JP2013188417A - Ultrasonic diagnostic apparatus, image processor and image processing program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To recognize a position at which a heart valve is damaged.SOLUTION: An ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment includes an input part 3, an image generation part 14, and a control part 16. The input part 3 receives setting information including a set area set inside a three-dimensional area to be three-dimensionally scanned by ultrasonic waves, and a set phase set as a specified cardiac phase. The image generation part 14 generates, along a time sequence, three-dimensional Doppler image data in which a luminance value is allocated to a voxel corresponding to a position where a blood flow is present, on the basis of blood flow information related to the blood flow flowing through the three-dimensional area. The control part 16 executes control so as to display, on a monitor 2, image data for display based on each of two or more added data to which the luminance value of the three-dimensional Doppler image data in the set area of the set phase is successively added for each voxel along the time sequence.

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。   Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic diagnostic apparatus, an image processing apparatus, and an image processing program.

従来、超音波診断装置は、弁膜症の診断に用いられている。例えば、超音波診断装置により収集されたBモードのボリュームデータを用いて、心臓弁の閉鎖不全を観察する技術が知られている。また、従来、心臓弁の破損により生じる血液の逆流の度合いの評価は、カラードプラ技術が用いられている。   Conventionally, an ultrasonic diagnostic apparatus is used for diagnosis of valvular disease. For example, a technique for observing heart valve insufficiency using B-mode volume data collected by an ultrasonic diagnostic apparatus is known. Conventionally, a color Doppler technique has been used to evaluate the degree of blood backflow caused by a broken heart valve.

医師は、2次元のカラードプラ画像を参照して逆流の度合いを評価する。ここで、弁膜症の手術としては、心臓弁を修復する「弁形成術」、或いは、心臓弁を完全に人口の心臓弁に取り替える「弁置換術」がある。医師は、「弁形成術」を採用するか「弁置換術」を採用するかといった手術方針を決定する際に、心臓弁の破損位置を確認する必要がある。しかし、医師は、2次元のカラードプラ画像を参照しても、心臓弁のどの位置が破損して逆流が発生しているのかを判断することができない。   The doctor evaluates the degree of backflow with reference to the two-dimensional color Doppler image. The valvular surgery includes “valvuloplasty” for repairing the heart valve or “valve replacement” for completely replacing the heart valve with a heart valve of the population. The doctor needs to confirm the position of the heart valve when deciding on a surgical policy such as whether to adopt “valvuloplasty” or “valve replacement”. However, even if a doctor refers to a two-dimensional color Doppler image, the doctor cannot determine which position of the heart valve is damaged and a backflow occurs.

特開2010−188118号公報JP 2010-188118 A

本発明が解決しようとする課題は、心臓弁が破損している位置を把握させることができる超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus, an image processing apparatus, and an image processing program capable of grasping a position where a heart valve is broken.

実施形態の超音波診断装置は、入力部と、画像生成部と、制御部とを備える。入力部は、超音波により3次元走査される3次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を受け付ける。画像生成部は、前記3次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値を割り当てた3次元ドプラ画像データを時系列に沿って生成する。制御部は、前記設定位相の前記設定領域における3次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを表示部に表示するように制御する。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment includes an input unit, an image generation unit, and a control unit. The input unit receives setting information including a setting region set in a three-dimensional region that is three-dimensionally scanned by ultrasonic waves and a setting phase set as a specific cardiac phase. The image generation unit generates, in a time series, three-dimensional Doppler image data in which luminance values are assigned to voxels corresponding to a position where blood flow exists based on blood flow information related to blood flow flowing in the three-dimensional region. To do. The control unit displays display image data based on each of a plurality of addition data obtained by sequentially adding the luminance values of the three-dimensional Doppler image data in the setting region of the setting phase for each voxel along a time series. To control.

図1は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment. 図2は、弁膜症で行なわれる外科手術を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a surgical operation performed with valvular disease. 図3は、本実施形態に係る制御部の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the control unit according to the present embodiment. 図4は、設定領域を説明するための図(1)である。FIG. 4 is a diagram (1) for explaining the setting area. 図5は、設定領域を説明するための図(2)である。FIG. 5 is a diagram (2) for explaining the setting area. 図6は、設定位相を説明するための図(1)である。FIG. 6 is a diagram (1) for explaining the set phase. 図7は、設定位相を説明するための図(2)である。FIG. 7 is a diagram (2) for explaining the set phase. 図8は、本実施形態に係る画像生成部を説明するための図(1)である。FIG. 8 is a diagram (1) for explaining the image generation unit according to the present embodiment. 図9は、本実施形態に係る画像生成部を説明するための図(2)である。FIG. 9 is a diagram (2) for explaining the image generation unit according to the present embodiment. 図10は、本実施形態に係る超音波診断装置の設定情報取得処理の一例を説明するためのフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining an example of the setting information acquisition process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment. 図11は、本実施形態に係る超音波診断装置の設定情報取得処理の一例を説明するためのフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining an example of setting information acquisition processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment.

以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(実施形態)
まず、本実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図1に例示するように、本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ1と、モニタ2と、入力部3と、心電計4と、装置本体10とを有する。
(Embodiment)
First, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment includes an ultrasonic probe 1, a monitor 2, an input unit 3, an electrocardiograph 4, and an apparatus main body 10.

超音波プローブ1は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体10が有する送受信部11から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ1は、被検体Pからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ1は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ1は、装置本体10と着脱自在に接続される。   The ultrasonic probe 1 includes a plurality of piezoelectric vibrators, and the plurality of piezoelectric vibrators generate ultrasonic waves based on a drive signal supplied from a transmission / reception unit 11 included in the apparatus main body 10 described later. The ultrasonic probe 1 receives a reflected wave from the subject P and converts it into an electrical signal. The ultrasonic probe 1 includes a matching layer provided in the piezoelectric vibrator, a backing material that prevents propagation of ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator to the rear, and the like. The ultrasonic probe 1 is detachably connected to the apparatus main body 10.

超音波プローブ1から被検体Pに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Pの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ1が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。   When ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe 1 to the subject P, the transmitted ultrasonic waves are reflected one after another at the discontinuous surface of the acoustic impedance in the body tissue of the subject P, and the ultrasonic probe is used as a reflected wave signal. 1 is received by a plurality of piezoelectric vibrators. The amplitude of the received reflected wave signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface where the ultrasonic wave is reflected. Note that the reflected wave signal when the transmitted ultrasonic pulse is reflected by the moving blood flow or the surface of the heart wall depends on the velocity component of the moving object in the ultrasonic transmission direction due to the Doppler effect. And undergoes a frequency shift.

ここで、本実施形態に係る超音波プローブ1は、超音波により被検体Pを2次元で走査するとともに、被検体Pを3次元で走査することが可能な超音波プローブである。具体的には、本実施形態に係る超音波プローブ1は、一列に配置された複数の圧電振動子により、被検体Pを2次元で走査するとともに、複数の圧電振動子を所定の角度(揺動角度)で揺動させることで、被検体Pを3次元で走査するメカニカル4Dプローブである。或いは、本実施形態に係る超音波プローブ1は、複数の圧電振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Pを3次元で超音波走査することが可能な2Dアレイプローブである。なお、2Dアレイプローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Pを2次元で走査することも可能である。   Here, the ultrasound probe 1 according to the present embodiment is an ultrasound probe capable of scanning the subject P in two dimensions with ultrasound and scanning the subject P in three dimensions. Specifically, the ultrasonic probe 1 according to the present embodiment scans the subject P two-dimensionally with a plurality of piezoelectric vibrators arranged in a line and moves the plurality of piezoelectric vibrators to a predetermined angle (swing). It is a mechanical 4D probe that scans the subject P three-dimensionally by swinging at a moving angle. Alternatively, the ultrasonic probe 1 according to the present embodiment is a 2D array probe that can ultrasonically scan the subject P in three dimensions by arranging a plurality of piezoelectric vibrators in a matrix. The 2D array probe can also scan the subject P in two dimensions by focusing and transmitting ultrasonic waves.

入力部3は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体10に対して受け付けた各種設定要求を転送する。なお、本実施形態に係る入力部3が操作者から受け付ける設定情報については、後に詳述する。   The input unit 3 includes a mouse, a keyboard, a button, a panel switch, a touch command screen, a foot switch, a trackball, a joystick, and the like, receives various setting requests from an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus, The various setting requests received are transferred. The setting information received from the operator by the input unit 3 according to this embodiment will be described in detail later.

モニタ2は、超音波診断装置の操作者が入力部3を用いて各種設定要求を入力するためのGUI(Graphical User Interface)を表示したり、装置本体10において生成された超音波画像等を表示したりする。   The monitor 2 displays a GUI (Graphical User Interface) for an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus to input various setting requests using the input unit 3, and displays an ultrasonic image generated in the apparatus main body 10. To do.

心電計4は、3次元走査される被検体Pの生体信号として、被検体Pの心電波形(ECG: Electrocardiogram)を取得する。心電計4は、取得した心電波形を装置本体10に送信する。   The electrocardiograph 4 acquires an electrocardiogram (ECG) of the subject P as a biological signal of the subject P that is three-dimensionally scanned. The electrocardiograph 4 transmits the acquired electrocardiogram waveform to the apparatus main body 10.

装置本体10は、超音波プローブ1が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。具体的には、本実施形態に係る装置本体10は、超音波プローブ1が受信した3次元の反射波データに基づいて3次元の超音波画像データを生成可能な装置である。以下、3次元の超音波画像データを「ボリュームデータ」と記載する場合がある。   The apparatus main body 10 is an apparatus that generates ultrasonic image data based on a reflected wave signal received by the ultrasonic probe 1. Specifically, the apparatus main body 10 according to the present embodiment is an apparatus that can generate three-dimensional ultrasonic image data based on three-dimensional reflected wave data received by the ultrasonic probe 1. Hereinafter, the three-dimensional ultrasound image data may be referred to as “volume data”.

装置本体10は、図1に示すように、送受信部11と、Bモード処理部12と、ドプラ処理部13と、画像生成部14と、画像メモリ15と、制御部16と、内部記憶部17とを有する。   As shown in FIG. 1, the apparatus main body 10 includes a transmission / reception unit 11, a B-mode processing unit 12, a Doppler processing unit 13, an image generation unit 14, an image memory 15, a control unit 16, and an internal storage unit 17. And have.

送受信部11は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ1に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ1から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ1に駆動信号(駆動パルス)を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。   The transmission / reception unit 11 includes a pulse generator, a transmission delay unit, a pulser, and the like, and supplies a drive signal to the ultrasonic probe 1. The pulse generator repeatedly generates rate pulses for forming transmission ultrasonic waves at a predetermined rate frequency. The transmission delay unit generates a delay time for each piezoelectric vibrator necessary for focusing the ultrasonic wave generated from the ultrasonic probe 1 into a beam and determining transmission directivity. Give for each rate pulse. The pulser applies a drive signal (drive pulse) to the ultrasonic probe 1 at a timing based on the rate pulse. That is, the transmission delay unit arbitrarily adjusts the transmission direction of the ultrasonic wave transmitted from the piezoelectric vibrator surface by changing the delay time given to each rate pulse.

