JP4145578B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置に関し、特に組織領域(内腔領域など)の面積及び面積変化率などを自動計測する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
超音波診断を用いて心機能の計測がなされる。例えば、断層画像上において、左室内に属する画素数をカウントすることによって、そのカウント値から左室の面積を計測することができる。左室に関する面積、面積の変化率、近似体積、近似体積の変化率などは、心機能を評価する上で重要な指標値である。
【0003】
ところで、左室の面積を自動演算する場合には、まず断層画像が二値化処理される。この二値化処理により、心腔と心筋とが弁別される。ここで、心腔は通常閉じた領域をなすが、例えば、超音波ビームと心筋とが平行となる部位などでは、エコー値が低くなるために、心腔が閉じた領域として抽出されない場合がある。また、僧帽弁などの部位についても、同様の問題が生じる可能性がある。そのような開いた領域に対して面積演算を行うと、その演算対象が不必要に拡大し(発散し)、計測誤差を招く。また、左室の近傍には、左房、右室などが存在し、それらの領域まで面積演算が及んでしまう可能性もある。
【0004】
そこで、従来装置においては、対象となる左室の周囲にそれを取り囲む領域として関心領域(ROI)を設定し、その関心領域の内部だけを演算の対象とすることにより、上記問題に対処している。通常は、拡張末期の断層画像上において、楕円形状をもったループラインを表示させ、そのループラインの傾斜、サイズなどをユーザーにより設定させることによって、その結果として関心領域がマニュアルで指定される。なお、特開平9−289987号公報には、関連する技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、心臓は拍動しており、その拍動に伴って左室の大きさは変化する。一方、従来において、関心領域は固定的に設定され、つまり左室が収縮しても、関心領域はそのまま維持され、両者(つまり、関心領域と左室)の間に無視できない大きな隔たりが生じる。その状態では、例えば、左室以外の左房などが関心領域内に取り込まれ、それが面積演算の対象になってしまうという問題がある。
【0006】
本発明の目的は、対象組織の変動に伴って常に良好な関心領域が適応的に設定できるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明は、超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて、各フレームごとに組織領域が抽出された抽出画像を生成する抽出画像生成手段と、前記抽出画像に対して最適な関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記抽出画像に対して前記最適な関心領域を利用して前記組織領域に対する演算を実行する演算手段と、を含み、前記関心領域設定手段は、前記抽出画像に対して複数の候補関心領域を生成する候補生成手段と、前記複数の候補関心領域の中から、前記組織領域の全体を包囲する前記最適な関心領域を判定する最適判定手段と、を含むことを特徴とする。
【0008】
上記構成によれば、各フレームの抽出画像ごとに、複数の候補関心領域の中から最適な関心領域が判定され、その最適な関心領域を用いて組織領域に対する演算が実行される。よって、本発明によれば、最適な関心領域を適応的に設定できるので、演算の精度を向上できる。
【0009】
望ましくは、前記最適判定手段は、前記複数の候補関心領域の中で、前記組織領域の全体を包囲する候補関心領域が複数個存在する場合に、それらの中で最もサイズが小さい候補関心領域を前記最適な関心領域として判定する。有効な候補関心領域の中で、最も小さいサイズの候補関心領域を最適な関心領域と定めれば、組織領域の全体をカバーしつつも、最適な関心領域内に取り込まれる不要領域(計測対象外の領域)を最小限にできる。
【0010】
望ましくは、前記判定手段は、前記各候補関心領域ごとに、前記抽出画像における組織領域との重なりの状態を調査することにより、前記最適関心領域を判定する。
【0011】
望ましくは、前記関心領域設定手段は、前記複数の候補関心領域の中で前記最適な関心領域を判定できない場合にエラー処理を行うエラー処理手段を含む。この構成によれば、最適な関心領域の設定に関して信頼性を向上できる。
【0012】
(2)また、本発明は、超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて、周期的に運動する生体組織について、各フレームごとに、その組織領域が抽出された抽出画像を生成する抽出画像生成手段と、前記抽出画像に対して最適な関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記抽出画像に対して前記最適な関心領域を利用して前記組織領域に対する演算を実行する演算手段と、を含み、前記関心領域設定手段は、前記生体組織の周期的な運動における所定時相のフレームに対して、前記組織領域の全体を包囲する基準関心領域をユーザー設定させるためのユーザー設定手段と、前記基準関心領域を基準として、そのサイズを段階的に可変させることにより、複数の派生関心領域を生成する派生生成手段と、前記抽出画像に対して、前記基準関心領域及び前記複数の派生関心領域からなる候補関心領域群の中から、前記組織領域の全体を包囲する前記最適な関心領域を判定する最適判定手段と、を含むことを特徴とする。
