JP6144719B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、ドプラ計測における計測位置を自動的に設定するための技術に関する。

超音波診断装置は、超音波プローブにより対象組織に対して超音波を送受波し、これにより得られた受信信号に基づいて超音波画像（例えば対象組織の断層画像であるＢモード画像）を形成する装置である。超音波診断装置は、超音波画像形成機能のみならず、例えば血液や生体組織などの計測対象の移動速度を演算するドプラ計測機能を備えている。ドプラ計測機能はドプラ効果を基本原理とするものであり、ドプラ計測機能によれば、超音波プローブから送信する超音波の周波数及び対象組織からの反射波の周波数に基づいて、計測対象の移動速度が演算される。

ドプラ計測には様々な方式がある。例えば、超音波プローブからパルス状に超音波を送信し、指定された位置における計測対象の速度変化がグラフとして表示されるパルス（ＰＷ；Pulse Wave）ドプラ法、パルスドプラ法を心筋壁などの組織に適用した組織パルスドプラ（ＴＤＩ−ＰＷ；Tissue Doppler Imaging - Pulse Wave）法、超音波プローブにおいて連続的に超音波の送受波を行って、特定の超音波ビーム上の全ての位置における速度成分がグラフとして表示される連続波（ＣＷ；continuous wave）ドプラ法、複数の超音波ビーム上の多数の点の速度成分を色で表現し、当該色をＢモード画像に重畳して表示するカラーフローマッピング（ＣＦＭ；Color flow mapping）法などが挙げられる。

このうち、パルスドプラ法あるいは組織パルスドプラ法などのいくつかの方式においては、ドプラ計測が実施される位置である計測位置を指定する必要がある。従来、計測位置の指定は医師などのユーザによって行われていた。例えば、表示部に表示されたＢモード画像上において計測位置を示すドプラカーソル（サンプルボリュームなどとも呼ばれる）をユーザがトラックボールなどで動かすことで計測位置を指定していた。

ドプラ計測を正確に行うためには、ドプラカーソルを正確に設定する必要がある。ドプラカーソルを計測したい位置に正確に設定するには、ユーザに熟練した指定操作が求められる。また、当該指定操作はユーザに手間をかけさせるものである。そこで、計測位置を自動的に設定する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、カラーフローマッピング法で得られたカラー画像を解析して血流速度が最大となる位置を検出し、当該位置に計測位置を設定することが開示されている。

特開２００２−３０６４８５号公報

例えば特許文献１に記載の技術のように、カラーフローマッピング法で得られたカラー画像に基づいて計測位置を設定する方法においては、以下の問題が指摘できる。第１に、血流速度は激しく変化するのが一般的であり、またいわゆる折り返し現象が生じるおそれもあるため、設定された計測位置の位置精度が問題になる場合がある。第２に、ユーザ所望の計測位置以外の位置に最大流速位置が存在する場合、当該位置に計測位置が設定されてしまうことになり、必ずしもユーザが望む位置に計測位置が設定されない場合がある。

本発明の目的は、計測位置を高精度に自動設定することにある。

本発明に係る超音波診断装置は、対象組織に対して超音波を送受波することにより得られた受信信号に基づいて、前記対象組織の断層画像を形成する断層画像形成手段と、前記断層画像の断面種類を識別する断面種類識別手段と、前記断層画像を前記断面種類に応じて解析することにより、ドプラ計測の標準的な計測位置である標準位置を演算する標準位置演算手段と、前記標準位置に前記ドプラ計測の計測位置を示すドプラカーソルを設定するドプラカーソル設定手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、断層画像の解析により演算される標準位置にドプラカーソルが設定される。断層画像の解析とは、例えば、断層画像に含まれる対象組織の特徴部位（基準部位）の抽出であり、この場合、抽出された基準部位に基づいて標準位置が演算され、当該標準位置に計測位置が設定される。さらに、上記構成によれば、断層画像の解析に先立って当該断層画像の断面種類が識別され、断面種類に応じて断層画像が解析される。断層画像の断面種類によって抽出されるべき基準部位が異なり、また標準位置も異なるため、断面種類に応じて断層画像を解析することで、断面種類に応じた適切な位置に標準位置を特定できる。

望ましくは、前記断面種類識別手段は、前記断層画像形成手段の処理と並行して、前記断層画像形成手段により順次形成された複数の断層画像の断面種類を順次識別し、前記標準位置演算手段は、前記断面種類識別手段の処理と並行して、前記断層画像毎に標準位置を演算し、前記ドプラカーソル設定手段は、前記ドプラ計測における計測位置の自動設定要求があった場合に、前記複数の断層画像の中から特定断層画像を特定し、当該特定断層画像について演算済みの標準位置に前記ドプラカーソルを設定する、ことを特徴とする。

