[第1の実施の形態]
この発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成について図1を参照して説明する。図1は、この発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置の概略的な構成を示すブロック図である。
この第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、Bモード断層像を表示するBモード、超音波ビーム方向の反射源の時間的位置変化を運動曲線として表示するMモード、血流情報を表示するドプラモード(パルスドプラ(PW)又は連続波ドプラ(CW))、血流情報を2次元的に表示するCFM(カラーフローマッピング)モードなどの既知のモードに応じて動作可能な装置である。
超音波プローブ2には、複数の超音波振動子が所定方向(走査方向)に1例に配列された1次元超音波プローブや、超音波振動子がマトリックス(格子)状に配置された2次元超音波プローブが用いられる。
送受信部3は送信部と受信部とからなり、超音波プローブ2に電気信号を供給して超音波を発生させるとともに、超音波プローブ2が受信したエコー信号を受信する。送受信部3から出力されるデータは、目的に応じてBモード処理部41又はCFM処理部42に出力される。
Bモード処理部41は、エコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からBモード超音波ラスタデータを生成する。具体的には、送受信部3から送られるデータに対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。このBモード処理回路で生成されるデータをBモード超音波ラスタデータという。
CFM処理部42は、動いている血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成する。血流情報には、速度、分散、パワー等の情報があり、血流情報は2値化情報として得られる。具体的には、CFM処理部42は、位相検波回路、MTIフィルタ、自己相関器、及び流速・分散演算器から構成されている。このCFM処理回路は、組織信号と血流信号とを分離するためのハイパスフィルタ処理(MTIフィルタ処理)が行われ、自己相関処理により血流の移動速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。
記憶部5はメモリからなり、Bモード処理部41又はCFM処理部42により生成された超音波ラスタデータが一時的に記憶、保持される。
DSC7(Digital Scan Converter:デジタルスキャンコンバータ)は、直交座標系で表される画像を得るために、超音波ラスタデータを直交座標で表されるデータに変換する。超音波診断装置1に1次元超音波プローブが接続されている場合、DSC7が記憶装置6から走査線信号列で表される信号処理後の超音波ラスタデータを読み込み、空間情報に基づいた座標系のデータに変換する(スキャンコンバージョン処理)。例えば、Bモード超音波ラスタデータに基づいて2次元画像のBモード断層像データを生成し、画像データを表示制御部10に出力する。
Bモード処理部41から出力された信号処理後のデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、被検体の組織形状を表すBモード断層像データが得られる。また、CFM処理部42から出力された信号処理後のデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、カラードプラ画像データ(カラーフローマッピングデータ)が得られる。
表示制御部10は、DSC6から出力された画像データに基づく画像を表示部12に表示させる。例えば、2次元情報としてのBモード断層像データが生成された場合は、表示制御部10はそのBモード断層像データに基づくBモード断層像を表示部12に表示させ、Bモード断層像データとともにカラードプラ画像データが生成された場合は、Bモード断層像にカラードプラ画像を重畳させて表示部12に表示させる。
この実施形態では、DSC6から出力されたBモード断層像データやカラードプラ画像データなどの画像データは記憶部7に出力されて記憶、保持される。
画像抽出部8は、記憶部7から画像データを読み込み、その画像データから所望の関心領域の画像データを抽出して表示制御部10に出力する。ここで、画像抽出部8の構成及び処理内容について図2から図4を参照して説明する。図2及び図3は、表示部に表示される画像を示す画面の図である。図4は、画素抽出のアルゴリズムを説明するための模式図である。
この実施形態では、超音波の送受信によりBモード断層像データとカラードプラ画像データとが取得されて、表示部12にBモード断層像とカラードプラ画像とが重畳されて表示されている場合について説明する。この場合、図2(a)に示す画面12Aには、2次元情報としてのBモード断層像20Aと、カラードプラ画像21Aとが重畳されて表示される。組織22Aは、例えば血管や体表組織などが該当する。関心領域23Aは操作者が観察したい部位であり、例えば腫瘍などが該当する。この実施形態では、関心領域23Aのカラードプラ画像を抽出して表示することを目的とする場合について説明する。
画面12A上にBモード断層像20Aとカラードプラ画像21Aとが重畳されて表示されている状態において、操作者が操作部13を用いて画面12A上の所望の点(画素)を指定すると、指定された画素の座標を示す情報が画像抽出部8に出力される。隣接画素抽出部81は、表示部12に表示されているBモード断層像データとカラードプラ画像データとを記憶部7から読み込んで、操作部13から出力された画素の座標を示す情報に基づいて、指定された画素に接する画素を抽出し、抽出した画素の座標を示す情報と画素値(輝度値)を判断部82に出力する。また、隣接画素抽出部81は、指定された画素の画素値を判断部82に出力する。
例えば、カラードプラ画像21A上の点(画素)が指定された場合は、隣接画素抽出部81は、カラードプラ画像21Aを構成する画素のうち、指定された画素の画素値を判断部82に出力し、さらに、指定された画素に接する画素を抽出し、抽出した画素の座標を示す情報と画素値を判断部82に出力する。なお、カラードプラ画像21Aにおいては、画素値(輝度値)は血流速度を表し、血流速度が変わることで画素値も変わる。この実施形態では、血流速度がこの発明の「物理量」に相当する。
判断部82は、隣接画素抽出部81によって抽出された画素の画素値と、操作者によって指定された画素の画素値とを比較し、抽出された画素が関心領域に含まれる画素であるか否かを判断する。判断部82は、抽出された画素の画素値が、操作者によって指定された画素の画素値を基準としてその±α%以内の画素値であれば、その画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。この判断基準となる±α%の値は条件記憶部9に予め記憶されており、操作者によって任意の値に変更できるようにしても良い。判断部82は、条件記憶部9に記憶されている値に基づいて判断する。なお、カラードプラ画像21A上の点(画素)が指定された場合、画素値を比較することで、実質的には血流速度(物理量)が比較されることになる。
ここで、隣接画素抽出部81と判断部82による処理内容について図4を参照して説明する。例えば、操作者によってカラードプラ画像21A上又はBモード断層像20A上の画素Pが指定されると、その画素Pの座標を示す情報が画素抽出部8に出力される。この実施形態では、カラードプラ画像21Aの画素が指定された場合について説明する。隣接画素抽出部81は、その画素Pの座標を示す情報に基づいて、画素Pに接する画素A1〜画素A8を抽出し、抽出した画素A1〜画素A8の座標を示す情報と画素値を判断部82に出力する。また、隣接画素抽出部81は、指定された画素Pの画素値を判断部82に出力する。画素A1〜画素A8がBモード断層像20A上の画素であれば、画素値は濃淡の輝度値を表している。また、画素A1〜画素A8がカラードプラ画像21A上の画素であれば、画素値は血流速度を表している。
判断部82は、隣接画素抽出部81によって抽出された画素A1〜画素A8の画素値と、指定された画素Pの画素値とを比較する。そして、判断部82は、画素A1〜画素A8の画素値が、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値であれば、その画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。例えば、画素Pの画素値を基準としてその±5%以内の画素値を有する画素は、関心領域に含まれる画素であると判断される。図4に示す例では、画素A1〜画素A8の全ての画素が、画素Pの画素値を基準としてα%以内の画素値を表しているため、判断部82は、画素A1〜画素A8を関心領域に含まれる画素であると判断する。そして、判断部82は、±α%以内の画素値を有する画素の座標を示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。この実施形態では、画素A1〜画素A8が±α%以内の画素値を表しているため、判断部82は、画素A1〜画素A8の座標を示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。