なお、送受信部11は、後述する制御部16の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。   The transmission / reception unit 11 has a function capable of instantaneously changing a transmission frequency, a transmission drive voltage, and the like in order to execute a predetermined scan sequence based on an instruction from the control unit 16 described later. In particular, the change of the transmission drive voltage is realized by a linear amplifier type transmission circuit capable of instantaneously switching the value or a mechanism for electrically switching a plurality of power supply units.

また、送受信部11は、プリアンプ、A/D(Analog/Digital)変換器、受信遅延部、加算器等を有し、超音波プローブ1が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。A/D変換器は、増幅された反射波信号をA/D変換する。受信遅延部は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。   The transmission / reception unit 11 includes a preamplifier, an A / D (Analog / Digital) converter, a reception delay unit, an adder, and the like. The transmission / reception unit 11 performs various processing on the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 1 and reflects it. Generate wave data. The preamplifier amplifies the reflected wave signal for each channel. The A / D converter A / D converts the amplified reflected wave signal. The reception delay unit gives a delay time necessary for determining the reception directivity. The adder performs an addition process on the reflected wave signal processed by the reception delay unit to generate reflected wave data. By the addition processing of the adder, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity of the reflected wave signal is emphasized, and a comprehensive beam for ultrasonic transmission / reception is formed by the reception directivity and the transmission directivity.

本実施形態に係る送受信部11は、被検体Pを3次元走査するために、超音波プローブ1から3次元の超音波ビームを送信させる。そして、本実施形態に係る送受信部11は、超音波プローブ1が受信した3次元の反射波信号から3次元の反射波データを生成する。   The transmission / reception unit 11 according to the present embodiment transmits a three-dimensional ultrasonic beam from the ultrasonic probe 1 in order to three-dimensionally scan the subject P. The transmission / reception unit 11 according to the present embodiment generates three-dimensional reflected wave data from the three-dimensional reflected wave signal received by the ultrasonic probe 1.

なお、送受信部11からの出力信号の形態は、RF(Radio Frequency)信号と呼ばれる位相情報が含まれる信号である場合や、包絡線検波処理後の振幅情報である場合等、種々の形態が選択可能である。   The form of the output signal from the transmission / reception unit 11 can be selected from various forms such as a signal including phase information called an RF (Radio Frequency) signal or amplitude information after envelope detection processing. Is possible.

Bモード処理部12は、送受信部11から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ(Bモードデータ)を生成する。   The B-mode processing unit 12 receives the reflected wave data from the transmission / reception unit 11, performs logarithmic amplification, envelope detection processing, and the like, and generates data (B-mode data) in which the signal intensity is expressed by brightness. .

ドプラ処理部13は、送受信部11から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ(ドプラデータ)を生成する。本実施形態に係るドプラ処理部13は、移動体情報として、心臓内を流動する血液の血流情報を抽出する。   The Doppler processing unit 13 performs frequency analysis on velocity information from the reflected wave data received from the transmission / reception unit 11, extracts blood flow, tissue, and contrast agent echo components due to the Doppler effect, and obtains moving body information such as velocity, dispersion, and power. Data extracted for multiple points (Doppler data) is generated. The Doppler processing unit 13 according to the present embodiment extracts blood flow information of blood flowing in the heart as moving body information.

なお、本実施形態に係るBモード処理部12及びドプラ処理部13は、2次元の反射波データ及び3次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Bモード処理部12は、2次元の反射波データから2次元のBモードデータを生成し、3次元の反射波データから3次元のBモードデータを生成する。また、ドプラ処理部13は、2次元の反射波データから2次元のドプラデータを生成し、3次元の反射波データから3次元のドプラデータを生成する。3次元のBモードデータは、3次元走査範囲の各走査線上で設定された複数の点それぞれに位置する反射源の反射強度に応じた輝度値が割り当てられたデータとなる。また、3次元のドプラデータは、3次元走査範囲の各走査線上で設定された複数の点それぞれに、血流情報(速度、分散、パワー)の値に応じた輝度値が割り当てられたデータとなる。   Note that the B-mode processing unit 12 and the Doppler processing unit 13 according to the present embodiment can process both two-dimensional reflected wave data and three-dimensional reflected wave data. That is, the B-mode processing unit 12 generates two-dimensional B-mode data from the two-dimensional reflected wave data, and generates three-dimensional B-mode data from the three-dimensional reflected wave data. The Doppler processing unit 13 generates two-dimensional Doppler data from the two-dimensional reflected wave data, and generates three-dimensional Doppler data from the three-dimensional reflected wave data. The three-dimensional B-mode data is data to which a luminance value corresponding to the reflection intensity of the reflection source located at each of a plurality of points set on each scanning line in the three-dimensional scanning range is assigned. The three-dimensional Doppler data includes data in which a luminance value corresponding to the value of blood flow information (speed, dispersion, power) is assigned to each of a plurality of points set on each scanning line in the three-dimensional scanning range. Become.

画像生成部14は、Bモード処理部12及びドプラ処理部13が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部14は、Bモード処理部12が生成した2次元のBモードデータから反射波の強度を輝度にて表した2次元Bモード画像データを生成する。2次元Bモード画像データは、超音波走査された2次元領域内の組織形状が描出されたデータとなる。また、画像生成部14は、ドプラ処理部13が生成した2次元のドプラデータから移動体情報を表す2次元ドプラ画像データを生成する。2次元ドプラ画像データは、速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせた画像である。2次元ドプラ画像データは、超音波走査された2次元領域内を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するピクセルに輝度値が割り当てられたデータとなる。   The image generation unit 14 generates ultrasonic image data from the data generated by the B mode processing unit 12 and the Doppler processing unit 13. That is, the image generation unit 14 generates two-dimensional B-mode image data in which the intensity of the reflected wave is represented by luminance from the two-dimensional B-mode data generated by the B-mode processing unit 12. The two-dimensional B-mode image data is data in which a tissue shape in a two-dimensional region that has been subjected to ultrasonic scanning is depicted. Further, the image generation unit 14 generates two-dimensional Doppler image data representing moving body information from the two-dimensional Doppler data generated by the Doppler processing unit 13. The two-dimensional Doppler image data is a velocity image, a dispersion image, a power image, or a combination image thereof. The two-dimensional Doppler image data is data in which a luminance value is assigned to a pixel corresponding to a position where the blood flow exists, based on blood flow information relating to the blood flow flowing in the two-dimensional region that is ultrasonically scanned.

ここで、画像生成部14は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換(スキャンコンバート)し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部14は、超音波プローブ1による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部14は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理(平滑化処理)や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理(エッジ強調処理)等を行なう。また、画像生成部14は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。   Here, the image generation unit 14 generally converts (scan converts) a scanning line signal sequence of ultrasonic scanning into a scanning line signal sequence of a video format represented by a television or the like, and displays ultrasonic waves for display. Generate image data. Specifically, the image generation unit 14 generates ultrasonic image data for display by performing coordinate conversion in accordance with the ultrasonic scanning mode of the ultrasonic probe 1. In addition to the scan conversion, the image generation unit 14 performs various image processing, such as image processing (smoothing processing) for regenerating an average luminance image using a plurality of image frames after scan conversion, Image processing (edge enhancement processing) using a differential filter is performed in the image. In addition, the image generation unit 14 synthesizes character information, scales, body marks, and the like of various parameters with the ultrasound image data.

すなわち、Bモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部14が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Bモードデータ及びドプラデータは、生データ(Raw Data)とも呼ばれる。   That is, the B-mode data and Doppler data are ultrasonic image data before the scan conversion process, and the data generated by the image generation unit 14 is display ultrasonic image data after the scan conversion process. The B-mode data and the Doppler data are also called raw data (Raw Data).

更に、画像生成部14は、Bモード処理部12が生成した3次元のBモードデータに対して座標変換を行なうことで、3次元Bモード画像データを生成する。また、画像生成部14は、ドプラ処理部13が生成した3次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、3次元ドプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成部14は、「3次元のBモード画像データや3次元ドプラ画像データ」を「3次元の超音波画像データであるボリュームデータ」として生成する。3次元Bモード画像データは、超音波により3次元走査される3次元領域内の組織形状を示す画像データとなる。また、3次元のBモード画像データは、超音波により3次元走査される3次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値が割り当てられた画像データとなる。   Further, the image generation unit 14 generates three-dimensional B-mode image data by performing coordinate conversion on the three-dimensional B-mode data generated by the B-mode processing unit 12. Further, the image generation unit 14 generates three-dimensional Doppler image data by performing coordinate conversion on the three-dimensional Doppler data generated by the Doppler processing unit 13. In other words, the image generation unit 14 generates “three-dimensional B-mode image data or three-dimensional Doppler image data” as “volume data that is three-dimensional ultrasound image data”. The three-dimensional B-mode image data is image data indicating a tissue shape in a three-dimensional region that is three-dimensionally scanned by ultrasonic waves. In addition, three-dimensional B-mode image data is assigned a luminance value to a voxel corresponding to a position where blood flow exists based on blood flow information related to blood flow flowing in a three-dimensional region scanned three-dimensionally by ultrasound. Image data.

更に、画像生成部14は、ボリュームデータをモニタ2にて表示するための各種の2次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう。画像生成部14が行なうレンダリング処理としては、断面再構成法(MPR:Multi Planer Reconstruction)を行なってボリュームデータからMPR画像データを生成する処理がある。また、画像生成部14が行なうレンダリング処理としては、ボリュームデータに対して「Curved MPR」を行なう処理や、ボリュームデータに対して「Maximum Intensity Projection」を行なう処理がある。   Further, the image generation unit 14 performs a rendering process on the volume data in order to generate various two-dimensional image data for displaying the volume data on the monitor 2. The rendering process performed by the image generation unit 14 includes a process of generating MPR image data from volume data by performing a cross-section reconstruction method (MPR: Multi Planer Reconstruction). The rendering processing performed by the image generation unit 14 includes processing for performing “Curved MPR” on volume data and processing for performing “Maximum Intensity Projection” on volume data.

また、画像生成部14が行なうレンダリング処理としては、3次元の情報を反映した2次元画像データを生成するボリュームレンダリング(VR:Volume Rendering)処理がある。また、画像生成部14は、ボリュームデータで設定された2つの断面で挟まれる領域を用いて、厚み付きMIP画像データや、厚み付きMPR画像データを生成することもできる。   The rendering processing performed by the image generation unit 14 includes volume rendering (VR) processing that generates two-dimensional image data reflecting three-dimensional information. The image generation unit 14 can also generate MIP image data with thickness and MPR image data with thickness using a region sandwiched between two cross sections set by volume data.

