JP6925824B2 - 超音波診断装置、画像処理装置、及び画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置、画像処理装置、及び画像処理プログラムに関する。

従来、超音波診断装置において、ＴＥＥ（transesophageal echocardiography：経食道心エコー用超音波）プローブが利用されている。このＴＥＥプローブは、食道や胃等の上部消化管に経口で挿入されることで、心臓等を超音波で撮像するための超音波プローブである。

ところで、超音波画像は、深さ方向の浅い方を表示画像の上方に描出させるという慣例にしたがって画像生成される。このため、ＴＥＥプローブを用いて撮像された心臓等の超音波画像は、体表用プローブを用いて撮像された超音波画像と比べて上下方向が概ね反転したものとなっている。

特開２０１０−２２７５６８号公報 特開２０１２−２１７７８０号公報 特表２００８−５１５５１７号公報 特開２０１１−０７８６２５号公報

ＪＳ ＭｃＧｈｉｅ ｅｔ ａｌ．「Ａ Ｎｏｖｅｌ １３−Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｉｇｈｔ Ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｒｏｔａｔｅ ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ」、Ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ、２０１５；３３:３５３−３６１

本発明が解決しようとする課題は、経食道心エコー用超音波プローブにより収集された画像データに対する３次元的処理を簡便にすることができる超音波診断装置、画像処理装置、及び画像処理プログラムを提供することである。

実施形態の超音波診断装置は、取得部と、設定部と、表示制御部と、受付部と、算出部とを備える。取得部は、経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリューム動画データを取得する。設定部は、前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリューム動画データに設定する。表示制御部は、設定された前記３次元座標系により前記ボリューム動画データから生成される画像データを、表示画面に表示させる。受付部は、前記表示画面に表示された画像上で、前記被検体の関心領域における運動情報の算出に関する指定を操作者から受け付ける。算出部は、前記ボリューム動画データを用いて、追跡を含む処理により前記運動情報を算出する。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。 図２Ａは、ＴＥＥプローブにより収集されたボリュームデータから生成されるＭＰＲ像の一例を示す図である。 図２Ｂは、ＴＥＥプローブにより収集されたボリュームデータから生成されるＭＰＲ像の一例を示す図である。 図２Ｃは、ＴＥＥプローブにより収集されたボリュームデータから生成されるＭＰＲ像の一例を示す図である。 図３は、データ空間が２次元である場合の反転座標系について説明するための図である。 図４は、ＴＥＥプローブの回転角と得られる断面との位置関係を説明するための図である。 図５は、ボリュームデータのデータ空間について説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するための図である。 図１０は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するための図である。 図１１は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するための図である。 図１２は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するための図である。 図１３は、その他の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置、画像処理装置、及び画像処理プログラムを説明する。なお、以下に説明する実施形態は、以下の説明に限定されるものではない。以下に説明する実施形態は、処理内容に矛盾が生じない範囲で他の実施形態や従来技術との組み合わせが可能である。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３と、心電計１０４とを有する。超音波プローブ１０１、入力装置１０２、ディスプレイ１０３、及び心電計１０４は、装置本体１００と通信可能に接続される。

超音波プローブ１０１は、複数の振動子を有し、これら複数の振動子は、装置本体１００が有する送受信回路１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１０１は、振動子に設けられる整合層と、振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１０１は、装置本体１００と着脱自在に接続される。

超音波プローブ１０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１０１が有する複数の振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１は、例えば、ボリュームデータを収集可能な経食道心エコー用超音波（ＴＥＥ：transesophageal echocardiography）プローブである。ＴＥＥプローブは、食道や胃等の上部消化管に経口で挿入されることで、心臓等を超音波で撮像するための超音波プローブ１０１である。一例としては、超音波プローブ１０１は、複数の振動子が一列に並んだ１次元アレイを有するマルチプレーン（multi-plane）ＴＥＥプローブである。マルチプレーンＴＥＥプローブは、断面（plane面）を走査する振動子面を機械的に回転させることで、ボリュームデータを収集する。また、他の例としては、超音波プローブ１０１は、複数の振動子が格子状に並んだ２次元アレイを有する３次元（３Ｄ）ＴＥＥプローブである。３Ｄ−ＴＥＥプローブは、断面方向を電子走査によって任意に設定可能であり、例えば、断面方向を電子走査により回転させることでボリュームデータを収集する。

入力装置１０２は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１００に対して受け付けた各種設定要求を転送する。