隣接画素抽出部81は、判断部82から±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を受けると、その座標を示す情報に基づいて、その画素に接し、その画素の外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、画素A1〜画素A8が±α%以内の画素値を表しているため、隣接画素抽出部81は、画素A1〜画素A8のいずれかの画素に接し、画素A1〜画素A8の外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、隣接画素抽出部81は、画素A1〜画素A8のいずれかに接し、画素A1〜画素A8の外側に存在する画素B1〜画素B16を抽出し、画素B1〜画素B16の座標を示す情報と画素値を判断部82に出力する。
判断部82は、隣接画素抽出部81によって抽出された画素B1〜画素B16の画素値と、指定された画素Pの画素値とを比較する。そして、判断部82は、画素B1〜画素B16の画素値が、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値であれば、その画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。図4に示す例では、画素B1、B2、B4、B5、B6、B12、B13、B14、及びB16(以下、便宜的に「画素B1など」と称する)が、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表しているため、判断部82は、それらの画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。画素B1など以外の画素は、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表していないため、判断部82は、画素B1など以外の画素を関心領域に含まれない画素であると判断する。そして、判断部82は、±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。この実施形態では、画素B1などが±α%以内の画素値を表しているため、判断部82は、画素B1などの座標を示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。
隣接画素抽出部81は、判断部82から±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を受けると、その座標を示す情報に基づいて、その画素に接し、その画素の外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、画素B1などが、±α%以内の画素値を表しているため、隣接画素抽出部81は、画素B1などのいずれかの画素に接し、画素B1などの外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、隣接画素抽出部81は、画素B1などのいずれかに接し、画素B1などの外側に存在する画素C1などを抽出し、画素C1などの座標を示す情報と画素値を判断部82に出力する。
判断部82は、隣接画素抽出部81によって抽出された画素C1などの画素値と、指定された画素Pの画素値とを比較する。そして、判断部82は、画素C1などの画素値が、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値であれば、その画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。図4に示す例では、画素C6及びC7が、画素Pの画素値の±α%以内の画素値を表しているため、判断部82は、それらの画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。画素C6及びC7以外の画素は、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表していないため、判断部82は、画素C6及びC7以外の画素を関心領域に含まれない画素であると判断する。そして、判断部82は、±α%以内の画素値を表す画素を示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。この実施形態では、画素C6及びC7が±α%以内の画素値を表しているため、判断部82は、画素C6及びC7の座標を示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。
隣接画素抽出部81は、判断部82から±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を受けると、その画素に接し、その画素の外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、画素C6及びC7が±α%以内の画素値を表しているため、隣接画素抽出部81は、画素C6及びC7のいずれかの画素に接し、画素C6及びC7の外側に存在する画素を抽出する。そして、隣接画素抽出部81は、抽出した画素の座標を示す情報と画素値を判断部82に出力する。判断部82は、隣接画素抽出部81によって抽出された画素の画素値が、指定された画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表しているか否かの判断を行う。図4に示す例では、画素C6及びC7に接し、画素C6及びC7の外側に存在する画素であって、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表す画素は存在しないため、判断部82は、画素C6及びC7より外側に±α%以内の画素は存在しないと判断する。このように、±α%以内の画素値を表す画素が存在しない場合は、判断部82は、その判断結果を隣接画素抽出部81に出力する。隣接画素抽出部81は、判断部82からその判断結果を受けると、画素の抽出処理を終了する。
以上のように、隣接画素抽出部81と判断部82は、画素Pの画素値を基準として±α%以内の画素値を表す画素が存在しなくなるまで、画素の抽出と画素値の比較を繰り返す。そして、指定された画素Pの画素値を基準として±α%以内の画素値を表す画素と、それ以外の画素との境界が関心領域の境界Lとなる。
隣接画素抽出部81は、関心領域に含まれる画素であると判断された画素の座標と画素値を表示制御部10に出力する。この実施形態では、カラードプラ画像21A上の画素が指定されているため、隣接画素抽出部81は、カラードプラ画像を構成する画素の座標と画素値を表示制御部10に出力する。表示制御部10は、隣接画素抽出部81から出力された画素を表示部12に表示させる。
図2(b)に示す関心領域23Aが、画像抽出部8によって抽出された関心領域を表している。表示制御部10は、例えば、Bモード断層像20Aに、画素抽出部8によって抽出された関心領域23Aのカラードプラ画像を重畳させて表示部12に表示させる。
以上のように、指定された画素に隣接する画素であって、その画素の画素値を基準として所定値以内(±α%以内)の画素値を表す画素を関心領域に含まれる画素であるとして抽出して表示することで、関心領域に関係ない画素(ノイズ)まで抽出して表示することなく、関心領域の画像を自動的に抽出して表示することが可能となる。
次に、画像抽出部8に備えられている演算部の構成と処理内容について説明する。演算部は、面積算出部83と面積比算出部84を備えている。面積算出部83は、隣接画素抽出部81から、関心領域に含まれる画素の座標を示す情報を受けると、座標を示す情報に基づいて関心領域の面積を求め、その面積の情報を面積比算出部84に出力する。図2(a)及び(b)に示す例では、関心領域23Aの画像が抽出されているため、面積算出部83は関心領域23Aの面積を求める。さらに、面積算出部83は、Bモード断層像の全体の面積、カラードプラ画像の全体の面積、又は、操作者によって指定された範囲の面積のいずれかを求め、その面積の情報を面積比算出部84に出力する。図2(a)及び(b)に示す例では、面積算出部83は、記憶部7からBモード断層像データ又はカラードプラ画像データを読み込み、Bモード断層像20Aの全体の面積、又はカラードプラ画像21Aの全体の面積を求める。以下、Bモード断層像の全体の範囲、カラードプラ画像の全体の範囲、又は、操作者によって指定された範囲を、「基準領域」と称することする。さらに、Bモード断層像の全体の面積、カラードプラ画像の全体の面積、又は、操作者によって指定された範囲の面積を、「基準領域の面積」と称することにする。
