JP2010148897A - ３次元超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元超音波画像を利用する場合であっても、心臓の冠血流又はパフュージョンの情報を心腔内血流と区別して３次元的にわかりやすく表示し、臨床診断に有益な３次元的な心筋血流の情報を提供する。
【解決手段】被検体内の心臓左室を含む診断部位に対して３次元的に超音波ビームを送信しその超音波エコーを受信する手段と、超音波エコーに基づいて診断部位の３次元データを生成する手段と、３次元データに基づいて３次元データ中の仮の心腔領域を求める手段と、仮の心腔領域の境界面を一定値外側に、又は、内側に変更して、変更後の心腔領域を求め、変更後の心腔領域をマスクすると共に、心臓の心筋領域を所定の分割面で分割して得られる第１の心筋部分及び第２の心筋部分のうち第１の心筋部分をマスクすることで、第２の心筋部分における情報が識別容易となるようにした表示画像を生成する手段とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、心筋虚血の臨床診断に有効な情報を提供する３次元超音波診断装置にかかり、とくに３次元画像から心筋内の血流を検出して表示する画像処理の工夫に関する。

心臓の臨床診断では、心筋虚血の評価技術の向上が重要課題の１つとなっている。このような心筋虚血の評価技術としては、従来から超音波画像診断装置でのカラードプラ法や造影剤を用いたコントラスト映像法等によって心臓の冠動脈（冠血流）や心筋パフュージョンをカラードプラ像、パワードプラ像、コントラスト画像等の２次元超音波画像として描出することにより、３次元構造物である心臓の虚血部位を診断する技術が知られている。

ところで一方、近年、超音波ビームを３次元領域で走査させて３次元画像を構成する３次元超音波診断装置が脚光を浴び、この装置によるＣＦＭ像、パワードプラ像、３Ｄコントラスト画像等の３次元超音波画像を用いた臨床診断への実用化が期待されている。

特開平９−１６４１３８号公報 特開平９−２５３０８５号公報 特開平６−２８５０６５号公報 特開平８−８４７２９号公報 特開平７−４７０６６号公報 特開平７−１７５９２２号公報

しかしながら、上述の３次元超音波診断装置を心臓の臨床診断に適用することを考えると、診断対象の心臓を３次元的に走査した場合の３次元画像では、心腔内血流と冠血流や心筋パフュージョンとが互いに重なって表示されるため、両者を判別しにくく、このままでは心筋虚血を３次元的に診断することは難しいといった問題がある。なお、この問題は従来からの２次元画像を表示する超音波診断装置の場合では見られなかったものである。

この発明は、このような従来の問題を考慮してなされたもので、３次元超音波画像を利用する場合であっても、心臓の冠血流又はパフュージョンの情報を心腔内血流と区別して３次元的にわかりやすく表示し、臨床診断に有益な３次元的な心筋血流の情報を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するため、心腔内の血流像をマスクする手段、例えば、１）超音波白黒画像から心内膜を自動抽出してその内部をマスクする手段、２）カラードプラ又はパワードプラ画像から心腔内血流を自動抽出してマスクする手段、３）造影剤を用いたコントラスト映像法に基づくコントラスト画像から心腔内血流を自動抽出してマスクする手段と、これらのマスク手段によるマスク後又は心腔境界抽出後に心腔全体（内膜と外膜の間）の冠血流やパフュージョンをＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ ｏｒ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ：最大値又は最小値投影）、積分値投影，ボリュームレンダリング等により表示する手段とを採用することに着目した。

この発明に係る３次元超音波診断装置は、このような着目点に基づいて完成されたものである。

すなわち、請求項１記載の発明では、被検体内の心臓左室を含む診断部位に対して３次元的に超音波ビームを送信し且つその超音波エコーを受信する送受信手段と、前記超音波エコーに基づいて前記診断部位の３次元データを生成する３次元データ生成手段と、前記３次元データに基づいて前記３次元データ中の仮の心腔領域を求める心腔領域決定手段と、前記仮の心腔領域の境界面を一定値外側に、又は、内側に変更して、変更後の心腔領域を求める心腔領域変更手段と、前記変更後の心腔領域をマスクすると共に、前記心臓の心筋領域を所定の分割面で分割して得られる第１の心筋部分及び第２の心筋部分のうち前記第１の心筋部分をマスクすることで、前記第２の心筋部分における情報が識別容易となるようにした表示画像を生成する表示画像生成手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記表示画像生成手段は、前記心臓の長軸を通る面を、前記分割面として設定することを特徴とする。