ディスプレイ１０３は、超音波診断装置１の操作者が入力装置１０２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された超音波画像データ等を表示したりする。また、ディスプレイ１０３は、装置本体１００の処理状況を操作者に通知するために、各種のメッセージを表示する。また、ディスプレイ１０３は、スピーカーを有し、音声を出力することもできる。例えば、ディスプレイ１０３のスピーカーは、装置本体１００の処理状況を操作者に通知するために、ビープ音などの所定の音声を出力する。

心電計１０４は、２次元走査される被検体Ｐの生体信号として、被検体Ｐの心電波形（Electrocardiogram：ＥＣＧ）を取得する。心電計１０４は、取得した心電波形を装置本体１００に送信する。なお、本実施形態では、被検体Ｐの心臓の心時相に関する情報を取得する手段の一つとして、心電計１０４を用いる場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１は、心音図の第ＩＩ音（第二音）の時間若しくはスペクトラムドプラによる心臓の駆出血流の計測により求まる大動脈弁閉鎖（Aortic Valve Close：ＡＶＣ）時間を取得することで、被検体Ｐの心臓の心時相に関する情報を取得してもよい。

装置本体１００は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。図１に示す装置本体１００は、超音波プローブ１０１が受信した２次元の反射波データに基づいて２次元の超音波画像データを生成可能な装置である。また、装置本体１００は、超音波プローブ１０１が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元の超音波画像データを生成可能な装置である。

装置本体１００は、図１に示すように、送受信回路１１０と、Ｂモード処理回路１２０と、ドプラ処理回路１３０と、画像生成回路１４０と、画像メモリ１５０と、内部記憶回路１６０と、処理回路１７０とを有する。送受信回路１１０、Ｂモード処理回路１２０、ドプラ処理回路１３０、画像生成回路１４０、画像メモリ１５０、内部記憶回路１６０、及び処理回路１７０は、互いに通信可能に接続される。

送受信回路１１０は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ１０１に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ１０１から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

なお、送受信回路１１０は、後述する処理回路１７０の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

また、送受信回路１１０は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延部、加算器等を有し、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延部は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。

ここで、送受信回路１１０からの出力信号の形態は、ＲＦ（Radio Frequency）信号と呼ばれる位相情報が含まれる信号である場合や、包絡線検波処理後の振幅情報である場合等、種々の形態が選択可能である。

Ｂモード処理回路１２０は、送受信回路１１０から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。

ドプラ処理回路１３０は、送受信回路１１０から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。

なお、図１に例示するＢモード処理回路１２０及びドプラ処理回路１３０は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理回路１２０は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理回路１３０は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。

画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０及びドプラ処理回路１３０が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、ドプラ処理回路１３０が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す２次元ドプラ画像データを生成する。２次元ドプラ画像データは、速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらを組み合わせた画像である。また、画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０が生成した１走査線上のＢモードデータの時系列データから、Ｍモード画像データを生成することも可能である。また、画像生成回路１４０は、ドプラ処理回路１３０が生成したドプラデータから、血流や組織の速度情報を時系列に沿ってプロットしたドプラ波形を生成することも可能である。

ここで、画像生成回路１４０は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成回路１４０は、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成回路１４０は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成回路１４０が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。画像生成回路１４０は、スキャンコンバート処理前の２次元超音波画像データである「２次元Ｂモードデータや２次元ドプラデータ」から、表示用の２次元超音波画像データである「２次元のＢモード画像データや２次元ドプラ画像データ」を生成する。

画像メモリ１５０は、画像生成回路１４０が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１５０は、Ｂモード処理回路１２０やドプラ処理回路１３０が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１５０が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成回路１４０を経由して表示用の超音波画像データとなる。

なお、画像生成回路１４０は、超音波画像データと、当該超音波画像データを生成するために行なわれた超音波走査の時間とを、心電計１０４から送信された心電波形に対応付けて画像メモリ１５０に格納する。後述する処理回路１７０は、画像メモリ１５０に格納されたデータを参照することで、超音波画像データを生成するために行なわれた超音波走査時の心時相を取得することができる。

内部記憶回路１６０は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶回路１６０は、必要に応じて、画像メモリ１５０が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶回路１６０が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部装置へ転送することができる。なお、外部装置は、例えば、画像診断を行なう医師が使用するＰＣ（Personal Computer）や、ＣＤやＤＶＤ等の記憶媒体、プリンター等である。

処理回路１７０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１７０は、入力装置１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶回路１６０から読み込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路１１０、Ｂモード処理回路１２０、ドプラ処理回路１３０、及び画像生成回路１４０の処理を制御する。また、処理回路１７０は、画像メモリ１５０や内部記憶回路１６０が記憶する表示用の超音波画像データをディスプレイ１０３にて表示するように制御する。