ここで、操作者が指定する範囲について図3を参照して説明する。図3(a)に示すように、操作者が操作部13を用いて表示部12の画面12A上に円を描画すると、その円で囲まれた範囲が基準領域24Aとなり、その基準領域24Aの座標を示す情報が操作部13から画像抽出部8に出力される。面積算出部83は、その座標を示す情報に基づいて基準領域24Aの面積を求める。図3(a)に示す例では、基準領域24Aを円形としたが、基準領域24Aの形状は操作者によって任意に変更することができ、矩形状やその他の任意の形状であっても良い。例えば、操作者が操作部13を用いて所望の範囲をトレースすることで、そのトレースで囲まれた範囲を基準領域としても良い。その場合は、面積算出部83は、そのトレースで囲まれた範囲(基準領域)の面積を求める。
また、操作者が基準領域を描画しなくても、半自動的に基準領域を決定するようにしても良い。例えば、図3(a)に示すように、操作者が操作部13を用いて画面12A上の任意の点(例えば、指定点S1及びS2)を指定すると、指定点S1と指定点S2の座標を示す情報が画像抽出部8に出力される。面積算出部83は、その座標を示す情報に基づいて、指定点S1と指定点S2とを結ぶ線分を直径とする円を求める。そして、面積算出部83は、その円を基準領域24Aとして、その基準領域24Aの面積を求める。基準領域の形状を示す情報は、条件記憶部9に予め記憶されており、面積算出部83は条件記憶部9に記憶されている条件に従って基準領域24Aの形状を決定する。この実施形態では基準領域24の形状を円としたが、矩形状やその他の形状であっても良く、それら形状を示す情報を条件記憶部9に予め記憶しておき、操作者によって任意に選択できるようにする。例えば心臓を診断部位とした場合は基準領域を円形とし、血管を診断部位として血管の側壁の画像を表示する場合は基準領域を矩形とすることで、診断部位に合った基準領域を設定することができる。図3(a)に示す例では、組織22Aの形状が円形であるため、基準領域24Aの形状を円形とすることで、組織22Aの形状に合った基準領域を設定することができる。
面積比算出部84は、面積算出部83から関心領域の面積を示す情報と基準領域の面積を示す情報を受け、それらの比又は比率を算出し、その比又は比率を表示制御部10に出力する。表示制御部10は、面積比算出部84によって求められた比又は比率を表示部12に表示させる。例えば図2(b)に示すように、画面12A上に比率「**%」を表示させる。例えば、基準領域24Aが設定された場合は、面積比算出部84は関心領域の面積と基準領域24Aの面積の比又は比率を算出し、その比又は比率を表示制御部10に出力する。表示制御部10は、その面積の比又は比率を表示部12に表示させる。なお、関心領域23Aの面積の値を表示部12に表示するようにしても良い。
分割部85は、操作者によって指定された範囲(基準領域)を予め設定された数の領域に分割する。例えば図3(a)に示すように、円形状の基準領域24Aが設定されると、分割部85は、その円で囲まれた範囲(基準領域24A)を複数の領域に分割する。例えば図3(b)に示すように、分割部85は、円形状の基準領域24Aを6等分する。ここで、6等分された領域を領域A〜領域Fとする。分割する数を示す情報及び分割後の各領域の形状を示す情報は条件記憶部9に予め記憶されている。分割部85は、分割後の領域A〜領域Fの座標を示す情報を面積算出部83に出力する。なお、分割部85による基準領域の分割処理は、操作者による分割指示を受けてから行うようにしても良い。
このように基準領域が複数の領域に分割されると、面積算出部83は、分割後の各領域の面積を算出し、その面積の情報を面積比算出部84に出力する。図3(b)に示す例では、面積算出部83は、領域A〜領域Fの各領域の面積を算出する。
さらに面積算出部83は、分割後の領域A〜領域Fの座標と、関心領域を構成する画素の座標とに基づいて、分割後の各領域に含まれる関心領域の面積を求め、各領域に占める関心領域の面積を示す情報を面積比算出部84に出力する。図3(b)に示す例では、面積算出部83は、領域Aに含まれる関心領域の面積を求め、その面積を示す情報を面積比算出部84に出力する。領域B〜領域Fについても領域Aと同様に、各領域に含まれる関心領域の面積を求め、その面積を示す情報を面積比算出部84に出力する。
面積比算出部84は、分割後の各領域の面積と、各領域に占める関心領域の面積との比又は比率を算出し、その比又は比率を表示制御部10に出力する。図3(b)に示す例では、面積比算出部84は、領域Aの面積と、領域Aに占める関心領域23Aの面積の比又は比率を求める。領域B〜領域Fについても、各領域の面積と、各領域に占める関心領域の面積の比又は比率を求める。この実施形態では、領域Aと領域Fには関心領域23Aが含まれるが、領域B〜領域Eには関心領域23Aが含まれていない。そのため、領域B〜領域Eについては、比又は比率は「0」になる。
表示制御部10は、面積比算出部84によって求められた各領域における比又は比率を表示部12に表示させる。例えば図3(c)に示すように、表示制御部10は、6つの領域に分割された基準領域24Aを表示部12に表示させ、さらに、分割後の6つの領域に面積の比率を割り当てて表示部12に表示させる。
このように関心領域23Aの面積比(比率)を求めて表示部12に表示することで、基準領域に対する疾病の割合を容易に認識することが可能となる。
スコアリング部86は、分割後の基準領域24Aの各領域の面積と、基準領域24Aの各領域に占める関心領域の面積との比又は比率に基づいて、基準領域24Aの各領域に対して比率(比)に応じた数値を割り当てる。例えば、面積の比率が0〜20%の場合は割り当てる数値を「1」とし、比率が21〜40%の場合は割り当てる数値を「2」とし、比率が41〜60%の場合は割り当てる数値を「3」とし、比率が61〜80%の場合は割り当てる数値を「4」とし、比率が81〜100%の場合は割り当てる数値を「5」とする。これらの数値と面積の比率(比)とを対応付けた換算テーブルを条件記憶部9に予め記憶しておき、スコアリング部86は条件記憶部9に記憶されている換算リストを参照することで、基準領域24Aの各領域に対して面積の比率(比)に応じた数値を割り当てる。
スコアリング部86は、基準領域24Aの各領域に割り当てた数値を表示制御部10に出力し、表示制御部10は分割された基準領域24Aを表示部12に表示させるとともに、分割後の基準領域24Aの各領域に割り当てられた数値を表示部12に表示させる。
また、数値が割り当てられた基準領域24Aを表示部12に表示するとともに、診断の対象である組織22Aの模式的な画像を表示部12に表示しても良い。例えば、診断部位ごとの模式的な画像データを予め記憶部(図示しない)に記憶しておき、操作者が複数ある模式的な画像データから現在観察している診断部位の模式的な画像データを選択すると、表示制御部10は上記記憶部から選択された模式的な画像データを読み込んで表示部12に表示させ、さらに、その模式的な画像に、数値が割り当てられた基準領域24Aを重畳させて表示させる。図3に示す例では、組織22Aの模式的な画像データを操作者は選択することで、表示部12には組織22Aの模式的な画像が表示されることになる。模式的な画像を表示部12に表示する場合は、表示制御部10は、Bモード断層像20A及びカラードプラ画像21Aの代わりに模式的な画像を表示部12に表示させる。
これにより、例えば図3(d)に示すように、画面12A上に組織22Aの模式的な画像25Aが表示され、さらに数値が割り当てられた分割後の基準領域24Aが模式的な画像25Aに重畳されて表示される。例えば、領域A及び領域Fでは、関心領域が占める面積の比率が81〜100%であるため、領域A及び領域Fには数値「5」が表示される。それ以外の領域には関心領域が含まれていないため、数値「1」が表示される。
このように表示部12に模式的な画像25Aを表示するとともに、分割後の各領域に数値を割り当てて表示することで、各領域に占める疾病の割合を容易に認識することが可能となる。例えば、数値「5」が割り当てられた領域は疾病の割合が高く、数値「1」が割り当てられた領域は疾病の割合が低いことが容易に認識できる。さらに、模式的な画像に数値を割り当てて表示することで、レポートなどの作成を支援することが可能となる。
また、各領域に割り当てた数値を所定の色で表して基準領域24A上に表示しても良い。この場合、数値と色を示す情報とを対応付けたテーブルを条件記憶部9に予め記憶しておき、スコアリング部86は各領域に割り当てた数値に対応する色を示す情報をその条件記憶部9から取得して表示制御部10に出力する。これにより、基準領域24Aの各領域が数値に対応する色に着色されて表示部12に表示されることになる。このように各領域を着色することで、各領域に占める疾病の割合を視覚的に認識することができる。
また、スコアリングを行った画像データ(Bモード断層像データ及びカラードプラ画像データ)と模式的な画像データとを関連付けて記憶部(図示しない)に記憶させておいても良い。これにより、表示部12に表示されている模式的な画像を指定(クリックなど)することで、表示制御部12は、その模式的な画像に関連付けられている画像(Bモード断層像及びカラードプラ画像)を上記記憶部から読み込んで表示部12に表示させることが可能となる。