【0013】
上記構成によれば、ユーザーによって設定された関心領域(基準関心領域)を基準として、複数の派生関心領域を生成できるので、実際の組織領域との関係において、複数の候補関心領域の形態を良好なものにできる。
【0014】
望ましくは、前記周期的に運動する生体組織は心臓であり、前記所定時相は前記心臓の拡張末期である。他の所定時相としては、収縮末期をあげることができる。また、拡張末期と収縮末期の両方で基準関心領域を定め、それらの間に1又は複数の派生関心領域を自動的に生成するようにしてもよい。
【0015】
望ましくは、前記基準関心領域及び前記複数の派生関心領域はそれぞれ楕円領域であり、前記基準関心領域の長軸の傾き、長軸の長さ及び短軸の長さがユーザー入力され、前記複数の派生関心領域の長軸の傾きは前記基準関心領域の長軸の傾きと一致し、前記複数の派生関心領域の長軸の長さは前記基準関心領域の長軸の長さを段階的に変化させることによって定められ、前記複数の派生関心領域の短軸の長さは前記関心領域の短軸の長さを段階的に変化させることによって定められる。この構成によれば、例えば相似形の候補関心領域を段階的に生成することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0017】
まず、図6及び図7を用いて本実施形態の原理について説明する。本実施形態においては、各フレームの断層画像(Bモード画像)に対して二値化処理を行うことにより各フレームごとに例えば左室領域が抽出された二値化画像(抽出画像)が生成される。図6には、その二値化画像における左室の輪郭が符号200によって表されている。各フレームごとにその輪郭200の全体を取り囲む最適な関心領域が自動的に設定されるが、それに際しては、複数の関心領域202の中から輪郭200の全体を取り囲みかつ最もサイズの小さな関心領域が最適な関心領域として判定される。図6においては、n個の候補となる関心領域(候補関心領域)が示されており、ここで#1によって特定される候補関心領域は最大のサイズをもった関心領域であり、#nによって特定される候補関心領域は最小のサイズをもった関心領域である。
【0018】
上記の最適な関心領域を各フレームごとに特定するために、各フレームごとの左室の二値化画像(心腔二値化画像)101と、それぞれ異なるサイズをもった複数の関心領域二値化画像(ROI二値化画像)104とが個別的に比較され、両画像における重複関係を判定することにより結果として最適な関心領域が判定される(符号204参照)。この場合においては、後述するように、左室の二値化画像101と各候補関心領域の外縁を表すラインとが画素単位で比較され、ライン上に左室の内部領域を表す値1をもったピクセルが存在せず、かつ、最も小さな候補関心領域が最適な関心領域として定められる。
【0019】
図1には、本実施形態に係る超音波診断装置の好適な実施形態がブロック図として示されている。
【0020】
探触子10は超音波の送受波を行う送受波器であり、その探触子10内には複数の振動素子からなるアレイ振動子が設けられている。そのアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、その超音波ビームは電子走査される。その電子走査方式としては電子リニア走査、電子セクタ走査などをあげることができる。
【0021】
送受信部12は送信ビームフォーマー及び受信ビームフォーマーとして機能する。すなわち、送受信部12から複数の振動素子に対して送信信号が供給され、また複数の振動素子からの複数の受信信号は送受信部12に入力され、その送受信部12において整相加算される。その整相後の受信信号は断層画像形成部14へ出力される。
【0022】
断層画像形成部14は、検波器、対数圧縮器、座標変換器などを備えており、整相加算後の受信信号に基づいて断層画像としてのBモード画像を形成する。その画像データ100は本実施形態において表示合成部18へ出力されると共に、心腔二値化画像生成部20へ出力されている。
【0023】
心腔二値化画像生成部20は、それ自体公知の構成であって、例えば心腔の内部に対して画素値1を与え、それ以外については画素値0を与える二値化処理を実行する。それに際しては、心腔の外縁を閉じたものとするために必要に応じて圧縮、膨張などの処理が繰り返し実行される。また必要に応じてノイズ除去あるいは平滑化などの処理が実行される。いずれにしても、この心腔二値化画像生成部20により心腔内のみに画素値1が与えられた抽出画像が生成され、その画像データ101が解析部22及び複数の関心領域有効判定部30へ出力される。ちなみに、各画像データの伝送はいわゆるラスタースキャン方式にしたがって行われている。
【0024】
解析部22には、上記の抽出画像の画像データ101及び最適ROI二値化画像の画像データ106が入力されている。解析部22は例えば2つの画像間において各画素ごとに画素値1の重複を判定することにより、最適ROI内にあってしかも心腔内にある画素値の個数を計測する。これによって心腔の面積が演算される。もちろん解析部22は面積演算以外に、例えば面積変化率の演算、体積演算、体積変化率の演算などの各種の演算を実行するようにしてもよい。
