JP5491836B2 - 超音波診断装置、超音波画像処理装置、医用画像診断装置及び医用画像処理装置 - Google Patents
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Description
ES時相近傍でRS(t)はピーク値を有し、このRSのピーク値は局所的な心筋の収縮能を反映する。
請求項12に記載の発明は、被検体の周期的に運動する診断部位を超音波走査して得られる受信信号を、少なくとも1周期以上の所定期間について記憶する記憶ユニットと、前記受信信号を用いて時系列的な超音波画像データを生成するデータ生成ユニットと、第1の時相における前記超音波画像データに、複数の関心領域を設定する関心領域設定ユニットと、前記第1の時相を基準として、前記第1の時相とは異なる第2の時相へ向けて、前記複数の関心領域の位置情報を追跡し、前記所定期間に亘る前記各関心領域についての追跡経路を得る第1の追跡処理を行う第1の追跡ユニットと、前記第2の時相における前記超音波画像データに、追跡対象を設定する追跡対象設定ユニットと、前記各関心領域についての追跡経路のうち前記追跡対象に対応する追跡経路を用いて、前記第2の時相を基準として前記追跡対象の位置情報を追跡する第2の追跡処理を行う第2の追跡ユニットと、を具備する超音画像処理装置である。
請求項23に記載の発明は、被検体の周期的に運動する診断部位に関する撮像データを、少なくとも1周期以上の所定期間について取得するデータ取得ユニットと、前記撮像データを用いて時系列的な画像データを生成するデータ生成ユニットと、第1の時相における前記画像データに、複数の関心領域を設定する関心領域設定ユニットと、前記第1の時相を基準として、前記第1の時相とは異なる第2の時相へ向けて、前記複数の関心領域の位置情報を追跡し、前記所定期間に亘る前記各関心領域についての追跡経路を得る第1の追跡処理を行う第1の追跡ユニットと、前記第2の時相における前記画像データに、追跡対象を設定する追跡対象設定ユニットと、前記各関心領域についての追跡経路のうち前記追跡対象に対応する追跡経路を用いて、前記第2の時相を基準として前記追跡対象の位置情報を追跡する第2の追跡処理を行う第2の追跡ユニットと、を具備する医用画像診断装置である。
請求項24に記載の発明は、被検体の周期的に運動する診断部位に関する撮像データを、少なくとも1周期以上の所定期間について記憶する記憶ユニットと、前記撮像データを用いて時系列的な画像データを生成するデータ生成ユニットと、第1の時相における前記画像データに、複数の関心領域を設定する関心領域設定ユニットと、前記第1の時相を基準として、前記第1の時相とは異なる第2の時相へ向けて、前記複数の関心領域の位置情報を追跡し、前記所定期間に亘る前記各関心領域についての追跡経路を得る第1の追跡処理を行う第1の追跡ユニットと、前記第2の時相における前記画像データに、追跡対象を設定する追跡対象設定ユニットと、前記各関心領域についての追跡経路のうち前記追跡対象に対応する追跡経路を用いて、前記第2の時相を基準として前記追跡対象の位置情報を追跡する第2の追跡処理を行う第2の追跡ユニットと、を具備する医用画像処理装置である。
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
次に、本超音波診断装置1が具備する運動情報生成機能について説明する。この機能は、心臓壁に代表される収縮、拡張運動を行う運動組織について一心周期ED1〜ED2の追跡処理を行う場合に、収縮末期ESにおいて初期設定した輪郭位置(追跡点)を拡張末期ED1まで時間的に逆行追跡した後、当該拡張末期EDにおいて再配置し、再配置された追跡点を既に求めた動き情報に従って再追跡した後、更にはED2まで順行追跡する追跡処理(逆行追跡・再配置・再追跡を含む追跡処理)を行うことで、内外分離した心壁の運動情報を正確に生成し評価可能とするものである。
まず、ある患者に関する心臓の所望の観察部位又は心臓全体等について、少なくとも一心拍分以上の期間にわたる時系列の2次元画像データ(以下、「時系列2次元画像データ群」と呼ぶ。)が収集される(ステップS1)。すなわち、ある患者に関する心臓の所望の観察部位を、ある時刻を基準として、時系列(少なくとも一心拍分)の2次元画像データが収集される。
