。すなわち、心筋の所望の断面を観察するにもかかわらず、心筋から離れた心腔に設定された中心軸上の点を基準にして平面を設定しているため、心筋の所望の位置に平面を設定することは困難であった。

この発明は上記の問題点を解決するものであり、心筋の壁厚方向に沿った画像を生成して表示することが可能な超音波診断装置、超音波画像処理装置、及び超音波画像処理プログラムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被検体に超音波を送信して、前記被検体を表すボリュームデータを取得する画像取得手段と、前記ボリュームデータに基づいて心筋の３次元的な輪郭を特定する輪郭特定手段と、前記心筋の輪郭上に基準点を設定し、前記基準点において前記心筋の輪郭に対して略直交する面を含む画像生成面を形成する形成手段と、前記ボリュームデータに基づいて前記画像生成面における画像データを生成する画像生成手段と、前記画像データに基づく画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする超音波診断装置である。
また、請求項１１に記載の発明は、被検体に超音波を送信して取得された前記被検体を表すボリュームデータを受け付けて、前記ボリュームデータに基づいて心筋の３次元的な輪郭を特定する輪郭特定手段と、前記心筋の輪郭上に基準点を設定し、前記基準点において前記心筋の輪郭に対して略直交する面を含む画像生成面を形成する形成手段と、前記ボリュームデータに基づいて前記画像生成面における画像データを生成する画像生成手段と、前記画像データに基づく画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする超音波画像処理装置である。
また、請求項１３に記載の発明は、コンピュータに、被検体に超音波を送信して取得された前記被検体を表すボリュームデータを受け付けて、前記ボリュームデータに基づいて心筋の３次元的な輪郭を特定する輪郭特定機能と、前記心筋の輪郭上に基準点を設定し、前記基準点において前記心筋の輪郭に対して略直交する面を含む画像生成面を形成する形成機能と、前記ボリュームデータに基づいて、前記画像生成面における画像データを生成する画像生成機能と、前記画像データに基づく画像を表示装置に表示させる表示制御機能と、を実行させることを特徴とする超音波画像処理プログラムである。

この発明によると、心筋の輪郭に対して略直交する方向に向かう画像生成面を形成し、その画像生成面における画像データを生成することで、心筋の壁厚方向に沿った画像を生成して表示することが可能となる。さらに、心筋の輪郭上に基準点を設定して画像生成面を形成しているため、心筋の所望の位置に画像生成面して、所望の断面を観察することが可能となる。すなわち、観察対象である心筋を基準にして画像生成面を設定しているため、心筋の所望の位置に画像生成面を設定して、所望の断面を観察することが可能となる。

この発明の実施形態に係る超音波診断装置について図１を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、信号処理部４、記憶部５、画像生成部６、画像処理部７、演算部８、表示制御部９、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０、及び制御部１３を備えている。また、記憶部５、画像処理部７、演算部８、表示制御部９、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０、及び制御部１３によって、超音波診断装置を構成する。

超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が所定方向（走査方向）に１列に配列された１次元アレイプローブ、又は、複数の超音波振動子が２次元的に配置された２次元アレイプローブが用いられる。また、超音波振動子が所定方向（走査方向）に配列され、超音波振動子を走査方向に直交する方向（揺動方向）に機械的に揺動可能な１次元アレイプローブを用いても良い。

送受信部３は送信部と受信部とを備えている。送受信部３は、超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させ、超音波プローブ２が受信したエコー信号を受信する。

送受信部３の送信部は、図示しないクロック発生回路、送信遅延回路、及びパルサ回路を備えている。クロック発生回路は、超音波信号の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する。送信遅延回路は、超音波の送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する。パルサ回路は、各超音波振動子に対応した個別チャンネルの数分のパルサを有し、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生して、超音波プローブ２の各超音波振動子に電気信号を供給する。

送受信部３の受信部は、プリアンプ回路、Ａ／Ｄ変換回路、受信遅延回路、及び加算回路を備えている。プリアンプ回路は、超音波プローブ２の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅されたエコー信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延回路は、Ａ／Ｄ変換後のエコー信号に対して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算回路は、遅延されたエコー信号を加算する。その加算により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。なお、送受信部３によって加算処理された信号を「ＲＦデータ（生データ）」と称する場合がある。送受信部３は、ＲＦデータを信号処理部４に出力する。

なお、超音波プローブ２と送受信部３とによって、この発明の「画像取得手段」の１例を構成する。

信号処理部４は、Ｂモード処理部やＣＦＭ処理部などを備えている。Ｂモード処理部は、エコーの振幅情報の映像化を行う。具体的には、Ｂモード処理部は、送受信部３から出力された受信信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波する。そして、Ｂモード処理部は、検波したデータに対数変換による圧縮処理を施すことで、エコーの振幅情報の映像化を行う。また、ＣＦＭ処理部は、動いている血流情報の映像化を行う。血流情報には、速度、分散、及びパワーなどの情報があり、血流情報は２値化情報として得られる。

信号処理部４は、信号処理後のデータを記憶部５と画像処理部７とに出力する。記憶部５は、信号処理部４からデータを受けて、そのデータを記憶する。また、超音波プローブ２と送受信部３とによってボリュームスキャンが行なわれている場合、信号処理部４は、そのボリュームスキャンで取得されたボリュームデータを記憶部５と画像処理部７とに出力する。記憶部５は、信号処理部４からボリュームデータを受けて、そのボリュームデータを記憶する。

画像生成部６は、信号処理後のデータを、空間座標に基づいた座標系のデータに変換する（デジタルスキャンコンバージョン）。例えば、画像生成部６は、Ｂモード処理部から出力された信号処理後のデータにスキャンコンバージョン処理を施すことで、被検体の組織形状を表すＢモード画像データを生成する。

また、超音波プローブ２と送受信部３とによってボリュームスキャンが行なわれている場合、画像生成部６は、信号処理部４からボリュームデータを受けて、そのボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、組織を立体的に表わす３次元画像データを生成する。また、画像生成部６は、ボリュームデータにＭＰＲ処理（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を施すことにより、任意の断面における画像データ（ＭＰＲ画像データ）を生成するようにしても良い。そして、画像生成部６は、３次元画像データやＭＰＲ画像データなどの超音波画像データを表示制御部９に出力する。

また、被検体のＥＣＧ信号が取得されている場合、制御部１３は、ＥＣＧ信号を超音波診断装置１の外部から受け付けて、ボリュームデータに、そのボリュームデータが取得されたタイミングで受け付けた心時相を対応付けて記憶部５に記憶させる。

この実施形態に係る超音波診断装置１は、被検体の心臓を超音波で走査することで、心臓を表すボリュームデータを心時相ごとに取得する。すなわち、超音波診断装置１は、心臓の動画像データを取得する。例えば、１心周期以上に亘って被検体の心臓を超音波で走査することで、１心周期以上に亘って複数のボリュームデータ（動画像データ）を取得する。また、ＥＣＧ信号が取得されている場合、制御部１３は、各ボリュームデータに、各ボリュームデータが取得されたタイミングで受け付けた心時相を対応付けて記憶部５に記憶させる。これにより、複数のボリュームデータのそれぞれに、ボリュームデータが取得された心時相が対応付けられて記憶部５に記憶される。

表示制御部９は、画像生成部６からＭＰＲ画像データや３次元画像データを受けて、ＭＰＲ画像や３次元画像を表示部１１に表示させる。例えば、操作者が操作部１２を用いて任意の心時相を指定すると、画像生成部６は指定された心時相が対応付けられたボリュームデータに基づいてＭＰＲ画像データや３次元画像データを生成し、表示制御部９はその心時相のＭＰＲ画像や３次元画像を表示部１１に表示させる。

例えば、画像生成部６は、心臓の長軸方向に沿った断面（以下、「長軸断面」と称する場合がある）におけるＭＰＲ画像データ（以下、「長軸像データ」と称する場合がある）や、心臓の短軸方向に沿った断面（以下、「短軸断面」と称する場合がある）におけるＭＰＲ画像データ（以下、「短軸像データ」と称する場合がある）を生成する。そして、表示制御部９は、その長軸像データに基づく長軸像や、短軸像データに基づく短軸像を表示部１１に表示させる。

画像処理部７は、輪郭追跡部７１、マーカ生成部７２、及び形成部７３を備えている。輪郭追跡部７１は、心臓を表すボリュームデータに基づいて心筋の輪郭を特定する。すなわち、輪郭追跡部７１は、心臓の内膜の位置と外膜の位置とを特定する。そして、輪郭追跡部７１は、取得された心時相が異なる２つのボリュームデータをパターンマッチングすることによって、各心時相における心筋の輪郭の位置を求める。すなわち、輪郭追跡部７１は、パターンマッチングによって、心臓の内膜の位置と外膜の輪郭の位置を求める。

例えば、輪郭追跡部７１は、記憶部５からボリュームデータを読み込み、そのボリュームデータを構成する各画素の輝度値に基づいて、組織領域と血液領域との境界を検出する。この実施形態では、輪郭追跡部７１は、心臓の内膜の３次元的な輪郭と外膜の３次元的な輪郭とを検出する。輪郭追跡部７１は、予め設定された心時相にて取得されたボリュームデータを記憶部５から読み込み、そのボリュームデータの輝度分布に基づいて心筋の３次元的な輪郭を検出する。すなわち、輪郭追跡部７１は、ボリュームデータの輝度値に基づいて内膜の３次元的な輪郭と外膜の３次元的な輪郭とを検出する。この予め設定された心時相は、操作者によって任意の心時相に変更することが可能である。例えば、輪郭追跡部７１は、拡張末期（Ｒ波が検出された心時相）に取得されたボリュームデータ、又は、収縮末期（Ｒ波が検出された心時相から所定時間経過後の心時相）に取得されたボリュームデータを記憶部５から読み込む。そして、輪郭追跡部７１は、読み込んだボリュームデータに基づいて、内膜の３次元的な輪郭と外膜の３次元的な輪郭とを検出する。ボリュームデータは、そのボリュームデータが取得された心時相が対応付けられて記憶部５に記憶されている。そのため、輪郭追跡部７１は、拡張末期や収縮末期などの心時相に取得されたボリュームデータを読み込んで、その心時相における内膜の３次元的な輪郭と外膜の３次元的な輪郭とを検出する。この検出された心筋の３次元的な輪郭が、追跡対象となる心筋の初期輪郭として輪郭追跡部７１に設定される。例えば、Ｒ波が検出された心時相における心筋の３次元的な輪郭が、初期輪郭として輪郭追跡部７１に設定される。