【0025】
表示合成部18には、上述した断層画像の画像データ100が入力され、また解析部22の解析結果を表すデータ102、最適ROIライン画像を表す画像データ107及びエラー判定部34から出力されるエラー信号108が入力されている。表示合成部18は、表示部36に対して断層画像を表示させ、また必要に応じてその断層画像に対して最適ROIを表すラインを合成表示する。また、それと共に、各フレームごとに解析部22によって解析された結果が数値表示あるいはグラフ表示されるように表示処理を実行している。さらに、エラー信号108が入力された場合には、ユーザーに対してエラーを報知する情報を表示部36へ出力する。
【0026】
入力器24は例えば操作パネルなどによって構成され、この入力器24を利用してユーザーにより基準となる関心領域(基準関心領域)を指定することができる。その場合においては、例えば表示部36に表示される心臓の拡張末期の断層画像上において、その左室の全体をカバー(包囲)するように基準関心領域がユーザー設定される。
【0027】
関心領域演算部26は、入力器24によって入力された情報に基づいて複数の候補関心領域についてそれぞれの座標情報を演算する。これについては後に図2及び図3を用いて説明する。関心領域生成部28は、関心領域演算部26によって求められた各候補関心領域ごとの座標情報に基づいて、各候補関心領域を表す画像(ROI二値化画像)104と各候補関心領域の外縁を表すROIライン画像105を生成する。各候補関心領域ごとのROI二値化画像の画像データ104は、各候補関心領域ごとに設けられた関心領域有効判定部30に出力され、またセレクタ32へ出力される。関心領域生成部28については後に図4を用いて説明する。
【0028】
関心領域有効判定部30は、実際の二値化画像の画像データ101に基づいて、担当する候補関心領域が心腔の全体をカバーする有効な候補関心領域であるか否かを決定すると共に、複数の関心領域有効判定部30全体の機能として有効な候補関心領域の中から最もサイズの小さい最適な関心領域の決定を行っている。各関心領域有効判定部30はそれぞれの候補関心領域ごとにそれが有効であるか否かを表す信号110を出力しており、また隣り合う候補関心領域の有効判定結果を考慮しつつ自分が担当する候補関心領域が最適な関心領域であるか否かを表す信号111を出力している。この関心領域有効判定部30については後に図5を用いて説明する。
【0029】
上記のセレクタ32には、上記の信号110,111の他に、関心領域生成部28から出力されるROI二値化画像の画像データ104及びROIライン画像の画像データ105が入力されている。そして、セレクタ32は、信号110,111に基づいて最適な関心領域を特定し、その最適な関心領域に対応する最適ROI二値化画像の画像データ106を解析部22へ出力している。また、セレクタ32は最適ROIライン画像を表す画像データ107を表示合成部18へ出力している。エラー判定部34は、信号110,111に基づいて、最適な関心領域の決定に際して、エラーが発生したか否かを判断しており、具体的には、全ての候補関心領域についてそれが有効でないと判断された場合にはエラー信号108を表示合成部18へ出力している。この場合には、表示部36にエラーの表示がなされるため、ユーザーは後述するように基準関心領域の再設定を行う必要がある。また、エラー判定部34は、後述するように、複数の最適な関心領域が判定されたような場合には、上述同様にエラー信号108を表示合成部18へ出力しており、それに基づいて表示部36にはエラーの情報がユーザーに報知される。この場合においてもユーザーは基準関心領域の再設定を行う必要がある。
【0030】
次に、図1に示した関心領域演算部26について説明する。図2には、楕円によって表される関心領域が一般的なモデルとして示されている。ここにおいて、X0,Y0は楕円の中心座標であり、aはその楕円の短軸長であり、bはその楕円の長軸長である。また、破線で示されるデフォルトの楕円に対して実際に設定される楕円の傾きがφによって表されている。
【0031】
ここで、例えば心電信号のR波間によって特定される1心拍内におけるフレーム数をNとし、フレーム間における短軸方向の短軸長の増分をE1とし、フレーム間における長軸の増分をE2と仮定すると、各候補関心領域を以下の計算によって数学的に求めることができる。
【0032】
【数1】
上記の計算式においては、表示座標系におけるY座標が与えられると、そのY座標に対応する2つのX座標(X1,X2)が求められる。またその計算に当たっては、パラメータA,B,Cがそれぞれ途中段階において求められる。もちろん、上記の計算式の結果についてはそれをあらかじめ計算しておき、メモリのアドレスを指定することによりその結果値を得るようにしてもよいし、例えばソフトウエア演算などにより上記の計算を逐次行わせるようにしてもよい。上記の計算式に基づいて複数の候補関心領域を生成するのが上述した関心領域演算部26であり、その具体的な構成例が図3に示されている。
【0033】