この実施形態では、静止画を画像抽出部8による処理の対象としても良く、動画を対象としても良い。静止画又は動画のいずれを対象としても、同じ効果を奏することが可能となる。
また、第1の実施形態において、演算部は、関心領域の面積と基準領域の面積を求め、それら面積の比又は比率を求めたが、面積の代わりに、関心領域及び基準領域の周囲の長さや直径などを求めても良い。周囲の長さや直径などを求めた場合も、周囲の長さなどの比又は比率を求めたり、スコアリング部86によって比(比率)に応じた数値を割り当てたりして、比(比率)や割り当てられた数値を表示部12に表示させる。また、関心領域の長さなどを面積などとともに表示部12に表示するようにしても良い。
なお、画像抽出部8はCPUなどで構成され、記憶部(図示しない)に記憶されている医用画像処理プログラムを読み込むことによって、隣接画像抽出部81、判断部82、面積算出部83、面積比算出部84、分割部85、及びスコアリング部86の機能を実行する。
また、画像抽出部8を医用画像処理装置として超音波診断装置の外部に設置しても良く、超音波診断装置以外の医用画像診断装置、例えばX線CT装置やMRI装置などに設置しても良い。
(動作)
次に、この発明の実施形態に係る超音波診断装置1による一連の動作について図5を参照して説明する。図5は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を示すフローチャートである。ここでは、Bモード断層像データとカラードプラ画像データを収集して表示する場合について説明する。
(ステップS01)
まず、超音波プローブ2によって被検体に超音波を送信し、被検体からの反射波に基づいてBモード断層像データとカラードプラ画像データを生成し、図2(a)に示すように、表示部12の画面12A上に、Bモード断層像20Aとカラードプラ画像21Aとを重畳させて表示させる。また、収集された断層像データとカラードプラ画像データは、記憶部7に記憶、保持される。
(ステップS02)
次に、操作者が操作部13を用いて所望の点(画素)を指定する。例えば、カラードプラ画像21A上の関心領域23A内の組織を観察する場合は、操作者はその関心領域23A内の任意の点(画素)を指定する。
(ステップS03)
ステップS02にて所望の点(画素)が指定されると、隣接画素抽出部81は、表示部12に表示されているBモード断層像データとカラードプラ画像データを記憶部7から読み込んで、指定された点(画素)に接する画素を抽出し、指定された画素の画素値と抽出した画素の画素値を判断部82に出力する。この実施形態では、カラードプラ画像21A上の点(画素)が指定されているため、血流速度が反映された画素値が判断部82に出力される。図4に示す例では、操作者によって画素Pが指定されると、隣接画素抽出部81は、その画素Pに接する画素A1〜画素A8を抽出し、各画素の画素値を判断部82に出力する。
また、画面12A上に速度を表すカラーバーを表示する場合は、ステップS02において操作者が関心領域23A内の任意の点(画素)を指定する代わりに、そのカラーバーの任意の箇所を指定しても良い。これにより、指定された箇所の画素値を持つ画素が上記所望の点(画素)となり、ステップS03と同様に、隣接画素抽出部81は、その所望の画素に接する画素を抽出し、所望の画素の画素値と抽出した画素の画素値を判断部82に出力する。なお、Bモード断層像20Aの濃淡を表す白黒バーを画面12A上に表示している場合も、操作者がその白黒バーの任意の箇所を指定することで、所望の点(画素)が指定されることになる。
(ステップS04)
判断部82は、隣接画素抽出部81によって抽出された画素A1〜画素A8の画素値と、指定された画素Pの画素値とを比較する。そして、判断部82は、画素A1〜画素A8の画素値が、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値であれば、その画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。この実施形態では、カラードプラ画像21A上の画素が指定されているため、画素値を比較することで、実質的には血流速度(物理量)を比較していることになる。例えば、判断部82は、画素Pの画素値を基準としてその±5%以内の画素値を表す画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。この例では、αの値を「5」としたが、このαの値は操作者によって任意の値に変更できるようにしても良い。
図4に示す例では、画素A1〜画素A8の全ての画素が、画素Pの画素値を基準として±α%以内の画素値を表しているため、比較部82は、画素A1〜画素A8を関心領域に含まれる画素であると判断する。そして、画素値比較部82は、±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。
(ステップS05、ステップS06)
±α%以内の画素値を表す画素が存在すると判断された場合(ステップS05、Yes)、ステップS06では、隣接画素抽出部81が、判断部82から±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を受け、±α%以内の画素値を表す画素に接し、±α%以内の外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、画素A1〜画素A8が±α%以内の画素値を表しているため、隣接画素抽出部81は、画素A1〜画素A8のいずれかの画素に接し、画素A1〜画素A8の外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、隣接画素抽出部81は、画素A1〜画素A8のいずれかに接し、画素A1〜画素A8の外側に存在する画素B1〜画素B16を抽出し、各画素の画素値を判断部82に出力する。
(ステップS07)
判断部82は、隣接画素抽出部81によって抽出された画素B1〜画素B16の画素値と、指定された画素Pの画素値とを比較する。そして、判断部82は、画素B1〜画素B16の画素値が、画素Pの画素値を基準として±α%以内の画素値であれば、その画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。図4に示す例では、画素B1などが画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表しているため、判断部82は、それらの画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。画素B1など以外の画素は、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表していないため、判断部82は、画素B1など以外の画素を関心領域に含まれない画素であると判断する。そして、判断部82は、±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。
(ステップS08、ステップS06)
判断部82によって、±α%以内の画素値を表す画素が存在すると判断された場合(ステップS08、Yes)、ステップS06及びステップS07の処理を再び実行する。ステップS06では、隣接画素抽出部81が、判断部82から±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を受け、±α%以内の画素値を表す画素に接し、±α%以内の画素値を表す画素の外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、画素B1などが±α%以内の画素値を表しているため、隣接画素抽出部81は、画素B1などのいずれかの画素に接し、画素B1などの外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、隣接画素抽出部81は、画素B1などのいずれかに接し、画素B1などの外側に存在する画素C1などを抽出し、各画素の画素値を判断部82に出力する。
(ステップS07)
判断部82は、隣接画素抽出部81によって抽出された画素C1などの画素値と、指定された画素Pの画素値とを比較する。そして、画素C1などの画素値が画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値であれば、判断部82は、その画素を関心領域に含まれる画素であると判断する。図4に示す例では、画素C6及びC7が画素Pの画素値の±α%以内の画素値を表しているため、判断部82は、画素C6及びC7を関心領域に含まれる画素であると判断する。画素C6及びC7以外の画素は、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表していないため、判断部82は、画素C6及びC7以外の画素を関心領域に含まれない画素であると判断する。そして、判断部82は、±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。
