JP2022074921A - 医用画像処理装置及び医用画像処理プログラム - Google Patents

医用画像処理装置及び医用画像処理プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】造影剤の分布に基づく指標値を提供することである。【解決手段】実施形態に係る医用画像処理装置は、検出部と、設定部と、算出部とを備える。検出部は、医用画像から造影剤を検出する。設定部は、前記医用画像に対して、第１関心領域及び第２関心領域を設定する。算出部は、前記第１関心領域に含まれる造影剤の密度と、前記第２関心領域に含まれる造影剤の密度との間の密度比を算出する。【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、医用画像処理装置及び医用画像処理プログラムに関する。
従来、超音波診断装置では、コントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast Harmonic Imaging）と呼ばれる造影エコー法が行われている。造影エコー法は、例えば、心臓や肝臓等の検査において、静脈から造影剤を注入して画像化を行う。造影エコー法で用いられる造影剤の多くは、微小気泡（マイクロバブル）を反射源として用いるものである。造影エコー法により、例えば、被検体内の血管を明瞭に描出することができる。
また、造影剤に含まれる個々のマイクロバブル（以下、単に「バブル」とも表記する）を時系列画像上で追跡することで、バブルの軌跡を表示する技術がある。この技術では、個々のバブルの移動ベクトルを算出することで、バブルの移動速度や移動方向を解析することができる。
特開２０００－１２６１８２号公報 特開２０１８－０１５１５５号公報
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、造影剤の分布に基づく指標値を提供することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
実施形態に係る医用画像処理装置は、検出部と、設定部と、算出部とを備える。検出部は、医用画像から造影剤を検出する。設定部は、前記医用画像に対して、第１関心領域及び第２関心領域を設定する。算出部は、前記第１関心領域に含まれる造影剤の密度と、前記第２関心領域に含まれる造影剤の密度との間の密度比を算出する。
図１は、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２は、実施形態に係る超音波診断装置における処理手順を説明するためのフローチャートである。 図３は、実施形態に係る設定機能及び第１算出機能の処理を説明するための図である。 図４は、実施形態に係る追跡機能の処理を説明するための図である。 図５は、実施形態に係る第２算出機能の処理を説明するための図である。 図６は、実施形態に係る第２算出機能の処理を説明するための図である。 図７Ａは、実施形態に係る第２算出機能の処理を説明するための図である。 図７Ｂは、実施形態に係る第２算出機能の処理を説明するための図である。 図８は、実施形態に係る第２算出機能の処理を説明するための図である。 図９Ａは、実施形態に係る表示制御機能の処理を説明するための図である。 図９Ｂは、実施形態に係る表示制御機能の処理を説明するための図である。 図１０は、その他の実施形態に係る医用画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
以下、図面を参照して、実施形態に係る医用画像処理装置及び医用画像処理プログラムを説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用可能である。
なお、以下の実施形態では、医用画像処理装置の一例として超音波診断装置について説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、医用画像処理装置としては、超音波診断装置以外にも、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ－ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ－ＣＴ装置、又はこれらの装置群等の医用画像診断装置が適用可能である。また、医用画像処理装置としては、医用画像診断装置に限らず、任意の情報処理装置が適用可能である。
（実施形態）
図１は、実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３とを有する。超音波プローブ１０１、入力装置１０２、及びディスプレイ１０３は、装置本体１００に接続される。なお、被検体Ｐは、超音波診断装置１の構成に含まれない。
超音波プローブ１０１は、複数の振動子（例えば、圧電振動子）を有し、これら複数の振動子は、後述する装置本体１００が有する送受信回路１１０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１０１が有する複数の振動子は、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１０１は、振動子に設けられる整合層と、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。
超音波プローブ１０１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（エコー信号）として超音波プローブ１０１が有する複数の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。
なお、実施形態は、図１に示す超音波プローブ１０１が、複数の圧電振動子が一列で配置された１次元超音波プローブである場合や、一列に配置された複数の圧電振動子が機械的に揺動される１次元超音波プローブである場合、複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブである場合のいずれであっても適用可能である。
入力装置１０２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１の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１００に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
ディスプレイ１０３は、超音波診断装置１の操作者が入力装置１０２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１００において生成された超音波画像データ等を表示したりする。
装置本体１００は、超音波プローブ１０１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り、図１に示すように、送受信回路１１０と、信号処理回路１２０と、画像生成回路１３０と、画像メモリ１４０と、記憶回路１５０と、処理回路１６０とを有する。送受信回路１１０、信号処理回路１２０、画像生成回路１３０、画像メモリ１４０、記憶回路１５０、及び処理回路１６０は、相互に通信可能に接続される。
送受信回路１１０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１０１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１０１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１０１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。