図3において、パラメータ設定部42は、入力器24から与えられた情報あるいは初期値メモリ40から与えられるデフォルト情報に基づいて、上述した各パラメータX0,Y0,a,b,φ,N,E1,E2を設定する。ここにおいては、パラメータ設定部42に対して心電信号を入力し、それに基づいてN,E1,E2を定めるようにしてもよい。またユーザーにより基準となる関心領域を設定する場合には、各種の設定方法を用いることができ、例えば中心座標、長軸長及び短軸長をそれぞれ個別指定させ、しかもその傾きを入力させるようにしてもよい。
【0034】
本実施形態においては、基準関心領域も候補関心領域とされ、またその基準関心領域を基準として複数の関心領域が派生的に生成される。具体的には、基準関心領域に対して相似形あるいは準相似形となる複数の関心領域が自動的に生成されている。望ましくは、その自動生成では傾きφについては同一とされ、中心座標X0,Y0も同一とされる。その一方、短軸長a及び長軸長bについては各フレームごとに一定の増分をもって可変される。このために、パラメータ可変演算器44が設けられており、具体的には短軸長可変器46及び長軸長可変器48が設けられている。短軸長可変器46はパラメータ設定部42によって設定されたaに対してパラメータE1をもって各フレームごとに短軸長を変化させるものである。同様に、長軸長可変器48は、パラメータ設定部42から出力されるbに対してパラメータE2をもって各フレームごとに長軸長を可変する。そして、その可変された結果値がパラメータ変換部50へ渡されている。このパラメータ変換部50は上述した計算式におけるパラメータA,B,Cをそれぞれ演算する回路である。そして、パラメータ変換部50の後段に設けられている演算器52、加算器54、減算器56、演算器58、演算器60、加算器62、加算器64はそれぞれ上記の計算式を実行するものであり、それらの演算結果として、ラスタースキャンにしたがって入力されるY座標に対応する2つのX座標すなわちX1,X2,が求められている。
【0035】
図4には、図1に示した関心領域生成部28の具体的な構成例が示されている。
【0036】
各候補関心領域ごとにメモリ部68が設けられており、具体的にはn段階のサイズをもったn個の候補関心領域ごとにメモリ部68が設けられている。各メモリ部68はROIライン画像メモリ70とROI二値化画像メモリ72とを有している。ROIライン画像メモリ70には上述した座標演算によって特定される候補関心領域の外縁を表すラインの画像が格納される。ROI二値化画像メモリ72には、ROI二値化画像生成部66によって生成された候補関心領域を表す二値化画像が格納される。ここで、二値化画像は、関心領域内については値1を有し、それ以外については値0を有する画像である。またROIライン画像はそのライン上の画素のみが値1を有する画像である。各ROIライン画像メモリ70から出力された画像データ105は上述したようにセレクタ32に出力される。また、各ROI二値化画像メモリ72から出力される画像104は上述したように関心領域有効判定部30へ出力される他、セレクタ32へ出力されている。
【0037】
したがって、図4に示す構成によれば、各フレームごとの抽出画素に対して実際に最適な関心領域を決定する際に、あらかじめ複数の候補画像が生成され、それを表すデータが記憶装置上に格納される。したがって、一旦それらの複数の候補関心領域についての演算が終了すると、基準候補画像の再設定あるいはパラメータの変更を行わない限り、それらの複数の候補関心領域を再利用することができる。
【0038】
図5には図1に示した関心領域有効判定部30の具体的な構成例が示されている。ROIライン画像の画像データ105はアンドゲート80の一方の入力端子に入力され、心腔二値化画像の画像データ101はアンドゲート80の他方の入力端子に入力される。アンドゲート80は各画素ごとに2つの画像データ105,101が共に値1を表す場合にその出力を1にしている。その出力はフリップフロップ82に入力され、そのフリップフロップ82の出力はラッチ84へ出力される。ラッチ84の出力は、対象としている候補関心領域が心腔の二値化画像の全体を取り囲む場合にのみ0となり、また、その値が維持される。ラッチ84の出力は、ゲート86の一方の入力端子へ出力されると共に、分岐取出しされてセレクタ32へ出力され、また最上段すなわち#1番の候補関心領域以外については上位に存在する(すなわち自分より1サイズ大きな候補関心領域についての)関心領域有効判定部30へ出力されている。これは符号110Bによって表されている。ゲート86の他方の入力端子には、自己よりも1サイズ小さいすなわち1段下の関心領域有効判定部30から出力された信号110Aが入力されている。そして、ゲート86は、信号110Bの値が0であり、かつ信号110Aの値が1である場合に値1をもった信号111を出力している。ちなみに、最もサイズの小さいすなわち最も最下段に相当する関心領域有効判定部30においては、ゲート86の他方の入力端子に入力される信号110Aは常に値1をもった信号である。
【0039】
上記構成によれば、複数の関心領域有効判定部30の中で、値1をもった信号111が出力されるのは、対象とする二値化画像における組織領域の全体を取り囲みかつ最も小さなサイズをもった候補関心領域に対応したものとなる。
【0040】
図1に示したセレクタ32には、上記の信号111が入力されており、一方各候補関心領域ごとにそれが有効であるか否かの信号110も入力されている。それらの信号は上述したようにエラー判定部34によるエラー判定において利用されている。