当該構成によれば、断層画像の形成と並行して当該断層画像の断面種類が識別され、断面種類に応じた解析が実施される。これにより、断層画像が順次形成されるに従って標準位置が順次演算される。当該標準位置の演算処理は、ドプラ計測における計測位置の自動設定要求の前、例えばパルスドプラモードに入る前に行われるものである。つまり、計測位置の自動設定要求があった時点において既に標準位置が演算されているから、ドプラカーソルを直ちに設定することができる。このように、標準位置を事前演算しておくことにより、計測位置の自動設定要求からドプラカーソル（計測位置）が設定されるまでの時間が低減される。

望ましくは、前記断面種類識別手段は、前記ドプラ計測における計測位置の自動設定要求があった場合に、前記断層画像形成手段により順次形成された複数の断層画像の中から特定断層画像を特定し、当該特定断層画像の断面種類を識別し、前記標準位置演算手段は、前記特定断層画像の断面種類に応じて前記特定断層画像を解析して前記標準位置を演算する、ことを特徴とする。

当該構成によれば、計測位置の自動設定要求があるまでは標準位置の演算は行わず、事後的に、つまり当該要求がされてから特定断層画像についての標準位置の演算が行われる。当該要求が行われる前には断層画像の種類の識別処理及び標準位置の演算が行われないから、標準位置演算のための演算量の増加を抑えることができる。

望ましくは、前記標準位置演算手段は、前記断層画像毎に、複数のドプラモードに対応する複数の標準位置を演算し、前記ドプラカーソル設定手段は、前記複数の標準位置の中から現在のドプラモードに基づいて実際に利用する標準位置を選択する、ことを特徴とする。

同一の断面種類であっても、各ドプラモードにおける標準位置は異なる。例えば、対象組織が心臓である場合、パルスドプラモードにおいては、心腔内の血流を測定することが多く、その標準位置は心臓の弁間近傍となる。一方、組織パルスドプラは組織の運動を計測するものであり、その標準位置は例えば心壁上となる。計測位置の自動設定要求の前に標準位置を演算する態様においては、標準位置の演算時においてその後どのドプラモードが実施されるか不明である。したがって、標準位置演算手段は、各断層画像について、複数のドプラモードに対応する複数の標準位置を演算する。そして、計測位置の自動設定要求があったときにはドプラモードが確定しているから、既に演算した複数の標準位置の中から現在のドプラモードに対応した標準位置が選択される。これにより、計測位置を迅速に設定すると共に、現在のドプラモードに応じた適切な位置にドプラカーソルを設定することができる。

望ましくは、現在のドプラ計測モードが複数のドプラカーソルを設定可能なモードであり、かつ、現在のドプラ計測モードの直前のモードである直前モードにおいて計測位置が指定されている場合、前記ドプラカーソル設定手段は、前記直前モードにおいて設定された計測位置に、現在のドプラ計測モードの少なくとも１つの前記ドプラカーソルを設定する、ことを特徴とする。

現在のドプラモードの直前に実行されていた直前モードにおいて計測位置が設定されていた場合、現在のドプラモードにおいても直前モードにおいて設定した計測位置を引き続き使用したい場合がある。当該構成によれば、現在のドプラモードにおける少なくとも１つの計測位置において直前モードにおける計測位置を引き継ぎつつ、現在のドプラモードにおけるその他の計測位置については、断層画像の解析より演算された標準位置に設定することができる。

望ましくは、前記対象組織は心臓であり、前記断面種類識別手段は、各心拍期間内における所定時相に対応する断層画像の断面種類を識別し、前記標準位置演算手段は、前記所定時相に対応する断層画像を解析することで前記標準位置を演算する、ことを特徴とする。

本発明によれば、計測位置を高精度に自動設定することができる。

本実施形態に係る超音波診断装置の構成概略図である。 各断面種類における標準位置の例を示す図である。 第１実施形態における計測位置の自動設定処理の流れを示すフローチャートである。 現在のドプラモードがデュアルモードである場合の計測位置の自動設定処理の流れを示すフローチャートである。 直前モードと現在モードの各組み合わせにおいて設定される２つの計測位置を示す図である。 ドプラカーソルが設定され、ドプラ計測が実施された場合の表示部の表示例を示す図である。 第２実施形態における計測位置の自動設定処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る超音波診断装置の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１０の構成概略図である。超音波診断装置１０はドプラ計測機能を有し、かつドプラ計測の計測位置の自動設定機能を有するものである。以下、超音波診断装置１０の各部について説明する。

プローブ１２は、対象組織に対して超音波の送受波を行う超音波探触子である。対象組織は、例えば血液が流れる生体組織である。本実施形態では、対象組織が心臓である場合を例に説明する。プローブ１２は複数の振動素子を有しており、各振動素子が振動することで超音波ビームが対象組織に対して送信される。また、各振動子は対象組織からの反射波を受信して受信信号を出力する。超音波ビームが走査されることで超音波走査面が形成される。被検体に対するプローブ１２の当て方を変えることにより、対象組織に対する超音波走査面の向きを変えることができる。それにより、後述の断層画像形成部１６において形成される断層画像の断面種類を変えることができる。

