JP2012152601A - 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
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Abstract
【解決手段】輪郭検出部11は所定の心時相に取得された断層像データに基づいて、心臓の内膜(外膜)の輪郭を検出する。輪郭追跡部12は、各心時相に取得された断層像データにおける内膜(外膜)を構成する各点の位置を時相ごとにパターンマッチングによって求める。演算部20は、各心時相の輪郭を構成する各点の位置に基づいて、各心時相における内膜(外膜)の運動状態を表す運動情報を求める。表示制御部7は、各心時相に取得された断層像データに基づく断層像を時相ごとに表示部81に表示させ、さらに、各心時相における運動情報を時相ごとにその都度、表示部81に表示させる。
【選択図】図1
Description
また、請求項8に記載の発明は、被検体を超音波で走査することで時相ごとに取得された超音波画像データを受け付け、所定時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像に対する特定の組織の輪郭の指定を受け付け、各時相に取得された前記超音波画像データにおける前記指定された輪郭を構成する各点の位置を時相ごとにパターンマッチングによって求める輪郭追跡手段と、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特定の組織の運動状態を表す運動情報を求める演算手段と、前記各時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像を時相ごとに表示手段に表示させ、さらに、前記演算手段によって求められた各時相における運動情報を時相ごとにその都度、前記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9に記載の発明は、コンピュータに、被検体を超音波で走査することで時相ごとに取得された超音波画像データを受け付け、所定時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像に対する特定の組織の輪郭の指定を受け付け、各時相に取得された前記超音波画像データにおける前記指定された輪郭を構成する各点の位置を時相ごとにパターンマッチングによって求める輪郭追跡機能と、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特定の組織の運動状態を表す運動情報を求める演算機能と、前記各時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像を時相ごとに表示装置に表示させ、さらに、前記演算機能によって求められた各時相における運動情報を時相ごとにその都度、前記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。
(構成)
この発明の第1実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図1を参照して説明する。図1は、この発明の第1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。
(式1)
初期輪郭の位置P=α×Paq+(1−α)×Pst
(但し、0≦α≦1)
また、内膜(外膜)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6、表示制御部7、ユーザインターフェース8、画像処理部10、及び演算部20を備えている。そして、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断層像データを外部の超音波診断装置から取得し、それら複数の断層像データに基づいて、内膜(外膜)の輪郭を追跡して壁運動情報を求める。
次に、この発明の第1実施形態に係る超音波診断装置の動作について、図3を参照して説明する。図3は、この発明の第1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断層像データ(動画像データ)を取得し、その断層像データに基づいて、心機能の評価に供される心臓の内膜と外膜の2次元的な輪郭を検出する。
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、画像生成部5によって、各心時相の断層像データ(心臓の動画像データ)を生成する。制御部9は、超音波診断装置1の外部からECG信号を受け付けて、生成された断層像データにその断層像データが生成された心時相を対応付けて記憶部6に記憶させる。
輪郭検出部11は、予め設定された心時相(例えばR波が検出された心時相)に取得された断層像データを記憶部6から読み込み、その断層像データの輝度分布に基づいて心臓の内膜と外膜の2次元的な輪郭を検出する。輪郭検出部11にて検出された内膜と外膜の2次元的な輪郭が、輪郭追跡部12において内膜と外膜の初期輪郭に設定される。
輪郭追跡部12は、初期輪郭が求められた断層像データの次の心時相にて取得された断層像データを記憶部6から読み込み、スペックルパターンを用いた2画像間のパターンマッチングによって、その心時相における内膜と外膜の2次元的な輪郭を構成する各点の位置を求める。
演算部20は、その心時相における内膜と外膜の2次元的な輪郭を構成する各点の座標情報を受けて、その心時相における歪みや変位などの壁運動情報を求める。
マーク生成部13は、その心時相における内膜と外膜の2次元的な輪郭を構成する各点の座標情報を受けて、内膜と外膜の輪郭を表すマーカを生成する。
表示制御部7は、その心時相に生成された断層像データに基づく断層像を表示部81に表示させ、内膜と外膜の2次元的な輪郭を表すマーカをその断層像に重ねて表示部81に表示させる。さらに、表示制御部7は、演算部20によって求められた壁運動情報を表示部81に表示させる。
そして、初期輪郭の位置を補正するタイミングになると(ステップS07、Yes)、制御部9は、画像処理部10に補正の指示を与える。例えば、初期輪郭の位置を補正するタイミングを制御部9に設定しておき、制御部9は、そのタイミングで補正の指示を画像処理部10に与える。また、操作者が操作部82を用いて、補正の指示を与えても良い。補正部14は、上述した式(1)に従って、内膜と外膜の新たな初期輪郭の位置を求める(ステップS08)。補正部14によって求められた初期輪郭は、輪郭追跡部12に設定され、輪郭追跡部12は、その初期輪郭が示す輪郭を追跡する。そして、ステップS01、及びステップS03〜ステップS06の処理を繰り返すことで、内膜と外膜の2次元的な輪郭を追跡し、各心時相における壁運動情報を求める。
次に、上述した第1実施形態の変形例について図4を参照して説明する。図4は、この発明の第1実施形態に係る超音波診断装置の変形例によって取得された画像を示す図である。上述した第1実施形態においては、輪郭検出部11が断層像データに基づいて内膜(外膜)の初期輪郭を検出する。この変形例においては、内膜(外膜)の初期輪郭を操作者が指定する。すなわち、輪郭追跡部12は、所定の心時相に取得された断層像に対する内膜(外膜)の2次元的な輪郭の指定を受け付け、各心時相における内膜(外膜)の2次元的な輪郭を構成する各点の位置を心時相ごとにパターンマッチングによって求める。
次に、この発明の第2実施形態に係る超音波診断装置について図5及び図6を参照して説明する。図5は、この発明の第2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。図6は、この発明の第2実施形態に係る超音波診断装置で取得された画像を示す図である。
