JP5319383B2 - 超音波画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波画像に対して計測用の複数のカーソルを設定する超音波画像処理装置に関する。

超音波画像を利用した計測において、例えば特許文献１に記載されているように、頚動脈などの血管の内皮の厚さ（ＩＭＴ：Intima-Media Thickness）を計測する技術が知られている。頚動脈の内皮の厚さから、例えば動脈硬化などが診断される。

ＩＭＴ計測では、血管の内皮の肥厚した部位、例えば内皮の厚さの最大となる部位が注目される。そして、その最大となる部位における内皮の厚さや、その近傍における内皮の厚さが計測される。例えば、最大となる部位における内皮の厚さに加えて、その部位から左右に１ｃｍだけ離れた位置の２箇所の部位における内皮の厚さが計測され、内皮の厚さの平均値（ｍｅａｎＩＭＴ）が計測される。

ｍｅａｎＩＭＴ計測では、例えば、内皮の厚さが最大となる部位に基準となるカーソルが設定され、そのカーソルから左右に１ｃｍだけ離れた位置に平均用の２本のカーソルが設定される。ところが、基準となるカーソルが超音波画像の端に近い場合には、例えば超音波画像の右端に近い場合には、基準となるカーソルの右側に設定される平均用のカーソルが超音波画像からはみ出して設定されてしまう可能性がある。

平均用のカーソルが超音波画像からはみ出してしまう場合には、例えばユーザが手動でカーソル位置の変更を行うなどの手間を強いていた。そのため、カーソル設定の自動化が望まれていた。

ちなみに、特許文献２には、胎児の計測において複数のカーソルを自動的に設定する旨の技術が記載されている。

特開２００５−０００２６８号公報 特開平１１−１４６８７６号公報

本発明は、上述した背景技術に鑑みて成されたものであり、その目的は、超音波画像からはみ出したカーソルを自動的に修正する技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の好適な態様の超音波画像処理装置は、対象組織を含む超音波画像内に設定された基準カーソルを中心として、基準カーソルから左右に所定距離だけ離れた位置に第１左側カーソルと第１右側カーソルを設定する計測カーソル設定部と、前記設定された第１左側カーソルと第１右側カーソルが前記超音波画像からはみ出しているか否かを判定するカーソル判定部と、前記判定により第１左側カーソルがはみ出している場合に当該第１左側カーソルに換えて第１右側カーソルから右に所定距離だけ離れた位置に第２右側カーソルを設定し、前記判定により第１右側カーソルがはみ出している場合に当該第１右側カーソルに換えて第１左側カーソルから左に所定距離だけ離れた位置に第２左側カーソルを設定するカーソル修正部と、を有することを特徴とする。

望ましい態様において、前記超音波画像処理装置は、対象組織である血管の長軸断面を含む前記超音波画像内において当該血管の特徴部位に前記基準カーソルを設定する基準カーソル設定部と、前記基準カーソルと前記第１左側カーソルと前記第２左側カーソル、または、前記基準カーソルと前記第１右側カーソルと前記第２右側カーソル、で構成される３本の計測カーソルを利用して、前記血管に関する診断の指標値を算出する指標値算出部と、をさらに有することを特徴とする。

望ましい態様において、前記基準カーソル設定部は、前記血管の内皮の厚さが最大となる部位を通るように前記基準カーソルを設定し、前記指標値算出部は、前記３本の計測カーソルの各々から得られる前記血管の内皮の厚さに基づいて前記指標値を算出する、ことを特徴とする。

望ましい態様において、前記指標値算出部は、前記指標値として、前記３本の計測カーソルの各々から得られる前記血管の内皮の厚さに基づいて前記厚さの平均値を算出する、ことを特徴とする。

望ましい態様において、前記カーソル判定部は、前記超音波画像の位置を示す座標情報と、前記第１左側カーソルと前記第１右側カーソルの位置を示す座標情報と、に基づいて前記第１左側カーソルと前記第１右側カーソルが前記超音波画像からはみ出しているか否かを判定する、ことを特徴とする。