【0041】
上述した実施形態では、段階的にサイズの異なる複数の候補関心領域において、連続して複数の候補関心領域が有効であると判定された場合にはその中で最小のサイズをもった候補関心領域が最適な関心領域であると判定されていたが、最適な関心領域の判定は上記の具体的な手法以外の手法を採用しても求めることができる。またエラー条件についても同様である。
【0042】
上記の実施形態においては、心臓の拡張末期を基準として基準関心領域を設定したが、それに代えてあるいはそれと共に心臓の収縮末期についても基準関心領域を設定することができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、各フレームの組織領域に対して最適な関心領域を設定できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図2】 楕円を規定する各パラメータを説明するための図である。
【図3】 図1に示す関心領域演算部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図4】 図1に示す関心領域生成部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図5】 図1に示す関心領域有効判定部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図6】 左室の輪郭と複数の候補関心領域との関係を示す図である。
【図7】 本実施形態の原理を説明するための概念図である。
【符号の説明】
10 探触子、12 送受信部、14 断層画像形成部、18 表示合成部、20 心腔二値化画像生成部、22 解析部、26 関心領域演算部、28 関心領域生成部、30 関心領域有効判定部、32 セレクタ、34 エラー判定部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an apparatus for automatically measuring the area and rate of area change of a tissue region (such as a lumen region).
[0002]
[Prior art]
The cardiac function is measured using ultrasonic diagnosis. For example, on the tomographic image, by counting the number of pixels belonging to the left chamber, the area of the left chamber can be measured from the count value. The area related to the left ventricle, the rate of change of the area, the approximate volume, the rate of change of the approximate volume, etc. are important index values for evaluating the cardiac function.
[0003]
By the way, when the area of the left ventricle is automatically calculated, the tomographic image is first binarized. By this binarization processing, the heart chamber and the myocardium are discriminated. Here, the heart chamber usually forms a closed region. However, for example, in a portion where the ultrasonic beam and the myocardium are parallel, the echo value is low, so the heart chamber may not be extracted as a closed region. . Similar problems may also occur with parts such as the mitral valve. When area calculation is performed on such an open region, the calculation target is unnecessarily enlarged (diverged), resulting in measurement errors. Further, there are a left atrium, a right ventricle, and the like in the vicinity of the left ventricle, and there is a possibility that the area calculation extends to those regions.