また、請求項３記載の発明では、被検体内の心臓左室を含む診断部位に対して３次元的に超音波ビームを送信し且つその超音波エコーを受信する送受信手段と、前記超音波エコーに基づいて前記診断部位の３次元データを生成する３次元データ生成手段と、前記３次元データに基づいて前記３次元データ中の仮の心腔領域を求める心腔領域決定手段と、前記仮の心腔領域の境界面を一定値外側に、又は、内側に変更して、変更後の心腔領域を求める心腔領域変更手段と、前記変更後の心腔領域をマスクすると共に、前記心臓の心筋領域を前記心臓の長軸を通る分割面で分割して得られる第１の心筋部分及び第２の心筋部分のうち前記第１の心筋部分をマスクすることで、前記第２の心筋部分における情報が識別容易となるようにした表示画像を生成し、前記長軸を中心に前記分割面を回転させることで、前記表示画像を随時生成する表示画像生成手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の発明において、前記心腔領域変更手段は、前記３次元データとしての形態情報から前記仮の心腔領域を検出する場合には、前記仮の心腔領域の境界面を一定値外側に変更する一方、前記３次元データとしての血流情報又はコントラスト画像から前記仮の心腔領域を検出する場合には、前記仮の心腔領域の境界面を一定値内側に変更することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の発明において、前記表示画像生成手段は、前記分割面上の形態画像と、前記３次元データとしての血流情報に基づく前記第２の心筋部分をＭＩＰ処理して得られるＭＩＰ像とを重畳した前記表示画像を生成することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の発明において、前記表示画像生成手段は、前記分割面上の形態画像と、前記３次元データとしてのコントラスト画像に基づく前記第２の心筋部分をＭＩＰ処理して得られるパフュージョン像とを重畳した前記表示画像を生成することを特徴とする。

以上説明したように、この発明に係る３次元超音波診断装置では、心臓左室全体の局所的な心筋血流を客観的且つ定量的に簡便に評価でき、臨床診断に有用な情報を提供できる。

この発明に係る３次元超音波診断装置の実施の形態を示す概略ブロック図。 診断部位の心臓全体を示す模式図。 心臓左室を示す模式図。 心腔内をマスクしない場合の血流情報の重畳表示を説明する模式図。 マーカを利用して心腔を設定する場合を説明する模式図。 コントラスト画像中の血流情報の輝度差を説明する模式図。 （ａ）及び（ｂ）は、検出された心腔の設定例を説明する模式図。 心腔内をマスクしない場合の３次元血流情報（カラードプラ）のＭＩＰ表示例を説明する模式図。 心筋マスク後の冠血流の手前側と裏面側との重畳表示を説明する模式図。 左室の分割例を説明する概念図。 左室の分割画像の表示例を示す概念図で、（ａ）は狭窄部位が無い場合の画像を示す図、（ｂ）は狭窄部位がある場合の画像を示す図。 心腔内をマスクしない場合のコントラスト画像の表示例を示す模式図。 コントラスト画像の場合の心筋マスク後の冠血流の手前側と裏面側との重畳表示を説明する模式図。 コントラスト画像の場合の左室の分割例を説明する概念図。 コントラスト画像の場合の左室の分割画像の表示例を示す概念図で、（ａ）は狭窄部位が無い場合の画像を示す図、（ｂ）は狭窄部位がある場合の画像を示す図。 左室の分割画像を並列表示例を示す概念図。 左室の分割画像の透かし表示例を示す概念図。 左室の分割面を回転させる場合を説明する概念図。 （ａ）及び（ｂ）は、心腔境界面上へのＭＩＰを説明する概念図。 （ａ）は、心腔境界面上からの投影例を説明する概念図、（ｂ）は左室の長軸の設定例を説明する概念図。 （ａ）及び（ｂ）は、その他の表示例でブルズアイ的な表示画像を得る場合を示す概念図。 ３次元超音波装置の処理手順を示す概略フローチャート。 ３次元超音波装置のその他の処理手順を示す概略フローチャート。