ここで、ドプラデータを用いた画像の表示方法について説明する。ドプラデータを用いた画像の表示方法は、一般的には、カラードプラ法(CDI:Color Doppler Imaging)とパワードプラ法(PDI:Power Doppler Imaging)とに大別される。カラードプラ法では、画像生成部14は、血流の方向及び血流の速度の大きさに応じて色相を変化させた輝度値を、血流が存在する位置に対応するボクセルに割り当てたカラードプラ画像データを生成する。例えば、画像生成部14は、超音波プローブ1に向かってくる方向の血流を、血流の速度の大きさに応じて赤系色(赤から黄)の色相を割り当て、超音波プローブ1から遠ざかる方向の血流を、血流の速度の大きさに応じて青系色(青から青緑)の色相を割り当てたカラードプラ画像データを生成する。なお、カラードプラ法では、画像生成部14は、速度情報に分散情報を組み合わせた速度―分散表示を行なうためのカラードプラ画像データを生成する場合もある。   Here, an image display method using Doppler data will be described. In general, image display methods using Doppler data are roughly classified into a color Doppler method (CDI: Color Doppler Imaging) and a power Doppler method (PDI: Power Doppler Imaging). In the color Doppler method, the image generation unit 14 assigns a luminance value whose hue is changed according to the direction of blood flow and the velocity of blood flow to a voxel corresponding to the position where the blood flow exists. Generate image data. For example, the image generation unit 14 assigns a red color (red to yellow) to the blood flow in the direction toward the ultrasonic probe 1 according to the velocity of the blood flow. Color Doppler image data is generated by assigning a bluish hue (blue to blue-green) to the blood flow in the direction of moving away according to the velocity of the blood flow. In the color Doppler method, the image generation unit 14 may generate color Doppler image data for performing speed-dispersion display in which dispersion information is combined with speed information.

また、パワードプラ法では、画像生成部14は、ドプラ信号の強度であるパワーの値に応じて、例えば、赤色系の色相や明度、或いは、彩度を変化させた輝度値を、血流が存在する位置に対応するボクセルに割り当てたパワー画像データを生成する。   Further, in the power Doppler method, the image generation unit 14 uses, for example, a luminance value obtained by changing a red hue, brightness, or saturation according to the power value that is the intensity of the Doppler signal. The power image data assigned to the voxel corresponding to the existing position is generated.

3次元走査でカラードプラ法を行なう場合、画像生成部14は、3次元ドプラデータから、3次元ドプラ画像データとして3次元カラードプラ画像データを生成する。また、3次元走査でパワードプラ法を行なう場合、画像生成部14は、3次元ドプラデータから、3次元ドプラ画像データとして3次元パワー画像データを生成する。また、3次元走査が時系列に沿って繰り返し行なわれる場合、画像生成部14は、3次元ドプラ画像データを時系列に沿って順次生成する。   When the color Doppler method is performed by three-dimensional scanning, the image generation unit 14 generates three-dimensional color Doppler image data as three-dimensional Doppler image data from the three-dimensional Doppler data. When performing the power Doppler method by three-dimensional scanning, the image generation unit 14 generates three-dimensional power image data as three-dimensional Doppler image data from the three-dimensional Doppler data. When the three-dimensional scanning is repeatedly performed along the time series, the image generation unit 14 sequentially generates the three-dimensional Doppler image data along the time series.

また、ドプラ画像データは、通常、Bモード画像データに重畳されて、モニタ2に出力される。送受信部11は、2次元走査や3次元走査において、1本の走査線で1回超音波ビームの送受信を行なうBモード用のスキャンと、1本の走査線で複数回超音波ビームの送受信を行なうドプラモード用のスキャンとを並行して行なう。ドプラ処理部13は、同一走査線の複数の反射波データに対して、MTIフィルタ処理、自己相関演算処理、速度・分散・パワー推定処理を行なうことで、ドプラデータを生成する。   Also, the Doppler image data is usually superimposed on the B-mode image data and output to the monitor 2. In the two-dimensional scanning or the three-dimensional scanning, the transmission / reception unit 11 performs B-mode scanning that transmits and receives an ultrasonic beam once with one scanning line, and transmits and receives an ultrasonic beam multiple times with one scanning line. The Doppler mode scan to be performed is performed in parallel. The Doppler processing unit 13 generates Doppler data by performing MTI filter processing, autocorrelation calculation processing, and speed / dispersion / power estimation processing on a plurality of reflected wave data of the same scanning line.

或いは、フレームレートやボリュームレートを向上させるために、Bモード用のスキャンと同様に、1本の走査線で1回超音波ビームの送受信を行なうことで、ドプラモード用のスキャンを行なう方法もある。かかる方法では、ドプラ処理部13は、各フレーム、又は、各ボリュームの同じ位置の複数の反射波データに対してフレーム方向、又は、ボリューム方向で、MTIフィルタ処理、自己相関演算処理、速度・分散・パワー推定処理を行なうことで、ドプラデータを生成する。   Alternatively, in order to improve the frame rate and volume rate, there is also a method of performing Doppler mode scanning by performing transmission and reception of an ultrasonic beam once with one scanning line, similarly to scanning for B mode. . In this method, the Doppler processing unit 13 performs MTI filter processing, autocorrelation calculation processing, speed / dispersion in a frame direction or a volume direction with respect to a plurality of reflected wave data at the same position of each frame or each volume. -Doppler data is generated by performing power estimation processing.

図1の説明に戻って、画像メモリ15は、画像生成部14が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ15は、Bモード処理部12やドプラ処理部13が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ15が記憶するBモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部14を経由して表示用の超音波画像データとなる。なお、画像生成部14は、ボリュームデータと当該ボリュームデータを生成するために行なわれた超音波走査の時間とを、心電計4から送信された心電波形に対応付けて画像メモリ15に格納する。後述する制御部16は、画像メモリ15に格納されたデータを参照することで、ボリュームデータを生成するために行なわれた超音波走査時の心時相を取得することができる。   Returning to the description of FIG. 1, the image memory 15 is a memory for storing image data for display generated by the image generation unit 14. The image memory 15 can also store data generated by the B-mode processing unit 12 and the Doppler processing unit 13. The B-mode data and Doppler data stored in the image memory 15 can be called by an operator after diagnosis, for example, and become ultrasonic image data for display via the image generation unit 14. The image generation unit 14 stores the volume data and the time of the ultrasonic scanning performed for generating the volume data in the image memory 15 in association with the electrocardiogram waveform transmitted from the electrocardiograph 4. To do. The control unit 16, which will be described later, can acquire a cardiac time phase at the time of ultrasonic scanning performed for generating volume data by referring to data stored in the image memory 15.

内部記憶部17は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報(例えば、患者ID、医師の所見等)や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部17は、必要に応じて、画像メモリ15が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶部17が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部の装置へ転送することができる。   The internal storage unit 17 stores various data such as a control program for performing ultrasonic transmission / reception, image processing and display processing, diagnostic information (for example, patient ID, doctor's findings, etc.), diagnostic protocol, and various body marks. To do. The internal storage unit 17 is also used for storing image data stored in the image memory 15 as necessary. The data stored in the internal storage unit 17 can be transferred to an external device via an interface (not shown).

制御部16は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部16は、入力部3を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部17から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部11、Bモード処理部12、ドプラ処理部13、画像生成部14の処理を制御する。また、制御部16は、画像メモリ15や内部記憶部17が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ2にて表示するように制御する。   The control unit 16 controls the entire processing of the ultrasonic diagnostic apparatus. Specifically, the control unit 16 is based on various setting requests input from the operator via the input unit 3 and various control programs and various data read from the internal storage unit 17. The processing of the processing unit 12, the Doppler processing unit 13, and the image generation unit 14 is controlled. Further, the control unit 16 controls the display 2 to display the ultrasonic image data for display stored in the image memory 15 and the internal storage unit 17.

以上、本実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係る超音波診断装置は、弁膜症の診断を行なう医師に対して、診断用の画像データを生成し、モニタ2に表示する。弁膜症の診断対象となる心臓弁は、例えば、僧帽弁や大動脈弁である。   The overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment has been described above. With this configuration, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment generates diagnostic image data and displays it on the monitor 2 for a doctor who diagnoses valvular disease. The heart valve that is a diagnosis target of valvular disease is, for example, a mitral valve or an aortic valve.

弁膜症は、心臓弁が機能しなくなる疾患であり、弁膜症は、心臓弁の破損の仕方により、「逆流型(閉鎖不全症)」と「狭窄型(狭窄症)」とに大きく分類される。また、弁膜症の原因は、先天性(二尖弁、先天性心疾患)と後天性(リウマチ熱、動脈硬化、心筋梗塞、膠原病等)とがある。また、弁膜症の原因を特定できない症例も多く報告されている。高齢化の進む現代では、動脈硬化が進行した結果、大動脈弁が硬くなり、大動脈弁が速やかに開かなくなる「大動脈弁狭窄症」や、僧帽弁の組織が弱くなって起きる「僧帽弁閉鎖不全」の患者数が増加している。   Valvular disease is a disease in which the heart valve does not function, and valvular disease is roughly classified into “reflux type” (stuck disease) and “stenosis type” (stenosis) depending on how the heart valve is damaged. . The causes of valvular disease are congenital (bicuspid valve, congenital heart disease) and acquired (rheumatic fever, arteriosclerosis, myocardial infarction, collagen disease, etc.). In addition, many cases in which the cause of valvular disease cannot be identified have been reported. In today's aging society, the progression of arteriosclerosis causes the aortic valve to become stiff, and the aortic valve does not open quickly. Aortic valve stenosis occurs, and the mitral valve tissue weakens. The number of “insufficient” patients is increasing.

破損した心臓弁自体を修復するには、外科手術が必要である。弁膜症の手術としては、心臓弁を修復する「弁形成術」、或いは、心臓弁を完全に人口の心臓弁に取り替える「弁置換術」がある。図2は、弁膜症で行なわれる外科手術を説明するための図である。   Surgery is required to repair the damaged heart valve itself. Surgery for valvular disease includes “valvuloplasty” to repair the heart valve or “valve replacement” to completely replace the heart valve with a heart valve of the population. FIG. 2 is a diagram for explaining a surgical operation performed with valvular disease.

図2の(A)は、僧帽弁の弁膜や弁膜を支える構造体が伸び、閉鎖時に、僧帽弁が左心房側に落ち込むことで僧帽弁閉鎖不全となる「僧帽弁逸脱症」で弁形成術を行なう場合を例示した図である。心臓外科医師は、図2の(A)に示すように、閉鎖不全の要因となる余分な部位を切除し、切除後の僧帽弁が元の形状となるように縫合する。そして、心臓外科医師は、図2の(A)に示すように、縫合後の僧帽弁の周りに、人工弁輪を付ける。   FIG. 2A shows “mitral valve prolapse” in which the mitral valve leaflet and the structure that supports the valvular valve are stretched and the mitral valve falls to the left atrium when closed, resulting in mitral valve insufficiency. It is the figure which illustrated the case where valvuloplasty is performed. As shown in FIG. 2A, the cardiac surgeon excises an extra site that causes the insufficiency and sutures the mitral valve after the excision into the original shape. Then, as shown in FIG. 2A, the cardiac surgeon attaches an artificial annulus around the mitral valve after suture.