望ましい態様において、前記カーソル判定部は、前記第１左側カーソル上の画像情報と前記第１右側カーソル上の画像情報が前記超音波画像内の画像情報か否かに基づいて、前記第１左側カーソルと前記第１右側カーソルが前記超音波画像からはみ出しているか否かを判定する、ことを特徴とする。

本発明により、超音波画像からはみ出したカーソルを自動的に修正することが可能になる。例えば、本発明の好適な態様により、ｍｅａｎＩＭＴ計測における煩雑なユーザ操作が軽減される。

超音波画像処理装置として機能する超音波診断装置の全体構成を示す機能ブロック図である。 ＩＭＴ計測における計測カーソルの設定を説明するための図である。 計測カーソルの位置の修正を説明するための図である。

図１には、本発明に係る超音波画像処理装置の好適な実施形態が示されており、図１はその超音波画像処理装置として機能する超音波診断装置の全体構成を示す機能ブロック図である。

プローブ１０は、対象組織である頚動脈の血管に対して超音波を送受波する超音波探触子である。プローブ１０は、例えば、直線状に配列された複数の振動素子を備えたリニアプローブである。

送受信部１１は、プローブ１０が備える複数の振動素子を制御することにより超音波の送信ビームを形成し、プローブ１０が備える複数の振動素子から得られる複数の受信信号を処理することにより超音波の受信ビームを形成する。さらに、送受信部１１によりプローブ１０が制御されて超音波ビーム（送信ビームと受信ビーム）が血管の長軸断面に対応した面内において走査され、その面内からエコーデータが収集される。

断層画像形成部１２は、収集されたエコーデータに基づいて血管の長軸断面に対応した断層画像を形成する。そして、表示画像形成部１４は、血管の断層画像を含んだ表示画像を形成する。表示画像形成部１４により形成された表示画像は表示部１６に表示される。

図１の超音波診断装置は、血管の内皮の厚さ（ＩＭＴ：Intima-Media Thickness）の計測に適した機能を備えている。つまり、ＩＭＴ計測ブロック２０を備えている。ＩＭＴ計測ブロック２０は、基準カーソル設定部２１と計測カーソル設定部２２とカーソル判定部２３とカーソル修正部２４とｍｅａｎＩＭＴ算出部２５により構成されている。

そこで、本実施形態におけるＩＭＴ計測について以下に詳述する。なお、図１に示した部分（構成）については、以下の説明において図１の符号を利用する。

図２は、ＩＭＴ計測における計測カーソルの設定を説明するための図である。図２には表示画像形成部１４により形成されて表示部１６に表示される表示画像３０が示されている。表示画像３０内には、断層画像形成部１２により形成された断層画像３２が含まれている。図２における断層画像３２は、頚動脈の血管の長軸断面を映し出しており、断層画像３２を利用して、血管の内皮の厚さであるＩＭＴが計測される。計測される内皮の厚さは、超音波ビーム方向の深い側の血管壁（後壁）における内膜と中膜を合わせた膜厚である。なお、超音波ビーム方向の浅い側の血管壁（前壁）において内皮の厚さが計測されてもよい。

本実施形態においては、ＩＭＴ計測における計測カーソルとして、まず、基準カーソル３４Ｂが設定される。基準カーソル３４Ｂは、血管の内皮の厚さが最大となる位置に設定される。例えば、表示部１６に表示される表示画像３０を確認しつつ、ユーザが操作デバイス１８を利用して内皮の厚さが最大となる位置を指示し、その指示に応じて基準カーソル設定部２１が基準カーソル３４Ｂを設定する。なお、断層画像３２内の画像データを利用して、基準カーソル設定部２１が内皮の厚さが最大となる位置を判断して基準カーソル３４Ｂを設定してもよい。