以下、この発明に係る３次元超音波診断装置の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１に示す超音波診断装置は、例えば心筋虚血等の臨床診断の際に使用可能な超音波３次元画像をリアルタイムに取得するリアルタイム３次元システムとして適用されるものである。すなわち、この超音波診断装置は、複数の超音波振動子を２次元アレイ状に配列した構成の２次元アレイプローブ１と、このプローブ１に接続される装置本体２と、この本体２に接続されるモニタ３とを備えている。

２次元アレイプローブ１は、装置本体２による制御の元で複数の超音波振動子を駆動させることにより、超音波ビームを予め設定された送信ビームフォーミング条件に沿って被検体内の診断部位に向けて３次元的にスキャンさせると共に、この超音波ビームに対して被検体内の体内組織における音響インピーダンス境界で反射又は微小散乱体により後方散乱された超音波エコー信号を微弱な電圧量のエコー信号に変換して受信し、その受信信号を装置本体２に送る。

装置本体２は、プローブ１に接続されるパルサ／プリアンプ・ユニット４と、このユニット４のプリアンプ出力側に接続される受信遅延回路５と、この受信遅延回路５に第１のバスＢＵ１を介して接続される複数のプロセッサ、すなわちエコープロセッサ６、ドプラプロセッサ７、心腔検出部８、及び３Ｄプロセッサ９と、これらの各プロセッサに第２のバスＢＵ２を介して接続されるホストＣＰＵ１０及び表示ユニット１１とを備えている。

パルサ／プリアンプ・ユニット４は、予め設定された３次元状の送信ビームフォーミング条件に基づいて、プローブ１による超音波ビームの方向及び集束を制御するためのパルス電圧を発生する送信パルス発生器１３と、この発生器１３からのパルス電圧に基づいてプローブ１に駆動信号を供給するＴ／Ｒ１２と、プローブ１の受信信号を受けるプリアンプ１４とを備えている。

受信遅延回路５は、予め設定された３次元状の受信ビームフォーミング条件に基づいて超音波ビームの方向及び集束を制御して複数の超音波ビームの並列同時受信を行うための複数個（ｎ個）の回路セット、すなわちＢＦ（ビームフォーマー）１〜ＢＦｎを備えている。

エコープロセッサ６は、受信遅延回路５からの受信信号に対して所定のリファレンス周波数を用いて直交検波後にその信号振幅に応じた被検体内の３次元形態情報（コントラスト剤を使用した場合にはその造影剤の情報も含むコントラスト画像）を示す３次元空間分布画像データを生成し、この画像データを心腔検出部８に送る。

ドプラプロセッサ７は、受信遅延回路５からの受信信号の位相の時間変化を計測することにより、例えば被検体の心臓とその周辺部の血流情報を示す速度、パワー、及び分散の少なくとも１つの３次元空間分布画像データを生成し、この画像データを心腔検出部８に送る。

心腔検出部８は、例えば予め設定された心腔検出アルゴリズムを実行するプロセッサで構成され、このプロセッサの処理によりエコープロセッサ６又はドプラプロセッサ７からの３次元空間分布データに基づいて心臓左室の心腔に関するデータを検出する。

ここで、この心腔検出部８が実行するアルゴリズムの概念を、１）：エコープロセッサ６からの３次元形態情報を用いる場合、２）：ドプラプロセッサ７からの３次元血流情報を用いる場合、３）：造影剤を用いたコントラスト映像法に基づくコントラスト画像を用いる場合、に分けて説明する。