或いは、心臓弁の損傷が弁形成術で修復できない場合、心臓外科医師は、損傷した心臓弁を、図2の(B)に示すような人工弁に取り替える弁置換術を行なう。   Alternatively, if the heart valve damage cannot be repaired by valvuloplasty, the cardiac surgeon performs a valve replacement to replace the damaged heart valve with a prosthetic valve as shown in FIG.

心臓弁の修復を、弁形成術か弁置換術かのどちらで行なうかは、心臓外科医師が、どの心臓弁が、どの程度損傷しているかを確認して判断する。最終的には、心臓外科医師は、手術時に実際に心臓弁を見て決定している。また、弁形成術は、通常の弁置換術に比べ、長時間の手術となる場合がある。これは、弁形成術が計画通りに進まない場合や、弁形成術を行なっても逆流が残る際に、人工弁置換術に切り替える場合があるからである。   Whether a heart valve is repaired by valvuloplasty or valve replacement is determined by a cardiac surgeon by checking which heart valve is damaged and how much it is damaged. Ultimately, the cardiac surgeon makes the decision by looking at the actual heart valve at the time of surgery. In addition, valvuloplasty may be a longer operation than normal valve replacement. This is because there may be a case where the valvuloplasty does not proceed as planned, or when a backflow remains even after the valvuloplasty, switching to the artificial valve replacement.

このため、心臓外科医師は、術前に、どの心臓弁が、どの程度損傷しているかを、非侵襲で撮影した超音波画像より判断している。従来、心臓弁の破損により生じる血液の逆流の度合いの評価は、カラードプラ技術が用いられている。   For this reason, the cardiac surgeon determines which heart valve is damaged to what extent from an ultrasonic image taken non-invasively before the operation. Conventionally, a color Doppler technique has been used to evaluate the degree of blood regurgitation caused by a broken heart valve.

具体的には、従来、心臓外科医師は、2次元のカラードプラ画像を参照して逆流の度合いを評価していた。しかし、心臓外科医師は、2次元のカラードプラ画像を参照しても、立体的に、心臓弁のどの位置が破損して逆流が発生しているのかを判断することができなかった。   Specifically, conventionally, a cardiac surgeon has evaluated the degree of backflow with reference to a two-dimensional color Doppler image. However, even with reference to a two-dimensional color Doppler image, a cardiac surgeon cannot determine in three dimensions which position of the heart valve is damaged and a backflow is occurring.

そこで、本実施形態に係る超音波画像診断装置は、診断対象となる心臓弁を含む領域の3次元走査を行なって、3次元走査される3次元領域の3次元ドプラ画像データを時系列に沿って生成する。そして、本実施形態に係る超音波画像診断装置は、以下に説明する処理を行なうことで、時系列に沿って生成した複数の3次元ドプラ画像データから、心臓弁が破損している位置を把握させることができる表示用の画像データを生成する。   Therefore, the ultrasonic image diagnostic apparatus according to the present embodiment performs three-dimensional scanning of a region including a heart valve to be diagnosed, and three-dimensional Doppler image data of a three-dimensional region to be three-dimensionally scanned in time series. To generate. Then, the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the present embodiment grasps the position where the heart valve is damaged from a plurality of three-dimensional Doppler image data generated along the time series by performing the processing described below. Display image data that can be generated is generated.

図3は、本実施形態に係る制御部の構成例を示すブロック図である。図3に例示するように、本実施形態に係る制御部16は、設定情報取得部16aと、画像生成制御部16bと、表示制御部16cとを有する。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the control unit according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 3, the control unit 16 according to the present embodiment includes a setting information acquisition unit 16a, an image generation control unit 16b, and a display control unit 16c.

設定情報取得部16aは、入力部3が操作者から受け付けた設定情報を取得する。画像生成制御部16bは、設定情報に基づいて、表示用の画像データの生成を画像生成部14に実行させる。具体的には、画像生成制御部16bは、設定情報として受け付けた設定領域の特定処理を行なう。また、画像生成制御部16bは、設定情報として受け付けた設定位相の特定処理を行なう。   The setting information acquisition unit 16a acquires setting information received by the input unit 3 from the operator. The image generation control unit 16b causes the image generation unit 14 to generate display image data based on the setting information. Specifically, the image generation control unit 16b performs a setting area specifying process received as setting information. Further, the image generation control unit 16b performs a setting phase specifying process received as setting information.

まず、設定情報取得部16aが入力部3から取得する設定情報に含まれる設定領域及び設定位相について説明する。入力部3は、超音波により3次元走査される3次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を受け付ける。図4及び図5は、設定領域を説明するための図である。   First, the setting area and the setting phase included in the setting information acquired by the setting information acquisition unit 16a from the input unit 3 will be described. The input unit 3 receives setting information including a setting region set in a three-dimensional region that is three-dimensionally scanned by ultrasonic waves and a setting phase set as a specific cardiac phase. 4 and 5 are diagrams for explaining the setting area.

超音波診断装置の操作者は、設定領域を設定するために、診断対象である心臓弁を含む領域が3次元走査されるように、超音波プローブ1を被検体Pに当接する。そして、操作者は、3次元Bモード画像データを収集するための3次元走査を行なうための指示を入力部3に入力する。以下では、診断対象の心臓弁が僧帽弁である場合について説明する。   The operator of the ultrasonic diagnostic apparatus contacts the subject P so that the region including the heart valve to be diagnosed is three-dimensionally scanned in order to set the setting region. Then, the operator inputs an instruction for performing three-dimensional scanning for collecting three-dimensional B-mode image data to the input unit 3. Hereinafter, a case where the heart valve to be diagnosed is a mitral valve will be described.

操作者の指示により、本実施形態に係る超音波診断装置は、3次元走査を開始し、3次元Bモード画像データの収集を行なう。画像生成部14が生成した3次元Bモード画像データは、モニタ2に表示される。モニタ2は、図4に例示する各種データを表示する。   In response to an operator's instruction, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment starts three-dimensional scanning and collects three-dimensional B-mode image data. The 3D B-mode image data generated by the image generation unit 14 is displayed on the monitor 2. The monitor 2 displays various data illustrated in FIG.

例えば、モニタ2は、3次元Bモード画像データのA面のMPR画像データ(図4の「A」を参照)と、3次元Bモード画像データのB面のMPR画像データ(図4の「B」を参照)とを表示する。なお、A面とは、超音波プローブ1における振動子群の配列方向と、超音波ビームの送信方向とで形成される断面である。また、B面とは、超音波プローブ1の当接面に直交する断面であり、かつ、A面に直交する断面である。なお、A面及びB面に直交する断面、すなわち、超音波ビームの送信方向に対して垂直方向にある断面は、C面と呼ばれる。換言すると、C面は、当接面に平行な断面である。   For example, the monitor 2 has the MPR image data for the A plane of the 3D B-mode image data (see “A” in FIG. 4) and the MPR image data for the B plane of the 3D B-mode image data (“B” in FIG. 4). ”). The A plane is a cross section formed by the arrangement direction of the transducer groups in the ultrasonic probe 1 and the transmission direction of the ultrasonic beam. The B surface is a cross section orthogonal to the contact surface of the ultrasonic probe 1 and a cross section orthogonal to the A surface. A cross section perpendicular to the A plane and the B plane, that is, a cross section perpendicular to the transmission direction of the ultrasonic beam is referred to as a C plane. In other words, the C surface is a cross section parallel to the contact surface.

また、モニタ2は、図4の右下に例示するように、超音波プローブ1の当接面の上からボリュームデータを俯瞰した模式図に、A面の位置(図中の実線を参照)と、B面の位置(図中の点線を参照)とを示す線分を重畳して表示する。   In addition, as exemplified in the lower right of FIG. 4, the monitor 2 is a schematic diagram in which the volume data is looked down on the contact surface of the ultrasonic probe 1, and the position of the A surface (see the solid line in the drawing). , A line segment indicating the position of the B surface (see the dotted line in the figure) is superimposed and displayed.

また、モニタ2は、図4に例示するように、被検体Pの心電波形を表示する。また、モニタ2は、図4に例示するように、現時点で表示している画像データの心位相を示す実線を心電波形の上に重畳して表示する。   The monitor 2 displays the electrocardiographic waveform of the subject P as illustrated in FIG. Further, as illustrated in FIG. 4, the monitor 2 superimposes and displays a solid line indicating the cardiac phase of the image data currently displayed on the electrocardiographic waveform.

また、モニタ2は、図4に示す「3D」の表示領域に、収集された3次元Bモード画像データを立体的に観察できる画像データを表示する。例えば、モニタ2は、図4に示す「3D」の表示領域に、超音波プローブ1の当接面の上に視点が設定された3次元Bモード画像データのVR画像データを表示する。なお、モニタ2は、3次元Bモード画像データのC面のMPR画像データを表示しても良い。   In addition, the monitor 2 displays image data in which the collected three-dimensional B-mode image data can be stereoscopically observed in the “3D” display area shown in FIG. For example, the monitor 2 displays the VR image data of the three-dimensional B-mode image data in which the viewpoint is set on the contact surface of the ultrasonic probe 1 in the “3D” display area illustrated in FIG. 4. The monitor 2 may display MPR image data of the C plane of the 3D B-mode image data.

操作者は、モニタ2にライブ表示される画像を参照しながら、超音波プローブ1の位置を調整する。そして、操作者は、僧帽弁が3次元走査されていると判断した時点で、例えば、Freezeボタンを押下し、設定領域を設定する。   The operator adjusts the position of the ultrasonic probe 1 while referring to an image displayed live on the monitor 2. When the operator determines that the mitral valve is three-dimensionally scanned, for example, the operator presses the Freeze button to set the setting area.

操作者は、例えば、図4に示すように、A面のMPR画像データに対して、2つの平行する直線L1及び直線L2を設定する。図4に例示する直線L1は、僧帽弁の閉鎖不全により左心室から血液が流入する左心房側に位置し、図4に例示する直線L2は、左心房と左心室との境界に位置する。また、操作者は、例えば、図4において、直線L1及び直線L2に垂直であり、直線L1上を始点として直線L2に向かう方向の矢印L3を設定する。なお、モニタ2は、図4に例示するように、矢印L3が設定されると、B面のMPR画像データに矢印L3に対応する矢印L4を表示する。   For example, as shown in FIG. 4, the operator sets two parallel straight lines L <b> 1 and L <b> 2 for the A-plane MPR image data. The straight line L1 illustrated in FIG. 4 is positioned on the left atrium side where blood flows from the left ventricle due to insufficiency of the mitral valve, and the straight line L2 illustrated in FIG. 4 is positioned at the boundary between the left atrium and the left ventricle. . Further, for example, in FIG. 4, the operator sets an arrow L3 that is perpendicular to the straight line L1 and the straight line L2, and that starts from the straight line L1 and goes to the straight line L2. As illustrated in FIG. 4, when the arrow L3 is set, the monitor 2 displays an arrow L4 corresponding to the arrow L3 on the MPR image data on the B surface.