なお、送受信回路１１０は、後述する処理回路１６０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。
また、送受信回路１１０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１０１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。
送受信回路１１０は、被検体Ｐの２次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から２次元方向に超音波ビームを送信させる。そして、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、送受信回路１１０は、被検体Ｐの３次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から３次元方向に超音波ビームを送信させる。そして、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
信号処理回路１２０は、例えば、送受信回路１１０から受信した反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理等を行って、サンプル点ごとの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。信号処理回路１２０により生成されたＢモードデータは、画像生成回路１３０に出力される。
また、信号処理回路１２０は、フィルタ処理により、検波周波数を変化させることで、映像化する周波数帯域を変えることができる。この信号処理回路１２０の機能を用いることにより、造影エコー法、例えば、コントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast Harmonic Imaging）を実行可能である。すなわち、信号処理回路１２０は、造影剤が注入された被検体Ｐの反射波データから、造影剤である微小気泡（マイクロバブル）を反射源とする反射波データ（高調波成分又は分周波成分）と、被検体Ｐ内の組織を反射源とする反射波データ（基本波成分）とを分離することができる。これにより、信号処理回路１２０は、被検体Ｐの反射波データから高調波成分又は分周波成分を抽出して、造影画像データを生成するためのＢモードデータを生成することができる。造影画像データを生成するためのＢモードデータは、造影剤を反射源とする反射波の信号強度を輝度で表わしたデータとなる。また、信号処理回路１２０は、被検体Ｐの反射波データから基本波成分を抽出して、組織画像データを生成するためのＢモードデータを生成することができる。
なお、ＣＨＩを行う際、信号処理回路１２０は、上述したフィルタ処理を用いた方法とは異なる方法により、ハーモニック成分（高調波成分）を抽出することができる。ハーモニックイメージングでは、振幅変調（ＡＭ：Amplitude Modulation）法や位相変調（ＰＭ：Phase Modulation）法、ＡＭ法及びＰＭ法を組み合わせたＡＭＰＭ法と呼ばれる映像法が行なわれる。ＡＭ法、ＰＭ法及びＡＭＰＭ法では、同一の走査線に対して振幅や位相が異なる超音波送信を複数回（複数レート）行う。これにより、送受信回路１１０は、各走査線で複数の反射波データを生成し出力する。そして、信号処理回路１２０は、各走査線の複数の反射波データを、変調法に応じた加減算処理することで、高調波成分を抽出する。そして、信号処理回路１２０は、高調波成分の反射波データに対して包絡線検波処理等を行なって、Ｂモードデータを生成する。
例えば、ＰＭ法が行われる場合、送受信回路１１０は、処理回路１６０が設定したスキャンシーケンスにより、例えば（－１，１）のように、位相極性を反転させた同一振幅の超音波を、各走査線で２回送信させる。そして、送受信回路１１０は、「－１」の送信による反射波データと、「１」の送信による反射波データとを生成し、信号処理回路１２０は、これら２つの反射波データを加算する。これにより、基本波成分が除去され、２次高調波成分が主に残存した信号が生成される。そして、信号処理回路１２０は、この信号に対して包絡線検波処理等を行って、ＣＨＩのＢモードデータ（造影画像データを生成するためのＢモードデータ）を生成する。ＣＨＩのＢモードデータは、造影剤を反射源とする反射波の信号強度を輝度で表わしたデータとなる。また、ＣＨＩでＰＭ法が行われる場合、信号処理回路１２０は、例えば、「１」の送信による反射波データをフィルタ処理することで、組織画像データを生成するためのＢモードデータを生成することができる。
また、信号処理回路１２０は、例えば、送受信回路１１０から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。具体的には、信号処理回路１２０は、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、平均速度、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。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。信号処理回路１２０により得られた運動情報（血流情報）は、画像生成回路１３０に送られ、平均速度画像、分散画像、パワー画像、若しくはこれらの組み合わせ画像としてディスプレイ１０３にカラー表示される。
画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０により生成されたデータから超音波画像データを生成する。画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度で表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０が生成したドプラデータから移動体情報を表すドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。
ここで、画像生成回路１３０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、画像生成回路１３０は、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成回路１３０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）等を行う。また、画像生成回路１３０は、超音波画像データに、付帯情報（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。
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、画像生成回路１３０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、画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０が３次元のデータ（３次元Ｂモードデータ及び３次元ドプラデータ）を生成した場合、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、ボリュームデータを生成する。そして、画像生成回路１３０は、ボリュームデータに対して、各種レンダリング処理を行って、表示用の２次元画像データを生成する。