まず、１）：３次元形態情報を用いる場合は、画像データの輝度差を利用した境界検出法、例えば画像の２値化又は画素値の微分を行う方法や、２次元画像に対して実用化されているＡＣＴ等のアルゴリズムを３次元画像用に改良するなどして使用し、図２に示す心臓ＨＥにおける左室ＬＶを含む範囲の３次元形態情報から図３に示すように左室ＬＶの心腔ＯＢの境界位置に相当する心内膜Ｍ１を抽出及び設定する。この心内膜Ｍ１は、操作者が画面を見ながらマニュアルで抽出することも可能である。あるいは、左室ＬＶの心内膜Ｍ１よりもその心外膜（図２中の中隔ＩＳでは右心室ＲＶ側の境界位置を含む）の方が抽出しやすい場合では、心外膜を抽出後にその位置から内側に一定の距離だけ離した位置を仮想的な心内膜Ｍ１として設定することも可能である。このように３次元形態情報から自動又はマニュアルで抽出及び設定された心内膜Ｍ１（心腔境界面）に基づいて、その内部を心腔データとして検出する。この場合は、特に造影剤を使わないでも実施できる。

２）：３次元血流情報を用いる場合は、上記１）と同様の輝度差を利用したアルゴリズムをドプラ信号（画像）に適用することにより図４に示す左室ＬＶ内の心腔血流ＢＬ１と冠血流ＢＬ２との境界面を自動的に抽出し、その内部位置を心腔データとして検出する。この場合の境界面は、上記と同様に操作者が画面を見ながらマニュアルで設定することも可能である。また、図５に示すように画面中に表示されるマーカＭを利用して心腔血流ＢＬ１の一部を指定することにより、これと繋がる全ての血流部分を心腔ＯＢに設定することも可能である。この場合、冠血流ＢＬ２は、３次元的には心腔血流ＢＬ１と接していないため分離可能である。

３）：コントラスト画像を用いる場合は、図６に示すように例えば静脈から注入される微小気泡を主に含む造影剤を使用したときに心腔内血流ＢＬ２のエコーがその周りのパフュージョンＢＬ３（冠血流ＢＬ２も含む）のエコーよりも高輝度に染影されることから、両者の輝度差を利用して心腔境界を抽出し、その内部を心腔ＯＢとして検出する。この効果は、ハーモニックイメージング（ＨＭ）で得られるコントラスト画像を採用すれば、より顕著となる。

上記１）〜３）のいずれかで検出された心腔ＯＢは、実際のものよりも僅かに小さかったり、逆に大きかったりする可能性がある。例えば、上記１）の形態情報から検出された心腔ＯＢは、心臓内の肉柱等の影響により実際のものより小さくなることが、また逆に上記２）の血流情報又は上記３）のコントラスト画像からそれぞれ検出された心腔ＯＢは、低い分解能やブルーミング等の影響により実際のものより大きくなることがそれぞれ予想される。

この対策として、心腔ＯＢが実際のものよりも小さくなることが予想される場合には、図７（ａ）に示すように心腔ＯＢの境界面Ｓ１から外側に任意の距離Ｄ１だけ離した心腔外側面Ｓ２を心腔ＯＢとして設定する。また、心腔ＯＢが実施のものよりも大きくなることが予想される場合には、図７（ｂ）に示すように心腔ＯＢの境界面Ｓ１から内側に任意の距離Ｄ２だけ離した心腔内側面Ｓ３を心腔ＯＢとして設定する。

３Ｄプロセッサ９は、心腔検出部８により検出された心腔ＯＢの画像データをエコープロセッサ６及びドプラプロセッサ７からの３次元空間分布画像データからマスクし、その血流像を表示ユニット１１を介してモニタ１１に表示させる。この血流像の表示法としては、ＭＩＰ、積分値投影、サーフェスレンダリング、及びボリュームレンダリング等のいずれを採用してもよい。

ここで、この３Ｄプロセッサ９によるマスク処理の概念を図８〜図１６に基づいて説明する。

まず、心腔ＯＢをマスクしないで画像表示した場合を説明する。図８は、３次元ＣＦＭで得られる３次元血流情報をＭＩＰ表示した例を示す。この場合には、心腔内血流ＢＬ１と冠血流ＢＬ２とが重なって表示されるため、冠血流ＢＬ２の識別が困難であり、このままでは心筋虚血を診断できない。

そこで、３次元血流情報から上記のように検出された心筋ＯＢをマスクしてＭＩＰ表示像を求めることにより、図９に示すように冠血流ＢＬ２のみを描画させる。しかしながら、この冠血流ＢＬ２は、左室心筋全体の情報を含んでいるため、このままの状態では手前側の冠血流ＢＬ２ａとその裏側の冠血流ＢＬ２ｂとが重なって表示され、この場合でも心筋虚血の診断が難しい。