また、輪郭追跡部７１は、検出した内膜上の各位置における法線ベクトルを求め、内膜上の各位置からその法線ベクトル方向へ一定距離外側の位置を、心臓の外膜の３次元的な輪郭と定義しても良い。例えば、輪郭追跡部７１は、内膜の位置から８ｍｍ外側の位置を外膜の輪郭と定義する。この一定距離は、操作者によって任意の値に変えることが可能である。このように外膜の３次元的な輪郭が検出されると、その輪郭が、追跡対象となる外膜の初期輪郭として輪郭追跡部７１に設定される。例えば、Ｒ波が検出された心時相における外膜の３次元的な輪郭が、初期輪郭として輪郭追跡部７１に設定される。

以上のように、所定の心時相における心筋の３次元的な輪郭（初期輪郭）が検出されると、輪郭追跡部７１は、２つの画像を対象として、スペックルパターンを用いたパターンマッチングを行う。このパターンマッチングによって、輪郭追跡部７１は、各心時相で生成されたボリュームデータごとに、初期輪郭に設定された心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の位置を求める。すなわち、輪郭追跡部７１は、内膜の３次元的な輪郭上の各点の位置と、外膜の３次元的な輪郭上の各点の位置とを、各心時相で取得されたボリュームデータごとに求める。そして、輪郭追跡部７１は、内膜の３次元的な輪郭を構成する各点と、外膜の３次元的な輪郭を構成する各点とを時間的に追跡する。

例えば、輪郭追跡部７１は、初期輪郭に設定された内膜の輪郭を構成する各点の座標情報と、外膜の輪郭を構成する各点の座標情報とを受け付ける。さらに、輪郭追跡部７１は、その初期輪郭が検出されたボリュームデータ（以下、「ボリュームデータＡ」と称する）の次の心時相に取得されたボリュームデータ（以下、「ボリュームデータＢ」と称する）を記憶部５から読み込む。そして、輪郭追跡部７１は、時間的に連続する２つのボリュームデータを対象として、スペックルパターンを用いたパターンマッチングを行う。このパターンマッチングによって、輪郭追跡部７１は、初期輪郭に設定された心筋の輪郭を構成する各点の移動ベクトルを求める。すなわち、輪郭追跡部７１は、このパターンマッチングによって、内膜の輪郭上における各点の移動ベクトルと、外膜の輪郭上における各点の移動ベクトルとを求める。具体的には、輪郭追跡部７１は、ボリュームデータＡとボリュームデータＢとを対象として、スペックルパターンを用いたパターンマッチングを行うことで、内膜の輪郭を構成する各点の移動ベクトルと、外膜の輪郭を構成する各点の移動ベクトルとを求める。この移動ベクトルは、輪郭を構成する各点の変位と、各点が変位した移動方向とを表している。つまり、輪郭追跡部７１は、２つのボリュームデータを対象としてパターンマッチングを行い、スペックルの移動量を算出することで、輪郭を構成する各点の移動ベクトルを求める。このように輪郭を構成する各点の移動ベクトルを求めることで、ボリュームデータＢが生成された心時相における心筋の輪郭を構成する各点の位置が求められる。

さらに輪郭追跡部７１は、ボリュームデータＢの次の心時相に取得されたボリュームデータ（以下、「ボリュームデータＣ」と称する）を記憶部５から読み込む。そして、輪郭追跡部７１は、時間的に連続する２つのボリュームデータ（ボリュームデータＢとボリュームデータＣ）を対象として、スペックルパターンを用いたパターンマッチングを行うことで、心筋の輪郭を構成する各点の移動ベクトルを求める。これにより、ボリュームデータＣが取得された心時相における心筋の輪郭を構成する各点の位置が求められる。

以上のようにして、輪郭追跡部７１は、スペックルパターンを用いたパターンマッチングによって、初期輪郭に設定された心筋の輪郭を構成する各点における移動ベクトルを、各ボリュームデータが取得された心時相ごとに求める。これにより、輪郭追跡部７１は、心筋の輪郭を構成する各点における移動ベクトルを時間的に追跡する。その結果、心筋の３次元的な輪郭を構成する各点を、時間的に追跡することが可能となる。例えば、輪郭追跡部７１は、１心周期に亘って取得された全てのボリュームデータについて、各心時相における心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の位置を求める。これにより、１心周期に亘って、各心時相における心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の位置が求められる。なお、輪郭追跡部７１が、この発明の「輪郭特定手段」の１例に相当する。

そして、輪郭追跡部７１は、各心時相における内膜の３次元的な輪郭を構成する各点の座標情報と、各心時相における外膜の３次元的な輪郭を構成する各点の座標情報とを、形成部７３と演算部８とに出力する。以下、形成部７３と演算部８とについて説明する。

まず、形成部７３の処理内容について図２から図４を参照して説明する。図２は、表示部に表示される画像の１例を示す画面の図である。図３は、心筋の長軸方向に沿った断面における心筋の輪郭を示す模式図である。図４は、心筋の短軸方向に沿った断面における心筋の輪郭を示す模式図である。

形成部７３は、第１面形成部７４、基準点設定部７５、第２面形成部７６、及び画像生成面形成部７７を備えている。形成部７３は、輪郭追跡部７１によって求められた心筋の３次元的な輪郭に基づいて、心筋に直交する面を求める。画像生成部６は、その面のＭＰＲ画像データを生成する。以下、形成部７３の処理内容について詳しく説明する。

まず、画像生成部６は、任意の心時相にて取得されたボリュームデータに基づいて、任意の断面におけるＭＰＲ画像データを生成する。例えば、操作者が操作部１２を用いて任意の心時相を指定し、更に、ボリュームデータに対する任意の断面を指定する。操作部１２によって指定された心時相と断面の３次元空間における座標情報とが、ユーザインターフェース１０（ＵＩ）から制御部１３に出力される。そして、制御部１３は、心時相と断面の座標情報とを画像生成部６に出力する。

１例として、操作者は操作部１２を用いて、心臓の長軸方向に沿った断面を指定する。画像生成部６は、指定された心時相が対応付けられたボリュームデータを記憶部５から読み込む。そして、画像生成部６は、読み込んだボリュームデータに基づいて、心臓の長軸方向の断面におけるＭＰＲ画像データ（長軸像データ）を生成する。表示制御部９は、その長軸像データを画像生成部６から受けて、その長軸像データに基づく長軸像を表示部１１に表示させる。また、画像生成部６は、操作者によって指定された断面に直交する断面であって、長軸方向の断面におけるＭＰＲ画像データ（長軸像データ）を生成しても良い。

ここで、表示部１１に表示される長軸像の１例を図２に示す。表示制御部９は、心臓の長軸像１００と、長軸像１００に直交する断面の長軸像２００とを表示部１１に表示させる。長軸像１００には、長軸断面における心筋１１０が表されている。同様に、長軸像２００には、長軸断面における心筋２１０が表されている。なお、図２に示す例では、長軸像１００と長軸像２００とを表示部１１に表示しているが、１つの長軸像を表示するだけでも良い。

そして、操作者は操作部１２を用いて、長軸像１００に対して基準軸を指定する。表示制御部９は、操作者によって指定された基準軸１２０を表示部１１に表示させる。例えば、長軸像１００の長軸方向に沿って、長軸像１００の中心を通る中心軸を基準軸１２０に指定する。さらに、操作者は操作部１２を用いて、基準軸１２０上の任意の点を指定する。例えば図２と図３とに示すように、操作者は操作部１２を用いて基準軸１２０上の点１３０を指定する。

そして、長軸像１００上における基準軸１２０の座標情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０から制御部１３に出力される。さらに、長軸像１００上における点１３０の座標情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０から制御部１３に出力される。長軸像１００が生成された長軸断面の３次元空間における座標情報は、制御部１３に既に出力されているため、制御部１３において、３次元空間における基準軸１２０の座標と点１３０の座標とが特定されることになる。制御部１３は、３次元空間における基準軸１２０の座標情報と点１３０の座標情報とを形成部７３に出力する。

第１面形成部７４は、操作者によって指定された心時相における心筋の輪郭を構成する各点の座標情報を輪郭追跡部７１から受けて、その心筋の輪郭に対して基準軸１２０と点１３０とを設定する。そして、図４に示すように、第１面形成部７４は、点１３０を通って、基準軸１２０に直交する第１平面１４０を形成する。そして、第１面形成部７４は、３次元空間における第１平面１４０の座標情報を基準点設定部７５に出力する。

基準点設定部７５は、第１面形成部７４から第１平面１４０の座標情報を受けて、心筋の輪郭と第１平面１４０とが交差する点を求める。例えば図４に示すように、基準点設定部７５は、内膜１１１の輪郭と第１平面１４０とが交差する点を求め、その交差する点を基準点に設定する。このとき、基準点設定部７５は、第１平面１４０の面内において、３６０°に亘って内膜１１１の輪郭と交差する点を求める。図４に示す例では、基準点設定部７５は、第１平面１４０と内膜１１１の輪郭とが交差する複数の基準点１５０Ａ、基準点１５０Ｂ、・・・、基準点１５０Ｎ、・・・を求める。そして、基準点設定部７５は、基準点の座標情報を第２面形成部７６に出力する。

なお、基準点設定部７５は、内膜１１１の代わりに、第１平面１４０と外膜１１２の輪郭とが交差する点を求め、その点を基準点としても良い。

第２面形成部７６は、基準点の座標情報を基準点設定部７５から受けて、その基準点を基準にして、長軸断面内において、内膜１１１の輪郭に対して直交する方向に延びる第２平面を形成する。この第２平面は内膜の円周方向に所定の幅を持っている。例えば図３と図４とに示すように、第２面形成部７６は、基準点１５０Ａを基準にして、長軸断面内において、内膜１１１の輪郭に直交する方向に延びる第２平面１６０Ａを形成する。同様に、第２面形成部７６は、基準点１５０Ｂを基準にして、長軸断面内において、内膜１１１の輪郭に直交する方向に延びる第２平面１６０Ｂを形成する。そして、図４に示すように、第２面形成部７６は、第１平面１４０の面内において３６０°に亘って求められた基準点１５０Ａ、・・・、基準点１５０Ｎ、・・・のそれぞれについて、内膜１１１の輪郭に直交する方向に延びる第２平面１６０Ａ、・・・第２平面１６０Ｎ、・・・を形成する。第２平面は、内膜１１１の輪郭の直交しているため、心筋１１０の壁厚方向に平行な面となっている。そして、第２面形成部７６は、第２平面の座標情報を画像生成面形成部７７に出力する。

