JP4542406B2 - 超音波イメージング装置 - Google Patents

Description

この発明は、造影剤が注入された被検体の撮像を行う超音波イメージング装置に関する。

近年、造影剤を被検体に注入し、この被検体を、超音波イメージング装置を用いて撮像することが行われる。この造影剤は、微小バブル（ｂｕｂｂｌｅ）を多数含む液体からなる。そして、被検体内に注入されたこの液体は、時間と共に体内を循環する。この際、超音波イメージング装置から発せられる超音波は、造影剤が循環した部分からは微小バブルによる強い反射が生じ、高い信号強度の超音波エコー（ｅｃｈｏ）として検出される。

ここで、この信号強度の時間変化であるタイムインテンシティカーブ（Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ：以下ＴＩＣと略称する）が、断層画像上の関心領域で取得される。このＴＩＣを観察することにより、造影剤の被検体内における循環の様子が定量的に把握され、同時に被検体内の疾患の有無あるいは程度が判定される（例えば、非特許文献１参照）。なお、このＴＩＣを用いた判定では、関心領域を造影剤が通過する際の、流入あるいは流出による信号強度の変化部分が特に重要であり、この部分に関数のフィッティング（ｆｉｔｔｉｎｇ）を行い、関数の各種パラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）が求められる。

また、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）は、この関数のフィッティングを行う際に、フィッティングを行うフィッティング領域を各関心領域のＴＩＣごとに設定し、各種パラメータを求める。
森安 史典、他２名、「超音波造影ガイドブック」、金原出版、２００３年２月２８日、ｐ．５４〜５５

しかしながら、上記背景技術によれば、オペレータによる、関心領域ごとのフィッティング領域の設定は、手間のかかるものであると同時に人為的な誤差を含むものである。すなわち、造影剤の関心領域への流入を示すＴＩＣの変化部分は、関心領域ごとに異なる時間および波形となり、その都度、ＴＩＣに最適なフィッティング領域が、オペレータにより設定される必要があった。

特に、ＴＩＣは、信号強度にノイズ（ｎｏｉｓｅ）あるいは体内の動きによる細かな変動を含むものであるので、オペレータが視覚的にフィッティング領域の最適化を行うことは、人為的な誤差を大きなものとすると同時に、難しい判定を迫られるオペレータにとっても操作上の負担が大きなものとなる。

これらのことから、ＴＩＣの変化部分に関数フィッティングを行う際のフィッティング領域の設定を、簡易に再現性良く行う超音波イメージング装置をいかに実現するかが重要となる。

この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、ＴＩＣの変化部分に関数フィッティングを行う際のフィッティング領域の設定を、簡易に再現性良く行う超音波イメージング装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、被検体に注入された造影剤を、前記被検体の造影モード画像上に設定される関心領域ごとに、前記関心領域内で平均化された造影モード画像の信号強度が示す時間変化として検出する超音波イメージング装置であって、前記信号強度の時間変化を示すタイムインテンシティカーブを生成する生成手段と、前記造影剤の前記関心領域の通過により生じる前記タイムインテンシティカーブの変化部分に、関数のフィッティングを行うフィッティング手段と、前記フィッティングの際のフィッティング領域を自動設定する自動設定手段と、前記フィッティングにより確定される前記関数のパラメータ値を取得する取得手段と、を備える。

この第１の観点による発明では、生成手段により、信号強度の時間変化を示すタイムインテンシティカーブを生成し、フィッティング手段により、造影剤の関心領域の通過により生じるタイムインテンシティカーブの変化部分に関数のフィッティングを行い、自動設定手段により、フィッティングの際のフィッティング領域を自動設定し、取得手段により、フィッティングにより確定される関数のパラメータ値を取得する。

また、第２の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項１において、前記関数が、前記変化部分の立ち上がり部分にフィッティングを行う第１の関数と、前記変化部分の立ち下がり部分にフィッティングを行う第２の関数とを備えることを特徴とする。