送受信部１４は、プローブ１２に含まれる複数の振動素子を振動させるための複数の送信信号（駆動信号）をプローブ１２へ送る。また、送受信部１４は、プローブ１２の各振動子から出力される複数の受信信号に対して遅延処理を施した上でそれらを加算し（つまり整相加算し）、整相加算後の受信信号としてのビームデータを形成する。送受信部１４は、プローブ１２から順次出力される受信信号に基づいて順次ビームデータを形成し出力する。

断層画像形成部１６は、送受信部１４から出力される複数のビームデータに基づいて、対象組織の断層画像データ（Ｂモード画像データ）を形成する。本明細書では、断層画像形成部１６が形成する断層画像データを便宜上「断層画像」と記載する。断層画像形成部１６は、１フレーム分の複数のビームデータに基づいて１フレーム（１枚）の断層画像を形成する。断層画像形成部１６は、送受信部１４から順次出力される複数のビームデータに基づいて、断層画像を順次形成する。

シネメモリ１８は、断層画像形成部１６が形成した断層画像を一時的に記憶する。シネメモリ１８は、リングバッファの構造を有し、時系列順で入力される複数の断層画像を順次格納するメモリである。

表示制御部２０は、例えば液晶ディスプレイ、あるいはＣＲＴモニタである表示部２２へ超音波診断装置１０の各部からのデータを表示させる表示制御処理を行う。例えば、表示制御部２０は、断層画像形成部１６が形成した断層画像を表示部２２に表示させる。また、表示制御部２０は、断層画像上において後述の計測位置設定部２６が設定した計測位置にドプラカーソルを表示させる。また、後述のドプラ計測部２８により演算されたドプラ波形を表示部２２に表示させる。さらに、後述の心電計４０からの心電データに基づいて心電波形を表示部２２に表示させる。

ドプラモード設定部２４は、ユーザからの指示に基づいてドプラモードの設定を行う。超音波診断装置１０においては、種々のドプラモードが選択可能となっている。例えば、パルスドプラモード（ＰＷモード）、組織パルスドプラモード（ＴＤＩ−ＰＷモード）、連続波ドプラモード（ＣＷモード）、あるいはカラーフローマッピングモード（ＣＦＭモード）などが選択可能である。

また、ドプラモード設定部２４は、複数の計測位置におけるドプラ計測を並行して行うデュアルモードも選択可能である。例えば、２つの計測位置において並行してＰＷモード計測を行うデュアルＰＷモード、１つの位置においてＰＷモード計測を行いながら他の位置においてＴＤＩ−ＰＷモード計測を行うＰＷ／ＴＤＩ−ＰＷモード、２つの位置において並行してＴＤＩ−ＰＷモード計測を行うデュアルＴＤＩ−ＰＷモードなどが選択可能である。

上記のドプラモードのうち、ＰＷモード及びＴＤＩ−ＰＷモードなど、特定の計測位置においてドプラ計測を行うモードにおいては、ドプラ計測の実施に先立って、計測位置の指定が必要となる。複数の位置のドプラ計測を並行して行うモードにおいては、複数の計測位置の指定が必要となる。

計測位置設定部２６は、ドプラ計測を実施する位置である計測位置の設定を行う。計測位置の設定は、ユーザの指示に基づいて設定されてよい。超音波診断装置１０においては、表示部２２に表示された対象組織の断層画像に重畳して、計測位置を示すドプラカーソルが表示される。ユーザは入力部４４を介して表示部２２上においてドプラカーソルを動かすことにより計測位置を指定できる。また、超音波診断装置１０は、計測位置の自動設定機能を有している。自動設定機能は有効／無効の切り替えが可能となっている。自動設定機能が有効であると、計測位置設定部２６は、計測位置の自動設定要求があった場合、後述の標準位置演算部３４が演算した標準位置に計測位置を設定する（標準位置については後述する）。計測位置の自動設定要求は、ユーザの操作によって行われてよい。例えば、ユーザが計測位置の指定が必要なドプラモードへの切り替え操作を行った場合に計測位置の自動設定要求が制御部４２へ送られる。制御部４２は当該要求を受けて計測位置設定部２６に計測位置を設定する処理を実行させる。

ドプラ計測部２８は、ドプラモード設定部２４により設定された現在のドプラモードに従ってドプラ計測を行う。現在のドプラモードが計測位置の設定が必要なモードである場合は、計測位置設定部２６が設定した計測位置についてドプラ計測を行う。ドプラ計測は、送受信部１４から出力されるビームデータに基づいて行う。ドプラ計測が行われると、その計測結果が表示制御部２０により表示部２２に表示される。例えば、ＰＷモード、あるいはＴＤＩ−ＰＷモードであれば計測位置における計測対象の速度変化を示すグラフが表示部２２に表示される。また、ＣＦＭモードであれば、断層画像に重畳して各位置の速度成分を示す色が表示される。