入力部3は、直線L1及び直線L2の位置情報を設定情報取得部16aに通知する。設定情報取得部16aは、「直線L1を含み、かつ、A面に直交する断面」と「直線L2を含み、かつ、A面に直交する断面」とで挟まれる3次元領域が、設定領域の候補領域であることを取得する。また、入力部3は、矢印L3の方向を設定情報取得部16aに通知する。設定情報取得部16aは、矢印L3の方向で候補領域を観察する画像データの表示要求を受け付けたことを取得する。   The input unit 3 notifies the setting information acquisition unit 16a of the position information of the straight line L1 and the straight line L2. The setting information acquisition unit 16a includes a three-dimensional area sandwiched between “a cross section including the straight line L1 and orthogonal to the A plane” and “a cross section including the straight line L2 and orthogonal to the A plane”. Get a candidate area. Further, the input unit 3 notifies the setting information acquisition unit 16a of the direction of the arrow L3. The setting information acquisition unit 16a acquires that a display request for image data for observing the candidate area in the direction of the arrow L3 has been received.

上記の情報は、設定情報取得部16aから画像生成制御部16bに通知され、画像生成制御部16bは、画像生成部14を制御することで、例えば、3次元Bモード画像データにおける候補領域を矢印L3の方向で投影した厚み付きMPR画像データを生成させる。そして、表示制御部16cの制御により、モニタ2は、厚み付きMPR画像データを、図4に示す「3D」の表示領域に表示する。   The above information is notified from the setting information acquisition unit 16a to the image generation control unit 16b, and the image generation control unit 16b controls the image generation unit 14 so that, for example, a candidate area in the three-dimensional B-mode image data is indicated by an arrow. MPR image data with thickness projected in the direction of L3 is generated. Then, under the control of the display control unit 16c, the monitor 2 displays the MPR image data with thickness in the “3D” display area shown in FIG.

図4に例示する厚み付きMPR画像データは、例えば、直線L1で定まる断面に近いボクセルに赤系色の色相を割り当て、直線L2で定まる断面に近いボクセルに青系色を割り当てたうえで、候補領域のボクセルを直線L2で定まる断面に平行投影することで生成された画像データである。   For example, the MPR image data with thickness illustrated in FIG. 4 is obtained by assigning a red hue to a voxel close to the cross section determined by the straight line L1, and assigning a blue color to a voxel close to the cross section determined by the straight line L2. This is image data generated by parallelly projecting voxels in a region onto a cross section defined by a straight line L2.

操作者は、厚み付きMPR画像データ等を参照して、直線L1や直線L2の位置を調整する。そして、僧帽弁を重点的に観察可能な領域が設定できたと判断した場合、操作者は、例えば、入力部3が有する確定ボタンを押下する。例えば、操作者は、図4に例示した直線L1、直線L2及び矢印L3を、設定領域として確定する。   The operator refers to the MPR image data with thickness and adjusts the positions of the straight line L1 and the straight line L2. And when it is judged that the area | region which can observe a mitral valve preferentially has been set, the operator presses down the decision button which the input part 3 has, for example. For example, the operator determines the straight line L1, the straight line L2, and the arrow L3 illustrated in FIG. 4 as the setting area.

これにより、設定情報取得部16aは、図5の(A)に示すように、3次元Bモード画像データにおいて2つの断面で挟まれる3次元領域が設定領域であることを取得する。   Thereby, the setting information acquisition unit 16a acquires that the three-dimensional area sandwiched between two cross sections in the three-dimensional B-mode image data is the setting area as shown in FIG.

なお、本実施形態は、A面、B面及びC面のMPR画像データそれぞれで2つの直線が設定されることで、図5の(B)に例示するように、直方体の設定領域が設定される場合であっても良い。   In this embodiment, a rectangular parallelepiped setting region is set as illustrated in FIG. 5B by setting two straight lines in each of the A-plane, B-plane, and C-plane MPR image data. It may be a case.

また、上記では、設定領域を設定する際に、Bモード用の3次元走査を行なう場合について説明した。しかし、本実施形態は、Bモード用とドプラモード用の3次元走査を並行して行ない、3次元Bモード画像データと3次元ドプラ画像データとの重畳画像データを参照して、設定領域が設定される場合であっても良い。   In the above description, the case where the three-dimensional scanning for the B mode is performed when setting the setting area has been described. However, in the present embodiment, B mode and Doppler mode 3D scanning is performed in parallel, and the setting region is set with reference to the superimposed image data of 3D B mode image data and 3D Doppler image data. It may be the case.

また、操作者は、設定位相を設定する。ここで、設定位相は、具体的には、逆流を観察可能な特定の心位相である。図6及び図7は、設定位相を説明するための図である。   Further, the operator sets the setting phase. Here, the set phase is specifically a specific cardiac phase in which backflow can be observed. 6 and 7 are diagrams for explaining the set phase.

図6に示すように、僧帽弁が閉鎖する位相は、心電波形のR波からS波の間であり、等容収縮期の初期であることが知られている。また、図6に示すように、僧帽弁が開放する位相は、心電波形のT波の少し後であり、等容弛緩期の末期であることが知られている。   As shown in FIG. 6, the phase at which the mitral valve closes is between the R wave and the S wave of the electrocardiogram waveform, and is known to be in the early stage of the isovolumetric contraction period. In addition, as shown in FIG. 6, the phase at which the mitral valve opens is known to be a little later than the T wave of the electrocardiographic waveform and the end of the isovolumetric relaxation period.

また、図6に示すように、大動脈弁が閉鎖する位相は、心電波形のT波の少し後であり、等容弛緩期の初期であることが知られている。また、大動脈弁が開放する位相は、心電波形のS波の少し後であり、等容収縮期の末期であることが知られている。   As shown in FIG. 6, the phase at which the aortic valve closes is a little after the T wave of the electrocardiographic waveform, and is known to be in the early period of the isovolumetric relaxation period. Further, it is known that the phase at which the aortic valve opens is a little after the S wave of the electrocardiogram waveform and the end of the isovolumetric systole.

操作者は、例えば、図7に示すように、僧帽弁が閉鎖する等容収縮期の初期を含むように、R波から15ミリ秒といった数10ミリ秒の期間を設定位相として設定する。すなわち、設定位相は、正常な心臓弁であるならば設定領域に血流が検出されない時相であり、弁疾患がある場合には、逆流による血液の漏れにより設定領域に血流が検出される時相である。   For example, as shown in FIG. 7, the operator sets a period of several tens of milliseconds such as 15 milliseconds from the R wave as the set phase so as to include the initial period of the isovolumetric contraction period in which the mitral valve is closed. That is, the set phase is a time phase in which blood flow is not detected in the set region if it is a normal heart valve. If there is a valve disease, blood flow is detected in the set region due to blood leakage due to backflow. It is a time phase.

入力部3は、設定位相を設定情報取得部16aに通知する。これにより、設定情報取得部16aは、設定位相の情報を取得し、画像生成制御部16bに通知する。   The input unit 3 notifies the setting information acquisition unit 16a of the setting phase. Thereby, the setting information acquisition unit 16a acquires the information of the setting phase and notifies the image generation control unit 16b.

操作者は、設定領域及び設定位相を設定した後、Freezeボタンを再度押下することで、Freeze状態を解除し、3次元走査を再開する。なお、Freeze状態の間、設定領域の座標が変更されないよう、超音波プローブ1の位置は、固定されている。   After setting the setting area and the setting phase, the operator depresses the Freeze button again to cancel the Freeze state and resume 3D scanning. Note that the position of the ultrasound probe 1 is fixed so that the coordinates of the setting area are not changed during the Freeze state.

ここで、操作者は、Freeze状態の解除後、3次元ドプラ画像データを収集するための3次元走査を行なうための指示を入力部3に入力する。本実施形態では、操作者は、Freeze状態の解除後、3次元Bモード画像データ及び3次元ドプラ画像データを、同一の3次元領域で収集する3次元走査を行なうための指示を入力部3に入力する。ただし、設定位相の3次元Bモード画像データが収集されている場合は、Freeze状態の解除後に行なわれる3次元走査は、ドプラモード用のスキャンのみであっても良い。   Here, after the release of the Freeze state, the operator inputs an instruction for performing three-dimensional scanning for collecting three-dimensional Doppler image data to the input unit 3. In the present embodiment, after the release of the Freeze state, the operator gives an instruction to the input unit 3 to perform 3D scanning for collecting 3D B-mode image data and 3D Doppler image data in the same 3D region. input. However, when the three-dimensional B-mode image data of the set phase is collected, the three-dimensional scan performed after the release of the Freeze state may be only the Doppler mode scan.

3次元走査が再開されると、画像生成部14は、3次元ドプラ画像データを時系列に沿って生成する。なお、本実施形態では、3次元ドプラ画像データとして、血流の方向の情報が得られる3次元カラードプラ画像データを用いる。ただし、3次元カラードプラ画像データを用いる場合、弁疾患により生じる逆流の方向が、超音波ビームの方向と直交する方向とならないように3次元走査を行なうことが望ましい。   When the three-dimensional scanning is resumed, the image generation unit 14 generates three-dimensional Doppler image data in time series. In the present embodiment, three-dimensional color Doppler image data from which blood flow direction information is obtained is used as the three-dimensional Doppler image data. However, when using three-dimensional color Doppler image data, it is desirable to perform three-dimensional scanning so that the direction of the backflow caused by the valve disease is not perpendicular to the direction of the ultrasonic beam.

また、本実施形態は、3次元ドプラ画像データとして、血流の存在する位置が、血流の方向と超音波ビームの方向との相対的関係に依存することなく検出できる3次元パワー画像データを用いる場合であっても良い。なお、本実施形態は、図5の(B)に例示する設定領域が設定された場合は、3次元ドプラ画像データを生成するための処理負荷を軽減したり、3次元ドプラ画像データの時間分解能及び空間分解能を向上したりするために、設定領域を含むように再開後の3次元走査領域を狭めても良い。   In the present embodiment, as the three-dimensional Doppler image data, three-dimensional power image data that can detect the position where the blood flow exists without depending on the relative relationship between the direction of the blood flow and the direction of the ultrasonic beam. It may be used. In this embodiment, when the setting area illustrated in FIG. 5B is set, the processing load for generating the three-dimensional Doppler image data is reduced, or the time resolution of the three-dimensional Doppler image data is set. In order to improve the spatial resolution, the restarted three-dimensional scanning area may be narrowed to include the setting area.

3次元走査が再開されると、制御部16は、設定情報として通知された設定領域及び設定位相を用いて、画像生成部14に対して、以下の制御を行なう。なお以下では、設定位相の間に、1つのボリュームデータが生成されるとして説明する。   When the three-dimensional scanning is resumed, the control unit 16 performs the following control on the image generation unit 14 using the setting region and the setting phase notified as the setting information. In the following description, it is assumed that one volume data is generated during the set phase.