この第２の観点の発明では、関数は、立ち上がり部分にフィッティングを行う第１の関数と、立ち下がり部分にフィッティングを行う第２の関数とを備える。
また、第３の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項２において、前記フィッティング領域が、前記立ち上がり部分を示すウオッシュイン領域と、前記立ち下がり部分を示すウオッシュオウト領域とを含むことを特徴とする。

この第３の観点の発明では、フィッティング領域は、ウオッシュイン領域とウオッシュオウト領域とを含む。
また、第４の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項１ないし３のいずれか１つにおいて、前記生成手段が、前記タイムインテンシティカーブを平滑化する平滑化手段を備えることを特徴とする。

この第４の観点の発明では、生成手段は、平滑化手段により、タイムインテンシティカーブを平滑化する。
また、第５の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項３または４において、前記自動設定手段が、前記タイムインテンシティカーブの局所的な時間変化率である局所勾配を、前記タイムインテンシティカーブのすべての時間領域で求める勾配算出手段を備えることを特徴とする。

この第５の観点の発明では、自動設定手段は、勾配算出手段により、タイムインテンシティカーブの局所勾配をすべての時間領域で求める。
また、第６の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項５において、前記自動設定手段が、前記タイムインテンシティカーブの信号強度が最多となるピーク時間、前記ピーク時間を越えない時間範囲で前記局所勾配が零となる最多の時間である最多零勾配時間および前記ピーク時間を越える時間範囲で前記局所勾配が零となる最少の時間である最少零勾配時間を算定する第１の算定手段を備えることを特徴とする。

この第６の観点の発明では、自動設定手段は、第１の算定手段により、タイムインテンシティカーブの信号強度が最多となるピーク時間、ピーク時間を越えない時間範囲で局所勾配が零となる最多の時間である最多零勾配時間およびピーク時間を越える時間範囲で局所勾配が零となる最少の時間である最少零勾配時間を算定する。

また、第７の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項６において、前記自動設定手段が、前記最多零勾配時間および前記ピーク時間の間をウオッシュイン領域とし、前記ピーク時間および前記最少零勾配時間の間をウオッシュアウト領域とすることを特徴とする。

この第７の観点の発明では、自動設定手段は、最多零勾配時間およびピーク時間の間をウオッシュイン領域とし、ピーク時間および最少零勾配時間の間をウオッシュアウト領域とする。

また、第８の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項５において、前記自動設定手段が、前記タイムインテンシティカーブの信号強度が最多となるピーク時間、前記ピーク時間を越えない時間範囲で前記タイムインテンシティカーブの信号強度が最小となる基準時間を算定する第２の算定手段を備えることを特徴とする。

この第８の観点の発明では、自動設定手段は、第２の算定手段により、タイムインテンシティカーブの信号強度が最多となるピーク時間、ピーク時間を越えない時間範囲でタイムインテンシティカーブの信号強度が最小となる基準時間を算定する。

また、第９の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項８において、前記自動設定手段が、前記基準時間および前記ピーク時間での信号強度の時間変化率である基準勾配を求め、前記ピーク時間を越えない時間範囲で前記局所勾配の値が前記基準勾配の値を越える時間に近接する交差時間および前記ピーク時間の間をウオッシュイン領域とすることを特徴とする。

この第９の観点の発明では、自動設定手段は、基準時間およびピーク時間での信号強度の時間変化率である基準勾配を求め、ピーク時間を越えない時間範囲で局所勾配の値がこの基準勾配の値を越える時間に近接する交差時間および前記ピーク時間の間をウオッシュイン領域とする。

また、第１０の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項１ないし９のいずれか１つにおいて、前記超音波イメージング装置が、さらに前記タイムインテンシティカーブを表示する表示手段および前記フィッティング領域を手動設定する入力手段を備えることを特徴とする。

この第１０の観点の発明では、超音波イメージング装置は、表示手段により、タイムインテンシティカーブを表示し、入力手段により、フィッティング領域を手動設定する。
また、第１１の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、請求項６、８および１０において、前記自動設定手段が、前記最多零勾配時間、前記最少零勾配時間あるいは前記交差時間が存在しない場合に、前記手動設定を行う旨の指示情報を前記表示手段に表示することを特徴とする。