画像生成面形成部７７は、第１面形成部７４から第１平面の座標情報を受け、第２面形成部７６から第２平面の座標情報を受けて、第１平面と内膜の輪郭とが交差する基準点において、第１平面と第２平面とを繋ぎ合わせる。画像生成面形成部７７は、この繋ぎ合せによって、画像生成面を形成する。具体的には、画像生成面形成部７７は、第１平面と内膜の輪郭とが交差する基準点において、内膜１１１の内側（心腔内）に形成された第１平面と、内膜１１１の外側に形成された第２平面とを繋げることで、画像生成面を形成する。これにより、画像生成面は、内膜１１１の内側（心腔内）においては第１平面で構成され、内膜１１１の外側については第２平面で構成されることになる。図４に示す例では、画像生成面形成部７７は、基準点１５０Ａ、・・・、基準点１５０Ｎ、・・・のそれぞれにおいて、内膜１１１の内側（心腔内）に形成された第１平面１４０と、内膜１１１の外側に形成された第２平面１６０Ａ、・・・、第２平面１６０Ｎ、・・・とを繋ぎ合わせることで、１つの画像生成面を形成する。そして、画像生成面形成部７７は、その画像生成面の座標情報を画像生成部６に出力する。

画像生成部６は、操作者によって指定された心時相に取得されたボリュームデータを記憶部５から読み込む。そして、画像生成部６は、そのボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、画像生成面形成部７７によって形成された画像生成面におけるＭＰＲ画像データを生成する。これにより、第１平面１４０と、第２平面１６０Ａ、・・・、第２平面１６０Ｎ、・・・とで構成される画像生成面におけるＭＰＲ画像データが生成されることになる。画像生成部６は、その画像生成面におけるＭＰＲ画像データを表示制御部９に出力する。

表示制御部９は、画像生成面におけるＭＰＲ画像データを画像生成部６から受けると、そのＭＰＲ画像データに基づくＭＰＲ画像を表示部１１に表示させる。このＭＰＲ画像は、心臓の短軸像を表している。

また、画像生成部６は、各心時相に取得されたボリュームデータを記憶部５から読み込み、各心時相に取得されたボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、画像生成面形成部７７によって形成された画像生成面におけるＭＰＲ画像データを心時相ごとに生成しても良い。この場合、表示制御部９は、各心時相におけるＭＰＲ画像データを画像生成部６から受けると、各心時相におけるＭＰＲ画像を心時相ごとに順番に表示部１１に表示させる。

ここで、この実施形態に係る超音波診断装置１と従来技術との差について、図３を参照して説明する。従来技術においては、第１平面１４０によって心筋１１０を切断した面におけるＭＰＲ画像データを生成していた。換言すると、第１平面１４０を延長させることで心筋１１０と交差する面を求め、その交差する面におけるＭＰＲ画像データを生成していた。そのため、心筋１１０においては、心筋１１０の壁厚方向とは異なる方向に向かう面１４１におけるＭＰＲ画像データが生成されることになる。これに対して、この実施形態では、心筋１１０においては、心筋１１０に直交する第２平面１６０Ａなどの面を求め、その第２平面１６０Ａ等の面におけるＭＰＲ画像データを生成する。そのため、心筋１１０においては、心筋の壁厚方向に向かう面におけるＭＰＲ画像データが生成されることになる。その結果、この実施形態によると、心筋１１０について、壁厚方向に沿った断面を観察することが可能となる。

さらに、操作者が長軸像上で任意の点を指定するだけで、壁厚方向に沿った短軸像データが得られる。そのため、簡便な操作によって、所望の壁厚の断面を観察することが可能となる。また、心腔内においては、基準軸１２０に直交する第１平面における短軸像データが生成される。そのため、短軸像に表される心腔の形状は、実際の心腔の形状から大きくずれることはない。例えば、短軸像に表わされた心腔の大きさが、実際の心腔の大きさから大きくずれることはない。

さらに、基準軸上に設定された点を通って基準軸に直交する第１平面を設定し、その第１平面と心筋とが交差する位置を基準にして、心筋に直交する第２平面を設定しているため、心筋の所望の位置に第２平面を容易に設定することが可能となる。すなわち、観察対象である心筋を基準にして第２平面を設定しているため、心筋の所望の位置に第２平面を設定して、所望の断面を観察することが可能となる。従来技術においては、基準軸上に設定された点を基準にして心筋と交差する平面を設定し、その平面における画像データを生成していたため、心筋の所望の位置に平面を設定することが困難であった。これに対して、この実施形態では、第１平面と心筋とが交差する点を求め、その点を基準にして心筋に直交する第２平面を設定し、その第２平面における画像データを生成するため、心筋の所望の断面を簡便に観察することが可能となる。

次に、演算部８について説明する。演算部８は、各心時相における心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の座標情報を輪郭追跡部７１から受けて、心筋の壁運動情報を求める。例えば、演算部８は、各心時相における内膜の変位と外膜の変位とを求め、それらの変位に基づいて各心時相における心筋の歪みを求める。さらに、演算部８は、歪みの時間変化率を表す歪み率を求めても良い。このように、変位、歪み、又は歪み率などの壁運動情報を求めることで、心臓の評価を行うことができる。なお、輪郭追跡部７１によって、心筋の輪郭が３次元的に追跡されるため、心筋の輪郭は３次元座標で規定される。従って、演算部８によって求められる壁運動情報も３次元座標で規定される。これにより、心臓の任意の面における壁運動情報を求めることができる。以下、演算部８を構成する各部の機能について説明する。演算部８は、運動情報算出部８１と色決定部８２とを備えている。

例えば運動情報算出部８１は、各心時相における心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の座標情報に基づいて、各心時相における内膜の変位と外膜の変位とを求める。１例として、運動情報算出部８１は、心臓の長軸方向や短軸方向に対する内膜の変位と外膜の変位とを求める。

そして、運動情報算出部８１は、各心時相における心筋の変位に基づいて、各心時相における心臓の長軸方向や短軸方向に対する心筋の歪みを求める。例えば、Ｒ波が検出された心時相を初期時相とする。運動情報算出部８１は、初期時相における内膜の３次元的な輪郭と、その他の心時相における内膜の３次元的な輪郭とを比べて、各心時相における心臓の長軸方向や短軸方向に対する内膜の変位を求める。同様に、運動情報算出部８１は、初期時相における外膜の３次元的な輪郭と、その他の心時相における外膜の３次元的な輪郭とを比べて、各心時相における心臓の長軸方向や短軸方向に対する外膜の変位を求める。そして、運動情報算出部８１は、各心時相における変位に基づいて、各心時相における歪みを求める。

ここでは歪みの１例として、内膜と外膜との間の厚さ方向（壁厚方向）の歪みを求める場合について説明する。上述したように、各心時相における内膜の３次元的な輪郭と外膜の３次元的な輪郭とが求められている場合、運動情報算出部８１は、各心時相における内膜の３次元的な輪郭を構成する各点の座標情報と、各心時相における外膜の３次元的な輪郭を構成する各点の座標情報とに基づいて、各心時相における壁厚方向の歪みを求める。ここで、壁厚方向の歪みは、内膜と外膜との間の厚さ方向における歪みとして定義される。

例えば、運動情報算出部８１は、内膜の輪郭上の点において、内膜の輪郭に直交する線を求める。そして、運動情報算出部８１は、その直交する線が外膜の輪郭と交わる点を求める。運動情報算出部８１は、各心時相における内膜の輪郭上の点と、外膜の輪郭上の点との間の距離に基づいて、各心時相における内膜と外膜との間の歪み（壁厚方向の歪み）を求める。

例えば、内膜と外膜の初期輪郭が設定された心時相を初期時相とする。その初期時相における内膜上の点と外膜上の点との間の距離を距離Ｌ（０）とする。具体的には、Ｒ波が検出された心時相において内膜と外膜の初期輪郭が指定された場合、Ｒ波が検出された心時相が初期時相となる。また、任意の心時相における内膜上の点と外膜上の点との間の距離を距離Ｌ（ｔ）とする。

そして、運動情報算出部８１は、各心時相における内膜の３次元的な輪郭を構成する各点の座標情報と、外膜の３次元的な輪郭を構成する各点の座標情報とを輪郭追跡部７１から受けて、任意の心時相における距離Ｌ（ｔ）と初期時相における距離Ｌ（０）との差分ΔＬ（ｔ）を求める。この差分ΔＬ（ｔ）が、膜厚の変位に相当する。次に、運動情報算出部８１は、差分ΔＬ（ｔ）を初期時相における距離Ｌ（０）で除算することで、任意の心時相における壁厚方向の歪みＳ（ｔ）を求める。

運動情報算出部８１は、内膜の輪郭と外膜の輪郭とにおいて、所定間隔ごとに壁厚方向の歪みＳ（ｔ）を求める。すなわち、運動情報算出部８１は、心臓の内膜と外膜とにおいて、複数箇所の歪みＳ（ｔ）を求める。このように、運動情報算出部８１は、心筋の各箇所における壁厚方向の歪みＳ（ｔ）を心時相ごとに求める。

また、運動情報算出部８１は、各心時相における各箇所の壁厚方向の歪みＳ（ｔ）を時間微分することで、歪みＳ（ｔ）の時間変化率を表す歪み率（速度）ＳＲ（ｔ）を心時相ごとに求めても良い。

なお、運動情報算出部８１は、各心時相における心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の座標情報に基づいて、各心時相における心筋の円周方向（輪郭の接線方向）の変位や歪み（変位の変化率）を求めても良い。

色決定部８２は、運動情報算出部８１によって求められた各箇所における歪みＳ（ｔ）の大きさに対応する色を決定する。そして、色決定部８２は、歪みＳ（ｔ）の大きさによって異なる色を各箇所に割り当てる。例えば、各歪みＳ（ｔ）の大きさに割り当てる色を予め決めておく。そして、歪みＳ（ｔ）の大きさと、色とが対応付けられたテーブルを予め作成して、図示しない記憶部に記憶させておく。このテーブルには、歪みＳ（ｔ）の大きさによって異なる色が対応付けられている。色決定部８２は、そのテーブルを参照することで、各心時相における各箇所の歪みＳ（ｔ）の大きさに対応する色を決定する。そして、色決定部８２は、各心時相における各箇所の座標情報と、その箇所に割り当てられた色を示す情報（色情報）とを表示制御部９に出力する。