図3に示す画像生成制御部16bは、設定位相の設定領域における3次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを画像生成部14に生成させる。本実施形態では、画像生成制御部16bは、設定位相の設定領域における3次元Bモード画像データと複数の加算データそれぞれとに基づく画像データを表示用画像データとする。そして、図3に示す表示制御部16cは、表示用画像データをモニタ2に表示するように制御する。   The image generation control unit 16b shown in FIG. 3 displays image data for display based on each of a plurality of addition data obtained by sequentially adding the luminance values of the three-dimensional Doppler image data in the setting region of the setting phase for each voxel along the time series. The generation unit 14 generates the data. In the present embodiment, the image generation control unit 16b uses the image data based on the three-dimensional B-mode image data and each of the plurality of addition data in the set phase setting area as display image data. Then, the display control unit 16 c shown in FIG. 3 controls to display the display image data on the monitor 2.

まず、画像生成制御部16bは、画像生成部14が順次生成する3次元ドプラ画像データが設定位相のボリュームデータであるか否かを判定する。画像生成制御部16bは、画像生成部14が生成した3次元ドプラ画像データが設定位相のボリュームデータである場合、当該3次元ドプラ画像データの設定領域を特定し、画像生成部14に通知する。具体的には、画像生成制御部16bは、設定位相であると特定した3次元ドプラ画像データの設定領域を、レンダリング対象とするように、画像生成部14に通知する。なお、画像生成制御部16bは、前述した投影方向(例えば、矢印L3)の情報も、画像生成部14に通知する。また、画像生成制御部16bは、設定位相を特定するごとに、画像生成部14への通知処理を繰り返す。   First, the image generation control unit 16b determines whether or not the three-dimensional Doppler image data sequentially generated by the image generation unit 14 is set phase volume data. When the three-dimensional Doppler image data generated by the image generation unit 14 is volume data of a set phase, the image generation control unit 16b specifies the setting region of the three-dimensional Doppler image data and notifies the image generation unit 14 of it. Specifically, the image generation control unit 16b notifies the image generation unit 14 so that the setting area of the three-dimensional Doppler image data identified as the setting phase is to be rendered. Note that the image generation control unit 16b also notifies the image generation unit 14 of the information on the projection direction (for example, the arrow L3) described above. The image generation control unit 16b repeats the notification process to the image generation unit 14 every time the set phase is specified.

画像生成部14は、画像生成制御部16bから通知された情報に基づいて、設定位相の設定領域における3次元ドプラ画像データの輝度値のみを抽出する。そして、画像生成部14は、例えば、輝度値を有するボクセルを、矢印L3の方向で投影した厚み付きMPR画像データを生成する。   The image generation unit 14 extracts only the luminance value of the three-dimensional Doppler image data in the set phase setting area based on the information notified from the image generation control unit 16b. Then, for example, the image generation unit 14 generates MPR image data with thickness obtained by projecting voxels having luminance values in the direction of the arrow L3.

ここで、画像生成部14は、3次元走査再開後に、最初に設定位相のボリュームデータとして生成された3次元ドプラ画像データから生成した厚み付きMPR画像データを、1回目の血流データとする。また、画像生成部14は、最初に設定位相のボリュームデータとして生成された3次元Bモード画像データから、設定領域の厚み付きMPR画像データを生成する。画像生成部14は、画像生成制御部16bの制御により、最初に設定位相のボリュームデータとして生成された3次元Bモード画像データの厚み付きMPR画像データを、血流データの重畳対象である組織データとする。図8及び図9は、本実施形態に係る画像生成部を説明するための図である。   Here, the image generation unit 14 sets the MPR image data with thickness generated from the three-dimensional Doppler image data first generated as the volume data of the set phase after resuming the three-dimensional scan as the first blood flow data. In addition, the image generation unit 14 generates MPR image data with a thickness of the setting region from the three-dimensional B-mode image data generated first as the volume data of the setting phase. The image generation unit 14 converts the MPR image data with thickness of the three-dimensional B-mode image data first generated as the volume data of the set phase under the control of the image generation control unit 16b, into tissue data that is a target for superimposing blood flow data. And 8 and 9 are diagrams for explaining the image generation unit according to the present embodiment.

図8に示すように、画像生成部14は、組織データ100と1回目の血流データ200とを重畳したデータを、1番目のフレームである表示用画像データ300として生成する。すなわち、表示用画像データ300は、血流データ200のみの加算データに、組織データ100を重畳した画像データである。表示制御部16cは、表示用画像データ300をモニタ2に表示させる。   As illustrated in FIG. 8, the image generation unit 14 generates data obtained by superimposing the tissue data 100 and the first blood flow data 200 as display image data 300 that is the first frame. That is, the display image data 300 is image data in which the tissue data 100 is superimposed on the addition data of only the blood flow data 200. The display control unit 16 c displays the display image data 300 on the monitor 2.

そして、図8に示すように、2回目の通知を画像生成制御部16bから受信した画像生成部14は、2回目の特定位相の3次元ドプラ画像データから、2回目の血流データ201を生成し、表示用画像データ300に重畳することで、2番目のフレームである表示用画像データ301を生成する。すなわち、表示用画像データ301は、血流データ200と血流データ201とを対応するボクセルごとに輝度値を加算した加算データに、組織データ100を重畳した画像データである。表示制御部16cは、表示用画像データ301をモニタ2に表示させる。   Then, as illustrated in FIG. 8, the image generation unit 14 that has received the second notification from the image generation control unit 16 b generates the second blood flow data 201 from the three-dimensional Doppler image data of the second specific phase. Then, the display image data 301 that is the second frame is generated by superimposing the display image data 300 on the display image data 300. That is, the display image data 301 is image data obtained by superimposing the tissue data 100 on the addition data obtained by adding the luminance value for each voxel corresponding to the blood flow data 200 and the blood flow data 201. The display control unit 16 c displays the display image data 301 on the monitor 2.

そして、図8に示すように、3回目の通知を画像生成制御部16bから受信した画像生成部14は、3回目の特定位相の3次元ドプラ画像データから、3回目の血流データ202を生成し、表示用画像データ301に重畳することで、3番目のフレームである表示用画像データ302を生成する。すなわち、表示用画像データ302は、血流データ200と血流データ201と血流データ202とを対応するボクセルごとに輝度値を加算した加算データに、組織データ100を重畳した画像データである。表示制御部16cは、表示用画像データ302をモニタ2に表示させる。   Then, as illustrated in FIG. 8, the image generation unit 14 that has received the third notification from the image generation control unit 16 b generates the third blood flow data 202 from the third specific phase three-dimensional Doppler image data. Then, the display image data 302 that is the third frame is generated by superimposing the display image data 301 on the display image data 301. That is, the display image data 302 is image data in which the tissue data 100 is superimposed on the addition data obtained by adding the luminance value for each voxel corresponding to the blood flow data 200, the blood flow data 201, and the blood flow data 202. The display control unit 16 c displays the display image data 302 on the monitor 2.

図8では、順次輝度値が加算されることで、多くの血流が検出された位置の輝度値が、フレームが更新されるごとに向上していることが示されている。なお、本実施形態では、3次元カラードプラ画像データを収集していることから、図8に示す画像データでは、血流は、赤色系の輝度で血流が描出されている。   FIG. 8 shows that the luminance value at the position where a lot of blood flow is detected is improved every time the frame is updated by sequentially adding the luminance value. In the present embodiment, since three-dimensional color Doppler image data is collected, in the image data shown in FIG. 8, the blood flow is depicted with red brightness.

図9に例示する表示用画像データ302の輝度を参照することで、操作者は、心臓弁が完全に閉じていないために、逆流が生じている領域400や、心臓弁上に輝度が高い箇所があることから心臓弁が破損していることが示される領域401を把握することができる。また、操作者は、領域400の大きさを観察することで、閉鎖不全の度合いを把握でき、領域402の形状を観察することで、心臓弁がどのように破損しているのかを把握することができる。   By referring to the luminance of the display image data 302 illustrated in FIG. 9, the operator can select the region 400 where the backflow is generated because the heart valve is not completely closed, or a location where the luminance is high on the heart valve. Therefore, it is possible to grasp the region 401 where the heart valve is shown to be broken. In addition, the operator can grasp the degree of insufficiency by observing the size of the region 400, and grasp how the heart valve is broken by observing the shape of the region 402. Can do.

なお、本実施形態は、血流データ(加算データ)及び組織データを厚み付きMPR画像データでなく、厚み付きMIP画像データや、VR画像や、複数のMPR画像データとして生成する場合であっても良い。また、本実施形態は、組織データを最初の3次元Bモード画像データに基づいて生成する場合であっても、組織データを最新の3次元Bモード画像データに基づいて生成する場合であっても良い。   In the present embodiment, blood flow data (addition data) and tissue data are generated not as thickness-added MPR image data but as thickness-added MIP image data, VR images, or a plurality of MPR image data. good. Further, in the present embodiment, even when the tissue data is generated based on the first three-dimensional B-mode image data, the tissue data is generated based on the latest three-dimensional B-mode image data. good.

このように、制御部16は、設定領域及び設定位相を用いた制御処理を行なう。しかし、本実施形態は、更に、設定情報として、以下の2つの追加情報を用いて、画像生成制御部16bが、重畳調整処理を行なっても良い。   As described above, the control unit 16 performs control processing using the setting region and the setting phase. However, in the present embodiment, the image generation control unit 16b may further perform superimposition adjustment processing using the following two additional information as setting information.

1つ目の追加情報である設定情報として、入力部3は、更に、閾値を受け付ける。そして、画像生成制御部16bは、閾値に基づく輝度調整処理を行なう。具体的には、画像生成制御部16bは、輝度値の加算値が閾値以上となるボクセルを加算データとして用いるように、画像生成部14を制御する。例えば、画像生成部14は、血流データ200と血流データ201と血流データ202とを対応するボクセルごとに輝度値を加算した加算データにおいて、輝度値が閾値より小さいボクセルを除去する。   As the setting information that is the first additional information, the input unit 3 further receives a threshold value. Then, the image generation control unit 16b performs luminance adjustment processing based on the threshold value. Specifically, the image generation control unit 16b controls the image generation unit 14 to use, as the addition data, voxels whose luminance value addition value is equal to or greater than a threshold value. For example, the image generation unit 14 removes voxels whose luminance values are smaller than the threshold value in the addition data obtained by adding the luminance values for the corresponding voxels of the blood flow data 200, the blood flow data 201, and the blood flow data 202.

例えば、図9に示す表示用画像データ302には、ノイズである領域402が恰も逆流であるかのように描出される。心臓弁の破損形状等を観察するためには、フレーム更新により、輝度値が向上する場所のみが表示されることが望ましい。下限閾値となる閾値を設定情報として追加することで、領域402のようなノイズを除去することができる。これにより、心臓弁の破損形状が強調されたり、開放の形状が強調されたりするので、操作者は、弁疾患の診断を正確に行なうことができる。また、閾値の値を大きくすることで、ノイズ除去だけでなく、例えば、心臓弁上で重篤な破損箇所のみを強調させることができる。なお、本実施形態は、上記の下限閾値だけでなく、モニタ2の性能に応じて、輝度が飽和しないように、上限閾値を設定する場合であっても良い。   For example, in the display image data 302 shown in FIG. 9, the area 402 that is noise is depicted as if it is a reverse flow. In order to observe a broken shape or the like of the heart valve, it is desirable to display only the place where the luminance value is improved by updating the frame. By adding a threshold value serving as a lower limit threshold value as setting information, noise such as the region 402 can be removed. As a result, the broken shape of the heart valve is emphasized or the open shape is emphasized, so that the operator can accurately diagnose the valve disease. Further, by increasing the threshold value, not only noise removal but also, for example, only severely damaged parts on the heart valve can be emphasized. In addition, this embodiment may be a case where an upper limit threshold is set so that luminance is not saturated according to the performance of the monitor 2 as well as the above lower limit threshold.