また、処理回路１７０は、取得機能１７１と、設定機能１７２と、表示制御機能１７３と、受付機能１７４と、算出機能１７５とを実行する。ここで、取得機能１７１は、取得部の一例である。設定機能１７２は、設定部の一例である。表示制御機能１７３は、表示制御部の一例である。受付機能１７４は、受付部の一例である。算出機能１７５は、算出部の一例である。なお、処理回路１７０が実行する取得機能１７１、設定機能１７２、表示制御機能１７３、受付機能１７４、及び算出機能１７５の処理内容については、後述する。

ここで、例えば、図１に示す処理回路１７０の構成要素である取得機能１７１、設定機能１７２、表示制御機能１７３、受付機能１７４、及び算出機能１７５が実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で内部記憶回路１６０に記録されている。処理回路１７０は、各プログラムを内部記憶回路１６０から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１７０は、図１の処理回路１７０内に示された各機能を有することとなる。

なお、本実施形態においては、単一の処理回路１７０にて、以下に説明する各処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは内部記憶回路１６０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、内部記憶回路１６０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

ここで、３次元的なスペックルトラッキング技術を用いた３ＤＷＭＴ（3D Wall Motion Tracking）のように、ボリューム動画データを用いる３次元的処理を行うアプリケーションでは、心臓の左心室（ＬＶ：Left Ventricle）や右心室（ＲＶ：Right Ventricle）に関する心筋ストレイン（strain）などの解析結果が出力されている。ここで、被検体の体表に当接させて超音波走査を行う超音波プローブである体表用プローブで心臓のボリューム動画データを得る場合には、左心室や右心室の領域をカバー可能な心尖部アプローチによってデータ収集を行うのが一般的である。このボリューム動画データに含まれる任意断面をＭＰＲ（Multi Planar Reconstructions）画像として表示する場合、体表に近い心尖部が表示画像の上部にて、体表から遠い心房側が表示画像の下部にて表示される表示方式（表示表示方式）が一般的に用いられている。これはパルスエコー法の慣例で、得られたデータ空間の深さ方向を画像の上下方向に割り付けていて、受信時間の小さな振動子面に近距離側を表示画像の上部に表示するからである。したがって、例えば、体表用プローブで得たボリューム動画データを用いて３ＤＷＭＴを行うアプリケーションは、表示画像の上部に心尖部が、下部に心房側が描出される表示方式を基に設計され、この表示方式に固有の操作性を有する。

一方、近年では、ＴＥＥプローブで心臓のボリューム動画データを得ることも可能となっており、特許文献２に記載された技術のように、心臓弁の３次元的なセグメンテーションは、（segmentation：領域抽出）や、抽出された弁領域に関する２次元若しくは３次元的な位置の追跡技術が知られている。ここで、ＴＥＥプローブで心臓のボリューム動画データを得る場合には、体表用プローブとは逆に、食道に近い心房側から心臓にアプローチする。これにより得られたボリューム動画データをＭＰＲ像として表示する場合、食道に近い心房側が表示画像の上部にて表示され、食道から遠い心尖側が表示画像の下部にて表示される表示方式が一般的に用いられている。このように、心臓に対するアプローチの方向が心尖と心房を結ぶ心臓の中心軸に対して反対向きとなることから、体表用プローブで得られるボリューム動画データのデータ空間と、ＴＥＥプローブで得られるボリューム動画データのデータ空間との間には、深さ方向に対応する上下方向に反転の関係が生ずる。したがって、ＴＥＥプローブで得たボリューム動画データを用いて表示されるＭＰＲ像は、体表用プローブの場合とは心臓に対して上下方向が反転して表示される。

図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃを用いて、ＴＥＥプローブにより収集されたボリュームデータから生成されるＭＰＲ像について説明する。図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、ＴＥＥプローブにより収集されたボリュームデータから生成されるＭＰＲ像の一例を示す図である。図２Ａの右図には、ＴＥＥプローブの回転角が０度である場合のＭＰＲ像を例示する。また、図２Ｂの右図には、ＴＥＥプローブの回転角が４５度である場合のＭＰＲ像を例示する。また、図２Ｃの右図には、ＴＥＥプローブの回転角が１２０度である場合のＭＰＲ像を例示する。なお、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃの左図は、心臓を外科医からの視点（Ｓｕｒｇｅｏｎ’ｓ Ｖｉｅｗ）で示した画像であり、この画像上で各回転角の断面位置を示す。なお、ＴＥＥプローブの回転角は、ＴＥＥプローブに対する走査断面の角度を表し、ＴＥＥプローブの延在方向に直交する方向が０度として定義される。