次に、図3に示すように、逆行追跡・再配置・再追跡を含む追跡処理が実行される。
運動情報演算ユニット37は、各心時相における内外輪郭及び中層輪郭を構成する各点の座標情報から、例えば任意の時刻tにおける壁厚変化率RS(t)等を計算する。
画像生成ユニット21は、各心時相における内外輪郭及び中層輪郭を構成する各点の座標情報から、対応する内膜輪郭、中層輪郭、外膜輪郭が線分(ストレインゲージ)で結ばれたストレインゲージを含むストレインゲージ画像を、各時相毎に生成する。また、画像生成ユニット21は、必要に応じて、各画像の心筋部位に関する解剖学的セグメントをオリエンテーションするための支援情報(すなわち、Sept/Ant/Lat/Post/Infの文字情報)、計算された組織運動情報がカラーコード化された所定画像を生成する。なお、解剖学的セグメントは、例えば、内外膜に相当する関心領域の少なくとも一方の輪郭位置と、中層に相当する輪郭位置と、関心領域と、を所定数の区画に区分する厚さ方向のしきり線の位置とによって構成される枠線として画像中に設定される。制御ユニット31は、生成されたストレインゲージ画像等が所定の形態で表示されるように、表示ユニット23を制御する。
本超音波診断装置によって得られる効果について、従来技術と比較しながら以下説明する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、ED1で再配置した内外膜輪郭や中層上の追跡点について、「ED1からESまで順行再追跡」し、更にはED2まで順行追跡(ST処理)するものであった。これに対し、本実施形態では、ED1からESまで順行再追跡する代わりに、「ESからED1への最初の逆行追跡処理を複数の中層経路候補にて実施して、ED1で再配置した内外膜輪郭や中層上の追跡点を通る経路を探索する」ことで、内外分離した心壁の運動情報を正確に生成し評価可能とするものである。
第1、第2の各実施形態においては、基本的に2次元像の場合における適用例を示した。しかしながら、本願発明の技術的思想は、3次元像に対して3次元的なST処理を行う場合に適用しても良い。ここで、3次元像に対して3次元的なST処理を行う処理自体は、例えば特開2003−250804号公報に開示されている。また、この場合に内外膜を分離したストレインゲージの表示例については特願2008−160744等に開示されている。従って、第1の実施形態や第2の実施形態で示した概念を三次元に拡張することで、3次元像に対して3次元的なST処理を行って内外膜を分離した解析を行う場合であっても、第1、第2の実施形態と同様の効果を実現することができる。
Claims (24)
- 被検体の周期的に運動する診断部位を超音波走査して得られる受信信号を、少なくとも1周期以上の所定期間について取得するデータ取得ユニットと、
前記受信信号を用いて時系列的な超音波画像データを生成するデータ生成ユニットと、
第1の時相における前記超音波画像データに、複数の関心領域を設定する関心領域設定ユニットと、
前記第1の時相を基準として、前記第1の時相とは異なる第2の時相へ向けて、前記複数の関心領域の位置情報を追跡し、前記所定期間に亘る前記各関心領域についての追跡経路を得る第1の追跡処理を行う第1の追跡ユニットと、
前記第2の時相における前記超音波画像データに、追跡対象を設定する追跡対象設定ユニットと、
前記各関心領域についての追跡経路のうち前記追跡対象に対応する追跡経路を用いて、前記第2の時相を基準として前記追跡対象の位置情報を追跡する第2の追跡処理を行う第2の追跡ユニットと、
を具備する超音波診断装置。 - 前記追跡対象設定ユニットは、前記診断部位の内膜もしくは外膜上のある1点に関する局所的な法線方向で得られる内外膜間の厚さに相当するペアとなる1点を各々対応する外膜もしくは内膜上で定め、前記厚さに相当するペア間の位置を等分することで、前記追跡対象として前記診断部位の中層の位置を設定する請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記第2の追跡ユニットは、前記第2の時相を開始時相として、前記所定期間の各時相における前記追跡対象の位置情報を追跡する前記第2の追跡処理を行う請求項1又は2記載の超音波診断装置。