画像解析部３０は、断面種類識別部３２及び標準位置演算部３４を含んで構成され、ドプラ計測の計測位置として設定される最も標準的な位置である標準位置を演算するために、断層画像形成部１６が形成した断層画像を解析する。標準位置は、断層画像の断面種類によって異なるため、断層画像の断面種類に応じて標準位置が演算される。

断面種類識別部３２は、断層画像を解析することで断面種類を識別する。断面種類としては、対象組織が心臓であれば、例えば心尖部２腔断面、心尖部３腔断面、心尖部４腔断面などがある。その他にも、プローブ１２を傍胸骨アプローチにて被検体に当接させることで得られる各種断面（左室長軸断面像など）、あるいはプローブ１２を心窩部アプローチにて被検体に当接させることで得られる各種断面（心窩部４腔断面など）がある。

断面種類識別部３２は、記憶部３６に記憶される断面情報ＤＢ３８に含まれるテンプレート情報に基づいて断面種類を識別する。断面情報ＤＢ３８には、断面種類毎にテンプレート情報が記憶されている。テンプレート情報としては、標準的な断層画像そのものであってもよいし、標準的な断層画像に対して固有空間法、部分空間法、あるいは相互部分空間法などを適用することで抽出される特徴量パラメータ群であってもよい。断面種類識別部３２は、断面種類の識別処理にあたり、断面情報ＤＢ３８に記憶された各断面種類のテンプレート情報を読み出し、処理対象の断層画像と各断面種類のテンプレート情報との間においてテンプレートマッチング処理を行う。その結果、当該断層画像と最も類似度が高かったテンプレート情報に対応する断面種類が、当該断層画像の断面種類であると識別される。

標準位置演算部３４は、断層画像形成部１６が形成した断面画像を解析することで、当該断層画像におけるドプラ計測の計測位置の標準位置を演算する。標準位置の演算は具体的に以下のように行われる。まず、標準位置演算部３４は、解析対象の断層画像において基準部位を抽出する。基準部位とは、断層画像に含まれる対象組織の断面における特定部位であり、対象組織が心臓の場合、例えば心腔の輪郭や弁輪位置（心臓内の弁の付け根近傍の所定領域）などである。心腔の輪郭は、パターンマッチングや動的輪郭モデルを適用することで抽出される。弁輪位置は、断層画像において高輝度となることを利用し、輝度検出処理を施し、輝度が所定値以上である位置を弁輪位置に特定する。基準部位の抽出方法としては上記方法に限らず、他にも、Active Appearance Modelやブースティング法などの学習法を用いることができる。抽出すべき基準部位は、断層画像の断面種類によって異なるため、標準位置演算部３４は、断面種類識別部３２が識別した断層画像の断面種類に従って抽出する基準部位を決定する。

標準位置演算部３４は、抽出した基準部位に基づいて標準位置を特定する。標準位置は、基準部位とは異なる位置に設定されてよい。この場合、標準位置の特定方法としては、例えば基準部位と標準位置との位置関係を定義する関係式が利用できる。関係式の導出には回帰分析を用いることができる。回帰分析とは、過去に蓄積されたデータに基づいて基準部位と標準位置との位置関係を特定する方法である。また、例えば対象組織の輪郭に基づいて標準位置を特定する場合は、パターンマッチング法を用いることもできる。この場合、対象組織の複数の輪郭形状パターンと、それぞれのパターンに対する標準位置を示す情報とを関連付けたパターンテンプレートデータを記憶部３６に記憶させておき、抽出された輪郭とパターンテンプレートデータを比較することで標準位置が特定される。

記憶部３６には、例えばメモリやハードディスクなどであり、上述した断面情報ＤＢ３８が記憶される。記憶部３６には、その他、標準位置演算部３４により演算された標準位置を示す情報、計測位置設定部２６により設定された計測位置を示す情報などが記憶される。また、記憶部３６には、超音波診断装置１０の各部を機能させるためのプログラムも記憶される。

心電計４０は、被検体の心電波形データを取得して出力するものである。心電計４０が取得した心電波形データは画像解析部３０に送られる。また、心電波形データは表示制御部２０にも送られ、表示部２２に心電波形が表示されてもよい。

制御部４２は、例えばＣＰＵやマイクロプロセッサであり、超音波診断装置１０の各部を制御する。入力部４４は、超音波診断装置１０の操作を行うためのインターフェイスであり、キーボード、トラックボール、あるいはスイッチなどを含んで構成される。

なお、図１に示す各部のうち、断層画像形成部１６、ドプラモード設定部２４、計測位置設定部２６、ドプラ計測部２８、及び画像解析部３０は、例えば電子回路やプロセッサ等のハードウェアを利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、上記各部に対応した機能が、ＣＰＵ、マイクロプロセッサあるいはメモリなどのハードウェアと、ＣＰＵやマイクロプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により実現されてもよい。

以上が本実施形態に係る超音波診断装置の構成である。次に、図２を参照して、標準位置演算部３４により演算される標準位置の例について説明する。図２においては、代表的な例として、心尖部２腔断面、心尖部３腔断面、及び心尖部４腔断面それぞれにおけるＰＷモード及びＴＤＩ−ＰＷモードに対応する標準位置が示されている。