画像メモリ１４０は、画像生成回路１３０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１４０は、信号処理回路１２０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１４０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、画像生成回路１３０を経由して表示用の超音波画像データとなる。
記憶回路１５０は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行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、記憶回路１５０は、必要に応じて、画像メモリ１４０が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、記憶回路１５０が記憶するデータは、図示しないインタフェースを介して、外部装置へ転送することができる。
処理回路１６０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１６０は、入力装置１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路１５０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、送受信回路１１０、信号処理回路１２０、及び画像生成回路１３０の処理を制御する。また、処理回路１６０は、画像メモリ１４０が記憶する表示用の超音波画像データをディスプレイ１０３にて表示するように制御する。
また、処理回路１６０は、図１に示すように、検出機能１６１、設定機能１６２、第１算出機能１６３、追跡機能１６４、第２算出機能１６５、及び表示制御機能１６６を実行する。ここで、例えば、図１に示す処理回路１６０の構成要素である検出機能１６１、設定機能１６２、第１算出機能１６３、追跡機能１６４、第２算出機能１６５、及び表示制御機能１６６が実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で超音波診断装置１の記憶装置（例えば、記憶回路１５０）に記録されている。処理回路１６０は、各プログラムを記憶装置から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１６０は、図１の処理回路１６０内に示された各機能を有することとなる。なお、検出機能１６１、設定機能１６２、第１算出機能１６３、追跡機能１６４、第２算出機能１６５、及び表示制御機能１６６が実行する各処理機能については、後述する。
なお、図１においては、単一の処理回路１６０にて、検出機能１６１、設定機能１６２、第１算出機能１６３、追跡機能１６４、第２算出機能１６５、及び表示制御機能１６６にて行われる処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。
以上、実施形態に係る超音波診断装置１の基本的な構成について説明した。このような構成のもと、実施形態に係る超音波診断装置１は、以下に説明する処理により、造影剤の分布に基づく指標値を提供することを可能にする。
例えば、超音波診断装置１は、造影エコー法にて造影剤として用いられる微小気泡（マイクロバブル）の一つ一つを検出し、追跡（トラッキング）する。そして、超音波診断装置１は、検出結果及び／又は追跡結果に基づいて、造影剤の分布に基づく指標値を算出する。なお、以下では、造影剤を、「造影剤バブル」或いは「バブル」とも表記する。
なお、以下の実施形態では、バブルの追跡処理が実行される場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、バブルの追跡処理が実行されない場合にも、造影剤の分布に基づく指標値を算出可能である。
また、以下の実施形態では、被検体Ｐに造影剤を注入して撮像された医用画像（超音波画像）に対して略リアルタイムの処理を行って造影剤の流れを描出する場合を説明する。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、撮影済みの超音波画像（若しくは反射波データなど）に対して事後的に処理を行うことも可能である。
図２を用いて、実施形態に係る超音波診断装置１における処理手順を説明する。図２は、実施形態に係る超音波診断装置１における処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、図２では、図３から図９Ｂを参照しつつ説明する。
図２に示す処理手順は、例えば、指標値の算出要求を操作者から受け付けた場合に、開始される。なお、図２に示す処理手順は、算出要求を受け付けるまで開始されず、待機状態である。
図２に示すように、検出機能１６１は、医用画像を読み出す（ステップＳ１０１）。例えば、検出機能１６１は、医用画像として、時系列に並ぶ複数の超音波画像を画像メモリ１４０から読み出す。なお、超音波画像は、例えば、被検体Ｐに造影剤を注入して撮像された造影画像である。
ここで、通常の造影エコー法では、被検体Ｐの血管を鮮明に描出するために、マイクロバブルが互いに重なり合う程度の量の造影剤が注入される。一方、本実施形態では、マイクロバブルが互いに重なり合うと、個々のバブルを検出することができない。このため、本実施形態では、通常の造影エコー法の場合と比較して少量の造影剤が注入される。この造影剤の量は、厳密には血管の太さや血流速度に応じて決定されるのが好適であるが、撮像部位に応じて決定されても良い。また、実際に注入する際に、徐々に増加させていく方式でも良い。
続いて、検出機能１６１は、組織の動きを補正する（ステップＳ１０２）。例えば、検出機能１６１は、Ｎフレーム目の超音波画像の座標系をＮ－１フレーム目の超音波画像の座標系に一致させるための補正量を算出する。そして、検出機能１６１は、算出した補正量を用いて、Ｎフレーム目の超音波画像の座標系を補正する。検出機能１６１は、時系列に並ぶ複数の超音波画像それぞれについて、組織の動きを補正する。
そして、検出機能１６１は、固定位置に基づく高調波成分を除去する（ステップＳ１０３）。例えば、検出機能１６１は、組織の動きを補正後の超音波画像について、フレーム方向の信号の統計的な処理に基づいて、固定位置に基づく高調波成分を除去する。検出機能１６１は、時系列に並ぶ複数の超音波画像それぞれについて、固定位置に基づく高調波成分を除去する。
そして、検出機能１６１は、造影剤（バブル）を検出する（ステップＳ１０５）。例えば、検出機能１６１は、医用画像から造影剤を検出する。具体例を挙げると、検出機能１６１は、高調波成分が除去された超音波画像のうち、所定の閾値以上の輝度値を有する領域をバブル位置として検出する。検出機能１６１は、時系列に並ぶ複数の超音波画像それぞれについて、バブルを検出する。なお、バブルを検出する方法は、これに限定されるものではなく、例えば、バブルの形状を用いた画像解析処理など、公知の検出処理によって検出可能である。
そして、設定機能１６２は、関心領域（Region Of Interest：ＲＯＩ）を設定する（ステップＳ１０５）。例えば、設定機能１６２は、医用画像に対して、第１関心領域及び第２関心領域を設定する。ここで、第１関心領域及び第２関心領域は、少なくとも一部が互いに重なる領域である。より好適には、第１関心領域は、第２関心領域を包含する領域である。なお、設定機能１６２の処理については、図３にて後述する。