- 前記第2の追跡ユニットは、
前記第1の心時相において設定された前記複数の関心領域の内部で前記追跡対象の複数箇所の候補点を設定し、
前記第1の追跡処理によって得られる、前記複数箇所の候補点に対応する複数の追跡経路のうち、前記第2の時相において期待される前記追跡対象に関する最寄りの位置を通る追跡経路を用いて、前記第2の追跡処理を行う請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。 - 少なくとも前記追跡対象の位置情報を用いて定義される運動情報を、所定の形態で前記超音波画像データと重畳させて又は並べて表示するための運動情報画像を生成する画像生成ユニットと、
前記生成された運動情報画像を表示する表示ユニットと、
をさらに具備する請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。 - 前記画像生成ユニットは、
前記第2の追跡処理により得られた、前記診断対象の内外膜に相当する前記複数の関心領域の少なくとも一方の輪郭位置と、前記追跡対象としての前記診断対象の中膜に相当する輪郭位置と、前記関心領域と、を所定数の区画に区分する厚さ方向のしきり線の位置とによって構成される枠線を設定し、
前記所定期間の各時相の超音波画像データ上に、前記枠線を対応する位置に重畳させた前記運動情報画像を生成す請求項5記載の超音波診断装置。 - 前記画像生成ユニットは、
前記第2の追跡処理により得られた、前記診断対象の内外膜に相当する前記複数の関心領域の二つの端点と当該端点間に存在する一つ以上の中層点とを結ぶ複数の線分によって構成されるストレインゲージを所定数設定し、
前記所定期間の各時相の超音波画像データ上に前記各ストレインゲージを対応する位置に重畳させたストレインゲージ画像を、前記運動情報画像として生成する請求項5記載の超音波診断装置。 - 前記第2の時相は、前記第1の時相より時間的に前である請求項1乃至7のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
- 前記第1の時相は収縮末期であり、前記第2の時相は拡張末期である請求項1乃至8のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
- 前記追跡対象は、拡張末期において被検体の心臓壁を複数に等分する中膜である請求項1乃至9のうちいずれか1項記載の超音波診断装置。
- 前記第1の追跡ユニットは、パターンマッチングを含む移動ベクトル推定処理から得られた動き情報を用いて前記それぞれの追跡経路を得る請求項1乃至10のいずれか1項記載の超音波診断装置。
- 被検体の周期的に運動する診断部位を超音波走査して得られる受信信号を、少なくとも1周期以上の所定期間について記憶する記憶ユニットと、
前記受信信号を用いて時系列的な超音波画像データを生成するデータ生成ユニットと、
第1の時相における前記超音波画像データに、複数の関心領域を設定する関心領域設定ユニットと、
前記第1の時相を基準として、前記第1の時相とは異なる第2の時相へ向けて、前記複数の関心領域の位置情報を追跡し、前記所定期間に亘る前記各関心領域についての追跡経路を得る第1の追跡処理を行う第1の追跡ユニットと、
前記第2の時相における前記超音波画像データに、追跡対象を設定する追跡対象設定ユニットと、
前記各関心領域についての追跡経路のうち前記追跡対象に対応する追跡経路を用いて、前記第2の時相を基準として前記追跡対象の位置情報を追跡する第2の追跡処理を行う第2の追跡ユニットと、
を具備する超音画像処理装置。 - 前記追跡対象設定ユニットは、内膜もしくは外膜上のある1点に関する局所的な法線方向で得られる内外膜間の厚さに相当するペアとなる1点を各々対応する外膜もしくは内膜上で定め、前記厚さに相当するペア間の位置を等分することで、前記追跡対象として前記診断部位の中層の位置を設定する請求項12記載の超音画像処理装置。
- 前記第2の追跡ユニットは、前記第2の時相を開始時相として、前記所定期間の各時相における前記追跡対象の位置情報を追跡する前記第2の追跡処理を行う請求項12又は13記載の超音画像処理装置。
- 前記第2の追跡ユニットは、