この第１１の観点の発明では、自動設定手段は、手動設定を行う旨の指示情報を表示手段に表示する。

以上説明したように、本発明では、生成手段により、信号強度の時間変化を示すタイムインテンシティカーブを生成し、フィッティング手段により、造影剤の関心領域の通過により生じるタイムインテンシティカーブの変化部分に関数のフィッティングを行い、自動設定手段により、フィッティングの際のフィッティング領域を自動設定し、取得手段により、フィッティングにより確定される関数のパラメータ値を取得することとしているので、関数のフィッティングを行う際に、オペレータによりフィッティング領域を設定する手間を省き、操作性の向上を計ると共に、フィッティング領域の設定における人為的なばらつきを無くし、関数のパラメータ値を再現性の高いものとすることができる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる超音波イメージング装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１に、本実施の形態１にかかる超音波イメージング装置の全体構成を表すブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。この超音波イメージング装置は、探触子部１０１、送受信部１０２、画像処理部１０３、シネメモリ（ｃｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画像表示制御部１０５、ＴＩＣ処理部１０９、表示部１０６、入力部１０７および制御部１０８を有する。

探触子部１０１は、超音波を送受信するための部分、つまり生体の撮像断面の特定方向に超音波を繰り返し照射し、生体内から繰り返し反射される超音波信号を時系列的な音線として受信する一方、超音波の照射方向を順次切り替えながら電子走査を行う。なお、図には明示していないが探触子部１０１には、圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配置されている。

送受信部１０２は、探触子部１０１と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）によって接続され、探触子部１０１の圧電素子を駆動するための電気信号を発生する。また、送受信部１０２は、受信した超音波信号の初段増幅を行う。

画像処理部１０３は、送受信部１０２で増幅された超音波信号から造影剤の描出を行う造影モード画像をリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）で生成するための造影モード処理を行う。具体的な処理内容は、例えば受信した超音波信号の遅延加算処理、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理、変換した後のデジタル（ｄｉｇｉｔａｌ）情報をＢモード画像情報あるいはハーモニックモード（ｈａｒｍｏｎｉｃ ｍｏｄｅ）画像情報として後述のシネメモリ部１０４に書き込む処理等である。

また、画像処理部１０３は、これ以外にも、送受信部１０２で増幅された超音波信号から、指定される採取領域に相当するタイミングで位相変化情報を抽出し、リアルタイムで、速度、パワー値、分散といった撮像断面の各点に付随する流れの情報を算出するドップラ（ｄｏｐｐｌｅｒ）処理、超音波信号に含まれる血流情報を、探触子部１０１に近づく流れを赤色に、探触子部１０１から遠ざかる流れを青色に着色するＣＦＭ処理等を行うこともできる。

シネメモリ部１０４は、造影モード処理で生成されたＢモード画像情報、ＣＦＭ処理で生成されたカラー画像情報およびドップラ処理で生成された流れの情報を蓄積するための画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）である。特に、時間的に変化するＢモード画像情報、カラー画像情報、流れの情報を、時系列的な指標を持って保存し、後に画像情報の時間変化を解析する際の基礎データとする。

画像表示制御部１０５は、画像処理部１０３で生成されたＢモード画像情報およびドップラ処理で生成された流れの情報の表示フレームレート（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）変換、並びに、Ｂモード画像情報等の表示画像の形状や位置制御を行う。また、Ｂモード画像情報等の表示画像上での関心領域を示すＲＯＩ（ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の表示も行う。

表示部１０６は、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）あるいはＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）等を用いて、画像表示制御部１０５によって表示フレームレート変換および画像表示の形状や位置制御された情報を、オペレータに対して可視表示する。

入力部１０７は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）およびポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）等からなり、オペレータによる、Ｂモード画像による表示を行うかさらにドップラ処理の結果を表示するか等を選択するための操作入力信号を、制御部１０８に伝える。また、表示部１０６の表示画像上に位置するＲＯＩの位置設定およびＲＯＩ位置の確定入力も行う。