基準カーソル３４Ｂが設定されると、計測カーソル設定部２２により、左側カーソル３４Ｌと右側カーソル３４Ｒが設定される。左側カーソル３４Ｌは、基準カーソル３４Ｂから左側に所定距離Ｌｃｍだけ離れた位置に設定され、右側カーソル３４Ｒは、基準カーソル３４Ｂから右側に所定距離Ｌｃｍだけ離れた位置に設定される。所定距離Ｌｃｍは、例えば１ｃｍである。なお、例えば、ユーザの指示に応じて所定距離Ｌｃｍを変更できるようにしてもよい。

左側カーソル３４Ｌと右側カーソル３４Ｒが設定されると、カーソル判定部２３は、これらの計測カーソルが断層画像３２からはみ出しているか否かを判定する。カーソル判定部２３は、表示画像３０内における断層画像３２の位置を示す座標情報と、表示画像３０内における左側カーソル３４Ｌと右側カーソル３４Ｒの位置を示す座標情報とを利用して、これらの計測カーソルが断層画像３２からはみ出しているか否かを判定する。

例えば、断層画像３２の右端のラインの座標情報と、右側カーソル３４Ｒの座標情報を比較し、断層画像３２の右端のラインよりも右側に右側カーソル３４Ｒが設定されている場合に、右側カーソル３４Ｒがはみ出していると判定する。また、断層画像３２の左端のラインの座標情報と、左側カーソル３４Ｌの座標情報を比較して、断層画像３２の左端のラインよりも左側に左側カーソル３４Ｌが設定されている場合に、左側カーソル３４Ｌがはみ出していると判定する。図２は右側カーソル３４Ｒがはみ出した状態を示している。

カーソル判定部２３は、左側カーソル３４Ｌ上の画像データと右側カーソル３４Ｒ上の画像データが断層画像３２内の画像データか否かに基づいて、これらの計測カーソルが断層画像３２からはみ出しているか否かを判定してもよい。例えば、右側カーソル３４Ｒ上の画像データが全て一定の色（例えば黒色）に対応している場合に、右側カーソル３４Ｒが断層画像３２からはみ出していると判定する。

計測カーソルが断層画像３２からはみ出していると判定されると、例えば、図２に示す例のように右側カーソル３４Ｒがはみ出していると、カーソル修正部２４により、はみ出した計測カーソルの位置が修正される。

図３は、計測カーソルの位置の修正を説明するための図である。図３には、図２と同じ表示画像３０と断層画像３２が示されている。

図２に示す例のように右側カーソル３４Ｒがはみ出していると判定された場合に、カーソル修正部２４は、はみ出した右側カーソル３４Ｒに換えて、図３に示すように、左側カーソル３４Ｌから、さらに左側に所定距離Ｌｃｍだけ離れた位置に、第２の左側カーソル３４Ｌ´を設定する。その結果、図３に示す例においては、基準カーソル３４Ｂと左側カーソル３４Ｌと第２の左側カーソル３４Ｌ´とからなる３本の計測カーソルが全て断層画像３２内に設定される。

断層画像３２内に３本の計測カーソルが設定されると、ｍｅａｎＩＭＴ算出部２５により、血管の内皮の厚さの平均値（ｍｅａｎＩＭＴ）が算出される。例えば、表示部１６に表示される表示画像３０を確認しつつ、ユーザが操作デバイス１８を利用して、各計測カーソル上において内膜と中膜の位置を指定することにより、各計測カーソルごとに、内膜と中膜を合わせた膜厚であるＩＭＴが算出され、３本の計測カーソルから得られる３つのＩＭＴの平均値として、ｍｅａｎＩＭＴが算出される。算出されたｍｅａｎＩＭＴは、例えば、図３に示すように表示画像３０内に数値で表示される。

なお、断層画像３２内の画像データを利用して、ｍｅａｎＩＭＴ算出部２５が各計測カーソル上において内膜と中膜の位置を特定し、各計測カーソルごとにＩＭＴを自動計測してｍｅａｎＩＭＴを算出してもよい。