図２（ａ）には、心尖部２腔断面が示されている。心尖部２腔断面においては、ＰＷモードの場合、左心房５０から左心室５２への血流を計測することが多いため、標準位置は僧帽弁流出路６０に設定される。ＴＤＩ−ＰＷモードの場合は、自由壁側又は中隔側の弁輪位置の動きを計測することが多いため、標準位置は自由壁側弁輪部６２及び中隔側弁輪位置６４に設定される。これらの標準位置は、基準部位である弁輪位置７０あるいは心腔の輪郭７２などに基づいて設定される。

図２（ｂ）には、心尖部３腔断面が示されている。心尖部３腔断面においては、ＰＷモードの場合、左心房５０から左心室５２への血流に加え、大動脈５４への血流を計測することが多いため、標準位置は、僧帽弁流出路６０及び大動脈弁流出路６８に設定される。ＴＤＩ−ＰＷモードの場合は、心尖部２腔断面同様、標準位置は自由壁側弁輪部６２及び中隔側弁輪位置６４に設定される。

図２（ｃ）には、心尖部４腔断面が示されている。心尖部４腔断面においては、心尖部２腔断面と同様の計測が行われることが多いため、その標準位置は心尖部２腔断面と同様に設定される。

上述したように、同一断面において各ドプラモードに対応する各標準位置はそれぞれ異なる位置となる。また、心尖部２腔断面（図２（ａ））におけるＴＤＩ−ＰＷモードのように、１つのドプラモードにおいてよく利用される計測位置が複数有る場合は、１つのドプラモードに対して複数の標準位置が設定される。以上のことから、１つの断層画像においては、１又は複数のドプラモードに対応する複数の標準位置が設定され得る。

以下、図１を参照しつつ図３のフローチャートを用いて本実施形態における計測位置の自動設定処理の流れについて説明する。

ステップＳ１０において、断面種類識別部３２は、断層画像形成部１６の断層画像形成処理と並行して、断層画像の断面種類を識別する。本実施形態においては、断面種類識別部３２は、心電計４０からの心電データに基づいて、Ｒ波のタイミングで得られた断層画像（以下Ｒ波断層画像と記載する）について断面種類を識別する。つまり、Ｒ波断層画像が形成された後直ちに当該Ｒ波断層画像の断面種類を識別する。なお、ステップＳ１０及びステップＳ１２においては、超音波診断装置１０の動作モードは、ドプラ計測を行わず、断層画像形成部１６で形成された断層画像が表示部２２に表示されるＢモードであるとする。

ステップＳ１２において、標準位置演算部３４は、断面種類が識別されたＲ波断層画像を解析することで標準位置を演算する。上述のように、１つの断層画像からは、複数のドプラモードに対応する複数の標準位置が演算され得るが、ステップＳ１２の段階においてはＢモードで動作しており、標準位置演算部３４は、将来設定されるドプラモードを把握することができない。そのため、ステップＳ１２においては、当該Ｒ波断層画像において、ドプラモード設定部２４が設定し得る全てのドプラモードに対応する複数の標準位置が演算される。演算された複数の標準位置を示す情報は記憶部３６に記憶される。このとき、当該複数の標準位置を示す情報は、対応するＲ波断層画像との関連を示す情報と共に記憶されてもよい。

ステップＳ１４において、制御部４２は、ドプラ計測の計測位置の自動設定要求があったか否かを判定する。自動設定要求が無い場合には、再度ステップＳ１０に戻り、次のＲ波断層画像を解析することで標準位置が演算される。このように、計測位置の自動設定要求があるまで、画像解析部３０は、順次形成されるＲ波断層画像について複数の標準位置を順次演算する。

ステップＳ１４で計測位置の自動設定要求があった場合はステップＳ１６に進む。本例では、ユーザによりＰＷモードが選択されたことにより制御部４２に計測位置の自動設定要求が送信されたとする。ステップＳ１６において、計測位置設定部２６は、自動設定要求の直前のＲ波断層画像を解析することで演算された複数のドプラモードに対応する複数の標準位置の中から、設定された現在のドプラモード、すなわちＰＷモードに対応する標準位置に計測位置を設定する。

ステップＳ１８において、表示制御部２０は、ステップＳ１６において設定された計測位置を示すドプラカーソルを表示部２２に表示させる。このとき、表示部２２には断層画像形成部１６により形成された断層画像が静止画あるいは動画で表示されドプラカーソルは当該断層画像に重畳して表示される。その後、ドプラ計測部２８により当該計測位置においてドプラ計測が実施され、その結果がグラフとして表示部２２に表示される。

以上の通り、本実施形態においては、計測位置の自動設定要求以前において、複数のＲ波断層画像が解析されることで各Ｒ波断層画像に対応する複数の標準位置が順次演算される。つまり、計測位置の自動設定要求の時点において既に標準位置が演算されているから、計測位置設定部２６は、当該要求を受けた場合直ちに計測位置を設定することができる。また、各Ｒ波断層画像について複数のドプラモードに対応する複数の標準位置が演算されているから、ユーザがいずれのドプラモードを選択しても好適に計測位置が設定される。