ＴＩＣ処理部１０９は、シネメモリ部１０４に蓄積された画像情報および入力部１０７から確定された表示画像上のＲＯＩ位置情報に基づいて、ＲＯＩ位置におけるＴＩＣ、すなわちタイムインテンシティカーブを生成する。なお、ＴＩＣ処理部１０９の構成およびＴＩＣについては、後に詳述する。

制御部１０８は、入力部１０７から与えられた操作入力信号および予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）やデータ（ｄａｔａ）に基づいて、上述した超音波イメージング装置各部の動作を制御し、表示部１０６にＢモード画像、ドップラ画像等を表示する。

図２は、ＴＩＣ処理部１０９の機能的な構成を示す機能ブロック図である。ＴＩＣ処理部１０９は、ＴＩＣ生成手段３０１、ＴＩＣ情報３０２、フィッティング手段３０３、自動設定手段３０５および取得手段３０４を含む。なお、造影モード画像は、Ｂモード画像、ハーモニックモード画像、ＣＦＭ画像、パワードップラモード画像等のいずれを用いることもできる。以下、代表例としてＢモード画像を用いた場合を示す。

ＴＩＣ生成手段３０１は、シネメモリ部１０４の時系列的に保存されたＢモード画像情報および制御部１０８を介して取得されるＲＯＩ位置情報に基づいて、Ｂモード画像情報の対応するＲＯＩ位置内の画素値の平均値を時間ごとに求め、ＴＩＣ情報３０２を生成する。なお、ＴＩＣ生成手段３０１は、図示しない平滑化手段を含み、生成されたＴＩＣに平滑化処理を行い、ノイズ等による細かい変動を含まない平滑ＴＩＣとする。そして、ＴＩＣ情報３０２は、この平滑化された平滑ＴＩＣの情報を含むものとする。

ここで、ＴＩＣとは、表示画像のＲＯＩ内に位置する画素値の例えば平均値が、時間と共に変化する様子を示す曲線である。図３は、被検体に造影剤が注入された際に、被検体の血管あるいは臓器部分で観測されるＴＩＣの一例である。なお、ここで用いられる造影剤は、数ミクロン（ｍｉｃｒｏｎ）程度の微小バブルを含む液体である。そして、この造影剤が被検体内に注射器等により注入され、循環により造影剤が浸潤する部分では、この微小バブルで超音波が反射されるので、通常より高い信号強度の反射エコーが取得される。

図３は、縦軸を信号強度、横軸を時間として、ＴＩＣの一例を示す図である。ＴＩＣは、概ね造影剤の未入期間、ウオッシュイン（Ｗａｓｈ Ｉｎ）領域、ウオッシュアウト（Ｗａｓｈ Ｏｕｔ）領域および消失期間に分けられる。未入期間では、被検体に注入された造影剤が、設定されたＲＯＩ領域に到達しておらず、造影剤がない場合の通常の信号強度を示す。ウオッシュイン領域では、造影剤がＲＯＩ領域に流入し始め、信号強度が上昇しピーク（ｐｅａｋ）に達する。ウオッシュアウト領域では、造影剤がＲＯＩ領域から流出し始め、信号強度が徐々に低下する。消失期間では、造影剤が設定されたＲＯＩ領域から流出し、未入期間と同様の信号強度を示す。なお、未入期間、ウオッシュイン領域、ウオッシュアウト領域、消失期間は、設定されるＲＯＩの解剖学的部位等により大きく異なり、特にウオッシュイン領域に示される信号強度の立ち上がり波形は、被検体の循環器系に内在する疾患情報を含むものとなる。

図２に戻り、自動設定手段３０５は、図示しない勾配算出手段および第１の算定手段を含み、ＴＩＣ情報３０２に基づいて、関数フィッティングを行うフィッティング領域を決定する。勾配算出手段は、ＴＩＣ情報３０２に含まれるＴＩＣ曲線のすべての時間領域に渡る局所勾配を算出する。なお、この局所勾配情報の算出の際には、ＴＩＣ曲線の変化の度合いに応じて適宜平均化等を行うこともできる。