この対策として、図１０に示すように心臓左室ＬＶをその長軸ＡＸを通る分割面ＰＬで手前側左室ＬＶ１及び裏側左室ＬＶ２とに２分割し、例えば手前側左室ＬＶ１をＭＩＰすると共に裏側左室ＬＶ２をマスクすることにより、図１１に示すように手前側左室ＬＶ１のみ、すなわち手前側の冠血流ＢＬ２ａのみをモニタ３上に表示させることができる。この時、分割面ＰＬ上の左室ＬＶの形態画像（心臓の形態を表す通常の２次元超音波画像）ＩＭを図１１（ａ）（ｂ）に示すように２分割したＭＩＰ像を重畳させて表示させても良く、これにより血管との位置関係を分かり易くすることができる。なお、図１１（ａ）は狭窄部位が無い場合の画像、図１１（ｂ）は狭窄部位がある場合の画像をそれぞれ示している。図１１（ｂ）のように狭窄部位がある場合、画像に穴が空いたような状態となり、狭窄部位の識別を容易にできる画像となる。

上述したマスク処理は３次元血流情報を用いた例であるが、コントラスト画像の場合も同様である。このことを図１２〜図１５に示す。

すなわち、心腔ＯＢをマスクしないで画像表示した場合、コントラスト映像法による心筋パフュージョンの三次元的な表示では、図１２に示すように心腔内血流ＢＬ１のエコーと心筋パフュージョンＢＬ３のエコーとが重なって両者の識別が困難となる。

そこで、図１３に示すように心腔内血流ＢＬ１のエコーをマスクすることにより、パフュージョンＢＬ３のみ描出可能となる。しかしながら、このパフュージョンＢＬ３は、左室心筋全体の情報を含んでいるため、このままの状態では手前側のパフュージョンＢＬ３ａとその裏側のパフュージョンＢＬ３ｂとが重なって表示され、この場合でも心筋虚血の診断が難しい。

そこで、図１４に示すように心臓左室ＬＶをその長軸ＡＸを通る分割面ＰＬで手前側左室ＬＶ１及び裏側左室ＬＶ２とに２分割し、例えば手前側左室ＬＶ１をＭＩＰすると共に裏側左室ＬＶ２をマスクすることにより、図１５に示すように手前側左室ＬＶ１のみ、すなわち手前側のパフュージョンＢＬ３ａのみをモニタ３上に表示させることができる。この時、分割面ＰＬ上の左室ＬＶの形態画像（心臓の形態を表す通常の２次元超音波画像）ＩＭを図１５（ａ）（ｂ）に示すように２分割したパフュージョン像を重畳させて表示させても良く、これにより血管との位置関係を分かり易くすることができる。なお、図１５（ａ）は虚血部位が無い場合の画像、図１５（ｂ）は虚血部位がある場合の画像をそれぞれ示している。図１５（ｂ）のように虚血部位がある場合、画像に穴が空いたような状態となり、虚血部位の識別を容易にできる画像となる。

従って、この実施の形態によれば、３次元画像の場合でも心臓左室全体の局所的な心機能を客観的且つ定量的に簡便に評価でき、臨床診断に有用な情報を提供できる。

なお、上記の実施の形態では、２Ｄアレイプローブ１及びパルサ／プリアンプ・ユニット４が送受信手段を、受信遅延回路５、エコープロセッサ６、及びドプラプロセッサ７が３次元データ生成手段を、心腔検出部８が心腔領域決定手段を、３Ｄプロセッサ９、表示ユニット、及びモニタ３が表示画像生成手段をそれぞれ構成するが、この発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で変形して実施可能であることは言うまでもない。

すなわち、表示画像生成手段は、１）３次元データにおける心腔領域中の値を異なる値に変換することにより心臓の心筋部分における情報が識別容易となるようにした表示画像、２）心腔領域の血流情報を除去した表示画像、３）心臓の心筋領域と心腔領域とで画像処理方法を異ならせることにより心筋内の血流が少ない領域が識別容易となるようにした表示画像のいずれか１つ又はその組み合わせを生成するものであればよい。