この実施形態では、画像生成面形成部７７は、第１平面と第２平面とによって構成される画像生成面の座標情報を色決定部８２に出力する。色決定部８２は、画像生成面形成部７７から画像生成面の座標情報を受けて、その画像生成面の各箇所の壁運動情報の大きさに対応する色を決定する。例えば、色決定部８２は、画像生成面上の各箇所における歪みＳ（ｔ）の大きさに対応する色を決定し、各箇所にその色を割り当てる。そして、色決定部８２は、画像生成面上の各箇所の座標情報と、その箇所に割り当てた色を示す情報（色情報）とを表示制御部９に出力する。

表示制御部９は、指定された心時相における画像生成面上の各箇所の座標情報と、その箇所に割り当てられた色を示す情報（色情報）とを色決定部８２から受ける。そして、表示制御部９は、画像生成部６によって生成されたＭＰＲ画像上において、心筋の各箇所に、色決定部８２によって割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。このとき、表示制御部９は、各箇所を中心として所定の幅を持った範囲に、各箇所に対して割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。

ここで、画像生成部６によって生成されたＭＰＲ画像（短軸像）と、その短軸像に対する着色の１例について、図２を参照して説明する。例えば、表示制御部９は、基準軸１２０上の点１３０を通る第１平面１４０と、心筋に直交する第２平面１６０Ａ、・・・、第２平面１６０Ｎ、・・・とによって形成された画像生成面における短軸像３００を、表示部１１に表示させる。そして、表示制御部９は、その画像生成面上における各箇所の壁運動情報の大きさに応じた色を、短軸像３００の各箇所に重ねて表示部１１に表示させる。なお、図２に示す例では、壁運動情報の大きさに応じた色を、便宜的に異なるハッチングによって表している。

また、操作者が操作部１２を用いて、基準軸１２０上の別の点１３１を指定すると、形成部７３はその点１３１に対応する画像生成面を形成する。そして、画像生成部６は、点１３１に対応する画像生成面における短軸像データを生成する。演算部８は、その画像生成面上における各箇所の壁運動情報の大きさに応じた色を決定し、各箇所に色を割り当てる。そして、表示制御部９は、点１３１に対応する画像生成面の短軸像３１０を表示部１１に表示させ、壁運動情報の大きさに応じた色を短軸像３１０に重ねて表示部１１に表示させる。また、点１３２が指定された場合も、点１３０及び点１３１と同様に、表示制御部９は、点１３２に対応する画像生成面における短軸像３２０を表示部１１に表示させる。さらに、表示制御部９は、その画像生成面における壁運動情報の大きさに応じた色を短軸像３２０に重ねて表示部１１に表示させる。

以上のように、この実施形態に係る超音波診断装置１によると、心筋１１０においては、心筋の壁厚方向に向かう面におけるＭＰＲ画像データ（短軸像データ）を生成している。そのため、壁運動情報のベクトルの向きと、短軸像に表される心筋の壁厚方向とが一致する。これにより、短軸像３００には、その短軸像３００における実際の壁運動情報が表示されることになる。その結果、心筋の各部における壁運動をより適切に評価することが可能となる。

この実施形態に係る超音波診断装置１と従来技術との差について、図５を参照して説明する。図５は、短軸像を模式的に示す図である。この実施形態に係る短軸像３００には、心筋１１０の内膜１１１と外膜１１２とが表される。一方、従来技術に係る短軸像には、心筋１１０の内膜１１１と外膜１１３とが表される。従来技術に係る外膜１１３は、短軸像３００に係る外膜１１２よりも外側に表される。従来技術においては、図３に示すように、第１平面１４０で心筋１１０を切断した面１４１におけるＭＰＲ画像データ（短軸像データ）を生成していた。そのため、従来技術に係る短軸像に表された心筋の厚さ（内膜１１１と外膜１１３との間の厚さ）は、心筋１１０の壁厚方向における厚さよりも厚くなってしまう。一方、この実施形態においては、図２から図４に示すように、心筋１１０に直交する第２平面１６０Ａ等で心筋１１０を切断した面におけるＭＰＲ画像データ（短軸像データ）を生成している。そのため、短軸像３００に表された心筋の厚さ（内膜１１１と外膜１１２との間の厚さ）は、心筋１１０の壁厚方向における厚さと一致することになる。そして、壁運動情報に対応する色は、心筋１１０の各箇所に割り当てられる。この実施形態においては、短軸像３００に表される心筋の厚さ（内膜１１１と外膜１１２との間の厚さ）は、心筋１１０の壁厚方向における厚さと一致するため、壁運動情報に対応する色が適切に短軸像３００に割り当てられて表示されることになる。

また、壁運動情報の大きさによって異なる色を割り当てて表示部１１に表示しているため、その色を観察することで、各箇所における拡張能の低下又は増強を容易に把握することが可能となる。

また、画像処理部７のマーカ生成部７２は、画像生成面形成部７７によって形成された画像生成面における、内膜と外膜の２次元的な輪郭を表すマーカを生成する。そして、表示制御部９は、短軸像にそのマーカを重ねて表示部１１に表示させる。なお、このマーカ生成部７２は、この実施形態に係る超音波診断装置１に設けなくても良い。

ユーザインターフェース（ＵＩ）１０は、表示部１１と操作部１２とを備えている。表示部１１は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタで構成されており、画面上にＭＰＲ画像や３次元画像などが表示される。操作部１２は、キーボード、マウス、トラックボール、又はＴＣＳ（Ｔｏｕｃｈ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｓｃｒｅｅｎ）などで構成されており、操作者の操作によって各種の指示が与えられる。

制御部１３は、超音波診断装置１の各部に接続されて、各部の動作を制御する。

また、画像生成部６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶部（図示しない）とを備えている。記憶部には、画像生成部６の機能を実行するための画像生成プログラムが記憶されている。ＣＰＵが、画像生成プログラムを実行することにより、ボリュームデータにＭＰＲ処理やボリュームレンダリングなどの画像処理を施す。これにより、ＭＰＲ画像データや３次元画像データなどの超音波画像データが生成される。

また、画像処理部７は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤなどの記憶部（図示しない）とを備えている。記憶部には、画像処理部７の各部の機能を実行するための画像処理プログラムが記憶されている。画像処理プログラムには、輪郭追跡部７１の機能を実行するための輪郭追跡プログラム、マーカ生成部７２の機能を実行するためのマーカ生成プログラム、及び、形成部７３の機能を実行するための形成プログラムが含まれている。形成プログラムには、第１面形成部７４の機能を実行するための第１面形成プログラム、基準点設定部７５の機能を実行するための基準点設定プログラム、第２面形成部７６の機能を実行するための第２面形成プログラム、及び画像生成面形成部７７の機能を実行するための画像生成面形成プログラムが含まれている。ＣＰＵが、輪郭追跡プログラムを実行することにより、各心時相における心筋（内膜と外膜）の輪郭を求める。ＣＰＵが、マーカ生成プログラムを実行することにより、内膜と外膜の輪郭を表すマーカを生成する。ＣＰＵが、第１面形成プログラムを実行することで、心筋に対して設定された基準線に直交する第１平面を形成する。ＣＰＵが、基準点設定プログラムを実行することで、第１平面と心筋とが交差する基準点を求める。ＣＰＵが、第２面形成プログラムを実行することで、基準点において、心筋に直交する方向に延びる第２平面を形成する。ＣＰＵが、画像生成面形成プログラムを実行することで、第１平面と第２平面とを繋げて画像生成面を形成する。

また、演算部８は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤなどの記憶部（図示しない）を備えている。記憶部には、演算部８の機能を実行するための演算プログラムが記憶されている。演算プログラムには、運動情報算出部８１の機能を実行するための運動情報算出プログラムと、色決定部８２の機能を実行するための色決定プログラムとが含まれている。ＣＰＵが、運動情報算出プログラムを実行することにより、各心時相における心筋の歪みや歪み率などの壁運動情報を求める。また、ＣＰＵが、色決定プログラムを実行することにより、壁運動情報の大きさに応じた色を決定する。

また、表示制御部９は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤなどの記憶部（図示しない）とを備えている。記憶部には、表示制御部９の機能を実行するための表示制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵがその表示制御プログラムを実行することにより、ＭＰＲ画像と壁運動情報とを表示部１１に表示させる。また、制御部１３は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤなどの記憶部（図示しない）とを備えている。記憶部には、制御部１３の機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵがその制御プログラムを実行することにより、超音波診断装置１の各部の動作を制御する。

なお、この実施形態における画像処理プログラムと表示制御プログラムとによって、この発明の「超音波画像処理プログラム」の１例を構成する。

また、心時相ごとに画像生成面を形成しても良い。まず、第１面形成部７４は、上述したように、基準軸１２０上で指定された点１３０を通って、基準軸１２０に直交する第１平面１４０を形成する。輪郭追跡部７１は、上述したように、各心時相における内膜の３次元的な輪郭を構成する各点の位置と、外膜の３次元的な輪郭を構成する各点の位置とを求める。基準点設定部７５は、第１面形成部７４から第１平面１４０の座標情報を受けて、各心時相における心筋の輪郭と第１平面１４０とが交差する点を求める。例えば、基準点設定部７５は、各心時相における内膜１１１の輪郭と第１平面１４０とが交差する点を求め、その交差する点を基準点に設定する。すなわち、基準点設定部７５は、各心時相における基準点の位置を求める。第２面形成部７６は、各心時相における基準点の座標情報を基準点設定部７５から受けて、各心時相における内膜１１１の輪郭に対して直交する方向に延びる第２平面を心時相ごとに求める。すなわち、第２面形成部７６は、同じ心時相における内膜１１１と基準点とに基づいて、各心時相における第２平面を形成する。画像生成面形成部７７は、第１面形成部７４から第１平面の座標情報を受け、第２面形成部７６から各心時相における第２平面の座標情報を受けて、各心時相における基準点において、第１平面と各心時相における第２平面とを繋ぎ合せる。画像生成面形成部７７は、この繋ぎ合せによって、各心時相における画像生成面を形成する。そして、画像生成面形成部７７は、各心時相における画像生成面の座標情報を画像生成部６に出力する。画像生成部６は、各心時相におけるボリュームデータに基づいて、各心時相の画像生成面におけるＭＰＲ画像データを生成する。すなわち、画像生成部６は、心時相が同じボリュームデータと画像生成面とに基づいて、各心時相の画像生成面におけるＭＰＲ画像データを生成する。そして、表示制御部９は、各心時相のＭＰＲ画像データに基づくＭＰＲ画像を、心時相ごとに順番に表示部１１に表示させる。また、表示制御部９は、各心時相におけるＭＰＲ画像上において、心筋の各箇所に、色決定部８２によって割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。このとき、表示制御部９は、各心時相におけるＭＰＲ画像上において、心筋の各箇所に、同じ心時相における画像生成面上に割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。