そして、第１算出機能１６３は、造影剤の密度及び密度比を算出する（ステップＳ１０６）。例えば、第１算出機能１６３は、第１関心領域内のバブルの数と、第２関心領域内のバブルの数とをそれぞれ計数する。そして、第１算出機能１６３は、第１関心領域内のバブルの数と、第１関心領域の面積とに基づいて、第１関心領域内のバブル密度を算出する。また、第１算出機能１６３は、第２関心領域内のバブルの数と、第２関心領域の面積とに基づいて、第２関心領域内のバブル密度を算出する。そして、第１算出機能１６３は、第１関心領域に含まれる造影剤の密度と、第２関心領域に含まれる造影剤の密度との間の密度比を算出する。
図３を用いて、実施形態に係る設定機能１６２及び第１算出機能１６３の処理を説明する。図３は、実施形態に係る設定機能１６２及び第１算出機能１６３の処理を説明するための図である。図３には、Ｎフレーム目の造影画像を例示する。図３において、黒丸印は、個々のバブルの位置を示す。
図３に示すように、設定機能１６２は、計測ＲＯＩ（１）及び計測ＲＯＩ（２）を設定する。ここで、計測ＲＯＩ（１）は、例えば腫瘍など、医用画像内に描出された構造物の輪郭に沿って設定されるのが好適である。例えば、設定機能１６２は、超音波画像に対するセグメンテーション処理によって計測ＲＯＩ（１）を設定する。
また、設定機能１６２は、計測ＲＯＩ（１）を所定サイズ小さくした領域を、計測ＲＯＩ（２）として設定する。例えば、設定機能１６２は、計測ＲＯＩ（１）の中心（重心）を算出する。そして、設定機能１６２は、重心から計測ＲＯＩ（１）上の各点までの距離を５０％とすることで、計測ＲＯＩ（２）を設定する。
そして、第１算出機能１６３は、指標値の算出対象となる計測ＲＯＩとして、内円領域と外円領域とを設定する。ここで、内円領域は、計測ＲＯＩ（２）の内部の領域である。また、外円領域は、計測ＲＯＩ（１）のうち計測ＲＯＩ（２）を除いた円環形状の領域である。言い換えると、外円領域は、内円領域を囲む円環形状の領域である。なお、外円領域は、第１関心領域の一例である。また、内円領域は、第２関心領域の一例である。
そして、第１算出機能１６３は、下記の式（１）を用いて、内円領域及び外円領域それぞれのバブル密度［／ｃｍ＾２］を算出する。式（１）において、「計測ＲＯＩ内のバブル総数」は、対象領域の内側で検出されたバブルの計数値である。「計測ＲＯＩ面積」は、対象領域の内側の面積である。
Figure 2022074921000002
例えば、図３において、内円領域のバブル数は「３」である。第１算出機能１６３は、「３」を内円領域の面積で除算することで、内円領域のバブル密度を算出する。また、図３おいて、外円領域のバブル数は「４」である。第１算出機能１６３は、「４」を外円領域の面積で除算することで、外円領域のバブル密度を算出する。
そして、第１算出機能１６３は、内円領域のバブル密度と外円領域のバブル密度との比をとることで、バブル密度率を算出する。例えば、第１算出機能１６３は、外円領域のバブル密度を内円領域のバブル密度で除算することで、バブル密度比を算出する。
このように、第１算出機能１６３は、時系列に並ぶ複数の超音波画像それぞれについて、各計測ＲＯＩ内のバブル密度、及び、バブル密度比を算出する。
なお、図３にて説明した内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図３では、計測ＲＯＩ（１）及び計測ＲＯＩ（２）が自動的に設定される場合を説明したが、操作者によって手動で設定されても良い。
また、図３では、計測ＲＯＩ（１）が腫瘍の輪郭に沿って計測ＲＯＩ（１）が設定される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、計測ＲＯＩ（１）は、医用画像に描出された任意の構造物の輪郭に沿って設定されても良いし、構造物にかかわらず操作者の任意で設定されても良い。
また、図３では、計測ＲＯＩ（１）の重心を中心として算出する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、計測ＲＯＩ（１）の長手と短手との交点を中心としても良い。また、計測ＲＯＩ（１）の中心は、必ずしも自動的に設定されるものではなく、操作者によって手動で設定されても良い。
また、図３では、重心から計測ＲＯＩ（１）上の各点までの距離を５０％とすることで、計測ＲＯＩ（２）を設定する場合を説明したが、この割合は任意に変更可能である。また、割合で設定するのではなく、一定距離短くすることで、計測ＲＯＩ（２）を設定しても良い。
また、図３では、外円領域を、計測ＲＯＩ（１）のうち計測ＲＯＩ（２）を除いた円環形状の領域として設定したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第１算出機能１６３は、計測ＲＯＩ（１）の内部の領域（計測ＲＯＩ（２）を含む）を外円領域（第１関心領域）として設定しても良い。
また、図３では、バブル密度比として、外円領域のバブル密度を内円領域のバブル密度で除算した値を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、バブル密度比は、内円領域のバブル密度を外円領域のバブル密度で除算した値であっても良い。
図２の説明に戻る。追跡機能１６４は、造影剤の追跡処理を実行する（ステップＳ１０７）。例えば、追跡機能１６４は、時系列に並ぶ複数の医用画像それぞれにおける造影剤の位置を追跡することで、造影剤の移動を表す移動ベクトルを算出する。
図４を用いて、実施形態に係る追跡機能１６４の処理を説明する。図４は、実施形態に係る追跡機能１６４の処理を説明するための図である。図４では、あるバブルのＮ－１フレーム目からＮフレーム目への移動を追跡する場合を説明する。
図４に示すように、追跡機能１６４は、Ｎ－１フレーム目のバブル位置に基づいて、Ｎフレーム目の超音波画像に探索領域（図４の破線領域）を設定する。この探索領域は、例えば、Ｎ－１フレーム目のバブル位置を中心とする矩形領域であり、その大きさは１フレームの間にバブルが移動し得る距離に基づいて設定される。
そして、追跡機能１６４は、この探索領域の中に存在するバブル位置を、Ｎ－１フレーム目のバブルが移動した移動後のバブル位置として識別し、両者に同一（共通）の識別情報（バブルＩＤ）を割り当てる。そして、追跡機能１６４は、Ｎ－１フレームのバブル位置からＮフレームのバブル位置への移動を表すベクトルＶを、このバブルの移動ベクトルとして算出する。
このように、追跡機能１６４は、時系列に並ぶ複数の超音波画像それぞれから検出された全てのバブルについて、追跡処理を実行する。これにより、追跡機能１６４は、各バブルの発生、移動、消失を追跡することができる。
なお、図４にて説明した内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、追跡処理としては、特許文献２に記載した技術を任意に適用可能である。また、図４では、Ｎフレーム目の探索領域から検出されたバブルが「１つ」である場合を説明したが、必ずしも「１つ」とは限らない。例えば、探索領域内のバブルが「２つ以上」である場合には、バブルの移動距離や形状の類似度に基づいて１つのバブルを特定するのが好適である。また、探索領域内にバブルが１つも無い場合には、バブルが消失したものと識別するのが好適である。