なお、上記例においては、画像解析部３０は、Ｒ波断層画像について解析を行ったが、解析対象の断層画像は他の時相における断層画像であってもよい。また、１心拍において複数の断層画像を解析するようにしてもよい。また、上記例においては、計測位置の自動設定要求があった場合に、当該要求の直前のＲ波断層画像に対応する標準位置に計測位置を設定していたが、ユーザの指定などにより、当該要求以前に形成された任意のＲ波断層画像に対応する標準位置に計測位置を設定するようにしてもよい。この場合は、既に形成されシネメモリ１８に記憶されたＲ波画像を表示部２２に切り替え表示などしてユーザに任意のＲ波画像を選択させる。

図４は、ドプラモードとして複数の計測位置が設定されるデュアルドプラモードが選択される場合における計測位置の自動設定処理の流れを示すフローチャートである。図４において、ステップＳ１０〜Ｓ１４までの処理は図３に示したフローチャートと同様であるため、その説明を省略する。なお、本例では、ステップＳ１４においてデュアルドプラモードが選択されたとする。

ステップＳ２０において、制御部４２は、現在のデュアルドプラモード（現在モード）の直前の動作モードである直前モードにおいてドプラ計測の計測位置が設定されていたか否かを判断する。例えば直前モードがＢモードである場合など、直前モードにおいて計測位置が設定されていない場合はステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、計測位置設定部２６は、標準位置演算部３４が演算した複数の標準位置の中から２つの標準位置を選択し、選択した２つの標準位置に現在モードにおける２つの計測位置を設定する。図５には、直前モードと現在モードの各組み合わせにおいて設定される２つの計測位置を示すマトリクスが示されている。図５（ａ）に、直前モードがＢモードである場合、つまり直前モードにおいて計測位置が設定されていなかった場合のマトリクスが示されている。断面種類が心尖部３腔断面である場合を例に以下説明する（図２（ｂ）も併せて参照する）。

直前モードがＢモードであり、現在モードがデュアルＰＷ（ＰＷ／ＰＷ）モードである場合、心尖部３腔断面においてＰＷモードに対応する標準位置が２つ演算されているため、１つ目の計測位置（Ｄ１）は僧帽弁流出路（図２（ｂ）の符号６０）に設定され、２つ目の計測位置（Ｄ２）は大動脈弁流出路（図２（ｂ）の符号６８）に設定される。

直前モードがＢモードであり、現在モードがＰＷ／ＴＤＩ−ＰＷモードである場合、心尖部３腔断面においてＰＷモードとＴＤＩ−ＰＷモードに対応する標準位置がそれぞれ演算されているため、ＰＷモードに対応するＤ１は僧帽弁流出路（図２（ｂ）の符号６０）に設定され、ＴＤＩ−ＰＷモードに対応するＤ２は中隔側弁輪部（図２（ｂ）の符号６４）に設定される。ここで、ＰＷモードに対応する２つの標準位置のうち、Ｄ１が大動脈弁流出路ではなく僧帽弁流出路に設定されるのは、一般的に僧帽弁流出路の方が先に計測されるためである。つまり、同一モードに対応する複数の標準位置には優先順位が付されており、計測位置設定部２６は、当該優先順位に従って計測位置を設定する。Ｄ２が自由壁側弁輪部ではなく中隔側弁輪部に設定されるのも同様の理由による。

直前モードがＢモードであり、現在モードがデュアルＴＤＩ−ＰＷ（ＴＤＩ−ＰＷ／ＴＤＩ−ＰＷ）モードである場合、心尖部３腔断面においてＴＤＩ−ＰＷモードに対応する標準位置が２つ演算されているため、Ｄ１は自由壁側弁輪部（図２（ｂ）の符号６２）に設定され、Ｄ２は中隔側弁輪部（図２（ｂ）の符号６４）に設定される。

なお、心尖部２腔断面あるいは心尖部４腔断面においては、ＰＷモードに対応する標準位置が１つしか演算されていないため、直前モードがＢモードであり、現在モードがデュアルＰＷモードである場合は、Ｄ１は僧帽弁流出路に設定されるが、Ｄ２については設定されず表示部２２にエラーが表示される。この場合、Ｄ２はユーザの指示により設定されることになる。

図４に戻り、ステップＳ２０において、例えば直前モードがＰＷモードあるいはＴＤＩ−ＰＷモードである場合など、直前モードにおいて計測位置が設定されている場合はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４において、計測位置設定部２６は、直前モードと現在モードとを比較して、直前モードにおいて設定された計測位置を現在モードにおいて引き継ぐことが妥当である場合には、直前モードにおいて設定された計測位置を現在モードの２つの計測位置のうちの一方の計測位置として設定する。現在モードの他方の計測位置は断層画像の解析により演算された標準位置に設定される。図５（ｂ）には、直前モードがＰＷモードである場合の現在モードにおける２つの計測位置を示すマトリクスが示されている。ここでも、断面種類が心尖部３腔断面である場合を例に説明する（図２（ｂ）も併せて参照する）。