また、第１の算定手段は、フィッティング領域を決定する際に用いられる各種時間情報、すなわちピーク時間、最高零勾配時間および最低零勾配時間を、ＴＩＣ情報３０２から算定し、自動設定手段３０５は、これら時間情報および局所勾配情報に基づいてフィッティング領域を決定する。なお、第１の算定手段、ピーク時間、最高零勾配時間および最低零勾配時間の詳細については後に詳述する。

フィッティング手段３０３は、ＴＩＣ情報３０２のフィッティング領域に、最小２乗法等を用いて関数フィッティングを行う。ここで、関数フィッティングの際に用いられる関数は、信号強度が立ち上がるウオッシュイン領域では、例えば、ｔを時間、ｆを信号強度として、第１の関数である
ｆ（ｔ）＝Ａ（１−ｅｘｐ（−ｋｔ）＋Ｂ）
で表される。また、信号強度が立ち下がるウオッシュアウト領域では、例えば、第２の関数である
ｇ（ｔ）＝Ｃ（ｅｘｐ（−ｍｔ）＋Ｄ）
で表される。ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、ｋおよびｍは、関数フィッティングにより決定されるパラメータで、立ち上がり波形あるいは立ち下がり波形の形状さらには造影剤のＲＯＩ内への流入および流出の度合いを反映する。なお、フィッティング領域は、第１および第２の関数に対応して、ウオッシュイン領域およびウオッシュアウト領域ごとに設定される。

取得手段３０４は、フィッティングされた関数から、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、ｋおよびｍのパラメータ値を取得する。これらパラメータ値は、このままあるいは診断に適した形式に演算処理された後に、画像表示制御部１０５を介して表示部１０６に表示される。

つづいて、制御部１０８の動作を、図４を用いて説明する。図４は、制御部１０８による時系列なＢモード画像の取得動作を示すフローチャートである。まず、オペレータは、被検体に造影剤を注入する（ステップＳ４０１）。そして、オペレータは、この造影剤の注入と同時に、被検体の目的とする部位のＢモード画像情報を暫時取得する（ステップＳ４０２）。また、これに同期して制御部１０８は、この同一部位の時系列的なＢモード画像情報を、シネメモリ部１０４に格納する。その後、制御部１０８は、後述するパラメータ取得処理を行い（ステップＳ４０３）、取得されたパラメータ値に基づいた疾患の有無あるいは程度の判断がなされ（非特許文献１参照）、本処理を終了する。

図５は、ＴＩＣ処理部１０９によるパラメータ取得処理の動作を示すフローチャートである。オペレータは、表示部１０６に表示される撮像部位のＢモード画像上にＲＯＩを設定する（ステップＳ５０１）。そして、ＴＩＣ処理部１０９は、設定されたＲＯＩの位置情報に基づいて、シネメモリ部１０４に格納されたＢモード画像情報の該当位置から画素値情報およびこのＢモード画像情報の取得時間情報を取得し、ＴＩＣ情報を求める（ステップＳ５０２）。図６（Ａ）には、ここで取得された生のＴＩＣ情報の一例が示されている。図６（Ａ）は、横軸を時間軸、縦軸を信号強度軸としたＴＩＣを示している。なお、このＴＩＣには、ノイズあるいは撮像時の体動等に起因する細かな変動が含まれている。

その後、ＴＩＣ処理部１０９は、ステップＳ５０２で求めたＴＩＣ情報に平滑化を行い（ステップＳ５０３）、細かい変動を含まない平滑化されたＴＩＣ情報３０２とする。図６（Ｂ）には、ＴＩＣ情報３０２の平滑ＴＩＣが図示されている。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）および後述する（Ｃ）は、共通の時間軸を有する。