(ステップS08、ステップS06、ステップS07)
判断部82によって、±α%以内の画素値を表す画素が存在すると判断された場合(ステップS08、Yes)、ステップS06及びステップS07の処理を再び実行する。ステップS06では、隣接画素抽出部81が、判断部82から±α%以内の画素値を表す画素の座標を示す情報を受け、±α%以内の画素値を表す画素に接し、±α%以内の画素値を表す画素の外側に存在する画素を抽出する。図4に示す例では、画素C6及びC7が±α%以内の画素値を表しているため、隣接画素抽出部81は、画素C6及びC7のいずれかの画素に接し、画素C6及びC7の外側に存在する画素を抽出する(ステップS06)。図4に示す例では、画素C6及びC7に接し、画素C6及びC7の外側に存在する画素であって、画素Pの画素値を基準として±α%以内の画素値を表す画素は存在しないため、判断部82は、画素C6及びC7より外側に±α%以内の画素は存在しないと判断する(ステップS07、ステップS08(No))。この場合、判断部82は、画素C6及びC7より外側に±α%以内の画素は存在しないことを示す情報を隣接画素抽出部81に出力する。
以上のように、隣接画素抽出部81と判断部82は、画素Pの画素値を基準としてその±α%の画素値を表す画素に接する画素であって、画素Pの画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表す画素が存在しなくなるまで、ステップS06からステップS08における処理(画素の抽出と画素値の比較)を繰り返す。
(ステップS09)
そして、隣接画素抽出部81は、判断部82から、画素C6及びC7の外側に±α%以内の画素が存在しないことを示す情報を受けると、関心領域に含まれる画素であると判断された画素の座標と画素値を表示制御部10に出力する。表示制御部10は、隣接画素抽出部81から出力された画素を表示部12に表示させる。例えば図2(b)に示すように、表示制御部10は、Bモード断層像20上に抽出された関心領域23Aのカラードプラ画像を重畳させて表示部12に表示させる。
以上のように、指定された画素Pに隣接する画素であって、その画素Pの画素値を基準として所定値以内(±α%以内)の画素値を表す画素を関心領域に含まれる画素であるとして抽出して表示することで、関心領域に関係ない画素(ノイズ)まで抽出して表示することなく、関心領域の画像を自動的に抽出して表示することが可能となる。
また、関心領域23Aの画像データ、又は基準領域の画像データに対してマスク処理を行って、マスク処理後の画像を表示部12に表示しても良い。この場合、マスク処理を行う画像処理部を設置し、その画像処理部が隣接画素抽出部81から出力された関心領域23Aの画像データに対してマスク処理を行い、表示制御部10はマスク処理後の画像を表示部12に表示させる。例えば、関心領域23Aの画像を半透明の緑色に着色して表示部12に表示させる。基準領域の画像データについても、画像処理部がその画像データに対してマスク処理を行い、表示制御部10はマスク処理後の基準領域の画像を表示部12に表示させる。
次に、関心領域23Aの面積を求めて、さらに基準領域に対する割合を求めるための一連の処理について図6を参照して説明する。図6は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を示すフローチャートである。
(ステップS10)
まず、基準領域の設定を行う。例えば図2(a)に示すように、画面12A上に表示されているBモード断層像20Aの全体、又はカラードプラ画像21Aの全体を基準領域とする。操作者は操作部13を用いてBモード断層像20A又はカラードプラ画像21Aを選択すると、選択された画像が占める範囲が基準領域となる。
また、操作者によって任意に指定された範囲を基準領域としても良い。この場合、図3(a)に示すように、操作者が操作部13を用いて画面12A上に所望の範囲を描画すると、その範囲が基準領域24Aとなり、その基準領域24Aの座標を示す情報が操作部13から画素抽出部8に出力される。図3(a)に示す例では、組織22Aの形状が円形状であるため、その組織22Aに沿ってトレースすることで、基準領域24Aの形状は円形となる。
また、図3(a)に示すように、操作部13を用いて画面12A上の点(指定点S1及びS2)を指定した場合は、その指定点S1と指定点S2とを結ぶ線分を直径とする円が基準領域24Aとなる。
(ステップS11)
面積算出部83は、隣接画素抽出部81から関心領域23Aに含まれる画素の座標を示す情報を受けると、座標を示す情報に基づいて関心領域23Aの面積を求める。さらに面積算出部83は、基準領域24Aの面積を求める。操作者が操作部13を用いて指定点S1と指定点S2とを指定した場合は、面積算出部83は、条件記憶部9に記憶されている基準領域24Aの形状に関する情報に基づいて、指定点S1と指定点S2とを結ぶ線分を直径とする円の面積を求める。この面積が基準領域24Aの面積となる。
(ステップS12)
面積比算出部84は、面積算出部83によって求められた関心領域23Aの面積と基準領域24Aの面積の比又は比率を求め、その比又は比率を表示制御部10に出力する。
(ステップS13)
表示制御部10は、面積比算出部84によって求められた面積の比又は比率を表示部12に表示させる。例えば図2(b)に示すように、表示制御部10は、Bモード断層像20Aなどの画像上に面積の比率「**%」を表示させる。
(ステップS14)
次に、操作者が基準領域24Aの分割を指示すると、分割部85は、基準領域24Aを予め設定された数の領域に分割する。例えば、図3(b)に示すように、分割部85は、円形状の基準領域24Aを6等分する。分割部85は、分割後の領域A〜領域Fの座標を示す情報を面積算出部83に出力する。
(ステップS15)
面積算出部83は、分割後の各領域A〜領域Fの面積を算出し、その面積の情報を面積比算出部84に出力する。また、面積算出部83は、分割後の各領域に含まれる関心領域の面積を求める。
(ステップS16)
面積比算出部84は、分割後の各領域の面積と、各領域に含まれる関心領域の面積との比又は比率を算出し、その比又は比率を表示制御部10に出力する。図3(b)に示す例では、面積比算出部84は、領域Aの面積と、領域Aに占める関心領域23Aの面積の比又は比率を求め、領域B〜領域Fについても、領域Aと同様に面積の比又は比率を求める。図3(b)に示す例では、領域Aと領域Fには関心領域23Aが含まれるが、領域B〜領域Eには関心領域23Aが含まれていない。そのため、領域B〜領域Eについては、比又は比率は「0」になる。
(ステップS17)
表示制御部10は、面積比算出部84によって求められた各領域における比又は比率を表示部12に表示させる。例えば図3(c)に示すように、表示制御部10は、6つの領域に分割された基準領域24Aを表示部12に表示させ、さらに、分割後の6つの領域に面積の比率を割り当てて表示部12に表示させる。
このように関心領域23Aの面積比(比率)を求めて表示部12に表示することで、基準領域に対する疾病の割合を容易に認識することが可能となる。
(ステップS18)
次に、スコアリング部86は、条件記憶部9に記憶されている数値と面積の比率(比)とを対応付けた換算テーブルを参照して、分割後の各領域に対して比率(比)に応じた数値を割り当てる。スコアリング部86は、各領域に割り当てた数値を表示制御部10に出力し、表示制御部10は分割された基準領域24Aを表示部12に表示させるとともに、分割後の基準領域24Aの各領域に割り当てられた数値を表示部12に表示させる。
このとき、表示制御部10は、診断部位の模式的な画像データが記憶されている記憶部(図示しない)から操作者によって指定された模式的な画像データを読み込んで表示部12に表示させ、さらに、その模式的な画像に数値が割り当てられた基準領域24Aを重畳させて表示させる。これにより、例えば図3(d)に示すように、画面12A上に組織22Aの模式的な画像25Aが表示され、さらに数値が割り当てられた分割後の基準領域24Aが模式的な画像25Aに重畳されて表示される。例えば領域A及び領域Fには数値「5」が表示され、それ以外の領域には数値「1」が表示される。
このように表示部12に模式的な画像25Aを表示するとともに、分割後の各領域に数値を割り当てて表示することで、各領域に占める疾病の割合を容易に認識することが可能となる。さらに、レポートなどの作成を支援することが可能となる。
また、各領域に割り当てた数値を所定の色で表して基準領域24A上に表示しても良い。これにより、基準領域24Aの各領域が数値に対応する色に着色されて表示部12に表示されることになる。このように各領域を着色することで、各領域に占める疾病の割合を視覚的に認識することができる。
(診断部位を変えた例1)
次に、診断部位を変えた例について図7及び図8を参照して説明する。図7及び図8は、表示部に表示される画像を示す画面の図である。この例では、血管を診断部位とし、その血管の側壁の画像を取得して表示する場合について説明する。