[0004]
Therefore, in the conventional apparatus, a region of interest (ROI) is set as a region surrounding the target left ventricle, and only the inside of the region of interest is set as a calculation target, thereby addressing the above problem. Yes. Normally, a loop line having an elliptical shape is displayed on the tomographic image at the end diastole, and the inclination, size, etc. of the loop line are set by the user, and as a result, the region of interest is manually specified. JP-A-9-289987 discloses a related technique.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the heart is beating, and the size of the left ventricle changes with the beating. On the other hand, in the related art, the region of interest is fixedly set, that is, even if the left ventricle contracts, the region of interest is maintained as it is, and a large non-negligible gap occurs between the two (that is, the region of interest and the left ventricle). In this state, for example, the left atrium other than the left ventricle is taken into the region of interest, which becomes a target for area calculation.
[0006]
An object of the present invention is to make it possible to adaptively set a good region of interest at all times as the target tissue varies.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) The present invention is an extraction image generation unit that generates an extraction image in which a tissue region is extracted for each frame based on a reception signal obtained by transmission / reception of an ultrasonic wave, and is optimal for the extraction image A region-of-interest setting unit for setting a region of interest, and a unit for calculating the tissue region by using the optimum region of interest for the extracted image. Candidate generating means for generating a plurality of candidate regions of interest for the extracted image; and optimum determining means for determining the optimum region of interest surrounding the entire tissue region from among the plurality of candidate regions of interest. It is characterized by including.
[0008]
According to the above configuration, an optimum region of interest is determined from among a plurality of candidate regions of interest for each extracted image of each frame, and a calculation for the tissue region is executed using the optimum region of interest. Therefore, according to the present invention, since the optimum region of interest can be set adaptively, the calculation accuracy can be improved.
[0009]
Desirably, the optimum determination means selects a candidate region of interest having the smallest size among the plurality of candidate regions of interest when there are a plurality of candidate regions of interest surrounding the entire tissue region. The optimal region of interest is determined. If the smallest candidate candidate region is determined as the optimum region of interest among the effective candidate regions of interest, the unnecessary region (excluded from the measurement target) that covers the entire tissue region and is captured in the optimum region of interest. Area) can be minimized.
[0010]
Preferably, the determination unit determines the optimum region of interest by examining the state of overlap with the tissue region in the extracted image for each candidate region of interest.
[0011]
Preferably, the region-of-interest setting unit includes an error processing unit that performs error processing when the optimum region of interest cannot be determined among the plurality of candidate regions of interest. According to this configuration, it is possible to improve the reliability regarding the setting of the optimum region of interest.
[0012]
(2) Moreover, this invention produces | generates the extraction image from which the structure | tissue area | region was extracted for every flame | frame about the biological tissue which moves periodically based on the received signal obtained by transmission / reception of an ultrasonic wave. Extracted image generating means, interested area setting means for setting an optimum region of interest for the extracted image, and computing means for performing an operation on the tissue region using the optimum interested region for the extracted image The region-of-interest setting means includes a user setting means for causing a user to set a reference region of interest that surrounds the entire tissue region with respect to a frame of a predetermined time phase in the periodic motion of the biological tissue. Derivation generating means for generating a plurality of derived regions of interest by changing the size stepwise with reference to the reference region of interest; From the region of interest and the candidate region of interest group including a plurality of the derived region of interest, characterized in that it comprises a, and optimal determining means for determining the optimal region of interest surrounding the whole of the tissue region.
[0013]
According to the above configuration, since a plurality of derived regions of interest can be generated based on the region of interest (reference region of interest) set by the user, the shape of the plurality of candidate regions of interest is good in relation to the actual tissue region. Can be anything.
[0014]
Preferably, the biological tissue that moves periodically is a heart, and the predetermined time phase is an end diastole of the heart. Another predetermined time phase can be the end systole. Further, a reference region of interest may be defined at both the end diastole and the end systole, and one or more derived regions of interest may be automatically generated between them.
[0015]
Preferably, each of the reference region of interest and the plurality of derived regions of interest is an ellipse region, and the major axis inclination, the length of the major axis, and the length of the minor axis of the reference region of interest are input by the user, The inclination of the long axis of the derived region of interest matches the inclination of the long axis of the reference region of interest, and the length of the long axis of the plurality of derived regions of interest changes the length of the long axis of the reference region of interest in steps. The length of the short axis of the plurality of derived regions of interest is determined by changing the length of the short axis of the region of interest in a stepwise manner. According to this configuration, for example, a similar candidate region of interest can be generated step by step.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
First, the principle of this embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a binarized image (extracted image) in which, for example, the left ventricular region is extracted for each frame is generated by performing binarization processing on the tomographic image (B-mode image) of each frame. The In FIG. 6, the outline of the left ventricle in the binarized image is represented by
[0018]
In order to specify the optimal region of interest for each frame, the binarized image (cardiac chamber binarized image) 101 of the left ventricle for each frame and a plurality of regions of interest binary having different sizes from each other The digitized image (ROI binarized image) 104 is individually compared with each other, and an overlapping relationship between the two images is determined to determine the optimum region of interest as a result (see reference numeral 204). In this case, as will be described later, the
[0019]
FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment.