その後、ＴＩＣ処理部１０９は、このＴＩＣ情報３０２から、ＴＩＣ情報３０２に含まれる全時間領域に渡る局所勾配情報を求める（ステップＳ５０４）。ここで、局所勾配は、特定の時間における平滑ＴＩＣの勾配を表すものである。図６（Ｃ）は、縦軸を局所勾配、横軸を時間として、ＴＩＣ情報３０２から求められる全時間領域に渡る局所勾配を示す図である。ここで、局所勾配は、大きな変化が生じるＴＩＣ情報３０２の立ち上がり部分では大きな正の値を示し、立ち下がり部分では大きな負の値を示し、また、変化の小さい極値近傍では零に近い値を示す。

その後、ＴＩＣ処理部１０９は、ＴＩＣ情報３０２および局所勾配情報から、第１の算定手段を用いて、各種時間情報を算定する（ステップＳ５０５）。ここで、第１の算定手段および各種時間情報について説明する。まず、第１の算定手段は、ＴＩＣ情報３０２から、信号強度が最多となるピーク時間を求める。図６（Ｂ）の例では、図示されている平滑ＴＩＣが最多値を示す時間が、ピーク時間となる。

また、第１の算定手段は、局所勾配情報から、最多零勾配時間および最少零勾配時間を求める。ここで、最多零勾配時間は、局所勾配曲線のピーク時間を越えない時間範囲で、局所勾配の値が零である最多の時間を示している。図６（Ｃ）の例では、ピーク時間を越えない時間範囲に、局所勾配が零となる時間が数カ所存在し、この時間の中で最多時間のものが最多零勾配時間とされる。

また、最少零勾配時間は、局所勾配曲線のピーク時間を越える時間範囲で、局所勾配の値が零である最小の時間を示している。図６（Ｃ）の例では、ピーク時間を越える時間範囲に、局所勾配が零となる時間多数存在し、この時間の中で基準時間のものが最少零勾配時間とされる。

その後、ＴＩＣ処理部１０９は、第１の算定手段による、各種時間情報の算定が行われたかどうかを判定する（ステップＳ５０６）。そして、この算定が首尾良く行われた場合には（ステップＳ５０６肯定）、ピーク時間、最多零勾配時間および最少零勾配時間を用いて、フィッティング領域を自動設定する（ステップＳ５０７）。この自動設定では、最多零勾配時間およびピーク時間の間をフィッティングを行うウオッシュイン領域、ピーク時間および最少零勾配時間の間をフィッティングを行うウオッシュアウト領域と設定する。

また、ＴＩＣ処理部１０９は、この算定が零局所勾配の不検出等により、首尾良く行われない場合には（ステップＳ５０６否定）、表示部１０６に、手動でフィッティング領域の設定をする旨の指示表示を行う（ステップＳ５０８）。そして、オペレータは、入力部１０７から、フィッティング領域を手動設定する（ステップＳ５０９）。

その後、ＴＩＣ処理部１０９は、ウオッシュイン領域およびウオッシュアウト領域で、第１の関数および第２の関数のフィッティングを行う（ステップＳ５７０）。図６（Ｂ）には、ＴＩＣのウオッシュイン領域およびウオッシュアウト領域でフィッティングされた第１の関数ｆ（ｔ）および第２の関数ｇ（ｔ）が図示されている。

その後、ＴＩＣ処理部１０９は、フィッティングにより確定された関数ｆ（ｔ）およびｇ（ｔ）から、パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、ｋおよびｍを取得し（ステップＳ５１１）、図４に示す主ルーチンに移行する。

上述してきたように、本実施の形態１では、時系列的なＢモード画像情報からＴＩＣ情報３０２を生成し、このＴＩＣ情報３０２に含まれる平滑ＴＩＣのウオッシュイン領域およびウオッシュアウト領域に関数ｆ（ｔ）およびｇ（ｔ）のフィッティングを行う際に、このフィッティングを行う領域を、自動設定手段３０５により、ＴＩＣの局所勾配情報に基づいて自動で設定することとしているので、オペレータによりフィッティング領域を設定する手間を省き、操作性の向上を計ると共に、フィッティング領域の設定における人為的なばらつきを無くし、関数のパラメータ値を再現性の高いものとすることができる。