（超音波画像処理装置）
また、心筋の壁厚方向に沿ったＭＰＲ画像データを生成する超音波画像処理装置を、超音波診断装置の外部に設けても良い。この超音波画像処理装置は、上述した記憶部５、画像生成部６、画像処理部７、演算部８、表示制御部９、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０、及び制御部１３を備えている。超音波画像処理装置は、取得された時間が連続する複数のボリュームデータを超音波診断装置から取得し、それら複数のボリュームデータに基づいて、心筋の壁厚方向に沿ったＭＰＲ画像データを生成する。さらに、超音波画像処理装置は、心筋の輪郭を追跡して壁運動情報を求める。

超音波画像処理装置の外部に設置された超音波診断装置によって心臓を超音波で走査することで、心時相ごとにボリュームデータを取得する。そして、超音波画像処理装置は、超音波診断装置によって取得された複数のボリュームデータを受け付けて、それら複数のボリュームデータを記憶部５に記憶させる。超音波画像処理装置の輪郭追跡部７１は、各心時相における内膜（外膜）の３次元的な輪郭を構成する各点の位置を求めることで、内膜（外膜）の輪郭を追跡する。超音波画像処理装置の形成部７３は、３次元的な輪郭を構成する各点の位置に基づいて、心筋の壁厚方向に平行な第２平面を求める。また、超音波画像処理装置の演算部８は、３次元的な輪郭を構成する各点の位置に基づいて、心筋の壁運動情報を求めて、壁運動情報の大きさに応じた色を心筋の各箇所に割り当てる。

以上のように、超音波診断装置の外部に設けられた超音波画像処理装置によっても、上述した超音波診断装置１と同様に、心筋においては、心筋の壁厚方向に向かう面におけるＭＰＲ画像データが生成される。その結果、心筋について、壁厚方向に沿った断面を観察することが可能となる。そして、壁運動情報のベクトルの向きと、ＭＰＲ画像に表される心筋の壁厚方向とが一致するため、心筋の各部における壁運動をより適切に評価することが可能となる。

（動作）
次に、この発明の実施形態に係る超音波診断装置１の動作について、図６を参照して説明する。図６は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を説明するためのフローチャートである。この実施形態では、心臓を診断部位として、取得された時間が連続する複数のボリュームデータ（動画像データ）を取得する。そして、そのボリュームデータに基づいて、心筋の壁厚方向に沿った面におけるＭＰＲ画像データを生成する。さらに、心機能の評価に供される壁運動情報を求める。

（ステップＳ０１）
まず、超音波プローブ２を被検体に当てて心臓に対して超音波を送信し、各心時相のボリュームデータ（心臓の動画像データ）を取得する。例えば、１心周期以上に亘って超音波を送受信することで、１心周期以上に亘って各心時相のボリュームデータを取得する。制御部１３は、超音波診断装置１の外部からＥＣＧ信号を受け付けて、生成された各ボリュームデータに、そのボリュームデータが取得された時相を対応付けて記憶部５に記憶させる。

（ステップＳ０２）
輪郭追跡部７１は、ボリュームデータを記憶部５から読み込み、２つのボリュームデータを対象にして、スペックルパターンを用いたパターンマッチングを行う。このパターンマッチングによって、輪郭追跡部７１は、各心時相における心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の位置を求める。そして、演算部８の運動情報算出部８１は、心筋の各箇所における壁厚方向の歪みＳ（ｔ）などの壁運動情報を心時相ごとに求める。

（ステップＳ０３）
一方、操作者は操作部１２を用いて任意の心時相を指定する。さらに、操作者は操作部１２を用いて、ボリュームデータに対する任意の断面を指定する。ここでは１例として、操作者は心臓の長軸断面を指定する。操作者によって指定された心時相を示す情報と長軸断面の座標情報とが、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０から制御部１３を介して画像生成部６に出力される。

（ステップＳ０４）
画像生成部６は、指定された心時相が対応付けられたボリュームデータを記憶部５から読み込み、そのボリュームデータに基づいて、心臓の長軸断面におけるＭＰＲ画像データ（長軸像データ）を生成する。そして、表示制御部９は、その長軸像データに基づく長軸像を表示部１１に表示させる。例えば図２に示すように、表示制御部９は、心臓の長軸像１００と、その長軸像１００に直交する断面の長軸像２００とを表示部１１に表示させる。

（ステップＳ０５）
そして、操作者は操作部１２を用いて、長軸像１００の長軸方向に沿って、長軸像１００の中心を通る基準軸１２０を指定し、更に、基準軸１２０上の任意の点１３０を指定する。長軸像１００上における基準軸１２０の座標情報と点１３０の座標情報とが、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０から制御部１３に出力される。制御部１３は、長軸像１００の長軸断面の３次元空間における座標情報に基づいて、３次元空間における基準軸１２０の座標と点１３０の座標とを求め、その座標情報を形成部７３に出力する。

（ステップＳ０６）
第１面形成部７４は、操作者によって指定された心時相における心筋の輪郭を構成する各点の座標情報を輪郭追跡部７１から受けて、その心筋の輪郭に対して基準軸１２０と点１３０とを設定する。そして、図４に示すように、第１面形成部７４は、点１３０を通って、基準軸１２０に直交する第１平面１４０を形成する。そして、第１面形成部７４は、形成した第１平面１４０の３次元空間における座標情報を基準点設定部７５に出力する。

（ステップＳ０７）
基準点設定部７５は、例えば図４に示すように、内膜１１１の輪郭と第１平面１４０とが交差する基準点を設定する。このとき、基準点設定部７５は、第１平面１４０の面内において、３６０°に亘って内膜１１１の輪郭と交差する複数の基準点１５０Ａ、・・・、基準点１５０Ｎ、・・・を求める。そして、第２面形成部７６は、例えば図３と図４とに示すように、第１平面１４０の面内において３６０°に亘って求められた基準点１５０Ａ、・・・、基準点１５０Ｎ、・・・のそれぞれについて、内膜１１１の輪郭に直交する方向に延びる第２平面１６０Ａ、・・・、第２平面１６０Ｎ、・・・を形成する。第２平面は、内膜１１１の輪郭に直交しているため、心筋１１０の壁厚方向に平行な面となっている。

（ステップＳ０８）
そして、画像生成面形成部７７は、例えば図４に示すように、基準点１５０Ａ、・・・、基準点１５０Ｎ、・・・のそれぞれにおいて、内膜１１１の内側（心腔内）に形成された第１平面１４０と、内膜１１１の外側に形成された第２平面１６０Ａ、・・・、第２平面１６０Ｎ、・・・とを繋ぎ合わせることで、１つの画像生成面を形成する。

（ステップＳ０９）
画像生成部６は、指定された心時相に取得されたボリュームデータを記憶部５から読み込む。そして、画像生成部６は、読み込んだボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、その画像生成面におけるＭＰＲ画像データを生成する。これにより、第１平面１４０と、第２平面１６０Ａ、・・・、第２平面１６０Ｎ、・・・とで構成される画像生成面におけるＭＰＲ画像データが生成されることになる。そして、画像生成部６は、その画像生成面におけるＭＰＲ画像データを表示制御部９に出力する。

（ステップＳ１０）
一方、色決定部８２は、画像生成面上の各箇所における歪みＳ（ｔ）などの壁運動情報の大きさに応じた色を決定し、各箇所にその色を割り当てる。そして、色決定部８２は、画像生成面上の各箇所の座標情報と、その箇所に割り当てられた色を示す情報（色情報）とを表示制御部９に出力する。そして、表示制御部９は、画像生成部６によって生成されたＭＰＲ画像上において、心筋の各箇所に、色決定部８２によって割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。例えば図２に示すように、表示制御部９は、基準軸１２０上の点１３０を通る第１平面１４０と、心筋に直交する第２平面１６０Ａ、・・・、第２平面１６０Ｎ、・・・とによって形成された画像生成面における短軸像３００を、表示部１１に表示させる。そして、表示制御部９は、その画像生成面上における各箇所の壁運動情報の大きさに応じた色を、短軸像３００の各箇所に重ねて表示部１１に表示させる。

以上のように、この実施形態によると、心筋１１０においては、心筋１１０に直交する第２平面を求め、その第２平面におけるＭＰＲ画像データ（短軸像データ）を生成しているため、心筋の壁厚方向に沿ったＭＰＲ画像データを生成することが可能となる。そのことにより、心筋１１０について、壁厚方向に沿った断面を観察することが可能となる。さらに、壁運動情報のベクトルの向きと、短軸像に表される心筋の壁厚方向とが一致するため、短軸像には、その短軸像における実際の壁運動情報が表示されることになる。その結果、心筋の各部における壁運動をより適切に評価することが可能となる。

（変形例１）
次に、上述した実施形態に係る超音波診断装置１の変形例１について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、変形例１において、表示部に表示される画像の１例を示す画面の図である。図８は、心筋の長軸方向に沿った断面における心筋の輪郭を示す模式図である。

変形例１では、画像生成面形成部７７が、上述した実施形態とは異なる処理を行って画像生成面を形成する。画像生成面形成部７７以外の各部は、上述した実施形態と同じ処理を行う。

上述した実施形態と同様に、画像生成部６は、操作者によって指定された心時相が対応付けられたボリュームデータを記憶部５から読み込み、そのボリュームデータに基づいて、心臓の長軸断面における長軸像データを生成する。そして、表示制御部９は、図７に示すように、心臓の長軸像１００を表示部１１に表示させる。また、表示制御部９は、長軸像１００に直交する断面の長軸像２００を表示部１１に表示させても良い。

そして、操作者は操作部１２を用いて基準軸１２０を指定し、更に、基準軸１２０上の任意の点１３０を指定する。制御部１３は、３次元空間における基準軸１２０の座標情報と点１３０の座標情報とを形成部７３に出力する。