図２の説明に戻る。第２算出機能１６５は、造影剤の流入出比率を算出する（ステップＳ１０８）。例えば、第２算出機能１６５は、各バブルの移動ベクトルに基づいて、関心領域内の各バブルが流入バブルであるか流出バブルであるかを識別する。そして、第２算出機能１６５は、流入バブルの数及び流出バブルの数に基づいて、関心領域におけるバブルの流入出比率を算出する。
なお、流入出比率の算出対象領域（計測ＲＯＩ）は、腫瘍など、任意の構造物の輪郭に沿って設定されるのが好適である。このため、典型的には、流入出比率の算出対象領域は、ステップＳ１０５において設定された計測ＲＯＩ（１）が適用されるのが好適であるが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、流入出比率の算出対象領域は、バブル密度の算出対象領域とは別に設定されても良い。
図５～図８を用いて、実施形態に係る第２算出機能１６５の処理を説明する。図５～図８は、実施形態に係る第２算出機能１６５の処理を説明するための図である。
まず、第２算出機能１６５は、図５に示すように、計測ＲＯＩ内の各バブルについて、基準位置に対するバブルの移動方向を表す角度θを算出する。ここで、基準位置（図５の黒丸印）は、例えば、腫瘍の中心など、計測ＲＯＩの中心に対応する。計測ＲＯＩの中心の設定方法は、図３の説明と同様である。また、角度θは、Ｎ－１フレームのバブル位置と基準位置とを結ぶ直線と、Ｎフレームのバブルの移動ベクトルとがなす角により表される。角度θは、バブルが基準位置に近づくほど０°に近い値となり、バブルが基準位置から遠ざかるほど１８０°（－１８０°）に近い値となる。
次に、第２算出機能１６５は、図６に示すように、各バブルの移動方向に基づいて、各バブルが流入バブルであるか流出バブルであるかを識別する。例えば、第２算出機能１６５は、図５で示した角度θが－６０°～６０°（０°～６０°、３００°～３６０°）の範囲内に含まれるバブルを「流入バブル」と識別する。また、第２算出機能１６５は、図５で示した角度θが１２０°～２４０°（１２０°～１８０°、－１８０°～－１２０°）の範囲内に含まれるバブルを「流出バブル」と識別する。なお、第２算出機能１６５は、いずれの角度範囲にも含まれないバブルについては、流入バブルとも流出バブルとも識別しない。
そして、第２算出機能１６５は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、バブルカウント方法１又はバブルカウント方法２のいずれかに基づいて、流入バブル、流出バブル、及び流入出バブルを計数する。図７Ａ及び図７Ｂでは、ある計測ＲＯＩに対して、図の左側から右側へ向かってバブルＩＤ「０１」のバブルが移動する場合を説明する。なお、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、フレーム（ｔ１）、フレーム（ｔ２）、フレーム（ｔ３）、及びフレーム（ｔ４）は、連続する４つのフレームに対応する。また、フレーム（ｔ１～ｔ４）という表記は、フレーム（ｔ１）、フレーム（ｔ２）、フレーム（ｔ３）、及びフレーム（ｔ４）を含む区間を表す。
図７Ａでは、バブルカウント方法１について説明する。バブルカウント方法１は、バブルＩＤを用いないカウント方法である。例えば、フレーム（ｔ１）において、バブルＩＤ「０１」のバブルは、計測ＲＯＩの中心に向かって移動しているので、「流入バブル」と識別される。このため、フレーム（ｔ１）において、流入バブル数は「１」であり、流出バブル数は「０」であり、流入出バブル数は「１」である。なお、流入出バブル数（総数）は、流入バブル及び流出バブルの和である。
また、フレーム（ｔ２）において、バブルＩＤ「０１」のバブルは、計測ＲＯＩの中心に向かって移動しているので、「流入バブル」と識別される。このため、フレーム（ｔ２）において、流入バブル数は「１」であり、流出バブル数は「０」であり、流入出バブル数は「１」である。
また、フレーム（ｔ３）において、バブルＩＤ「０１」のバブルは、計測ＲＯＩの中心から離れるように移動しているので、「流出バブル」と識別される。このため、フレーム（ｔ３）において、流入バブル数は「０」であり、流出バブル数は「１」であり、流入出バブル数は「１」である。
また、フレーム（ｔ４）において、バブルＩＤ「０１」のバブルは、計測ＲＯＩの中心から離れるように移動しているので、「流出バブル」と識別される。このため、フレーム（ｔ４）において、流入バブル数は「０」であり、流出バブル数は「１」であり、流入出バブル数は「１」である。
また、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル数、流出バブル数、及び流入出バブル数の累積値は、各フレームの値の合算によって算出される。つまり、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル数の累積値は「２」であり、流出バブル数の累積値は「２」であり、流入出バブルの累積値は「４」である。
また、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル数、流出バブル数、及び流入出バブル数の平均値は、各フレームの値の合算値（累積値）をフレーム数で除算することで算出される。つまり、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル数の平均値は「０．５」であり、流出バブル数の平均値は「０．５」であり、流入出バブルの平均値は「１」である。
図７Ｂでは、バブルカウント方法２について説明する。バブルカウント方法２は、バブルＩＤを用いるカウント方法である。つまり、第２算出機能１６５は、バブルＩＤを用いて同一バブルの重複を排除して算出する。なお、バブルカウント方法２において、各フレームにおける流入バブル数、流出バブル数、及び流入出バブル数の値は、バブルカウント方法１の場合と同様であるので説明を省略する。
フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル数の累積値は、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブルのうち、識別情報によって識別されるバブルの数の合算によって算出される。図７Ｂの例では、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブルは、バブルＩＤ「０１」のバブル１つである。つまり、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル数の累積値は「１」である。
また、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流出バブル数の累積値は、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流出バブルのうち、識別情報によって識別されるバブルの数の合算によって算出される。図７Ｂの例では、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流出バブルは、バブルＩＤ「０１」のバブル１つである。つまり、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流出バブル数の累積値は「１」である。
また、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入出バブル数の累積値は、同区間における流入バブル数と流出バブル数との合算によって算出される。つまり、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入出バブル数の累積値は「２」である。