また、本実施の形態１では、ＴＩＣ情報３０２は、平滑化されたものであるとしたが、平滑化を行う以前のＴＩＣとすることもできる。この場合には、局所勾配を求める勾配算出手段は、局所勾配を時間軸近傍領域での平均化により安定したものとし、ひいてはこの情報から算定される各種時間情報も安定化させることができる。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、第１の算定手段を用いて、局所勾配が零となる時間に基づいて、ウオッシュイン領域を決定したが、局所勾配が閾値を越える時間に基づいて、ウオッシュイン領域を決定することもできる。そこで、つぎの実施の形態２では、この閾値を用いてウオッシュイン領域を決定する場合を示す。

ＴＩＣ処理部１０９の自動設定手段３０５は、第１の算定手段に代わりに第２の算定手段を有し、第２の算定手段は、第１の算定手段に代わって動作を行う。また、その他の構成および動作については、図１、２および図４，５に示したものと全く同様のものとなるので、詳細な説明を省略する。なお、図５のフローチャートに示すＴＩＣ処理部１０９の動作において、ステップＳ５０５の各種時間情報の算定およびステップＳ５０７のフィッティング領域を自動設定する部分が、本実施の形態２の変更にかかる部分である。

第２の算定手段は、ステップＳ５０５において、第１の算定手段と同様に、フィッティング領域を決定する際に用いられる各種時間情報、すなわちピーク時間、基準時間および交差時間を、ＴＩＣ情報３０２から算定する。

ここで、ピーク時間、基準時間および交差時間について説明する。ピーク時間は、信号強度が最多となる時間で、ＴＩＣ情報３０２から、第２の算定手段により算定される。図７は、図６に示されているＴＩＣの、主として立ち上がり部分を図示したものである。図７（Ａ）の例では、図示されているＴＩＣが最多値を示す時間が、ピーク時間として示されている。

また、基準時間は、ピーク時間を越えない時間範囲で、ＴＩＣの信号強度が最小となる時間で、第２の算定手段により、ＴＩＣ情報３０２から算定される。図７（Ａ）の例では、図示されているＴＩＣがピーク時間を越えない時間範囲で最小値を示す時間が、基準時間として示されている。

ここで、第２の算定手段は、基準時間およびピーク時間の信号強度である最小値および最多値から閾値となる基準勾配Ａを求める。図７（Ａ）に、この基準勾配Ａの例を示す。この基準勾配Ａは、ＴＩＣの立ち上がり部分が有する勾配の下限を反映したものとなる。

また、交差時間は、ＴＩＣの局所勾配が、ピーク時間を越えない時間範囲で基準勾配Ａを越える時間で、第２の算定手段により、局所勾配情報から算定される。図７（Ｂ）は、ＴＩＣの立ち上がり部分での局所勾配を示した図である。図７（Ｂ）に示すように、局所勾配曲線が基準勾配Ａを越える時間が交差時間となる。なお、交差時間は、ＴＩＣに含まれる細かな変動の状況に応じて、前記越える時間が、所定時間継続すること、さらには所定時間継続の後には、この所定時間内で最小の時間を有するもの等とし、前記越える時間に近接する時間内で最適なものとすることもできる。

その後、第２の算定手段は、ステップＳ５０７において、交差時間およびピーク時間の間をウオッシュイン領域として設定する。そして、ステップＳ５１０において、このウオッシュイン領域に対して第１の関数ｆ（ｔ）のフィッティングが行われる。この図７（Ｃ）には、ウオッシュイン領域およびこの領域に対して行われた関数ｆ（ｔ）のフィッティングの様子が示されている。

上述してきたように、本実施の形態２では、ＴＩＣ情報３０２で示される平滑ＴＩＣのウオッシュイン領域の立ち上がり部分に、関数ｆ（ｔ）のフィッティングを行う際に、このフィッティングを行う領域を、立ち上がり部分の形状から、勾配の下限となる基準勾配Ａを算定し、この基準勾配Ａに基づいてウオッシュイン領域を自動で設定することとしているので、ノイズ等によるＴＩＣの細かい変動に影響されにくいウオッシュイン領域を設定することができる。