2 超音波プローブ
3 送受信部
4 信号処理部
5 画像生成部
6 記憶部
7 表示制御部
8 ユーザインターフェース
9 制御部
10、10A 画像処理部
11、11A 輪郭検出部
12 輪郭追跡部
13 マーカ生成部
14 補正部
15 2次元輪郭検出部
16 補間部
20 演算部
81 表示部
82 操作部
Claims (9)
- 被検体を超音波で走査することで、時相ごとに超音波画像データを取得する画像取得手段と、
所定時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像に対する特定の組織の輪郭の指定を受け付け、各時相に取得された前記超音波画像データにおける前記指定された輪郭を構成する各点の位置を時相ごとにパターンマッチングによって求める輪郭追跡手段と、
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特定の組織の運動状態を表す運動情報を求める演算手段と、
前記各時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像を時相ごとに表示手段に表示させ、さらに、前記演算手段によって求められた各時相における運動情報を時相ごとにその都度、前記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。 - 前記画像取得手段は、前記被検体を超音波で走査することで、前記超音波画像データとして、時相ごとに断層像データを取得し、
前記輪郭追跡手段は、前記所定時相に取得された断層像データに基づく断層像に対する前記特定の組織の2次元的な輪郭の指定を受け付け、前記各時相に取得された前記断層像データにおける前記指定された2次元的な輪郭を構成する各点の位置を時相ごとにパターンマッチングによって求め、
前記演算手段は、前記各時相の2次元的な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特定の組織の運動状態を表す運動情報を求めることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記表示制御手段は、前記被検体の心拍情報を受けて、前記所定時相に取得された断層像データに基づく初期輪郭設定用の断層像を、1心拍以上の時間の間隔で更新して前記表示手段に表示させ、
前記初期輪郭設定用の断層像上で前記特定の組織の2次元的な輪郭が指定されると、前記輪郭追跡手段は、その指定を受け付け、前記各時相に取得された前記断層像データにおける前記指定された2次元的な輪郭を構成する各点の位置を時相ごとにパターンマッチングによって求めることを特徴とする請求項2に記載の超音波診断装置。 - 画像生成手段と補間手段を更に有し、
前記画像取得手段は、前記被検体を超音波で走査することで、前記超音波画像データとして、時相ごとにボリュームデータを取得し、
前記画像生成手段は、前記所定時相に取得されたボリュームデータに基づいて、複数の異なる断面に沿った断層像データをそれぞれの断面ごとに求め、
前記補間手段は、前記所定時相における複数の断層像データに基づく断層像のそれぞれに対する前記特定の組織の2次元的な輪郭の指定を受け付け、各断面における2次元的な輪郭の位置の間を補間することで、前記組織の3次元的な輪郭を求め、
前記輪郭追跡手段は、前記各時相に取得された前記ボリュームデータにおける前記補間によって求められた3次元的な輪郭を構成する各点の位置を時相ごとにパターンマッチングによって求め、
前記演算手段は、前記各時相の3次元的な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特定の組織の運動状態を表す運動情報を求めることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記表示制御手段は、前記被検体の心拍情報を受けて、前記所定時相に取得された断層像データに基づく初期輪郭設定用の断層像を、1心拍以上の時間の間隔で更新して前記表示手段に表示させ、
前記更新された複数の初期輪郭設定用の断層像上で前記特定の組織の2次元的な輪郭が指定されると、前記補間手段は、その指定を受け付け、前記各断面における2次元的な輪郭の位置の間を補間することで、前記組織の3次元的な輪郭を求めることを特徴とする請求項4に記載の超音波診断装置。 - 前記表示制御手段は、前記各時相に取得された断層像データに基づく断層像を時相ごとに前記表示手段に表示させ、さらにその断層像と並べて、前記所定時相に取得された断層像データに基づく初期輪郭設定用の断層像を、前記1心拍以上の時間の間隔で更新して前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項3又は請求項5のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記表示制御手段は、前記各時相に取得された断層像データに基づく断層像を時相ごとに前記表示手段に表示させ、所定のタイミングで、その断層像に代えて、前記所定時相に取得された断層像データに基づく初期輪郭設定用の断層像を、前記1心拍以上の時間の間隔で更新して前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項3又は請求項5のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 被検体を超音波で走査することで時相ごとに取得された超音波画像データを受け付け、所定時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像に対する特定の組織の輪郭の指定を受け付け、各時相に取得された前記超音波画像データにおける前記指定された輪郭を構成する各点の位置を時相ごとにパターンマッチングによって求める輪郭追跡手段と、
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特定の組織の運動状態を表す運動情報を求める演算手段と、
前記各時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像を時相ごとに表示手段に表示させ、さらに、前記演算手段によって求められた各時相における運動情報を時相ごとにその都度、前記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。 - コンピュータに、
被検体を超音波で走査することで時相ごとに取得された超音波画像データを受け付け、所定時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像に対する特定の組織の輪郭の指定を受け付け、各時相に取得された前記超音波画像データにおける前記指定された輪郭を構成する各点の位置を時相ごとにパターンマッチングによって求める輪郭追跡機能と、
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特定の組織の運動状態を表す運動情報を求める演算機能と、
前記各時相に取得された超音波画像データに基づく超音波画像を時相ごとに表示装置に表示させ、さらに、前記演算機能によって求められた各時相における運動情報を時相ごとにその都度、前記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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