また、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル数、流出バブル数、及び流入出バブル数の平均値は、各フレームの値の合算値（累積値）をフレーム数で除算することで算出される。つまり、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル数の平均値は「０．２５」であり、流出バブル数の平均値は「０．２５」であり、流入出バブルの平均値は「０．５」である。
このように、第２算出機能１６５は、バブルカウント方法１又はバブルカウント方法２によって、流入バブル、流出バブル、及び流入出バブルを計数する。そして、第２算出機能１６５は、計測ＲＯＩについて、流入出比率を算出する。ここで、流入出比率は、流入比率（流入バブル比率）及び流出比率（流出バブル比率）を包含する用語である。
例えば、第１算出機能１６３は、下記の式（２）を用いて、ある計測ＲＯＩについて流入バブル比率を算出する。
Figure 2022074921000003
図８を用いて、流入出比率の算出について説明する。図８には、フレーム（ｔ５）、フレーム（ｔ６）、及びフレーム（ｔ７）において、任意の計測ＲＯＩ（図８の円）において検出されたバブルと、そのバブルの移動ベクトルを例示する。なお、図８において、フレーム（ｔ５）、フレーム（ｔ６）、及びフレーム（ｔ７）は、連続する３つのフレームに対応する。また、フレーム（ｔ５～ｔ７）という表記は、フレーム（ｔ５）、フレーム（ｔ６）、及びフレーム（ｔ７）を含む区間を表す。図８のフレーム（ｔ５～ｔ７）は、図７Ａ及び図７Ｂのフレーム（ｔ１～ｔ４）とは異なるフレームである。
図８に示す例では、流入バブル数は「６」であり、流出バブル数は「２」であり、流入出バブル数は「８」である。この場合、第２算出機能１６５は、式（２）に基づいて、「６」を「８」で除算することにより、流入バブル比率「０．７５」を算出する。
また、第２算出機能１６５は、流入バブル比率と同様に、流出バブル比率を算出可能である。例えば、第２算出機能１６５は、流出バブル数「２」を流入出バブル数「８」で除算することにより、流出バブル比率「０．２５」を算出する。
このように、第２算出機能１６５は、バブルの流入出比率を算出する。なお、図５～図８にて説明した内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図６で説明した流入バブル及び流出バブルを識別するための角度範囲はあくまで一例であり、任意の角度範囲に変更可能である。
また、図７Ｂでは、流入出バブル数の累積値を、流入バブル数と流出バブル数との合算によって算出する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、流入出バブル数は、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル及び流出バブルのうち、識別情報によって識別されるバブルの数の合算によって算出されても良い。図７Ｂの例では、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入バブル及び流出バブルは、バブルＩＤ「０１」のバブル１つである。つまり、フレーム（ｔ１～ｔ４）における流入出バブル数の累積値は「１」と算出されても良い。
また、図８では、フレーム（ｔ５～ｔ７）の３フレーム分の区間について、流入出比率を算出する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２算出機能１６５は、時系列に並ぶ複数の超音波画像のうち、開始フレームから現在（又は最後）のフレームまでの区間について流入出比率を算出しても良いし、任意の区間について流入出比率を算出しても良い。また、第２算出機能１６５は、区間に限らず、任意の１フレームについて流入出比率を算出しても良い。つまり、第２算出機能１６５は、流入出比率として、所定時相における値、又は、所定区間における累積値又は平均値を算出しても良い。
また、図８では、バブルＩＤを用いずに累積値又は平均値を算出する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２算出機能１６５は、所定区間における累積値又は平均値を、同一バブルの重複を排除して算出しても良い。同一バブルの重複を排除する処理は、図７Ｂの説明と同様である。
また、図８では、任意の計測ＲＯＩについて流入出比率を算出する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２算出機能１６５は、上記の外円領域及び／又は内円領域について、流入出比率を算出しても良い。つまり、第２算出機能１６５は、移動ベクトルに基づいて、第１関心領域及び第２関心領域のうち少なくとも一方の領域における造影剤の流入出比率を算出しても良い。
また、上記の例では、流入バブル比率及び流出バブル比率の分母が「流入出バブル数」である場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、流入バブル比率は、流入バブル数を流出バブル数で除算した値であっても良い。流出バブル比率は、流出バブル数を流入バブル数で除算した値であっても良い。
図２の説明に戻る。表示制御機能１６６は、計測結果を表示する（ステップＳ１０９）。例えば、表示制御機能１６６は、第１算出機能１６３及び第２算出機能１６５によって算出された値の経時的変化を示す情報を表示する。具体的には、表示制御機能１６６は、密度又は密度比の経時的変化を示す情報を表示する。また、表示制御機能１６６は、流入出比率の経時的変化を示す情報を表示する。
図９Ａ及び図９Ｂを用いて、実施形態に係る表示制御機能１６６の処理を説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、実施形態に係る表示制御機能１６６の処理を説明するための図である。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、横軸は時間（経過時間）に対応し、縦軸は計測結果に対応する。
図９Ａに示すように、表示制御機能１６６は、内円領域のバブル密度、外円領域のバブル密度、及びバブル密度比の経時的変化を示すグラフを表示する。例えば、表示制御機能１６６は、各フレームにおいて算出された内円領域のバブル密度、外円領域のバブル密度、及びバブル密度比を時系列順にプロットすることで、図９Ａのグラフを生成し、表示する。
図９Ｂに示すように、表示制御機能１６６は、各フレームの流入バブル比率と、開始フレームからの流入バブル比率の累積値の経時的変化を示すグラフを表示する。例えば、表示制御機能１６６は、各フレームにおいて算出された流入バブル比率と、開始フレームからの流入バブル比率の累積値とを時系列順にプロットすることで、図９Ｂのグラフを生成し、表示する。
なお、図９Ａ及び図９Ｂにて説明した内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図９Ａ及び図９Ｂに図示した指標値に限らず、表示制御機能１６６は、第１算出機能１６３及び第２算出機能１６５によって算出された任意の指標値をグラフとして表示することができる。
また、表示形態はグラフに限定されるものではない。例えば、表示制御機能１６６は、各指標値の数値をテキストデータ（数字）として表示することも可能である。この場合、全てのフレームについての数値をテキストデータとして表示可能であるが、代表的なフレームや、操作者によって指定されたフレームの数値を表示するのが好適である。