超音波イメージング装置の全体構成を示すブロック図である。 ＴＩＣ処理部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 ＴＩＣの一例を示す信号強度と時間の関係図である。 超音波イメージング装置の動作を示すフローチャートである。 パラメータ取得処理の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１のパラメータ取得処理の動作を示す説明図である。 実施の形態２のパラメータ取得処理の動作を示す説明図である。

符号の説明

１０１ 探触子部
１０２ 送受信部
１０３ 画像処理部
１０４ シネメモリ部
１０５ 画像表示制御部
１０６ 表示部
１０７ 入力部
１０８ 制御部
１０９ ＴＩＣ処理部
３０１ ＴＩＣ生成手段
３０２ ＴＩＣ情報
３０３ フィッティング手段
３０４ 取得手段
３０５ 自動設定手段

Claims (11)

1. 被検体に注入された造影剤を、前記被検体の造影モード画像上に設定された関心領域の信号強度が示す時間変化として検出する超音波イメージング装置であって、
   前記信号強度の時間変化を示すタイムインテンシティカーブを生成する生成手段と、
   前記造影剤の前記関心領域の通過により生じる前記タイムインテンシティカーブの変化部分に、関数のフィッティングを行うフィッティング手段と、
   前記フィッティングの際のフィッティング位置を自動設定する自動設定手段と、
   前記フィッティングにより確定される前記関数のパラメータ値を取得する取得手段と、
   を備えることを特徴する超音波イメージング装置。
2. 前記関数は、前記変化部分の立ち上がり部分にフィッティングを行う第１の関数と、前記変化部分の立ち下がり部分にフィッティングを行う第２の関数とを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波イメージング装置。
3. 前記フィッティング位置は、前記立ち上がり部分を示すウオッシュイン領域と、前記立ち下がり部分を示すウオッシュアウト領域とを含むことを特徴とする請求項２に記載の超音波イメージング装置。
4. 前記生成手段は、前記タイムインテンシティカーブを平滑化する平滑化手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の超音波イメージング装置。
5. 前記自動設定手段は、前記タイムインテンシティカーブの局所的な時間変化率である局所勾配を、前記タイムインテンシティカーブのすべての時間領域で求める勾配算出手段を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の超音波イメージング装置。
6. 前記自動設定手段は、前記タイムインテンシティカーブの信号強度が最多となるピーク時間、前記ピーク時間を越えない時間範囲で前記局所勾配が零となる最多の時間である最多零勾配時間および前記ピーク時間を越える時間範囲で前記局所勾配が零となる最少の時間である最少零勾配時間を算定する第１の算定手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の超音波イメージング装置。
7. 前記自動設定手段は、前記最多零勾配時間および前記ピーク時間の間をウオッシュイン領域とし、前記ピーク時間および前記最少零勾配時間の間をウオッシュアウト領域とすることを特徴とする請求項６に記載の超音波イメージング装置。
8. 前記自動設定手段は、前記タイムインテンシティカーブの信号強度が最多となるピーク時間、前記ピーク時間を越えない時間範囲で前記タイムインテンシティカーブの信号強度が最小となる基準時間を算定する第２の算定手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の超音波イメージング装置。
9. 前記自動設定手段は、前記基準時間および前記ピーク時間での信号強度の時間変化率である基準勾配を求め、前記ピーク時間を越えない時間範囲で前記局所勾配の値が前記基準勾配の値を越える時間に近接する交差時間および前記ピーク時間の間をウオッシュイン領域とすることを特徴とする請求項８に記載の超音波イメージング装置。
10. 前記超音波イメージング装置は、さらに前記タイムインテンシティカーブを表示する表示手段および前記フィッティング位置を手動設定する入力手段を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の超音波イメージング装置。
11. 前記自動設定手段は、前記最多零勾配時間、前記最少零勾配時間あるいは前記交差時間が存在しない場合に、前記手動設定を行う旨の指示情報を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項６、８および１０に記載の超音波イメージング装置。

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