まず、超音波プローブ2によって被検体に超音波を送信し、被検体からの反射波に基づいてBモード断層像データとカラードプラ画像データを生成し、図7(a)に示すように、表示部12の画面12A上に、Bモード断層像20Bとカラードプラ画像21Bとを重畳させて表示させる。図7(a)に示す組織22Bが血管の側壁である。また、収集されたBモード断層像データとカラードプラ画像データは、記憶部7に記憶、保持される。
このように画面12A上にカラードプラ画像21Bなどを表示している状態で、操作者が操作部13を用いて所望の点(画素)を指定すると、上述した実施形態と同様に、隣接画素抽出部81と判断部82が、指定された画素に隣接する画素であって、指定された画素の画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表す画素を抽出する。この抽出された画素が関心領域を構成することになる。表示制御部10は抽出された画素を表示部12に表示させる。例えばカラードプラ画像21B上の関心領域23B内における点(画素)が指定された場合は、図7(b)に示すように、表示制御部10は、Bモード断層像20B上に抽出された関心領域23Bのカラードプラ画像を重畳させて表示部12に表示させる。
以上のように、指定された画素に隣接する画素であって、指定された画素の画素値を基準として所定値以内(±α%以内)の画素値を表す画素を関心領域に含まれる画素であるとして抽出して表示することで、関心領域に関係ない画素(ノイズ)まで抽出して表示することなく、関心領域の画像を自動的に抽出して表示することが可能となる。
次に、基準領域の設定を行う。例えば、Bモード断層像20Bの全体、又はカラードプラ画像21Bの全体を基準領域とする。操作者は操作部13を用いてBモード断層像20B又はカラードプラ画像21Bを選択すると、選択された画像が占める範囲が基準領域となる。
また、図8(a)に示すように、操作者が操作部13を用いて画面12A上に所望の範囲を描画すると、その範囲が基準領域24Bとなり、その基準領域24Bの座標を示す情報が操作部13から画素抽出部8に出力される。図8(a)に示す例では、組織22Bの形状が矩形状であるため、その組織22Bに沿ってトレースすることで、基準領域24Bの形状は矩形状となる。この基準領域24Bの形状を示す情報は、条件記憶部9に予め記憶されている。
また、図8(a)に示すように、操作者が操作部13を用いて画面12A上の点(指定点S1及びS2)を指定した場合は、その指定点S1と指定点S2とが端点となる矩形状の領域が基準領域24Bとなる。
面積算出部83は、隣接画素抽出部81から関心領域23Bに含まれる画素の座標を示す情報を受けると、座標を示す情報に基づいて関心領域23Bの面積を求める。さらに面積算出部83は、基準領域24Bの面積を求める。操作者が操作部13を用いて指定点S1と指定点S2とを指定した場合は、面積算出部83は、条件記憶部9に記憶されている基準領域24Bの形状に関する情報に基づいて、指定点S1と指定点S2とを端点とする矩形状の領域の面積を求める。この面積が基準領域24Bの面積となる。
そして、面積比算出部84は、面積算出部83によって求められた関心領域23Bの面積と基準領域24Bの面積の比又は比率を求め、その比又は比率を表示制御部10に出力する。表示制御部10は、面積算出部84によって求められた面積の比又は比率を表示部12に表示させる。例えば図7(b)に示すように、表示制御部10は、Bモード断層像20Bなどの画像上に面積の比率「**%」を表示させる。
次に、図8(b)に示すように、分割部85は、矩形状の基準領域24Bを複数の領域に分割する。ここでは、分割部85は基準領域24Bを上下に2分割している。分割部85は、分割後の領域A及び領域Bの座標を示す情報を面積算出部83に出力する。分割数や分割後の各領域の形状を示す情報は、条件記憶部9に記憶されている。
面積算出部83は、分割後の領域A及び領域Bの面積を算出し、さらに分割後の各領域に含まれる関心領域の面積を算出し、それらの面積を面積比算出部84に出力する。
面積比算出部84は、分割後の各領域の面積と、各領域に含まれる関心領域の面積との比又は比率を算出し、その比又は比率を表示制御部10に出力する。図8(b)に示す例では、面積比算出部84は、領域Aの面積と、領域Aに含まれる関心領域23Bの面積の比又は比率を求め、さらに、領域Bの面積と、領域Bに含まれる関心領域23Bの面積の比又は比率を求める。図8(b)に示す例では、領域Aには関心領域23Bが含まれるが、領域Bには関心領域23Bが含まれていない。そのため、領域Bについては、比又は比率は「0」になる。
表示制御部10は、面積比算出部84によって求められた各領域における比又は比率を表示部12に表示させる。例えば図8(c)に示すように、表示制御部10は、2つの領域に分割された基準領域24Bを表示部12に表示させ、さらに、分割後の2つの領域に面積の比率を割り当てて表示部12に表示させる。
さらに、スコアリング部86は、条件記憶部9に記憶されている数値と面積の比率(比)とを対応付けた換算テーブルを参照して、分割後の各領域に対して比率(比)に応じた数値を割り当てる。スコアリング部86は、各領域に割り当てた数値を表示制御部10に出力し、表示制御部10は分割された基準領域24Bを表示部12に表示させるとともに、分割後の基準領域24Bの各領域に割り当てられた数値を表示部12に表示させる。
このとき、表示制御部10は、診断部位の模式的な画像データが記憶されている記憶部(図示しない)から操作者によって指定された模式的な画像データを読み込んで表示部12に表示させ、さらに、その模式的な画像に数値が割り当てられた基準領域24Bを重畳させて表示させる。この例では、血管の側壁の画像を表示しているため、血管の側壁の模式的な画像を表示部12に表示することになる。これにより、例えば図8(d)に示すように、画面12A上に組織22Bの模式的な画像25Bが表示され、さらに数値が割り当てられた分割後の基準領域24Bが模式的な画像25Bに重畳されて表示される。例えば領域Aには数値「3」が表示され、それ以外の領域には数値「1」が表示される。
また、各領域に割り当てた数値を所定の色で表して基準領域24B上に表示しても良い。これにより、基準領域24Bの各領域が数値に対応する色に着色されて表示部12に表示されることになる。
(診断部位を変えた例2)
次に、診断部位を変えた別の例について図9及び図10を参照して説明する。図9及び図10は、表示部に表示される画像を示す画面の図である。この例では、心臓を診断部位として、その心臓の画像を取得して表示する場合について説明する。図9は、心臓の拡張期の末期に取得された心筋の画像を示し、図10は、心臓の収縮期の末期に取得された心筋の画像を示している。
まず、心臓の拡張期の末期における心筋の画像を取得して表示部12に表示している場合について説明する。まず、図9(a)に示すように、表示部12の画面12A上に、Bモード断層像20Cとカラードプラ画像21Cとを重畳させて表示させる。図9(a)に示す組織22Cは、心臓の拡張期の末期における心筋を表している。
このように画面12A上にカラードプラ画像21Cなどを表示している状態で、操作者が操作部13を用いて所望の点(画素)を指定すると、上述した実施形態と同様に、隣接画素抽出部81と判断部82が、指定された画素に隣接する画素であって、指定された画素の画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表す画素を抽出する。この抽出された画素が関心領域を構成することになる。表示制御部10は抽出された画素を表示部12に表示させる。例えばカラードプラ画像21C上の関心領域23C内における点(画素)が指定された場合は、図9(b)に示すように、表示制御部10は、Bモード断層像20C上に抽出された関心領域23Cのカラードプラ画像を重畳させて表示部12に表示させる。
以上の処理により、関心領域に関係ない画素(ノイズ)まで抽出して表示することなく、関心領域の画像を自動的に抽出して表示することが可能となる。
次に、基準領域の設定を行う。例えば、Bモード断層像20Cの全体、又はカラードプラ画像21Cの全体を基準領域とする。また、図9(c)に示すように、操作者が操作部13を用いて画面上12A上に所望の範囲を描画すると、その範囲が基準領域24Cとなり、その基準領域24Cの座標を示す情報が操作部13から画素抽出部8に出力される。図9(c)に示す例では、組織22Cの形状が円形であるため、その組織22Cに沿ってトレースすることで、基準領域24Cの形状は円形状となる。また、上述した実施形態と同様に、操作者が操作部13を用いて画面12A上の2つの点を指定した場合は、それら2つの点を結ぶ線分を直径とする円が基準領域24Cとなる。
面積算出部83は、隣接画素抽出部81から関心領域23Cに含まれる画素の座標を示す情報を受けると、座標を示す情報に基づいて関心領域23Cの面積を求める。さらに面積比算出部83は、基準領域24Cの面積を求める。操作者が操作部13を用いて画面12A上の2つの点を指定した場合は、面積算出部83は、条件記憶部9に記憶されている基準領域24Cの形状に関する情報に基づいて、2つの点を結ぶ線分を直径とする円の面積を求める。この面積が基準領域24Cの面積となる。