2つ目の追加情報である設定情報として、入力部3は、更に、加算数を受け付ける。そして、画像生成制御部16bは、加算数に基づく輝度調整処理を行なう。具体的には、画像生成制御部16bは、複数の加算データを加算数分の加算データとするように、画像生成部14を制御する。   As setting information that is second additional information, the input unit 3 further accepts an addition number. Then, the image generation control unit 16b performs luminance adjustment processing based on the addition number. Specifically, the image generation control unit 16b controls the image generation unit 14 so that the plurality of addition data is added data corresponding to the number of additions.

例えば、重篤な弁疾患であり、逆流する血液の量が1心拍において多い場合、無制限に加算データを更新すると、高輝度の領域が広範囲となるため、逆流の程度や心臓弁の破損を正確に観察できない。かかる場合、操作者は、例えば、加算数を「3」に設定する。加算数が「3」と設定された場合、画像生成部14は、3ボリュームの3次元ドプラ画像データを用いて、3フレームの表示用画像データを生成する。   For example, if there is a serious valve disease and the amount of blood that flows backward is high in one heartbeat, updating the addition data indefinitely makes the high-intensity area wide, so the degree of regurgitation and heart valve damage can be accurately detected. Can not be observed. In such a case, for example, the operator sets the addition number to “3”. When the addition number is set to “3”, the image generation unit 14 generates three frames of display image data using three volumes of three-dimensional Doppler image data.

或いは、例えば、軽度な弁疾患であり、逆流する血液の量が1心拍において微量である場合、加算数が小さいと、高輝度の領域が狭くなるため、逆流の程度や心臓弁の破損を正確に観察できない。かかる場合、操作者は、例えば、加算数を「20」に設定する。加算数が20と設定された場合、画像生成部14は、20ボリュームの3次元ドプラ画像データを用いて、20フレームの表示用画像データを生成する。   Or, for example, if it is a mild valve disease and the amount of blood that flows backward is very small in one heartbeat, if the addition number is small, the high-intensity area becomes narrow, so the degree of regurgitation and heart valve damage are accurate. Can not be observed. In such a case, for example, the operator sets the addition number to “20”. When the addition number is set to 20, the image generation unit 14 generates 20 frames of display image data using 20 volumes of three-dimensional Doppler image data.

なお、本実施形態は、閾値及び加算数は、設定領域及び設定位相とともに設定される場合であっても良く、設定領域及び設定位相が設定されて表示される画像を参照した操作者が、追加で設定する場合であっても良い。また、本実施形態は、閾値、設定領域及び設定位相を設定した後に、加算数が設定される場合や、加算数、設定領域及び設定位相を設定した後に、閾値が設定される場合であっても良い。   In the present embodiment, the threshold value and the addition number may be set together with the setting area and the setting phase, and an operator who refers to an image displayed with the setting area and the setting phase being set is added. It may be set in Further, the present embodiment is a case where the addition number is set after setting the threshold value, the setting area, and the setting phase, or the threshold value is set after setting the addition number, the setting area, and the setting phase. Also good.

また、本実施形態は、ボリュームレートが高く、設定位相の間に複数のボリュームデータが生成可能であるならば、設定位相の間に複数フレームの表示用画像データが生成される場合であっても良い。また。本実施形態は、表示用画像データとして、設定位相の設定領域の3次元Bモード画像データに基づく組織データを用いずに、血流データの加算データのみを用いる場合であっても良い。また、本実施形態は、僧帽弁だけでなく、大動脈弁や三尖弁等の他の心臓弁に対しても適用することができる。また、本実施形態は、心位相を特定する情報として、PCG(phonocardiogram)波形が用いられる場合であっても良い。   Further, in the present embodiment, if the volume rate is high and a plurality of volume data can be generated during the set phase, even if a plurality of frames of display image data are generated during the set phase. good. Also. The present embodiment may be a case where only the addition data of blood flow data is used as the display image data, without using the tissue data based on the three-dimensional B-mode image data in the setting region of the setting phase. Moreover, this embodiment can be applied not only to a mitral valve but also to other heart valves such as an aortic valve and a tricuspid valve. Further, the present embodiment may be a case where a PCG (phonocardiogram) waveform is used as information for specifying the cardiac phase.

次に、図10及び図11を用いて、本実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図10は、本実施形態に係る超音波診断装置の設定情報取得処理の一例を説明するためのフローチャートであり、図11は、本実施形態に係る超音波診断装置の設定情報取得処理の一例を説明するためのフローチャートである。   Next, processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a flowchart for explaining an example of the setting information acquisition process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment. FIG. 11 is an example of the setting information acquisition process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment. It is a flowchart for demonstrating.

図10に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、3次元の走査開始要求を受け付けたか否かを判定する(ステップS101)。ここで、3次元の走査開始要求を受け付けない場合(ステップS101否定)、超音波診断装置は、3次元の走査開始要求を受け付けるまで待機する。   As shown in FIG. 10, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment determines whether or not a three-dimensional scan start request has been received (step S101). If the three-dimensional scanning start request is not accepted (No at Step S101), the ultrasonic diagnostic apparatus waits until a three-dimensional scanning start request is accepted.

一方、3次元の走査開始要求を受け付けた場合(ステップS101肯定)、制御部16は、反射波データの収集及びボリュームデータの生成を開始させる(ステップS102)。例えば、ボリュームデータは、3次元Bモード画像データである。そして、制御部16の制御により、画像生成部14は、領域設定用の画像データを生成し、モニタ2は、領域設定用の画像データを表示する(ステップS103)。   On the other hand, when a three-dimensional scan start request is received (Yes at Step S101), the control unit 16 starts collecting reflected wave data and generating volume data (Step S102). For example, the volume data is 3D B-mode image data. Then, under the control of the control unit 16, the image generation unit 14 generates image data for region setting, and the monitor 2 displays the image data for region setting (step S103).

そして、制御部16は、Freezeボタンが押下されたか否かを判定する(ステップS104)。ここで、Freezeボタンが押下されない場合(ステップS104否定)、制御部16は、ステップS103の処理を継続させる。   And the control part 16 determines whether the Freeze button was pressed down (step S104). If the Freeze button is not pressed (No at Step S104), the control unit 16 continues the process at Step S103.

一方、Freezeボタンが押下された場合(ステップS104肯定)、制御部16は、入力部3が設定領域を受け付けたか否かを判定する(ステップS105)。ここで、入力部3が設定領域を受け付けていない場合(ステップS105否定)、制御部16は、設定領域を受け付けるまで待機する。   On the other hand, when the Freeze button is pressed (Yes at Step S104), the control unit 16 determines whether or not the input unit 3 has accepted the setting area (Step S105). Here, when the input unit 3 has not received the setting area (No at Step S105), the control unit 16 waits until the setting area is received.

一方、入力部3が設定領域を受け付けた場合(ステップS105肯定)、制御部16は、入力部3が設定位相を受け付けたか否かを判定する(ステップS106)。ここで、入力部3が設定位相を受け付けていない場合(ステップS106否定)、制御部16は、設定位相を受け付けるまで待機する。   On the other hand, when the input unit 3 receives the set region (Yes at Step S105), the control unit 16 determines whether or not the input unit 3 has received the set phase (Step S106). Here, when the input unit 3 has not received the set phase (No at Step S106), the control unit 16 waits until the set phase is received.

一方、入力部3が設定位相を受け付けた場合(ステップS106肯定)、制御部16は、入力部3が閾値及び加算数を受け付けたか否かを判定する(ステップS107)。ここで、入力部3が閾値及び加算数を受け付けていない場合(ステップS107否定)、制御部16は、閾値及び加算数を受け付けるまで待機する。   On the other hand, when the input unit 3 receives the set phase (Yes at Step S106), the control unit 16 determines whether or not the input unit 3 receives the threshold value and the addition number (Step S107). Here, when the input unit 3 has not received the threshold and the addition number (No at Step S107), the control unit 16 waits until the threshold and the addition number are received.

一方、入力部3が閾値及び加算数を受け付けた場合(ステップS107肯定)、制御部16は、設定情報を取得したと判定し、処理を終了する。なお、設定情報を受け付ける順番は、図10に例示する順番に限定されるものではない。また、設定領域以外の設定情報は、3次元走査を開始する前に操作者が設定する場合であっても良い。また、閾値及び加算数は、図10に例示するフローチャートで設定されない場合であっても良い。   On the other hand, when the input unit 3 receives the threshold value and the addition number (Yes at Step S107), the control unit 16 determines that the setting information has been acquired, and ends the process. The order in which the setting information is received is not limited to the order illustrated in FIG. The setting information other than the setting area may be set by the operator before starting the three-dimensional scanning. Further, the threshold value and the addition number may not be set in the flowchart illustrated in FIG.

続いて、図11に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、設定情報が設定され、Freeze状態が解除されたか否かを判定する(ステップS201)。ここで、設定情報が設定され、Freeze状態が解除されていない場合(ステップS201否定)、超音波診断装置は、待機状態となる。   Subsequently, as illustrated in FIG. 11, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment determines whether the setting information is set and the Freeze state is released (Step S <b> 201). Here, when the setting information is set and the Freeze state is not released (No at Step S201), the ultrasonic diagnostic apparatus enters a standby state.

一方、設定情報が設定され、Freeze状態が解除された場合(ステップS201肯定)、制御部16は、反射波データの収集及びボリュームデータ(3次元Bモード画像データ及び3次元ドプラ画像データ)の生成を再開させる(ステップS202)。   On the other hand, when the setting information is set and the Freeze state is canceled (Yes in step S201), the control unit 16 collects reflected wave data and generates volume data (3D B-mode image data and 3D Doppler image data). Is resumed (step S202).

そして、制御部16は、設定位相の3次元ドプラ画像データが生成されたか否かを判定する(ステップS203)。ここで、設定位相の3次元ドプラ画像データが生成されていない場合(ステップS203否定)、制御部16は、設定位相の3次元ドプラ画像データが生成されるまで待機する。   Then, the control unit 16 determines whether or not three-dimensional Doppler image data having a set phase has been generated (step S203). Here, when the three-dimensional Doppler image data of the set phase is not generated (No at Step S203), the control unit 16 waits until the three-dimensional Doppler image data of the set phase is generated.