このように、実施形態に係る超音波診断装置１は、図２のステップＳ１０１～ステップＳ１０９の各処理を実行する。なお、図２に示した処理手順は、図示の順序に限定されるものではなく、処理内容に矛盾が生じない範囲で任意に変更可能である。例えば、ステップＳ１０６の処理は、ステップＳ１０７又はステップＳ１０８の後に実行されても良い。
上述してきたように、実施形態に係る超音波診断装置１において、検出機能１６１は、医用画像から造影剤を検出する。そして、設定機能１６２は、医用画像に対して、第１関心領域及び第２関心領域を設定する。そして、第１算出機能１６３は、第１関心領域に含まれる造影剤の密度と、第２関心領域に含まれる造影剤の密度との間の密度比を算出する。これによれば、超音波診断装置１は、造影剤の分布に基づく指標値を提供することができる。
例えば、悪性腫瘍では、腫瘍の外部から侵入した造影剤が比較的早く中心付近に到達することが知られている。一方、良性腫瘍では、腫瘍の外部から造影剤が侵入しても、腫瘍の外縁付近に一旦滞留し、悪性腫瘍と比較してゆっくりと中心付近に到達することが知られている。そこで、超音波診断装置１は、腫瘍の外縁を含む外円領域と、腫瘍の中心を含む内円領域とに分けてバブル密度を算出するとともに、両者の比率（バブル密度比）を算出する。そして、超音波診断装置１は、算出した外円領域のバブル密度と、内円領域のバブル密度と、バブル密度比とをそれぞれ操作者に提示する。このため、操作者は、腫瘍の良性／悪性を容易に判別することが可能となる。
また、実施形態に係る超音波診断装置１において、追跡機能１６４は、時系列に並ぶ複数の医用画像それぞれにおける造影剤の位置を追跡することで、造影剤の移動ベクトルを算出する。そして、第２算出機能１６５は、移動ベクトルに基づいて、関心領域における造影剤の流入出比率を算出する。これによれば、超音波診断装置１は、造影剤の分布に基づく指標値を提供することができる。
例えば、悪性腫瘍では、良性腫瘍と比較して血流の流入量が多く、良性腫瘍では、悪性腫瘍と比較して血流の流出量が多いことが知られている。そこで、超音波診断装置１は、流入出比率を算出し、操作者に提示する。このため、操作者は、腫瘍の良性／悪性を容易に判別することが可能となる。
なお、実施形態では、超音波診断装置１が、第１算出機能１６３及び第２算出機能１６５の両者を同時に備える場合を説明したが、いずれか一方のみを備えていても良い。なお、超音波診断装置１が第１算出機能１６３のみを備える場合には、追跡機能１６４は備えられていなくても良い。また、超音波診断装置１が第２算出機能１６５のみを備える場合には、設定機能１６２は少なくとも一つの関心領域を設定すれば良い。
（変形例１）
上記の実施形態では、所定時相における密度及び密度比を算出する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第１算出機能１６３は、密度及び密度比として、所定区間における累積値又は平均値を算出しても良い。
例えば、第１算出機能１６３は、外円領域（又は内円領域）において任意の３フレーム間に検出されたバブルの数（累積値）を、外円領域（又は内円領域）の面積で除算することで、任意の３フレームにおける外円領域の累積密度を算出する。また、第１算出機能１６３は、この３フレームにおける外円領域の累積密度を、フレーム数の「３」で除算することで、外円領域の平均密度を算出する。更に、第１算出機能１６３は、累積密度や平均密度について、外円領域と内円領域との比をとることで、密度比を算出する。
すなわち、第１算出機能１６３は、密度及び密度比として、所定時相における値、又は、所定区間における累積値又は平均値を算出可能である。
（変形例２）
また、第１算出機能１６３は、変形例１にて説明した所定区間における累積値又は平均値を、同一バブルの重複を排除して算出可能である。
例えば、第１算出機能１６３は、外円領域（又は内円領域）において任意の３フレーム間に検出されたバブルのうち、識別情報によって識別されるバブルの数を、外円領域（又は内円領域）の面積で除算することで、任意の３フレームにおける外円領域の累積密度を算出する。また、第１算出機能１６３は、この３フレームにおける外円領域の累積密度を、フレーム数の「３」で除算することで、外円領域の平均密度を算出する。更に、第１算出機能１６３は、累積密度や平均密度について、外円領域と内円領域との比をとることで、密度比を算出する。
このように、第１算出機能１６３は、識別情報によって識別されるバブルの数を計数することで、バブルＩＤを用いて同一バブルの重複を排除して、所定区間における累積値又は平均値を算出することができる。
なお、変形例２では、バブルの追跡処理によって出力されるバブルＩＤが用いられる。このため、変形例２に係る第１算出機能１６３は、追跡機能１６４による追跡処理が実行された後に処理を実行するのが好適である。
（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。
（医用画像処理装置）
また、例えば、上述した実施形態では、開示の技術が超音波診断装置１に適用される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、開示の技術は、医用画像処理装置２００に適用されても良い。医用画像処理装置２００は、例えば、ワークステーションやＰＡＣＳ（Picture Archiving Communication System）ビューワ等に対応する。なお、医用画像処理装置２００は、画像処理装置の一例である。
図１０は、その他の実施形態に係る医用画像処理装置２００の構成例を示すブロック図である。図１０に示すように、医用画像処理装置２００は、入力インタフェース２０１、ディスプレイ２０２、記憶回路２１０、及び処理回路２２０を備える。入力インタフェース２０１、ディスプレイ２０２、記憶回路２１０、及び処理回路２２０は、相互に通信可能に接続される。
入力インタフェース２０１は、マウス、キーボード、タッチパネル等、操作者からの各種の指示や設定要求を受け付けるための入力装置である。ディスプレイ２０２は、医用画像を表示したり、操作者が入力インタフェース２０１を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩを表示したりする表示装置である。
記憶回路２１０は、例えば、ＮＡＮＤ（Not AND）型フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）であり、医用画像データやＧＵＩを表示するための各種のプログラムや、当該プログラムによって用いられる情報を記憶する。
処理回路２２０は、医用画像処理装置２００における処理全体を制御する電子機器（プロセッサ）である。処理回路２２０は、検出機能２２１、設定機能２２２、第１算出機能２２３、追跡機能２２４、第２算出機能２２５、及び表示制御機能２２６を実行する。検出機能２２１、設定機能２２２、第１算出機能２２３、追跡機能２２４、第２算出機能２２５、及び表示制御機能２２６は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２１０内に記録されている。処理回路２２０は、各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能（検出機能２２１、設定機能２２２、第１算出機能２２３、追跡機能２２４、第２算出機能２２５、及び表示制御機能２２６）を実現する。