[0020]
The
[0021]
The transmission /
[0022]
The tomographic
[0023]
The heart chamber binarized
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The region-of-
[0028]
The region-of-interest
[0029]
In addition to the
[0030]
Next, the region of
[0031]
Here, for example, the number of frames within one heart beat specified by the R wave of the electrocardiogram signal is N, the short axis length increment in the short axis direction between frames is E 1, and the long axis increment between frames is E 1. Assuming 2 , each candidate region of interest can be mathematically determined by the following calculation.
[0032]
[Expression 1]
In the above calculation formula, when a Y coordinate in the display coordinate system is given, two X coordinates (X 1 , X 2 ) corresponding to the Y coordinate are obtained. In the calculation, parameters A, B, and C are obtained in the middle stages. Of course, the result of the above calculation formula may be calculated in advance, and the result value may be obtained by designating the memory address. For example, the above calculation is sequentially performed by software calculation or the like. You may make it let. The above-mentioned region-of-
[0033]
In FIG. 3, the
[0034]
In the present embodiment, the reference region of interest is also a candidate region of interest, and a plurality of regions of interest are generated derivatively based on the reference region of interest. Specifically, a plurality of regions of interest that are similar or quasi-similar to the reference region of interest are automatically generated. Desirably, in the automatic generation, the inclination φ is the same, and the center coordinates X 0 and Y 0 are also the same. On the other hand, the minor axis length a and the major axis length b are varied with a certain increment for each frame. For this purpose, a variable parameter computing unit 44 is provided, specifically, a short axis length
[0035]
FIG. 4 shows a specific configuration example of the region of
[0036]
A
[0037]
Therefore, according to the configuration shown in FIG. 4, when actually determining the optimum region of interest for the extracted pixels for each frame, a plurality of candidate images are generated in advance, and data representing them are stored on the storage device. Stored. Therefore, once the calculation for the plurality of candidate regions of interest is completed, the plurality of candidate regions of interest can be reused unless the reference candidate image is reset or the parameters are changed.
[0038]
FIG. 5 shows a specific configuration example of the region-of-interest
[0039]
According to the above configuration, among the plurality of region-of-interest
[0040]
The above-described
[0041]
In the above-described embodiment, when it is determined that a plurality of candidate regions of interest are successively effective in a plurality of candidate regions of interest having different sizes in stages, the candidate region of interest having the smallest size among them is determined. Is determined to be the optimum region of interest, but the optimum region of interest can also be determined by employing a method other than the specific method described above. The same applies to error conditions.
[0042]
In the above embodiment, the reference region of interest is set with reference to the end diastole of the heart, but instead of or together with it, the reference region of interest can be set for the end systole of the heart.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is an advantage that an optimum region of interest can be set for the tissue region of each frame.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining parameters defining an ellipse.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a specific configuration example of a region of interest calculation unit illustrated in FIG. 1;
4 is a block diagram illustrating a specific configuration example of a region of interest generation unit illustrated in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a specific configuration example of a region of interest validity determination unit illustrated in FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a contour of a left ventricle and a plurality of candidate regions of interest.
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the principle of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記抽出画像に対して最適な関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記抽出画像に対して前記最適な関心領域を利用して前記組織領域に対する演算を実行する演算手段と、
を含み、
前記関心領域設定手段は、
設定された基準関心領域のサイズを段階的に可変させることにより、複数の候補関心領域を生成する候補生成手段と、
前記複数の候補関心領域の中から、前記組織領域の全体を包囲する前記最適な関心領域を判定する手段であって、前記各候補関心領域ごとに、前記抽出画像における組織領域との重なりの状態を調査することにより、前記最適な関心領域を判定する最適判定手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。Extracted image generating means for generating an extracted image in which a tissue region is extracted for each frame based on a reception signal obtained by transmission / reception of ultrasonic waves;
A region-of-interest setting means for setting an optimal region of interest for the extracted image;
A computing means for performing computation on the tissue region using the optimal region of interest for the extracted image;
Including
The region of interest setting means includes
Candidate generation means for generating a plurality of candidate regions of interest by changing the size of the set reference region of interest in stages ;
A means for determining the optimum region of interest surrounding the entire tissue region from the plurality of candidate regions of interest , wherein each candidate region of interest overlaps with the tissue region in the extracted image Optimal determination means for determining the optimal region of interest by
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記最適判定手段は、前記複数の候補関心領域の中で、前記組織領域の全体を包囲する有効な候補関心領域が複数個存在する場合に、それらの中で最もサイズが小さい有効な候補関心領域を前記最適な関心領域として判定することを特徴とする超音波診断装置。The apparatus of claim 1.