直前モードがＰＷモードであり、現在モードがデュアルＰＷモードである場合、現在モードは直前モードであるＰＷモードを含むから、直前モードにおいて設定された計測位置を引き継ぐことが妥当である。そのため、Ｄ１は直前モードにおいて設定された計測位置に設定される。Ｄ２は、ＰＷモードに対応する標準位置である僧帽弁流出路（図２（ｂ）の符号６０）に設定される。

直前モードがＰＷモードであり、現在モードがＰＷ／ＴＤＩ−ＰＷモードである場合においても、現在モードは直前モードであるＰＷモードを含むから、この場合も直前モードにおいて設定された計測位置を引き継ぐことが妥当である。そのため、ＰＷモードに対応するＤ１は直前モードにおいて設定された計測位置に設定される。ＴＤＩ−ＰＷモードに対応するＤ２は、ＴＤＩ−ＰＷモードに対応する標準位置である中隔側弁輪部（図２（ｂ）の符号６４）に設定される。

直前モードがＰＷモードであり、現在モードがデュアルＴＤＩ−ＰＷモードである場合、現在モードには直前モードであるＰＷモードが含まれない。ＰＷモードは通常血流を計測するものであるため心腔内に設定されるのが一般的であり、ＴＤＩ−ＰＷモードは通常組織の運動を計測するものであるため、例えば心壁上に設定されるのが一般的である。つまり両モードは通常設定される計測位置が明確に異なっている。そのため、直前モードにおける計測位置を現在モードにおいて引き継ぐ意義がない。したがって、この場合、直前モードにおいて計測位置が設定されていない場合と同様に、２つの計測位置はＴＤＩ−ＰＷモードに対応する標準位置である自由壁側弁輪部（図２（ｂ）の符号６２）及び中隔側弁輪部（図２（ｂ）の符号６４）に設定される。

図５（ｃ）には、直前モードがＴＤＩ−ＰＷモードである場合の現在モードにおける２つの計測位置を示すマトリクスが示されている。直前モードがＴＤＩ−ＰＷモードである場合も、直前モードがＰＷモードである場合と同様に、現在モードに直前モードであるＴＤＩ−ＰＷモードが含まれている場合など、直前モードにおいて設定された計測位置を現在モードにおいて引き継ぐことが妥当である場合に、現在モードの一方の計測位置に直前モードにおける計測位置が引き継いで設定される。また、現在モードがデュアルＰＷモードである場合など、直前モードの計測位置を引き継ぐことが妥当でない場合は、２つの計測位置は演算された標準位置に設定される。

図４に戻り、ステップＳ１８において、ステップＳ２２あるいはＳ２４において設定された計測位置を示すドプラカーソルが表示部２２に表示される。その後、ドプラ計測部２８により当該計測位置においてドプラ計測が実施され、その結果がグラフとして表示部２２に表示される。

図６には、断層画像、ドプラカーソル、及びドプラ計測結果が表示部２２に表示された様子を示す図である。図６の例は、現在モードがＰＷ／ＴＤＩ−ＰＷモードであり、Ｄ１が僧帽弁流出路に、Ｄ２が中隔側弁輪部に設定された様子が示されている。断層画像８０及びドプラカーソルと共に、Ｄ１におけるドプラ計測結果８２及びＤ２におけるドプラ計測結果８４が表示される。なお、自動設定されたＤ１及びＤ２の位置は、その後ユーザの指示によって移動させることが可能である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態においては、超音波診断装置１０の構成、及び各部の機能は第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。第２実施形態は、画像解析部３０における断面画像の解析処理を実行するタイミングが第１実施形態とは異なる。以下、図１を参照しながら図７のフローチャートに沿って第２実施形態の処理の流れを説明する。

ステップＳ３０において、制御部４２は、ドプラ計測の計測位置の自動設定要求があったか否かを判定する。自動設定要求が無い場合には、当該要求があるまで待機する。つまり、自動設定要求があるまでは、画像解析部３０は断層画像の解析処理を行わない。

ステップＳ３０で計測位置の自動設定要求があった場合はステップＳ３２に進む。本例でも、ユーザによってＰＷモードが選択されたことにより制御部４２に計測位置の自動設定要求が送信されたとする。ステップＳ３２において、断面種類識別部３２は、計測位置の自動設定要求を受ける前に形成されシネメモリ１８に記憶された複数の断層画像から特定の断層画像を選択し、選択した断層画像の断面種類を識別する。本例では、自動設定要求の直前のＲ波断層画像が選択され、当該Ｒ波断層画像の断面種類を識別する。