第１面形成部７４は、上述した実施形態と同様に、操作者によって指定された点１３０を通って、基準軸１２０に直交する第１平面を形成する。そして、基準点設定部７５は、上述した実施形態と同様に、心筋の輪郭と第１平面とが交差する基準点を求める。このとき、基準点設定部７５は、第１平面内において、３６０°に亘って内膜１１１の輪郭と交差する基準点を求める。例えば図８Ａに示すように、基準点設定部７５は、内膜１１１の輪郭と第１平面とが交差する複数の基準点１５０Ａ、基準点１５０Ｂ、・・・を求める。なお、基準点設定部７５は、内膜１１１の代わりに、第１平面と外膜１１２の輪郭とが交差する点を求めて、その点を基準点としても良い。

第２面形成部７６は、上述した実施形態と同様に、基準点設定部７５によって設定された基準点を基準にして、長軸断面内において、内膜１１１の輪郭に対して直交する方向に延びる第２平面を形成する。例えば図８（ａ）に示すように、第２面形成部７６は、基準点１５０Ａを基準にして、長軸断面内において、内膜１１１の輪郭に直交する方向に延びる第２平面１６０Ａを形成する。そして、第２面形成部７６は、第１平面の面内において３６０°に亘って求められた基準点１５０Ａ、基準点１５０Ｂ、・・・のそれぞれについて、内膜１１１の輪郭に直交する方向に延びる第２平面１６０Ａ、第２平面１６０Ｂ、・・・を形成する。第２平面は、内膜１１１の輪郭に直交しているため、心筋１１０の壁厚方向に平行な面となっている。

そして、画像生成面形成部７７は、第２面形成部７６から第２平面の座標情報を受けて、第２平面を基準軸１２０まで延ばす。例えば図８（ｂ）に示すように、画像生成面形成部７７は、第２平面１６０Ａを基準軸１２０まで延ばし、第２平面１６０Ｂを基準軸１２０まで延ばす。そして、画像生成面形成部７７は、第２平面１６０Ａ、第２平面１６０Ｂ、・・・を基準軸１２０まで延ばして形成される面を繋ぎ合わせることで、１つの画像生成面を形成する。これにより、画像生成面は、内膜１１１の外側のみならず内側（心腔内）においても、第２平面１６０Ａ、第２平面１６０、・・・によって構成されることになる。

画像生成部６は、操作者によって指定された心時相に取得されたボリュームデータを記憶部５から読み込む。そして、画像生成部６は、読み込んだボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、画像生成面形成部７７によって形成された画像生成面におけるＭＰＲ画像データを生成する。これにより、第２平面１６０Ａ、第２平面１６０Ｂ、・・・で構成される画像生成面におけるＭＰＲ画像データが生成されることになる。そして、表示制御部９は、画像生成面のＭＰＲ画像データに基づくＭＰＲ画像を表示部１１に表示させる。

また、画像生成部６は、各心時相に取得されたボリュームデータを記憶部５から読み込み、各心時相に取得されたボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、画像生成面形成部７７によって形成された画像生成面におけるＭＰＲ画像データを心時相ごとに生成する。そして、表示制御部９は、各心時相におけるＭＰＲ画像データを画像生成部６から受けると、各心時相におけるＭＰＲ画像を心時相ごとに順番に表示部１１に表示させる。

以上のように、変形例１に係る超音波診断装置によると、心筋１１０においては、心筋１１０に直交する第２平面１６０Ａ等を求め、その第２平面１６０Ａ等におけるＭＰＲ画像データを生成する。そのため、心筋１１０について、壁厚方向に沿った断面を観察することが可能となる。さらに、変形例１では、第２平面１６０Ａ等を基準軸１２０まで延ばしているため、心筋１１０と心腔との境界において段差ができず、その境界においてスムーズな画像を生成することが可能となる。具体的には、内膜１１１と第１平面とが交差する基準点１５０Ａ、基準点１５０Ｂ、・・・において画像に段差ができず、基準点１５０Ａ等の付近においてもスムーズな画像が得られる。また、操作者が長軸像上で任意の点を指定するだけで、壁厚方向に沿った短軸像データが得られるため、簡便な操作によって、所望の壁厚の断面を観察することが可能となる。

なお、演算部８は、上述した実施形態と同様に心筋の壁運動情報を求め、心筋の各箇所に壁運動情報の大きさに応じた色を割り当てる。第１変形例では、色決定部８２は、画像生成面形成部７７によって形成された画像生成面上の各箇所の壁運動情報の大きさに対応する色を決定する。例えば、色決定部８２は、画像生成面上の各箇所における歪みＳ（ｔ）の大きさに応じた色を決定し、各箇所にその色を割り当てる。

そして、表示制御部９は、画像生成部６によって生成されたＭＰＲ画像上において、心筋の各箇所に、色決定部８２によって割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。

例えば図７に示すように、表示制御部９は、基準軸１２０上の点１３０を指定することで形成された第２平面１６０Ａ、第２平面１６０Ｂ、・・・からなる画像生成面における短軸像４００を表示部１１に表示させる。そして、表示制御部９は、その画像生成面上における各箇所の壁運動情報の大きさに応じた色を、短軸像４００の各箇所に重ねて表示部１１に表示させる。また、操作者が操作部１２を用いて、基準軸１２０上の別の点１３１と点１３２とを指定すると、形成部７３はそれぞれの点に対応する画像生成面を形成する。そして、画像生成部６は、点１３１に対応する画像生成面における短軸像データを生成し、点１３２に対応する画像生成面における短軸像データを生成する。演算部８は、各画像生成面上における各箇所の壁運動情報の大きさに応じた色を決定する。そして、表示制御部９は、点１３１に対応する画像生成面における短軸像４１０と、点１３２に対応する画像生成面における短軸像４２０とを表示部１１に表示させる。さらに、表示制御部９は、液運動情報の大きさに応じた色を短軸像４１０と短軸像４２０とにそれぞれ重ねて表示部１１に表示させる。

以上のように、変形例１に係る超音波診断装置によると、上述した実施形態と同様に、壁運動情報のベクトルの向きと、短軸像に表される心筋の壁厚方向とが一致する。これにより、短軸像には、その短軸像における実際の壁運動情報が表示され、心筋の各部における壁運動をより適切に評価することが可能となる。

また、上述した実施形態と同様に、超音波診断装置の外部に設けた超音波画像処理装置によって、変形例１の処理を行っても良い。

また、上述した実施形態と同様に、心時相ごとに画像生成面を形成しても良い。まず、第１面形成部７４は、基準軸１２０上で指定された点１３０を通って、基準軸１２０に直交する第１平面を形成する。輪郭追跡部７１は、上述したように、各心時相における内膜の３次元的な輪郭を構成する各点の位置と、外膜の３次元的な輪郭を構成する各点の位置とを求める。基準点設定部７５は、第１面形成部７４から第１平面の座標情報を受けて、各心時相における心筋の輪郭と第１平面とが交差する点を求める。すなわち、基準点設定部７５は、各心時相における基準点の位置を求める。第２面形成部７６は、各心時相における基準点の座標情報を基準点設定部７５から受けて、各心時相における内膜１１１の輪郭に対して直交する方向に延びる第２平面を心時相ごとに求める。すなわち、第２面形成部７６は、同じ心時相における内膜１１１と基準点とに基づいて、各心時相における第２平面を形成する。画像生成面形成部７７は、第２面形成部７６から各心時相における第２平面の座標情報を受けて、第２平面を基準軸１２０まで延ばす。そして、画像生成面形成部７７は、同じ心時相における第２平面を繋ぎ合せることで、１つの画像生成面を心時相ごとに形成する。そして、画像生成面形成部７７は、各心時相における画像生成面の座標情報を画像生成部６に出力する。画像生成部６は、心時相が同じボリュームデータと画像生成面とに基づいて、各心時相の画像生成面におけるＭＰＲ画像データを生成する。そして、表示制御部９は、各心時相のＭＰＲ画像データに基づくＭＰＲ画像を順番に表示部１１に表示させる。また、表示制御部９は、各心時相におけるＭＰＲ画像上において、心筋の各箇所に、色決定部８２によって割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。このとき、表示制御部９は、各心時相におけるＭＰＲ画像上において、心筋の各箇所に、同じ心時相における画像生成面上に割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。

（動作）
次に、変形例１に係る超音波診断装置の動作について、図９を参照して説明する。図９は、変形例１に係る超音波診断装置による一連の動作を説明するためのフローチャートである。

（ステップＳ２０）
まず、超音波プローブ２を被検体に当てて心臓に対して超音波を送信し、各心時相のボリュームデータ（動画像データ）を取得する。

（ステップＳ２１）
輪郭追跡部７１は、ボリュームデータを記憶部５から読み込み、２つのボリュームデータを対象にして、スペックルパターンを用いたパターンマッチングを行う。このパターンマッチングによって、輪郭追跡部７１は、各心時相における心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の位置を求める。そして、運動情報算出部８１は、心筋の各箇所における壁運動情報を心時相ごとに求める。

（ステップＳ２２）
一方、操作者は操作部１２を用いて、任意の心時相と心臓の長軸断面とを指定する。

（ステップＳ２３）
画像生成部６は、指定された心時相が対応付けられたボリュームデータを記憶部５から読み込み、そのボリュームデータに基づいて、心臓の長軸断面におけるＭＰＲ画像データ（長軸像データ）を生成する。そして、図７に示すように、表示制御部９は、心臓の長軸像１００と、その長軸像１００に直交する断面の長軸像２００とを表示部１１に表示させる。

（ステップＳ２４）
そして、操作者は操作部１２を用いて基準軸１２０を指定し、更に、基準軸１２０上の任意の点１３０を指定する。制御部１３は、３次元空間における基準軸１２０の座標情報と点１３０の座標情報とを形成部７３に出力する。

（ステップＳ２５）
第１面形成部７４は、図８（ａ）に示すように、点１３０を通って、基準軸１２０に直交する第１面を形成する。

（ステップＳ２６）
基準点設定部７５は、図８（ａ）に示すように、内膜１１１の輪郭と第１平面とが交差する基準点を求める。このとき、基準点設定部７５は、第１平面の面内において、３６０°に亘って内膜１１１の輪郭と交差する複数の基準点１５０Ａ、基準点１５０Ｂ、・・・を求める。そして、第２面形成部７６は、第１平面の面内において３６０°に亘って求められた基準点１５０Ａ、基準点１５０Ｂ、・・・のそれぞれについて、内膜１１１の輪郭に直交する方向に延びる第２平面１６０Ａ、第２平面１６０Ｂ、・・・を形成する。