なお、検出機能２２１、設定機能２２２、第１算出機能２２３、追跡機能２２４、第２算出機能２２５、及び表示制御機能２２６の各処理機能は、図１に示した検出機能１６１、設定機能１６２、第１算出機能１６３、追跡機能１６４、第２算出機能１６５、及び表示制御機能１６６の各処理機能と同様であるので、説明を省略する。
これにより、医用画像処理装置２００は、造影剤の分布に基づく指標値を提供することができる。なお、上記の実施形態にて説明した超音波診断装置１は、医用画像処理装置２００を備える超音波診断装置に相当する。
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及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、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。
また、実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
また、実施形態及び変形例で説明した医用画像処理方法は、予め用意された医用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。この医用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、この医用画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって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。
また、上記の実施形態及び変形例において、略リアルタイムとは、処理対象となる各データが発生するたびに、即時に各処理を行うことを意味する。例えば、略リアルタイムで画像を表示する処理は、被検体が撮像される時刻と画像が表示される時刻とが完全に一致する場合に限らず、画像処理などの各処理に要する時間によって画像がやや遅れて表示される場合を含む概念である。
なお、上記の実施形態に記載した「画像データ」という用語と「画像」という用語は、厳密には異なるものである。つまり、「画像データ」とは、各画素位置と、各画素位置の輝度値とが対応付けられたものである。また、「画像」とは、各画素位置の輝度値に応じた色が各画素位置にマッピングされてディスプレイなどの表示装置に表示されたものである。しかしながら、一般的な画像処理技術は、「画像データ」及び「画像」の両者に影響するものが多く、いずれか一方にのみ影響するものは多くない。このため、特に言及する場合を除き、「画像データ」及び「画像」は厳密に区別されることなく表記される場合がある。
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、造影剤の分布に基づく指標値を提供することができる。
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、実施形態同士の組み合わせ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。
１ 超音波診断装置
１６０ 処理回路
１６１ 検出機能
１６２ 設定機能
１６３ 第１算出機能
１６４ 追跡機能
１６５ 第２算出機能
１６６ 表示制御機能

Claims (14)

  1. 医用画像から造影剤を検出する検出部と、
    前記医用画像に対して、第１関心領域及び第２関心領域を設定する設定部と、
    前記第１関心領域に含まれる造影剤の密度と、前記第２関心領域に含まれる造影剤の密度との間の密度比を算出する算出部と
    を備える、医用画像処理装置。
  2. 前記第１関心領域は、前記第２関心領域を囲む領域である、
    請求項１に記載の医用画像処理装置。
  3. 前記算出部は、前記密度比として、所定時相における値、又は、所定区間における累積値又は平均値を算出する、
    請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
  4. 前記算出部は、前記所定区間における累積値又は平均値を、同一バブルの重複を排除して算出する、
    請求項３に記載の医用画像処理装置。
  5. 前記密度又は密度比の経時的変化を示す情報を表示する表示制御部を更に備える、
    請求項１～４のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
  6. 時系列に並ぶ複数の前記医用画像それぞれにおける前記造影剤の位置を追跡することで、前記造影剤の移動ベクトルを算出する追跡部と、
    前記移動ベクトルに基づいて、前記第１関心領域及び前記第２関心領域のうち少なくとも一方の領域における前記造影剤の流入出比率を算出する、
    請求項１～５のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
  7. 時系列に並ぶ複数の医用画像から造影剤を検出する検出部と、
    前記医用画像に対して、関心領域を設定する設定部と、
    前記時系列に並ぶ医用画像それぞれにおける前記造影剤の位置を追跡することで、前記造影剤の移動ベクトルを算出する追跡部と、
    前記移動ベクトルに基づいて、前記関心領域における前記造影剤の流入出比率を算出する算出部と
    を備える、医用画像処理装置。
  8. 前記算出部は、前記流入出比率として、
    流入バブル数を流入出バブル数で除算した値、
    流出バブル数を流入出バブル数で除算した値、
    流入バブル数を流出バブル数で除算した値、及び
    流出バブル数を流入バブル数で除算した値、
    のうち少なくとも一つの値を算出する、
    請求項６又は７に記載の医用画像処理装置。
  9. 前記算出部は、前記流入出比率として、所定時相における値、又は、所定区間における累積値又は平均値を算出する、
    請求項６～８のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
  10. 前記算出部は、前記所定区間における累積値又は平均値を、同一バブルの重複を排除して算出する、
    請求項９に記載の医用画像処理装置。
  11. 前記流入出比率の経時的変化を示す情報を表示する表示制御部を更に備える、
    請求項６～１０のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
  12. 超音波診断装置である、
    請求項１～１１のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
  13. 医用画像から造影剤を検出し、
    前記医用画像に対して、第１関心領域及び第２関心領域を設定し、
    前記第１関心領域に含まれる造影剤の密度と、前記第２関心領域に含まれる造影剤の密度との間の密度比を算出する
    各処理をコンピュータに実行させる、医用画像処理プログラム。
  14. 時系列に並ぶ複数の医用画像から造影剤を検出し、
    前記医用画像に対して、関心領域を設定し、
    前記時系列に並ぶ医用画像それぞれにおける前記造影剤の位置を追跡することで、前記造影剤の移動ベクトルを算出し、
    前記移動ベクトルに基づいて、前記関心領域における前記造影剤の流入出比率を算出する
    各処理をコンピュータに実行させる、医用画像処理プログラム。
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