ステップＳ３４において、標準位置演算部３４は、断面種類が識別されたＲ波断層画像を解析することで標準位置を演算する。上述のように、１つの断層画像からは、複数のドプラモードに対応する複数の標準位置が演算され得るが、ステップＳ３０において既にドプラモードがユーザにより選択されているから（本例ではＰＷモード）、標準位置演算部３４は、現在モードであるＰＷモードに対応する標準位置のみを演算すれば足りる。

ステップＳ３６において、計測位置設定部２６は、ステップＳ３４で演算されたＰＷモードに対応する標準位置に計測位置を設定する。

ステップＳ３８において、ステップＳ３６において設定された計測位置を示すドプラカーソルが表示部２２に表示される。その後、ドプラ計測部２８により当該計測位置においてドプラ計測が実施され、その結果がグラフとして表示部２２に表示される。

上述のように、第２実施形態においては、計測位置の自動設定要求がされてから断層画像の解析を行って標準位置を演算する。自動設定要求前において断層画像の解析処理が行われないから、第１実施形態に比して標準位置の演算量を低減させることができる。また、標準位置の演算時において既にドプラモードが決定されているから、断層画像において複数のドプラモードに対応する複数の標準位置を演算する必要もなくなる。

第２実施形態においても、現在のドプラモードとしてデュアルドプラモードが選択されてよく、その場合、直前モードにおいて計測位置が設定されている場合は、第１実施形態同様に、直前モードにおける計測位置を現在モードの一方の計測位置に引き継いで設定されてよい。

以上、本発明に係る実施形態として第１実施形態及び第２実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０ 超音波診断装置、１２ プローブ、１４ 送受信部、１６ 断層画像形成部、１８ シネメモリ、２０ 表示制御部、２２ 表示部、２４ ドプラモード設定部、２６ 計測位置設定部、２８ ドプラ計測部、３０ 画像解析部、３２ 断面種類識別部、３４ 標準位置演算部、３６ 記憶部、３８ 断面情報ＤＢ、４０ 心電計、４２ 制御部、４４ 入力部。

Claims (5)

1. 対象組織に対して超音波を送受波することにより得られた受信信号に基づいて、前記対象組織の断層画像を形成する断層画像形成手段と、
   前記断層画像の断面種類を識別する断面種類識別手段であって、前記断層画像形成手段の処理と並行して、前記断層画像形成手段により順次形成された複数の断層画像の断面種類を順次識別する断面種類識別手段と、
   前記断層画像を前記断面種類に応じて解析することにより、ドプラ計測の標準的な計測位置である標準位置を演算する標準位置演算手段であって、前記断面種類識別手段の処理と並行して、前記断層画像毎に標準位置を演算する標準位置演算手段と、
   前記標準位置に前記ドプラ計測の計測位置を示すドプラカーソルを設定するドプラカーソル設定手段であって、前記ドプラ計測における計測位置の自動設定要求があった場合に、前記複数の断層画像の中から、前記自動設定要求を受けた時点を基準として特定される断層画像又は選択された断層画像である特定断層画像を特定し、当該特定断層画像について演算済みの標準位置に前記ドプラカーソルを設定するドプラカーソル設定手段と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 対象組織に対して超音波を送受波することにより得られた受信信号に基づいて、前記対象組織の断層画像を形成する断層画像形成手段と、
   前記断層画像の断面種類を識別する断面種類識別手段であって、ドプラ計測における計測位置の自動設定要求があった場合に、前記断層画像形成手段により順次形成された複数の断層画像の中から、前記自動設定要求を受けた時点を基準として特定される断層画像又は選択された断層画像である特定断層画像を特定し、当該特定断層画像の断面種類を識別する断面種類識別手段と、
   前記断層画像を前記断面種類に応じて解析することにより、ドプラ計測の標準的な計測位置である標準位置を演算する標準位置演算手段であって、前記特定断層画像の断面種類に応じて前記特定断層画像を解析して前記標準位置を演算する標準位置演算手段と、
   前記標準位置に前記ドプラ計測の計測位置を示すドプラカーソルを設定するドプラカーソル設定手段と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
3. 前記標準位置演算手段は、前記断層画像毎に、複数のドプラ計測モードに対応する複数の標準位置を演算し、
   前記ドプラカーソル設定手段は、前記複数の標準位置の中から現在のドプラ計測モードに基づいて実際に利用する標準位置を選択する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 現在のドプラ計測モードが複数のドプラカーソルを設定可能なモードであり、かつ、現在のドプラ計測モードの直前のモードである直前モードにおいて計測位置が指定されている場合、前記ドプラカーソル設定手段は、前記直前モードにおいて設定された計測位置に、現在のドプラ計測モードの少なくとも１つの前記ドプラカーソルを設定する、
   ことを特徴とする、請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記対象組織は心臓であり、
   前記断面種類識別手段は、各心拍期間内における、前記標準位置を演算する際の解析対象として定められた時相である所定時相に対応する断層画像の断面種類を識別し、
   前記標準位置演算手段は、前記所定時相に対応する断層画像を解析することで前記標準位置を演算する、
   ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。

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