図２Ａの右図に示すように、回転角０度のＭＰＲ像には、左心室（ＬＶ）、右心室（ＲＶ）、左心房（ＬＡ）、及び右心房（ＲＡ）が描出され、上下反転したＡ４Ｃ像に類似している。また、回転角０度のＭＰＲ像の左心室の左側に中隔壁（ＩＶＳ）が描出され、右側に左室側壁（Ｌａｔ）が描出される。また、図２Ｂの右図に示すように、回転角４５度のＭＰＲ像には、右心房（ＲＡ）及び右室流出路（ＲＶＯＴ）が描出され、大動脈弁レベルでの右室Ｃｏｒｏｎａｌ−Ｖｉｅｗと類似している。また、図２Ｃに示すように、回転角１２０度のＭＰＲ像は、左心房（ＬＡ）及び左室流出路（ＬＶＯＴ）が描出され、上下反転したＡ３Ｃ像に類似している。このように、ＴＥＥプローブに由来するＭＰＲ像は、体表用プローブに由来するＭＰＲ像（例えば、後述する図９参照）と比較して表示画像の上下方向が反転している。

さて、体表用プローブを用いて右心室を観察する場合、右心室の中でも見え易い箇所と見え難い箇所あり、特に右室流出路（ＲＶＯＴ：RV Outflow Tract）が見え難いことが知られている。ボリューム動画データが収集可能な２次元アレイ超音波プローブを用いて、走査面を回転させて視認性を調べた非特許文献１の例では、右室流出路の視認率は、健常例と疾患例の各々について２３％と７５％であり、とりわけ健常者で描出が困難であることが報告されている。したがって、体表用プローブで右心室について３ＤＷＭＴを適用すると、特に、右室流出路の領域における解析品質が低下してしまうという問題がある。

体表からの心尖部アプローチの場合、右室流出路側は走査角度が大きく、かつ、肋骨に近い箇所にあるので、超音波プローブの開口に対して超音波の通り道が限定される。更に、その周辺には超音波を通さない胸骨と右肺（空気を多く含むため超音波が通らない）が近傍にあるために、結果として超音波の信号強度が減弱すると共に送受信ビームが形成され難い。これが体表用プローブの場合に右室流出路の領域が描出され難い一因である。

ここで、ＴＥＥプローブを用いたアプローチの場合、肋骨の妨げのない食道側から超音波を通せるので、右室流出路の周辺においても信号強度を維持したまま送受信ビームが形成されるようになり、右室流出路の領域が描出し易くなる（図２Ｂ参照）。そこで、右心室に対して３ＤＷＭＴを適用する場合には、ＴＥＥプローブによるボリューム動画データを用いることで、右室流出路の領域における解析品質の向上が可能となる。

しかしながら、上述したように、ＴＥＥプローブ及び体表用プローブでは、表示画像における上下方向が反転している。このため、ＴＥＥプローブにより収集されたボリューム動画データを、体表用プローブによるボリューム動画データの解析用に設計された従来のアプリケーションに適用すると、操作性が異なるので使い難くなる。とりわけ、従来のアプリケーションの操作性に慣れた操作者である程、このような使用時に感じる操作性の違和感は大きくなる。

本実施形態に係る超音波診断装置１は、上述した課題を解決するために成されたものであって、経食道心エコー用超音波プローブにより収集された画像データに対する３次元的処理を簡便にすることを目的とする。

そこで、本実施形態に係る超音波診断装置１は、ＴＥＥプローブである超音波プローブ１０１により収集されたボリュームデータの３次元座標系において、表示画面の上下方向に対応する方向を反転してから、従来のアプリケーションに適用する。この際に、体表用プローブで３ＤＷＭＴ解析を行う場合と同じ方向のＭＰＲ像表示を実現すれば、上述した操作性の違いを回避可能となる。そして、この表示を実現するため、超音波診断装置１は、体表用プローブで収集されたボリュームデータの座標系に合致するように、ＴＥＥプローブで収集されたボリュームデータに対して適切な座標変換を行う。

ここで、体表用プローブ及びＴＥＥプローブに拘わらず、得られたボリュームデータについて、表示画面における上下方向（若しくは左右方向）を反転して表示する技術が知られている（特許文献３）。特許文献３の技術は、操作者が必要に応じて上下方向（若しくは左右方向）を反転させるための指示を、専用のボタンを押下するなどの操作により行う方式である。しかしながら、特許文献３には、ＴＥＥプローブで得られたボリュームデータの３次元方向を、体表用プローブで得られたボリュームデータの３次元方向と合致させるための具体的な要件は開示されていない。