そして、面積比算出部84は、関心領域23Cの面積と基準領域24Cの面積の比又は比率を求め、その比又は比率を表示制御部10に出力する。表示制御部10は、面積算出部84によって求められた面積の比又は比率を表示部12に表示させる。例えば図9(b)に示すように、表示制御部10は、Bモード断層像20Cなどの画像上に面積の比率「**%」を表示させる。
次に、図9(c)に示すように、分割部85は、円形状の基準領域24Cを複数の領域に分割する。この例では、分割部85は基準領域24Cを6つの領域に分割している。面積算出部83は、分割後の各領域の面積を算出し、さらに分割後の各領域に含まれる関心領域の面積を算出する。面積比算出部84は、分割後の各領域の面積と、各領域に含まれる関心領域の面積との比又は比率を算出する。表示制御部10は、例えば図9(c)に示すように、6つの領域に分割された基準領域24Cを表示部12に表示させ、さらに、分割後の6つの領域に面積の比率を割り当てて表示部12に表示させる。
さらに、スコアリング部86は、条件記憶部9に記憶されている数値と面積の比率(比)とを対応付けた換算テーブルを参照して、分割後の各領域に対して比率(比)に応じた数値を割り当てる。スコアリング部86は、各領域に割り当てた数値を表示制御部10に出力し、表示制御部10は分割された基準領域24Cを表示部12に表示させるとともに、分割後の基準領域24Cの各領域に割り当てられた数値を表示部12に表示させる。
このとき、表示制御部10は、診断部位の模式的な画像データが記憶されている記憶部(図示しない)から操作者によって指定された模式的な画像データを読み込んで表示部12に表示させ、さらに、その模式的な画像に数値が割り当てられた基準領域24Cを重畳させて表示させる。この例では、心臓が診断部位となっているため、心臓の模式的な画像を表示部12に表示することになる。これにより、例えば図9(d)に示すように、画面12A上に組織22Cの模式的な画像25Cが表示され、さらに数値が割り当てられた分割後の基準領域24Cが模式的な画像25Cに重畳されて表示される。例えば領域Aには数値「5」が表示され、それ以外の領域には数値「1」が表示される。
また、各領域に割り当てた数値を所定の色で表して基準領域24C上に表示しても良い。これにより、基準領域24Cの各領域が数値に対応する色に着色されて表示部12に表示されることになる。
次に、心臓の収縮期の末期における心筋の画像を取得して表示部12に表示している場合について説明する。この場合も、心筋の拡張期における心筋の画像と同様に、図10(a)に示すように、表示部12の画面12A上に、Bモード断層像20Dとカラードプラ画像21Cとを重畳させて表示させる。図10(a)に示す組織22Dは、心臓の収縮期の末期における心筋を表している。
このように画面12A上にカラードプラ画像21Dなどを表示している状態で、操作者が操作部13を用いて所望の点(画素)を指定すると、上述した実施形態と同様に、隣接画素抽出部81と判断部82が、指定された画素に隣接する画素であって、指定された画素の画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表す画素を抽出する。例えばカラードプラ画像21D上の関心領域23D内における点(画素)が指定された場合は、図10(b)に示すように、表示制御部10は、Bモード断層像20D上に抽出された関心領域23Dのカラードプラ画像を重畳させて表示部12に表示させる。
次に、基準領域の設定を行う。例えば、Bモード断層像20Dの全体、又はカラードプラ画像21Dの全体を基準領域とする。また、図10(c)に示すように、操作者が操作部13を用いて画面12A上に所望の範囲を描画すると、その範囲が基準領域24Dとなる。図10(c)に示す例では、組織22Dの形状が円形であるため、その組織22Dに沿ってトレースすることで、基準領域24Dの形状は円形状となる。また、上述した実施形態と同様に、操作者が操作部13を用いて画面12A上の2つの点を指定した場合は、それら2つの点を結ぶ線分を直径とする円が基準領域24Cとなる。
面積算出部83は、隣接画素抽出部81から関心領域23Dに含まれる画素の座標を示す情報を受けると、座標を示す情報に基づいて関心領域23Dの面積を求める。さらに面積比算出部83は、基準領域24Dの面積を求める。
そして、面積比算出部84は、面積算出部83によって求められた関心領域23Dの面積と基準領域24Dの面積の比又は比率を求め、その比又は比率を表示制御部10に出力する。表示制御部10は、例えば図10(b)に示すように、Bモード断層像20Dなどの画像上に面積の比率「**%」を表示させる。
次に、図10(c)に示すように、分割部85は、円形状の基準領域24Dを複数の領域に分割する。この例では、分割部85は基準領域24Dを6つの領域に分割している。面積算出部83は、分割後の各領域の面積を算出し、さらに分割後の各領域に含まれる関心領域の面積を求める。面積比算出部84は、分割後の各領域の面積と、各領域に含まれる関心領域の面積との比又は比率を算出する。表示制御部10は、例えば図10(c)に示すように、6つの領域に分割された基準領域24Dを表示部12に表示させ、さらに、分割後の6つの領域に面積の比率を割り当てて表示部12に表示させる。
さらに、スコアリング部86は、条件記憶部9に記憶されている数値と面積の比率(比)とを対応付けた換算テーブルを参照して、分割後の各領域に対して比率(比)に応じた数値を割り当てる。表示制御部10は分割された基準領域24Dを表示部12に表示させるとともに、分割後の基準領域24Dの各領域に割り当てられた数値を表示部12に表示させる。
このとき、表示制御部10は、診断部位の模式的な画像データが記憶されている記憶部(図示しない)から操作者によって指定された模式的な画像データを読み込んで表示部12に表示させ、さらに、その模式的な画像に数値が割り当てられた基準領域24Dを重畳させて表示させる。この例では、心臓が診断部位となっているため、心臓の模式的な画像を表示部12に表示することになる。これにより、例えば図10(d)に示すように、画面12A上に組織22Dの模式的な画像25Dが表示され、さらに数値が割り当てられた分割後の基準領域24Dが模式的な画像25Dに重畳されて表示される。例えば領域Aには数値「4」が表示され、領域Bには数値「2」が表示され、それ以外の領域には数値「1」が表示される。
また、各領域に割り当てた数値を所定の色で表して基準領域24D上に表示しても良い。これにより、基準領域24Dの各領域が数値に対応する色に着色されて表示部12に表示されることになる。
また、動画を対象とする場合は、診断部位の動きに合わせて基準領域の形状を自動的に設定するようにしても良い。例えば心臓を診断部位とした場合、図11に示すように、心臓の拡張期の末期において設定された基準領域24Cの面積と、心臓の収縮期の末期において設定された基準領域24Dの面積とに基づいて、面積算出部83は線形補間などの補間処理を行って、拡張期の末期と収縮期の末期との間の時相における診断部位の大きさに合った基準領域24Eの面積を求める。
このように基準領域24Eの面積が求められると、面積比算出部84は、基準領域24Eの面積とその時相の関心領域の面積との比又は比率を算出し、表示制御部10はその面積の比又は比率を表示部12に表示させる。
また、分割部85は、補間処理によって求められた基準領域24Eを例えば6つの領域に分割する。このように基準領域24Eが分割されると、面積算出部83は、分割後の各領域の面積を算出し、さらに分割後の各領域に含まれる関心領域の面積を求める。面積比算出部84は、分割後の各領域の面積と、各領域に含まれる関心領域の面積との比又は比率を算出する。そして、表示制御部10は、分割された基準領域24Eを表示部12に表示させ、さらに、分割後の領域に面積の比率を割り当てて表示部12に表示させる。
さらに、スコアリング部86は、分割後の各領域に対して比率(比)に応じた数値を割り当て、表示制御部10は分割された基準領域24Eを表示部12に表示させるとともに、分割後の基準領域24Eの各領域に割り当てられた数値を表示部12に表示させる。また、組織の模式的な画像を表示部12に表示し、その模式的な画像に数値が割り当てられた基準領域24Eを重畳して表示するようにしても良い。
(診断部位を変えた例3)
次に、診断部位を変えた別の例について図12を参照して説明する。図12は、表示部に表示される画像を示す画面の図である。この例では、心臓を診断部位として、その心臓の画像を取得して表示する場合について説明する。
この場合も、上述した実施形態と同様に、図12(a)に示すように、表示部12の画面12A上に、Bモード断層像20Fとカラードプラ画像21Fとを重畳させて表示させる。図12(a)に示す組織22Fは心臓を表している。