（ステップＳ２７）
そして、画像生成面形成部７７は、図８（ｂ）に示すように、第２平面１６０Ａ、第2平面１６０Ｂ、・・・のそれぞれを基準軸１２０まで延ばし、各方向の第２平面１６０Ａ等を繋ぎ合わせることで、１つの画像生成面を形成する。

（ステップＳ２８）
画像生成部６は、指定された心時相に取得されたボリュームデータを記憶部５から読み込み、そのボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、画像生成面におけるＭＰＲ画像データを生成する。これにより、第２平面１６０Ａ、第２平面１６０Ｂ、・・・によって構成される画像生成面におけるＭＰＲ画像データが生成されることになる。

（ステップＳ２９）
一方、色決定部８２は、画像生成面上の各箇所における壁運動情報の大きさに応じた色を決定し、各箇所にその色を割り当てる。そして、表示制御部９は、画像生成部６によって生成されたＭＰＲ画像上において、心筋の各箇所に、色決定部８２によって割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。例えば図７に示すように、表示制御部９は、点１３０を指定することで形成された第２平面１６０Ａ、第２平面１６０Ｂ、・・・からなる画像生成面における短軸像４００を表示部１１に表示させる。そして、表示制御部９は、その画像生成面上における各箇所の壁運動情報の大きさに応じた色を、短軸像４００の各箇所に重ねて表示部１１に表示させる。

（変形例２）
次に、上述した実施形態に係る超音波診断装置１の変形例２について、図１０を参照して説明する。図１０は、心筋の短軸方向に沿った断面における心筋の輪郭を示す模式図である。

この変形例２では、第２面形成部７６が、上述した実施形態とは異なる処理を行って心筋に直交する第２平面を形成する。

まず、操作者が操作部１２を用いて任意の心時相を指定する。操作者によって指定された心時相が初期時相に設定される。さらに、操作者は操作部１２を用いて、ボリュームデータに対する任意の断面を指定する。この変形例２では、操作者は心臓の短軸断面を指定する。操作者によって指定された初期時相を示す情報と短軸断面の座標情報とは、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０から制御部１３を介して輪郭追跡部７１に出力される。

輪郭追跡部７１は、初期時相を示す情報と短軸断面の座標情報とを制御部１３から受けると、その初期時相における短軸断面内の心筋の輪郭上に追跡点を設定する。例えば、図１０Ａに示すように、輪郭追跡部７１は、初期時相における心筋１１０の内膜１１１の輪郭上に、追跡点４００Ａ、追跡点４００Ｂ、・・・、追跡点４００Ｎ、・・・を設定する。すなわち、輪郭追跡部７１は、指定された短軸断面内において、３６０°に亘って、内膜１１１の輪郭上に追跡点４００Ａ等を設定する。これら追跡点４００Ａ等は、同一の短軸断面内において設定されたことになる。また、輪郭追跡部７１は、初期時相における心筋１１０の外膜１１２の輪郭上に、追跡点４１０Ａ、追跡点４１０Ｂ、・・・、追跡点４１０Ｎ、・・・を設定しても良い。外膜１１２に対して設定された追跡点４１０Ａ等も、同一の短軸断面内において設定されたことになる。

そして、輪郭追跡部７１は、２つのボリュームデータを対象にして、スペックルパターンを用いたパターンマッチングを行うことで、設定された追跡点の位置を心時相ごとに求める。これにより、追跡点の位置を心時相ごとに追跡する。例えば、輪郭追跡部７１は、内膜１１１の輪郭上に設定された追跡点４００Ａ等の位置を心時相ごとに求める。また、輪郭追跡部７１は、外膜１１２の輪郭上に設定された追跡点４１０Ａ等の位置を心時相ごとに求めても良い。

ここで、任意の心時相における追跡点４００Ａ等の位置を図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）において、心筋５１０が、初期時相における心筋１１０に対応する。また、内膜５１１の輪郭が、初期時相における内膜１１１の輪郭に対応する。さらに、外膜５１２の輪郭が、初期時相における外膜１１２の輪郭に対応する。また、追跡点４２０Ａ、追跡点４２０Ｂ、・・・、追跡点４２０Ｎ、・・・が、初期時相にて設定された追跡点４００Ａ、追跡点４００Ｂ、・・・、追跡点４００Ｎ、・・・に対応する。さらに、追跡点４３０Ａ、追跡点４３０Ｂ、・・・、追跡点４３０Ｎ、・・・が、初期時相にて設定された追跡点４１０Ａ、追跡点４１０Ｂ、・・・、追跡点４１０Ｎ、・・・に対応する。

初期時相において同一の短軸断面内で設定された追跡点４００Ａ等は、追跡後の任意の心時相においては、同一の短軸断面内に存在しない。これは、心臓が収縮又は拡張する際に、心筋の壁厚方向のみならず、心臓の長軸方向にも動くためである。第２変形例では、初期時相にて設定された追跡点について任意の心時相における位置を求め、その任意の心時相における追跡点の位置に基づいて、心筋の壁厚方向に平行な断面の短軸像データを生成する。

輪郭追跡部７１は、各心時相における各追跡点の座標情報を形成部７３に出力する。

第２面形成部７６は、任意の心時相における追跡点を基準にして、長軸断面内において、内膜の輪郭に直交する方向に延びる第２平面を形成する。例えば、図１０（ｂ）に示すように、第２面形成部７６は、ある心時相の内膜５１１の輪郭上における追跡点４２０Ａ、追跡点４２０Ｂ、・・・、追跡点４２０Ｎ、・・・のそれぞれを基準にして、長軸断面内において、内膜５１１の輪郭に直交する方向に延びる第２平面を追跡点ごとに形成する。第２平面は、ある心時相における内膜５１１の輪郭に直交しているため、その心時相における心筋５１０の壁厚方向に平行な面となっている。そして、第２面形成部７６は、各心時相における各追跡点を基準にして、各心時相における第２平面を形成する。第２面形成部７６は、各心時相における第２平面の座標情報を画像生成面形成部７７に出力する。

画像生成面形成部７７は、例えば変形例１と同様に、ある心時相における各第２平面を心筋の中心軸まで延ばして、各第２平面を繋ぎ合わせることで、その心時相における画像生成面を形成する。または、画像生成面形成部７７は、ある心時相の追跡点を通って心筋の中心軸に直交する平面を求め、各第２平面とその直交する平面とを繋ぎ合わせることで、その心時相における画像生成面を形成しても良い。そして、画像生成面形成部７７は、心時相ごとに形成された第２平面に基づいて、各心時相における画像生成面を形成する。

画像生成部６は、任意の心時相に取得されたボリュームデータを記憶部５から読み込む。そして、画像生成部６は、読み込んだボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、画像生成面形成部７７によって形成された同じ心時相の画像生成面におけるＭＰＲ画像データ（短軸像データ）を生成する。

そして、画像生成部６は、各心時相のボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、各心時相の画像生成面における短軸像データを生成する。表示制御部９は、各心時相における短軸像データに基づく短軸像を、心時相の順番に従って表示部１１に順番に表示させる。

以上のように、変形例２に係る超音波診断装置は、初期時相にて設定された追跡点の位置を心時相ごとに追跡して、任意の心時相における心筋に直交する第２平面を求め、その第２平面のＭＰＲ画像データを生成する。そのため、任意の心時相における心筋について、壁厚方向に沿った断面を観察することが可能となる。そして、心時相の順番に従って各心時相の短軸像を表示部１１に表示させることで、各心時相における壁厚方向に沿った断面の形状を連続的に観察することが可能となる。

なお、演算部８は、上述した実施形態と同様に心筋の壁運動情報を求め、心筋の各箇所に壁運動情報の大きさに応じた色を割り当てる。変形例２では、色決定部８２は、各心時相における画像生成面上の各箇所の壁運動情報の大きさに対応する色を決定し、各心時相における画像生成面上の各箇所に色を割り当てる。

表示制御部９は、画像生成部６によって生成された任意の心時相における短軸像上において、心筋の各箇所に、同じ心時相における画像生成面上に割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。そして、表示制御部９は、各心時相における短軸像を心時相の順番に従って表示部１１に表示させ、更に、各心時相における画像生成面上に割り当てられた色を同じ心時相の短軸像に重ねて表示部１１に表示させる。

以上のように、この変形例２に係る超音波診断装置によると、各心時相における壁運動情報のベクトルの向きと、各心時相における短軸像に表された心筋の壁厚方向とが一致する。これにより、各心時相における短軸像には、各心時相における短軸像の実際の壁運動情報が表示され、心筋の各部における壁運動を心時相ごとにより適切に評価することが可能となる。そして、心時相の順番に従って各心時相の短軸像と壁運動情報とを表示部１１に表示させることで、各心時相における壁厚方向に沿った断面の形状とその断面における壁運動情報とを連続的に観察することが可能となる。

また、上述した実施形態と同様に、超音波診断装置の外部に設けた超音波画像処理装置によって、変形例１の処理を行っても良い。

（動作）
次に、変形例２に係る超音波診断装置の動作について、図１１を参照して説明する。図１１は、変形例２に係る超音波診断装置による一連の動作を説明するためのフローチャートである。

（ステップＳ３０）
超音波プローブ２を被検体に当てて心臓に対して超音波を送信し、各心時相のボリュームデータ（動画像データ）を取得する。

（ステップＳ３１）
輪郭追跡部７１は、ボリュームデータを記憶部５から読み込み、２つのボリュームデータを対象にして、スペックルパターンを用いたパターンマッチングを行う。このパターンマッチングによって、輪郭追跡部７１は、各心時相における心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の位置を求める。そして、運動情報算出部８１は、心筋の各箇所における壁運動情報を心時相ごとに求める。

（ステップＳ３２）
一方、操作者は操作部１２を用いて任意の心時相（初期時相）と心臓の短軸断面とを指定する。

（ステップＳ３３）
輪郭追跡部７１は、例えば図１０（ａ）に示すように、初期時相における指定された短軸断面内の内膜１１１の輪郭上に、追跡点４００Ａ、追跡点４００Ｂ、・・・、追跡点４００Ｎ、・・・を設定する。すなわち、輪郭追跡部７１は、指定された短軸断面内において、３６０°に亘って、内膜１１１の輪郭上に追跡点４００Ａ等を設定する。