前記第1の心時相において設定された前記複数の関心領域の内部で前記追跡対象の複数箇所の候補点を設定し、
前記第1の追跡処理によって得られる、前記複数箇所の候補点に対応する複数の追跡経路のうち、前記第2の時相において期待される中層位置に関する最寄りの位置を通る追跡経路を用いて、前記第2の追跡処理を行う請求項12又は13記載の超音画像処理装置。 - 少なくとも前記追跡対象の位置情報を用いて定義される運動情報を、所定の形態で前記超音波画像データと重畳させて又は並べて表示するための運動情報画像を生成する画像生成ユニットと、
前記生成された運動情報画像を表示する表示ユニットと、
をさらに具備する請求項12乃至15のうちいずれか一項記載の超音画像処理装置。 - 前記画像生成ユニットは、
前記第2の追跡処理により得られた、前記診断対象の内外膜に相当する前記複数の関心領域の少なくとも一方の輪郭位置と、前記追跡対象としての前記診断対象の中膜に相当する輪郭位置と、前記関心領域と、を所定数の区画に区分する厚さ方向のしきり線の位置とによって構成される枠線を設定し、
前記所定期間の各時相の超音波画像データ上に、前記枠線を対応する位置に重畳させた前記運動情報画像を生成す請求項16記載の超音画像処理装置。 - 前記画像生成ユニットは、
前記第2の追跡処理により得られた、前記診断対象の内外膜に相当する前記複数の関心領域の二つの端点と当該端点間に存在する一つ以上の中層点とを結ぶ複数の線分によって構成されるストレインゲージを所定数設定し、
前記所定期間の各時相の超音波画像データ上に前記各ストレインゲージを対応する位置に重畳させたストレインゲージ画像を、前記運動情報画像として生成する請求項16記載の超音画像処理装置。 - 前記第2の時相は、前記第1の時相より時間的に前である請求項12乃至18のうちいずれか一項記載の超音画像処理装置。
- 前記第1の時相は収縮末期であり、前記第2の時相は拡張末期である請求項12乃至19のうちいずれか一項記載の超音画像処理装置。
- 前記追跡対象は、拡張末期において被検体の心臓壁を複数に等分する中膜である請求項12乃至21のうちいずれか1項記載の超音画像処理装置。
- 前記第1の追跡ユニットは、パターンマッチングを含む移動ベクトル推定処理から得られた動き情報を用いて前記それぞれの追跡経路を得る請求項12乃至21のいずれか1項記載の超音画像処理装置。
- 被検体の周期的に運動する診断部位に関する撮像データを、少なくとも1周期以上の所定期間について取得するデータ取得ユニットと、
前記撮像データを用いて時系列的な画像データを生成するデータ生成ユニットと、
第1の時相における前記画像データに、複数の関心領域を設定する関心領域設定ユニットと、
前記第1の時相を基準として、前記第1の時相とは異なる第2の時相へ向けて、前記複数の関心領域の位置情報を追跡し、前記所定期間に亘る前記各関心領域についての追跡経路を得る第1の追跡処理を行う第1の追跡ユニットと、
前記第2の時相における前記画像データに、追跡対象を設定する追跡対象設定ユニットと、
前記各関心領域についての追跡経路のうち前記追跡対象に対応する追跡経路を用いて、前記第2の時相を基準として前記追跡対象の位置情報を追跡する第2の追跡処理を行う第2の追跡ユニットと、
を具備する医用画像診断装置。 - 被検体の周期的に運動する診断部位に関する撮像データを、少なくとも1周期以上の所定期間について記憶する記憶ユニットと、
前記撮像データを用いて時系列的な画像データを生成するデータ生成ユニットと、
第1の時相における前記画像データに、複数の関心領域を設定する関心領域設定ユニットと、
前記第1の時相を基準として、前記第1の時相とは異なる第2の時相へ向けて、前記複数の関心領域の位置情報を追跡し、前記所定期間に亘る前記各関心領域についての追跡経路を得る第1の追跡処理を行う第1の追跡ユニットと、
前記第2の時相における前記画像データに、追跡対象を設定する追跡対象設定ユニットと、
前記各関心領域についての追跡経路のうち前記追跡対象に対応する追跡経路を用いて、前記第2の時相を基準として前記追跡対象の位置情報を追跡する第2の追跡処理を行う第2の追跡ユニットと、
を具備する医用画像処理装置。
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