このようにして画面12A上にカラードプラ画像21Fなどを表示している状態で、操作者が操作部13を用いて所望の点(画素)を指定すると、上述した実施形態と同様に、隣接画素抽出部81と判断部82によって、関心領域に含まれる画素が抽出される。例えばカラードプラ画像21F上の関心領域23F内における点(画素)が指定された場合は、図12(b)に示すように、表示制御部10は、Bモード断層像20F上に抽出された関心領域23Fのカラードプラ画像を重畳させて表示部12に表示させる。
以上の処理により、関心領域に関係ない画素(ノイズ)まで抽出して表示することなく、関心領域の画像を自動的に抽出して表示することが可能となる。
次に、図12(c)に示すように、操作者が操作部13を用いて画面12A上に所望の範囲を描画すると、その範囲が基準領域24Fとなる。図12(c)に示す例では、関心領域23Fを囲むように円形状の基準領域24Fが設定されている。
面積算出部83は、隣接画素抽出部81から関心領域23Fに含まれる画素の座標を示す情報を受けると、座標を示す情報に基づいて関心領域23Fの面積を求める。さらに面積比算出部83は、基準領域24Fの面積を求める。
そして、面積比算出部84は、面積算出部83によって求められた関心領域23Fの面積と基準領域24Fの面積の比又は比率を求め、その比又は比率を表示制御部10に出力する。表示制御部10は、例えば12(c)に示すように、Bモード断層像20F等の画像上に面積の比率「**%」を表示させる。
スコアリング部86は、条件記憶部9に記憶されている数値と面積の比率(比)とを対応付けた換算テーブルを参照して、面積の比率(比)に応じた数値を求める。表示制御部10は基準領域24Fを表示部12に表示させるとともに、基準領域24Fに割り当てられた数値を表示部12に表示させる。
また、表示制御部10は、図12(d)に示すように、診断部位としての組織22Fの模式的な画像25Fを表示部12に表示させ、さらに数値が割り当てられた基準領域24Fを模式的な画像25Fに重畳させて表示させる。この例においては、分割部85によって基準領域24Fは分割されておらず、基準領域24Fに数値「5」が表示されている。
(診断部位を変えた例4)
次に、診断部位を変えた別の例について図13を参照して説明する。図13は、表示部に表示される画像を示す画面の図である。この例では、血管を診断部位として、その血管の側壁の画像を取得して表示する場合について説明する。
この場合も、上述した実施形態と同様に、図13(a)に示すように、表示部12の画面12A上に、Bモード断層像20Gとカラードプラ画像21Gとを重畳させて表示させる。図13(a)に示す組織22Gは、血管の側壁を表している。
このようにして画面12A上にカラードプラ画像21Gなどを表示している状態で、操作者が操作部13を用いて所望の点(画素)を指定すると、上述した実施形態と同様に、隣接画素抽出部81と判断部82によって、関心領域に含まれる画素が抽出され、図13(b)に示すように、Bモード断層像20G上に抽出された関心領域23Gのカラードプラ画像が重畳されて表示される。
次に、図13(c)に示すように、操作者が操作部13を用いて画面12A上に所望の範囲を描画すると、その範囲が基準領域24Gとなる。図13(d)に示す例では、関心領域23Gを囲むように矩形状の基準領域24Gが設定される。
面積算出部83は、隣接画素抽出部81から関心領域23Gに含まれる画素の座標を示す情報を受けると、座標を示す情報に基づいて関心領域23Gの面積を求める。さらに面積比算出部83は、基準領域24Gの面積を求める。
スコアリング部86は、条件記憶部9に記憶されている数値と面積の比率(比)とを対応付けた換算テーブルを参照して、面積の比率(比)に応じた数値を求める。表示制御部10は基準領域24Gを表示部12に表示させるとともに、基準領域24Gに割り当てられた数値を表示部12に表示させる。
また、表示制御部10は、図13(d)に示すように、診断部位としての組織22Gの模式的な画像25Gを表示部12に表示させ、さらに数値が割り当てられた基準領域24Gを模式的な画像25Gに重畳させて表示させる。この例においては、分割部85によって基準領域24Gは分割されておらず、基準領域24Gに数値「5」が表示されている。
[第2の実施の形態]
上述した第1の実施形態では、2次元画像としてのBモード断層像とカラードプラ画像を対象として所望の関心領域の画像を抽出して表示したが、3次元画像を対象として関心領域の画像を抽出して表示しても良い。例えば図14に示すブロック図のように、第2の実施形態に係る超音波診断装置1Aは、第1の実施形態に係る超音波診断装置1が備えている画像抽出部8の代わりに画像抽出部8Aを備えている。隣接画素抽出部81と判断部82は、第1の実施形態と同様の処理を行う。つまり、表示部12に表示されている3次元画像上の任意の点(画素)が操作者によって指定されると、隣接画素抽出部81と判断部82は、指定された画素に接する画素であって、指定された画素が有する画素値を基準としてその±α%以内の画素値を表す画素を抽出する。抽出された画素が3次元画像としての関心領域を構成することになる。これにより、表示部12には関心領域の3次元画像が表示されることになる。
演算部は、面積算出部83に代わって体積算出部83Aを備え、面積比算出部83に代わって体積比算出部84Aを備えている。体積算出部83Aは、抽出された画素によって囲まれた領域の体積を求める。これにより、関心領域の体積が求められることになる。また、体積算出部83は、3次元の領域としての基準領域が設定されると、その基準領域の体積を求める。基準領域としては、組織像を表す3次元画像データの全領域、カラードプラ画像データの全領域、又は、操作者によって指定された領域のいずれかが該当する。体積比算出部84Aは、関心領域の体積と基準領域の体積との比又は比率を求める。これにより、表示部12には関心領域の体積の比又は比率が表示されることになる。また、関心領域の体積の値を表示部12に表示するようにしても良い。
分割部85とスコアリング部86は、第1の実施形態と同じ処理を行う。つまり、分割部85は3次元の基準領域を複数の領域に分割する。このように3次元の基準領域が分割されると、体積算出部83Aは、分割後の各領域の体積、及び各領域に含まれる関心領域の体積を求める。そして、体積比算出部84Aは、分割後の各領域の体積と、各領域に含まれる関心領域の体積との比又は比率を求め、表示制御部10は、その比又は比率を表示部12に表示させる。これにより、分割後の各領域に含まれる関心領域の比又は比率が表示部12に表示されることになる。
スコアリング部86は、分割後の各領域に含まれる関心領域の比又は比率に基づいて、各領域に数値を割り当てる。第1の実施形態と同様に、体積の比又は比率と、数値とを対応付けた換算テーブルを予め作成して条件記憶部9に記憶しておき、スコアリング部86はその換算テーブルを参照することで、体積比又は比率に応じて各領域に数値を割り当てる。表示制御部10は、観察対象とする組織の模式的な画像を表示部12に表示させるとともに、各領域に割り当てられた数値を表示部12に表示させる。
以上のように、3次元画像を対象としても、第1の実施形態と同様に、関心領域と関係ない画素(ノイズ)を除いて、所望の関心領域を抽出して表示することが可能となる。また、体積比(比率)を表示することで、基準領域に対する疾病の割合を容易に認識することが可能となる。さらに、表示部12に模式的な画像を表示するとともに、分割後の各領域に数値を割り当てて表示することで、各領域に占める疾病の割合を容易に認識することが可能となる。
また、動画を対象とする場合は第1の実施形態と同様に、診断部位の動きに合わせて基準領域の形状を自動的に設定するようにしても良い。例えば、心臓の拡張期の末期において設定された基準領域の体積と、心臓の収縮期の末期において設定された基準領域の体積とに基づいて、体積算出部83Aは線形補間などの補間処理を行って、拡張期の末期と収縮期の末期との間の時相における診断部位に合った基準領域の体積を求める。このように補間処理によって基準領域の体積が求められると、体積比算出部84Aは、補間処理によって求められた基準領域の体積と関心領域の体積との比又は比率を算出し、表示制御部10はその体積の比又は比率を表示部12に表示させる。
なお、第2の実施形態において、演算部は、関心領域の体積と基準領域の体積を求め、それら体積の比又は比率を求めたが、体積の代わりに、関心領域及び基準領域の周囲の長さや直径などを求めても良い。周囲の長さや直径などを求めた場合も、周囲の長さなどの比又は比率を求めたり、スコアリング部86によって比(比率)に応じた数値を割り当てたりして、比(比率)や割り当てられた数値を表示部12に表示させる。
なお、画像抽出部8AはCPUなどで構成され、記憶部(図示しない)に記憶されている医用画像処理プログラムを読み込むことによって、隣接画像抽出部81、判断部82、体積算出部83A、体積比算出部84A、分割部85、及びスコアリング部86の機能を実行する。
また、画像抽出部8Aを画像処理装置として超音波診断装置の外部に設置しても良く、超音波診断装置以外の医用画像診断装置、例えばX線CT装置やMRI装置などに設置しても良い。