一方、設定位相の3次元ドプラ画像データが生成された場合(ステップS203肯定)、制御部16は、画像生成部14に対して、設定領域の3次元ドプラ画像データを用いた加算処理及び輝度調整処理を指示する(ステップS204)。そして、画像生成部14は、表示用画像データを生成し、モニタ2は、表示用画像データを表示する(ステップS205)。   On the other hand, when the three-dimensional Doppler image data of the set phase has been generated (Yes at Step S203), the control unit 16 causes the image generation unit 14 to perform addition processing and luminance adjustment using the three-dimensional Doppler image data of the set region. Processing is instructed (step S204). Then, the image generation unit 14 generates display image data, and the monitor 2 displays the display image data (step S205).

そして、制御部16は、加算数分の処理が行なわれたか否かを判定する(ステップS206)。ここで、加算数分の処理が行なわれていない場合(ステップS206否定)、制御部16は、ステップS203に戻って、設定位相の特定処理を継続する。   And the control part 16 determines whether the process for the addition number was performed (step S206). If the process for the number of additions has not been performed (No at Step S206), the control unit 16 returns to Step S203 and continues the setting phase specifying process.

一方、加算数分の処理が行なわれた場合(ステップS206肯定)、制御部16は、画像表示の終了要求を受け付けたか否かを判定する(ステップS207)。ここで、終了要求を受け付けていない場合(ステップS207否定)、制御部16は、設定情報の変更要求を受け付けたか否かを判定する(ステップS208)。   On the other hand, when processing for the number of additions has been performed (Yes at Step S206), the control unit 16 determines whether an image display end request has been received (Step S207). If an end request has not been received (No at Step S207), the control unit 16 determines whether a setting information change request has been received (Step S208).

ここで、設定情報の変更要求を受け付けない場合(ステップS208否定)、制御部16は、設定情報の変更無しで処理を続行すると判定し(ステップS209)、ステップS203に戻って、設定位相の特定処理を継続する。   If the setting information change request is not accepted (No at Step S208), the control unit 16 determines to continue the process without changing the setting information (Step S209), and returns to Step S203 to specify the setting phase. Continue processing.

一方、設定情報の変更要求を受け付けた場合(ステップS208肯定)、制御部16は、変更後の設定情報で処理を続行すると判定し(ステップS210)、ステップS203に戻って、設定位相の特定処理を継続する。   On the other hand, when the setting information change request is received (Yes at Step S208), the control unit 16 determines to continue the processing with the changed setting information (Step S210), and returns to Step S203 to specify the setting phase specifying process. Continue.

また、終了要求を受け付けた場合(ステップS207肯定)、制御部16は、モニタ2に表示された全フレームの表示用画像データを、例えば、内部記憶部17に保存し(ステップS211)、処理を終了する。   When an end request is received (Yes at Step S207), the control unit 16 stores the display image data for all frames displayed on the monitor 2 in, for example, the internal storage unit 17 (Step S211), and performs processing. finish.

上述したように、本実施形態では、2次元ドプラ画像データではなく、3次元ドプラ画像データを用いて、診断用の画像データを生成する。具体的には、本実施形態は、心臓弁が閉鎖している心位相を含む設定位相の血流情報であり、診断対象となる心臓弁近傍の3次元領域として設定された設定領域の血流情報を、設定位相ごとに順次加算した加算データを用いた表示用画像データを、時系列に沿って表示する。操作者は、フレームが更新されるごとに、輝度が向上する位置を、心臓弁が破損して逆流が生じている位置であると把握することができる。   As described above, in the present embodiment, diagnostic image data is generated using three-dimensional Doppler image data instead of two-dimensional Doppler image data. Specifically, the present embodiment is blood flow information of a set phase including a cardiac phase in which the heart valve is closed, and blood flow in a set region set as a three-dimensional region in the vicinity of the heart valve to be diagnosed Display image data using addition data obtained by sequentially adding information for each set phase is displayed in time series. The operator can grasp the position where the brightness is improved every time the frame is updated as the position where the heart valve is damaged and the backflow is generated.

ここで、画像生成部14の制御を行なう制御部16は、ボリュームデータの各ボクセルの位置と、表示用画像データの各ピクセルの位置との対応関係を取得することができる。このため、操作者が表示用画像データを参照して、心臓弁が破損していると判断した位置を、入力部3を用いて指定すると、制御部16は、指定された位置を、ボリュームデータにおける位置に変換することができる。従って、本実施形態では、心臓弁が破損している位置を把握させることができる。   Here, the control unit 16 that controls the image generation unit 14 can acquire the correspondence between the position of each voxel of the volume data and the position of each pixel of the display image data. For this reason, when the operator refers to the display image data and designates the position at which the heart valve is damaged using the input unit 3, the control unit 16 designates the designated position as volume data. Can be converted to a position at. Therefore, in this embodiment, the position where the heart valve is damaged can be grasped.

また、本実施形態では、閾値や加算数を設定情報として用いることで、操作者である心臓外科医の診断目的に応じた表示用画像データを生成することができる。また、本実施形態では、設定位相の設定領域の3次元Bモード画像データを用いて表示用画像データを生成するので、心臓弁の形状を把握できる。その結果、本実施形態では、心臓弁が破損している位置を容易に把握させることができる。   Moreover, in this embodiment, the display image data according to the diagnostic purpose of the cardiac surgeon who is an operator can be produced | generated by using a threshold value and the addition number as setting information. In the present embodiment, the display image data is generated using the three-dimensional B-mode image data in the set phase setting region, so that the shape of the heart valve can be grasped. As a result, in this embodiment, the position where the heart valve is damaged can be easily grasped.

なお、本実施形態で説明した画像処理方法は、超音波診断装置とは独立に設置された画像処理装置により行なわれる場合であってもよい。かかる画像処理装置は、3次元ドプラ画像データ及び3次元Bモード画像データを取得することで、本実施形態で説明した画像処理方法を行なうことができる。   Note that the image processing method described in the present embodiment may be performed by an image processing apparatus installed independently of the ultrasonic diagnostic apparatus. Such an image processing apparatus can perform the image processing method described in the present embodiment by acquiring three-dimensional Doppler image data and three-dimensional B-mode image data.

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。   Further, each component of each illustrated apparatus is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or a part of the distribution / integration is functionally or physically distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. Can be integrated and configured. Furthermore, all or a part of each processing function performed in each device can be realized by a CPU and a program that is analyzed and executed by the CPU, or can be realized as hardware by wired logic.

また、本実施形態で説明した画像処理方法は、あらかじめ用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVD、USBメモリ及びSDカードメモリ等のFlashメモリ等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録され、コンピュータによって非一時的な記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。   The image processing method described in the present embodiment can be realized by executing an image processing program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This image processing program can be distributed via a network such as the Internet. The control program is recorded on a computer-readable non-transitory recording medium such as a flash memory such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO, a DVD, a USB memory, and an SD card memory. It can also be executed by being read from a non-transitory recording medium by a computer.

以上、説明したとおり、本実施形態によれば、心臓弁が破損している位置を把握させることができる。   As described above, according to this embodiment, the position where the heart valve is damaged can be grasped.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 超音波プローブ
2 モニタ
3 入力部
10 装置本体
11 送受信部
12 Bモード処理部
13 ドプラ処理部
14 画像生成部
15 画像メモリ
16 制御部
16a 設定情報取得部
16b 画像生成制御部
16c 表示制御部
17 内部記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 2 Monitor 3 Input part 10 Apparatus main body 11 Transmission / reception part 12 B mode process part 13 Doppler process part 14 Image generation part 15 Image memory 16 Control part 16a Setting information acquisition part 16b Image generation control part 16c Display control part 17 Inside Memory

Claims (6)

超音波により3次元走査される3次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を受け付ける入力部と、
前記3次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値を割り当てた3次元ドプラ画像データを時系列に沿って生成する画像生成部と、
前記設定位相の前記設定領域における3次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを表示部に表示するように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
An input unit that receives setting information including a setting region set in a three-dimensional region that is three-dimensionally scanned by ultrasonic waves, and a setting phase that is set as a specific cardiac phase;
An image generation unit that generates, in time series, three-dimensional Doppler image data in which a luminance value is assigned to a voxel corresponding to a position where the blood flow exists based on blood flow information relating to a blood flow flowing in the three-dimensional region; ,
Control for controlling display image data based on each of a plurality of added data obtained by sequentially adding the luminance values of the three-dimensional Doppler image data in the set region of the set phase for each voxel along a time series. And
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記入力部は、更に、前記設定情報として閾値を受け付け、
前記制御部は、輝度値の加算値が前記閾値以上となるボクセルを前記加算データとして用いることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The input unit further accepts a threshold value as the setting information,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the control unit uses, as the addition data, a voxel whose luminance value addition value is equal to or greater than the threshold value.
前記入力部は、更に、前記設定情報として加算数を受け付け、
前記制御部は、前記複数の加算データを前記加算数分の加算データとすることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
The input unit further accepts an addition number as the setting information,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the control unit sets the plurality of addition data as addition data for the addition number.
前記制御部は、前記3次元領域内の組織形状を示す3次元Bモード画像データであって、前記設定位相の前記設定領域における3次元Bモード画像データと前記複数の加算データそれぞれとに基づく画像データを前記表示用画像データとすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の超音波診断装置。   The control unit is three-dimensional B-mode image data indicating a tissue shape in the three-dimensional region, and is an image based on the three-dimensional B-mode image data in the setting region of the setting phase and each of the plurality of addition data The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein data is the display image data. 超音波により3次元走査される3次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を受け付ける入力部と、
前記3次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値を割り当てた画像として時系列に沿って生成された複数の3次元ドプラ画像データの中で、前記設定位相の前記設定領域における3次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを表示部に表示するように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
An input unit that receives setting information including a setting region set in a three-dimensional region that is three-dimensionally scanned by ultrasonic waves, and a setting phase that is set as a specific cardiac phase;
A plurality of three-dimensional Doppler image data generated along a time series as an image in which a luminance value is assigned to a voxel corresponding to a position where the blood flow exists based on blood flow information relating to a blood flow flowing in the three-dimensional region. The display image data based on each of a plurality of added data obtained by sequentially adding the luminance values of the three-dimensional Doppler image data in the set region of the set phase in time series to each voxel is displayed on the display unit. A control unit for controlling
An image processing apparatus comprising:
超音波により3次元走査される3次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を、入力部を介して取得する取得手順と、
前記3次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値を割り当てた画像として時系列に沿って生成された複数の3次元ドプラ画像データの中で、前記設定位相の前記設定領域における3次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを表示部に表示するように制御する制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
An acquisition procedure for acquiring setting information including a setting region set in a three-dimensional region that is three-dimensionally scanned by ultrasonic waves and a setting phase set as a specific cardiac phase, via the input unit;
A plurality of three-dimensional Doppler image data generated along a time series as an image in which a luminance value is assigned to a voxel corresponding to a position where the blood flow exists based on blood flow information relating to a blood flow flowing in the three-dimensional region. The display image data based on each of a plurality of added data obtained by sequentially adding the luminance values of the three-dimensional Doppler image data in the set region of the set phase in time series to each voxel is displayed on the display unit. Control procedure to control,
An image processing program for causing a computer to execute.
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