画像表示法に関しては、例えば図１６に示すように分割面ＰＬで２分割された手前側左室ＬＶ１及び裏側左室ＬＶ２とをモニタ３上で同時に並べて表示させたり、図１７に示すようにモニタ３上で手前側左室ＬＶ１を赤系統とし、裏側左室ＬＶ２を青系統として色を変えて透かし表示させたりしてもよい。この場合には、一目で心臓左室の全体に亘る診断を行うことが可能となる。なお、心筋パフュージョンの三次元的な表示では、虚血がなければ全体的に紫、前面側左室に虚血があれば青、裏面側左室に虚血があれば赤となる。

また、２分割させた左室ＬＶ１、ＬＶ２の片側のみを表示させる場合では、分割面の位置を左室全体をカバーするように移動させて随時更新することも可能である。例えば、図１８に示すように長軸ＡＸを中心に分割面ＰＬを回転させることが好ましい。これにより、心臓左室全体に亘る診断が可能となる。

上記のＭＩＰ表示に関しては、図１９（ａ）及び（ｂ）に示すように心腔境界面Ｓ１に垂直な方向に行って心腔境界面Ｓ１上に写像すると共に、ＭＩＰ対象範囲を心腔境界面Ｓ１とその外側に一定の距離Ｄ３だけ離れた仮想的な外側面Ｓ３との間に限定してもよい。この場合には、画像の意味をより明確にし、主に心筋部分だけの情報を使って画像を生成することができ、計算時間をより短縮するといった利点もある。この効果は、特にコントラスト映像法を用いたパフュージョン表示の際により顕著となる。ＭＩＰ以外の積分値投影、サーフェスレンダリング、ボリュームレンダリングの場合も、同様にデータとして用いる領域を限定して投影することが可能である。

上記の心腔境界面Ｓ１上に写像された画像については、図２０（ａ）に示すように予め設定された分割断面ＰＬ上に単純な幾何学的な投影により二次元画像ＩＭとして写像することができる。この場合の分割断面ＰＬの設定方法に関しては、３次元画像を見ながらマニュアルで、または、図２０（ｂ）に示すように左室ＬＶの長軸ＡＸを通る面として自動でそれぞれ設定可能である。後者の場合には、心腔又は心腔境界面の慣性主軸の１つとして、または、その他のアルゴリズムを用いて自動検出できる。

また、図２１（ａ）及び（ｂ）に他の表示例を示す。この場合は、左室の心腔境界面Ｓ１とその外側に一定の距離Ｄ３だけ離れた外側面Ｓ３の間のデータを、長軸ＡＸと平行な方向に沿ってＭＩＰ等の投影処理をするものである。これにより、ブルズアイ（ｂｕｌｌ'ｓ−ｅｙｅ）的な表示画像を得ることができる。

なお、上述の心腔検出、心腔内血流画像のマスク、冠血流又はパフュージョンの表示といった処理は、診断に役立てるため、リアルタイム３次元超音波診断装置で得られる３次元画像に関してリアルタイムに行うことが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば２次元断層像から再構成された３次元画像に関しても、もちろん同様に適用可能である。

従って、上述の超音波診断装置はリアルタイム３次元システムに適用してあるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、３次元データを生成可能なものであれば十分に適用可能である。

なお、図２２及び図２３に示す概略フローチャートは、前述の３次元超音波装置による処理手順をまとめたものである。以下、この処理手順を説明する。

まず、図２２において、３次元超音波装置は、ステップＳ１にて送受信手段（図１の例では２Ｄアレイプローブ及びパルサ／プリアンプ・ユニットを含む）により被検体内の心臓左室を含む診断部位に対して超音波ビームを送信し、その超音波エコーを受信する。

そして、ステップ２にて３次元データ生成手段（図１の例では受信遅延回路、エコープロセッサ、及びドプラプロセッサを含む）により超音波エコーから診断部位に関する３次元データ（３次元形態情報、速度情報やパワー値等の３次元血流情報、造影剤を用いたコントラスト影像法によるコントラスト画像）を生成する（ステップＳ２）。