（ステップＳ３４）
そして、輪郭追跡部７１は、２つのボリュームデータを対象として、スペックルパターンを用いたパターンマッチングを行うことで、設定された追跡点４００Ａ等の位置を心時相ごとに求める。例えば図１０（ｂ）に示すように、輪郭追跡部７１は、ある心時相における追跡点４２０Ａ等の位置を求める。そして、第２面形成部７６は、任意の心時相における追跡点を基準にして、長軸断面内において、内膜の輪郭に直交する方向に延びる第２平面を形成する。例えば図１０（ｂ）に示すように、第２面形成部７６は、ある心時相の内膜５１１の輪郭上における追跡点４２０Ａ、追跡点４２０Ｂ、・・・、追跡点４２０Ｎ、・・・のそれぞれを基準にして、長軸断面内において、内膜５１１の輪郭に直交する方向に延びる第２平面を追跡点ごとに形成する。そして、第２面形成部７６は、各心時相における各追跡点を基準にして、各心時相における第２平面を形成する。

（ステップＳ３５）
画像生成面形成部７７は、ある心時相における各第２平面を心筋の中心軸まで延ばして、各第２平面を繋ぎ合わせることで、その心時相における画像生成面を形成する。

（ステップＳ３６）
そして、画像生成部６は、任意の心時相に取得されたボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、その心時相の画像生成面におけるＭＰＲ画像データ（短軸像データ）を生成する。画像生成部６は、各心時相のボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、それぞれの心時相の画像生成面における短軸像データを生成する。

（ステップＳ３７）
一方、色決定部８２は、各心時相における画像生成面上の各箇所における壁運動情報の大きさに応じた色を決定し、各心時相における画像生成面上の各箇所にその色を割り当てる。そして、表示制御部９は、画像生成部６によって生成された任意の心時相における短軸像上において、心筋の各箇所に、同じ心時相における画像生成面上に割り当てられた色を重ねて表示部１１に表示させる。そして、表示制御部９は、各心時相における短軸像データに基づく短軸像に、同じ心時相における画像生成面上の各箇所に割り当てられた色を重ね、心時相の順番に従って表示部１１に順番に表示させる。

この発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。 表示部に表示される画像の１例を示す画面の図である。 心筋の長軸方向に沿った断面における心筋の輪郭を示す模式図である。 心筋の短軸方向に沿った断面における心筋の輪郭を示す模式図である。 短軸像を模式的に示す図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を説明するためのフローチャートである。 変形例１において、表示部に表示される画像の１例を示す画面の図である。 心筋の長軸方向に沿った断面における心筋の輪郭を示す模式図である。 変形例１に係る超音波診断装置による一連の動作を説明するためのフローチャートである。 心筋の短軸方向に沿った断面における心筋の輪郭を示す模式図である。 変形例２に係る超音波診断装置による一連の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
３ 送受信部
４ 信号処理部
５ 記憶部
６ 画像生成部
７ 画像処理部
８ 演算部
９ 表示制御部
１０ ユーザインターフェース（ＵＩ）
１１ 表示部
１２ 操作部
１３ 制御部
７１ 輪郭追跡部
７２ マーカ生成部
７３ 形成部
７４ 第１面形成部
７５ 基準点設定部
７６ 第２面形成部
７７ 画像生成面形成部
８１ 運動情報算出部
８２ 色決定部

Claims (13)

1. 被検体に超音波を送信して、前記被検体を表すボリュームデータを取得する画像取得手段と、
   前記ボリュームデータに基づいて心筋の３次元的な輪郭を特定する輪郭特定手段と、
   前記心筋の輪郭上に基準点を設定し、前記基準点において前記心筋の輪郭に対して略直交する面を含む画像生成面を形成する形成手段と、
   前記ボリュームデータに基づいて前記画像生成面における画像データを生成する画像生成手段と、
   前記画像データに基づく画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
   を有することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記形成手段は、前記心筋の輪郭に交差する第１平面を設定し、前記第１平面が前記心筋の輪郭と交差する点を求め、その点を前記基準点に設定し、前記基準点において前記心筋に対して略直交する第２平面を含む前記画像生成面を形成し、
   前記画像生成手段は、前記ボリュームデータに基づいて、前記第２平面を含む前記画像生成面における画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記形成手段は、前記心筋の輪郭を貫く基準軸を設定し、前記基準軸上における任意の点の指定を受け付けて、前記指定された点を通る前記第１平面が前記心筋の輪郭と交差する点を求め、その点を前記基準点に設定し、前記基準点において前記心筋に対して略直交する第２平面を含む前記画像生成面を形成することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記画像生成手段は、心臓の長軸方向に沿った断面における長軸像データを生成し、
   前記表示制御手段は、前記長軸像データに基づく長軸像を前記表示手段に表示させ、
   前記形成手段は、前記長軸方向に沿って前記長軸像を貫く前記基準軸を設定し、前記基準軸上における任意の点の指定を受け付けて、前記指定された点を通り、前記基準軸に略直交する前記第１平面が前記心筋の輪郭と交差する点を求め、その点を前記基準点に設定し、前記基準点において前記心筋に対して略直交する前記第２平面を含む前記画像生成面を形成し、
   さらに、前記画像生成手段は、前記ボリュームデータに基づいて、前記第２平面を含む前記画像生成面における短軸像データを生成し、
   前記表示制御手段は、前記短軸像データに基づく短軸像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記形成手段は、前記基準点において前記第１平面と前記第２平面とを繋ぎ合わせることで前記画像生成面を形成し、
   前記画像生成手段は、前記ボリュームデータに基づいて、前記第１平面と前記第２平面とが繋ぎ合わされた前記画像生成面における画像データを生成することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の超音波診断装置。
6. 前記形成手段は、前記第２平面を前記基準軸まで延ばすことで前記画像生成面を形成し、
   前記画像生成手段は、前記ボリュームデータに基づいて、前記基準軸まで延ばされた前記第２平面からなる前記画像生成面における画像データを生成することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の超音波診断装置。
7. 前記形成手段は、前記第１平面が前記輪郭特定手段によって特定された前記心筋の内膜又は外膜の輪郭と交差する点を求め、その点を前記基準点に設定することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の超音波診断装置。
8. 演算手段を更に有し、
   前記画像取得手段は、前記被検体に超音波を送信して、時相ごとにボリュームデータを取得し、
   前記輪郭特定手段は、各時相に取得されたボリュームデータにおける前記心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の位置を、パターンマッチングによって時相ごとに求め、
   前記演算手段は、前記各時相の輪郭を構成する各点の位置に基づいて、前記各時相における前記心筋の運動状態を表す運動情報を求め、
   前記形成手段は、任意時相における前記心筋の輪郭上に基準点を設定して、前記任意時相における前記心筋に対して前記画像生成面を形成し、
   前記画像生成手段は、前記任意時相に取得されたボリュームデータに基づいて、前記任意時相の前記画像生成面における画像データを生成し、
   前記表示制御手段は、前記任意時相における画像データに基づく画像に、前記任意時相における前記画像生成面上の運動状態を表す運動情報を重ねて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波診断装置。
9. 前記画像取得手段は、前記被検体に超音波を送信して、時相ごとにボリュームデータを取得し、
   前記輪郭特定手段は、各時相に取得されたボリュームデータにおける前記心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の位置を、パターンマッチングによって時相ごとに求め、
   前記形成手段は、所定時相に取得されたボリュームデータに交差する任意の面の指定を受け付けて、前記任意の面が前記心筋の輪郭と交差する点を求め、その交差する点について、前記輪郭特定手段によって求められた任意時相における位置を前記基準点に設定し、前記任意時相の基準点において前記心筋に対して略直交する面を含む前記画像生成面を形成し、
   前記画像生成手段は、前記ボリュームデータに基づいて、前記任意時相の前記画像生成面における画像データを生成し、
   前記表示制御手段は、前記任意時相における画像データに基づく画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
10. 前記各時相の輪郭を構成する各点の位置に基づいて、前記各時相における前記心筋の運動状態を表す運動情報を求める演算手段を更に有し、
    前記形成手段は、前記画像生成面を時相ごとに形成し、
    前記画像生成手段は、前記各時相に取得されたボリュームデータに基づいて、前記各時相の画像生成面における画像データを時相ごとに生成し、
    前記表示制御手段は、前記各時相の画像データに基づく画像を時相ごとに前記表示手段に表示させ、さらに、前記各時相における前記画像生成面上の運動状態を表す運動情報を時相ごとに前記画像に重ねて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
11. 被検体に超音波を送信して取得された前記被検体を表すボリュームデータを受け付けて、前記ボリュームデータに基づいて心筋の３次元的な輪郭を特定する輪郭特定手段と、
    前記心筋の輪郭上に基準点を設定し、前記基準点において前記心筋の輪郭に対して略直交する面を含む画像生成面を形成する形成手段と、
    前記ボリュームデータに基づいて前記画像生成面における画像データを生成する画像生成手段と、
    前記画像データに基づく画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
    を有することを特徴とする超音波画像処理装置。
12. 前記被検体に超音波を送信して時相ごとに取得されたボリュームデータを記憶する記憶手段と、
    演算手段と、を更に有し、
    前記輪郭特定手段は、各各時相に取得されたボリュームデータにおける前記心筋の３次元的な輪郭を構成する各点の位置を、パターンマッチングによって時相ごとに求め、
    前記演算手段は、前記各時相の輪郭を構成する各点の位置に基づいて、前記各時相における前記心筋の運動状態を表す運動情報を求め、
    前記形成手段は、任意時相における前記心筋の輪郭上に基準点を設定して、前記任意時相における前記心筋に対して前記画像生成面を形成し、
    前記画像生成手段は、前記任意時相に取得されたボリュームデータに基づいて、前記任意時相の前記画像生成面における画像データを生成し、
    前記表示制御手段は、前記任意時相における画像データに基づく画像に、前記任意時相における前記画像生成面上の運動状態を表す運動情報を重ねて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１１に記載の超音波画像処理装置。
13. コンピュータに、
    被検体に超音波を送信して取得された前記被検体を表すボリュームデータを受け付けて、前記ボリュームデータに基づいて心筋の３次元的な輪郭を特定する輪郭特定機能と、
    前記心筋の輪郭上に基準点を設定し、前記基準点において前記心筋の輪郭に対して略直交する面を含む画像生成面を形成する形成機能と、
    前記ボリュームデータに基づいて、前記画像生成面における画像データを生成する画像生成機能と、
    前記画像データに基づく画像を表示装置に表示させる表示制御機能と、
    を実行させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。

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