The optimum determination means, among the plurality of candidate regions of interest, if a valid candidate region of interest surrounding the whole of the tissue region there are a plurality, most small size valid candidate region of interest in their Is determined as the optimum region of interest.
前記最適判定手段は、前記各候補関心領域ごとに、その外縁を表すライン上に前記抽出画像における組織領域を表す画素が存在しない場合に、当該候補関心領域を前記有効な関心領域であるとする、ことを特徴とする超音波診断装置。The apparatus of claim 2 .
The optimum determination means determines that the candidate region of interest is the effective region of interest when there is no pixel representing the tissue region in the extracted image on the line representing the outer edge of each candidate region of interest. The ultrasonic diagnostic apparatus characterized by the above-mentioned.
前記関心領域設定手段は、前記複数の候補関心領域の中で前記最適な関心領域を判定できない場合にエラー処理を行うエラー処理手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。The apparatus of claim 1.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the region of interest setting means includes error processing means for performing error processing when the optimum region of interest cannot be determined among the plurality of candidate regions of interest.
前記抽出画像に対して最適な関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記抽出画像に対して前記最適な関心領域を利用して前記組織領域に対する演算を実行する演算手段と、
を含み、
前記関心領域設定手段は、
前記生体組織の周期的な運動における所定時相のフレームに対して、前記組織領域の全体を包囲する基準関心領域をユーザー設定させるためのユーザー設定手段と、
前記基準関心領域を基準として、そのサイズを段階的に可変させることにより、複数の派生関心領域を生成する派生生成手段と、
前記抽出画像に対して、前記基準関心領域及び前記複数の派生関心領域からなる候補関心領域群の中から、前記組織領域の全体を包囲する前記最適な関心領域を判定する最適判定手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。Extracted image generating means for generating an extracted image in which a tissue region is extracted for each frame of a biological tissue that periodically moves based on a reception signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves;
A region-of-interest setting means for setting an optimal region of interest for the extracted image;
A computing means for performing computation on the tissue region using the optimal region of interest for the extracted image;
Including
The region of interest setting means includes
User setting means for causing a user to set a reference region of interest that surrounds the entire tissue region with respect to a frame of a predetermined time phase in the periodic motion of the biological tissue;
Derivation generation means for generating a plurality of derived regions of interest by changing the size in steps with respect to the reference region of interest;
Optimal determination means for determining the optimal region of interest surrounding the entire tissue region from the group of candidate regions of interest consisting of the reference region of interest and the plurality of derived regions of interest for the extracted image;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記周期的に運動する生体組織は心臓であり、
前記所定時相は前記心臓の拡張末期であることを特徴とする超音波診断装置。The apparatus of claim 5.
The periodically moving biological tissue is a heart,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the predetermined time phase is an end diastole of the heart.
前記基準関心領域及び前記複数の派生関心領域はそれぞれ楕円領域であり、
前記基準関心領域の長軸の傾き、長軸の長さ及び短軸の長さがユーザー入力され、
前記複数の派生関心領域の長軸の傾きは前記基準関心領域の長軸の傾きと一致し、
前記複数の派生関心領域の長軸の長さは前記基準関心領域の長軸の長さを段階的に変化させることによって定められ、
前記複数の派生関心領域の短軸の長さは前記関心領域の短軸の長さを段階的に変化させることによって定められることを特徴とする超音波診断装置。The apparatus of claim 5.
The reference region of interest and the plurality of derived regions of interest are each elliptical regions;
The major axis inclination, the major axis length and the minor axis length of the reference region of interest are input by the user,
The major axis slope of the plurality of derived regions of interest matches the major axis slope of the reference region of interest;
A length of a major axis of the plurality of derived regions of interest is determined by gradually changing a length of a major axis of the reference region of interest;
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the length of the short axis of the plurality of derived regions of interest is determined by changing the length of the short axis of the region of interest in a stepwise manner.
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