次いで、ステップＳ３にて心腔検出手段（図１の例では心腔検出部を含む）により例えば前述したアルゴリズム（例えば、前述の図２〜図７及びその説明参照）を実行して３次元データから心腔を検出する。

そこで、ステップＳ４にて表示画像生成手段（上述の例では３Ｄプロセッサ、表示ユニット、及びモニタを含む）により３次元データから前述したアルゴリズム（例えば、前述の図８〜図１５及びその説明参照）を実行して心腔内データを除去または変換し（ステップＳ４１）、その心腔内データを除去または変換した３次元画像をモニタ上に表示する（ステップＳ４２）（例えば、前述の図１６〜図２１及びその説明参照）。

この場合の具体例としては、例えば、以下に説明するＭＩＰ処理、及びボリュームレンダリング処理を用いた場合が考えられる。

（１）ＭＩＰ処理を用いた場合
この場合は、まず、心腔領域内の３次元画像データを血流が少ない又は無いことを示す値に変換する（ステップＳ４１）。そして、この変換後の３次元画像データを投影方向に沿ってＭＩＰ処理して２次元平面上に投影し、これにより表示画像を生成する（ステップＳ４２）。

（２）ボリュームレンダリング処理を用いた場合
この場合は、まず、心腔領域内の３次元画像データを透明度の高い値に変換する（ステップＳ４１）。そして、この変換後の３次元画像データを投影方向に沿ってボリュームレンダリング処理して２次元平面上に投影し、２次元の表示画像を生成する（ステップＳ４２）。なお、ボリュームレンダリング処理では、通常、画像の値に応じてその画素の透明度が高くなるように設定されている。このため、３次元画像データの値を血流が少ない又は無いことを示す値に変換することにより透明度を高くすることができる。また、透明度を高くする方法として、３次元画像データの位置に対応して設けられている透明度の設定値を高くするという方法を採用してもよい。

（３）ボリュームレンダリング処理の他の例を用いた場合
この場合は、心腔領域内の３次元画像データを、透明度が低く、血流を表す色を容易に識別できる色のデータに変換する（ステップＳ４１）。そして、この変換後の３次元画像データを投影方向に沿ってボリュームレンダリング処理して２次元平面上に投影し、２次元の表示画像を生成する（ステップＳ４２）。これにより、心筋の血流の少ない部分は、心腔領域に割り当てられた色が表れるため、心筋の虚血領域を容易に識別することができる。

なお、図２２に示すステップＳ１〜Ｓ４の処理手順において、ステップＳ４の処理は、図２３に示すステップＳ５の処理と置き換えて単独または並行して実施することも可能である。すなわち、この場合の例では、前述と同様のステップＳ１〜Ｓ３の各処理の後、ステップＳ５にて表示画像生成手段により３次元画像の境界として心腔領域の境界を設定し（ステップＳ５１）、ここで設定された心腔領域境界に基づいて心腔領域のデータが表示画像に寄与しないように３次元画像データから２次元表示画像を生成する（ステップＳ５２）。

この場合の具体例としては、例えば、以下に説明するＭＩＰ処理およびボリュームレンダリング処理を用いた場合が考えられる。

すなわち、ＭＩＰ処理を用いた場合は、心筋を横切る方向に沿って設定された心腔境界領域までＭＩＰ処理をし、これにより得られた値を心腔領域境界に割り当てる。そして、この心腔領域境界に割り当てられた値を２次元平面上に投影することにより２次元の表示画像を生成する。これにより、心腔領域内のデータが画像データの処理範囲に含まれないように心腔領域境界で画像データの処理範囲に制限されているため、心腔領域のデータが表示画像に寄与しないように３次元画像データから２次元表示画像を生成することができる。

また、ボリュームレンダリング処理を用いた場合は、投影方向に沿って３次元画像データを２次元平面上に投影して２次元の表示画像を生成する。このときの投影では、設定された心腔領域境界より心筋側の領域までをボリュームレンダリング処理の対象とし、心腔領域境界より心腔側の領域についてはボリュームレンダリング処理の対象としないようにする。これにより、心腔領域のデータが表示画像に寄与しないように３次元画像データから２次元表示画像を生成することができる。