図２および図３に示した例とは異なり、計測カーソル設定部２２により設定された左側カーソル３４Ｌが断層画像３２の左側にはみ出している場合には、カーソル修正部２４により、はみ出した左側カーソル３４Ｌに換えて、右側カーソル３４Ｒから右側に所定距離Ｌｃｍだけ離れた位置に、第２の右側カーソルが設定される。この場合においても、断層画像３２内に設定された３本の計測カーソルを利用して、ｍｅａｎＩＭＴ算出部２５によりｍｅａｎＩＭＴが算出される。

また、計測カーソル設定部２２により設定された左側カーソル３４Ｌと右側カーソル３４Ｒがいずれも断層画像３２からはみ出していなければ、カーソル修正部２４による修正が行われずに、断層画像３２内に設定された３本の計測カーソルを利用して、ｍｅａｎＩＭＴ算出部２５によりｍｅａｎＩＭＴが算出される。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。例えば、図１に示したＩＭＴ計測ブロック２０の機能をコンピュータ内で実現して、コンピュータを本発明に係る超音波画像処理装置として機能させてもよい。

１０ プローブ、１１ 送受信部、１２ 断層画像形成部、１４ 表示画像形成部、１６ 表示部、２１ 基準カーソル設定部、２２ 計測カーソル設定部、２３ カーソル判定部、２４ カーソル修正部、２５ ｍｅａｎＩＭＴ算出部。

Claims (6)

1. 対象組織を含む超音波画像内に設定された基準カーソルを中心として、基準カーソルから左右に所定距離だけ離れた位置に第１左側カーソルと第１右側カーソルを設定する計測カーソル設定部と、
   前記設定された第１左側カーソルと第１右側カーソルが前記超音波画像からはみ出しているか否かを判定するカーソル判定部と、
   前記判定により第１左側カーソルがはみ出している場合に当該第１左側カーソルに換えて第１右側カーソルから右に所定距離だけ離れた位置に第２右側カーソルを設定し、前記判定により第１右側カーソルがはみ出している場合に当該第１右側カーソルに換えて第１左側カーソルから左に所定距離だけ離れた位置に第２左側カーソルを設定するカーソル修正部と、
   を有する、
   ことを特徴とする超音波画像処理装置。
2. 請求項１に記載の超音波画像処理装置において、
   対象組織である血管の長軸断面を含む前記超音波画像内において当該血管の特徴部位に前記基準カーソルを設定する基準カーソル設定部と、
   前記基準カーソルと前記第１左側カーソルと前記第２左側カーソル、または、前記基準カーソルと前記第１右側カーソルと前記第２右側カーソル、で構成される３本の計測カーソルを利用して、前記血管に関する診断の指標値を算出する指標値算出部と、
   をさらに有する、
   ことを特徴とする超音波画像処理装置。
3. 請求項２に記載の超音波画像処理装置において、
   前記基準カーソル設定部は、前記血管の内皮の厚さが最大となる部位を通るように前記基準カーソルを設定し、
   前記指標値算出部は、前記３本の計測カーソルの各々から得られる前記血管の内皮の厚さに基づいて前記指標値を算出する、
   ことを特徴とする超音波画像処理装置。
4. 請求項３に記載の超音波画像処理装置において、
   前記指標値算出部は、前記指標値として、前記３本の計測カーソルの各々から得られる前記血管の内皮の厚さに基づいて前記厚さの平均値を算出する、
   ことを特徴とする超音波画像処理装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波画像処理装置において、
   前記カーソル判定部は、前記超音波画像の位置を示す座標情報と、前記第１左側カーソルと前記第１右側カーソルの位置を示す座標情報と、に基づいて、前記第１左側カーソルと前記第１右側カーソルが前記超音波画像からはみ出しているか否かを判定する、
   ことを特徴とする超音波画像処理装置。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波画像処理装置において、
   前記カーソル判定部は、前記第１左側カーソル上の画像情報と前記第１右側カーソル上の画像情報が前記超音波画像内の画像情報か否かに基づいて、前記第１左側カーソルと前記第１右側カーソルが前記超音波画像からはみ出しているか否かを判定する、
   ことを特徴とする超音波画像処理装置。

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