１ ２次元アレイプローブ
２ 装置本体
３ モニタ
４ パルサ／プリアンプ・ユニット
５ 送信遅延回路
６ エコープロセッサ
７ ドプラプロセッサ
８ 心腔検出部
９ ３Ｄプロセッサ
１０ ホストＣＰＵ
１１ 表示ユニット
ＨＥ 心臓
ＯＢ 心腔
ＬＶ 左心室（左室）
ＬＶ１ 手前側の分割左室
ＬＶ２ 裏側の分割左室
ＲＶ 右心室（右室）
ＩＳ 心室中隔
ＭＭ 心筋
Ｍ１ 左室心内膜
ＢＬ１ 冠血流
ＢＬ２ 心腔内血流
ＢＬ２ａ 手前側の冠血流
ＢＬ２ｂ 裏側の冠血流
ＢＬ３ 心筋パフュージョン
ＢＬ２ａ 手前側の心筋パフュージョン
ＢＬ２ｂ 裏側の心筋パフュージョン
Ｓ１ 心腔境界面
Ｓ２ 心腔外側面
Ｓ３ 心腔内側面
Ｓ４ 写像基準面
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 一定距離
ＰＬ 分割断面（長軸を通る面）
ＡＸ 左室の長軸

Claims (6)

1. 被検体内の心臓左室を含む診断部位に対して３次元的に超音波ビームを送信し且つその超音波エコーを受信する送受信手段と、
   前記超音波エコーに基づいて前記診断部位の３次元データを生成する３次元データ生成手段と、
   前記３次元データに基づいて前記３次元データ中の仮の心腔領域を求める心腔領域決定手段と、
   前記仮の心腔領域の境界面を一定値外側に、又は、内側に変更して、変更後の心腔領域を求める心腔領域変更手段と、
   前記変更後の心腔領域をマスクすると共に、前記心臓の心筋領域を所定の分割面で分割して得られる第１の心筋部分及び第２の心筋部分のうち前記第１の心筋部分をマスクすることで、前記第２の心筋部分における情報が識別容易となるようにした表示画像を生成する表示画像生成手段と、
   を備えたことを特徴とする３次元超音波診断装置。
2. 前記表示画像生成手段は、前記心臓の長軸を通る面を、前記分割面として設定することを特徴とする請求項１記載の３次元超音波診断装置。
3. 被検体内の心臓左室を含む診断部位に対して３次元的に超音波ビームを送信し且つその超音波エコーを受信する送受信手段と、
   前記超音波エコーに基づいて前記診断部位の３次元データを生成する３次元データ生成手段と、
   前記３次元データに基づいて前記３次元データ中の仮の心腔領域を求める心腔領域決定手段と、
   前記仮の心腔領域の境界面を一定値外側に、又は、内側に変更して、変更後の心腔領域を求める心腔領域変更手段と、
   前記変更後の心腔領域をマスクすると共に、前記心臓の心筋領域を前記心臓の長軸を通る分割面で分割して得られる第１の心筋部分及び第２の心筋部分のうち前記第１の心筋部分をマスクすることで、前記第２の心筋部分における情報が識別容易となるようにした表示画像を生成し、前記長軸を中心に前記分割面を回転させることで、前記表示画像を随時生成する表示画像生成手段と、
   を備えたことを特徴とする３次元超音波診断装置。
4. 前記心腔領域変更手段は、前記３次元データとしての形態情報から前記仮の心腔領域を検出する場合には、前記仮の心腔領域の境界面を一定値外側に変更する一方、前記３次元データとしての血流情報又はコントラスト画像から前記仮の心腔領域を検出する場合には、前記仮の心腔領域の境界面を一定値内側に変更することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の３次元超音波診断装置。
5. 前記表示画像生成手段は、前記分割面上の形態画像と、前記３次元データとしての血流情報に基づく前記第２の心筋部分をＭＩＰ処理して得られるＭＩＰ像とを重畳した前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の３次元超音波診断装置。
6. 前記表示画像生成手段は、前記分割面上の形態画像と、前記３次元データとしてのコントラスト画像に基づく前記第２の心筋部分をＭＩＰ処理して得られるパフュージョン像とを重畳した前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の３次元超音波診断装置。

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