また、ＴＥＥプローブで得られたボリュームデータを用いて、複数のＭＰＲ断面に対する２次元のスペックルトラッキング（２ＤＴ：２Ｄ Speckle Tracking）のアプリケーションを適用する技術が知られている（特許文献１）。しかしながら、特許文献１の技術は、２ＤＴに限定されており、３次元のスペックルトラッキング（３ＤＴ：３Ｄ Speckle Tracking）に適用するための要件については開示されていない。また、ＴＥＥプローブを用いた場合における上下反転表示の要件も開示されていない。

そこで、本実施形態に係る超音波診断装置１は、体表用プローブで得られるボリュームデータのデータ空間の座標系に合致するように、ＴＥＥプローブで得られたボリュームデータのデータ空間に対して適切な座標変換を行う。すなわち、本実施形態に係る超音波診断装置１は、ＴＥＥプローブと被検体Ｐとの位置関係に基づいて、体表用プローブにより収集された被検体Ｐの画像データの表示方向に一致する３次元座標系をボリューム動画データに設定する。これにより、本実施形態に係る超音波診断装置１は、ＴＥＥプローブにより収集された画像データに対する３次元的処理を簡便にすることが可能となる。

ここで、ボリュームデータのデータ空間で上下方向を反転させると、用途に合致する可能性のある鏡像反転座標系が２通り存在し、現在の設定状態に合致する方の一方を適切に選ぶ必要がある。これをＴＥＥプローブと収集ボリュームデータに含まれる心臓との位置関係から自動的に選択する。

図３を用いて、データ空間が２次元である２次元像に単純化して説明する。図３は、データ空間が２次元である場合の反転座標系について説明するための図である。図３には、体表用プローブに由来する心尖四腔像（Ａ４Ｃ）を例示する。なお、図３において、４つの断面像それぞれの左上に示した「Ａ４Ｃ＿ｙｘ（ｙ、ｘは、それぞれ「０」又は「１」）」は、それぞれの方向における反転の有無を表す。具体的には、「ｙ＝０」である場合には、ｙ方向が反転していないことを表す。また、「ｙ＝１」である場合には、ｙ方向が反転していることを表す。また、「ｘ＝０」である場合には、ｘ方向が反転していないことを表す。また、「ｘ＝１」である場合には、ｘ方向が反転していることを表す。つまり、「Ａ４Ｃ＿００」は、ｙ方向及びｘ方向が反転していないＡ４Ｃ像を表す。また、「Ａ４Ｃ＿１０」は、ｙ方向が反転しており、ｘ方向が反転していないＡ４Ｃ像を表す。また、「Ａ４Ｃ＿０１」は、ｙ方向が反転しておらず、ｘ方向が反転しているＡ４Ｃ像を表す。また、「Ａ４Ｃ＿１１」は、ｙ方向及びｘ方向が反転しているＡ４Ｃ像を表す。

図３の左上の「Ａ４Ｃ＿００」は、体表用プローブに由来するＡ４Ｃ像の中で最も一般的な表示方式である。ｘ方向（方位方向）の左心室（ＬＶ）に対する位置関係は、右側が側壁（Ｌａｔ）側であり左側が中隔（ＩＶＳ）側となっている。一方、図３の右上の「Ａ４Ｃ＿０１」は、米国のＭａｙｏ Ｃｌｉｎｉｃを中心として用いられている表示方式であり、ｙ方向（深さ方向）が反転せずにｘ方向（方位方向）が反転している。２次元像の場合には、画像を表側から見た場合と裏側から見た場合の２通りの表示方式が有り得る。仮に、「Ａ４Ｃ＿００」を表側とすると、「Ａ４Ｃ＿０１」は裏側となり、この両者は鏡像反転座標系の関係にある。体表用プローブを用いた心臓超音波診断における代表的な基準断面には、Ａ４Ｃ像の他に、Ａ２Ｃ像、Ａ３Ｃ像、Ｐ−ＬＡＸ像及びＳＡＸ像等がある。一般的な表示方式とＭａｙｏ Ｃｌｉｎｉｃの表示方式の両者が用いられているＡ４Ｃ像を除くと、慣例的に先の表側と裏側のどちらの方向の座標系を用いるかが各断面で一意に決まっている。例えば、Ａ２Ｃ像では、右側が前壁、左側が下壁であり、Ａ３Ｃ像では、右側が前壁中隔、左側が後壁となっている。これは、ＣＴやＭＲＩの輪切り断層像（axial像）において、足側から見て左右方向を決めるという統一的な方向定義を用いて左右判定の誤解を減らすのと似た慣例のルールである。

さて、「Ａ４Ｃ＿００」を用いて左心室（ＬＶ）の内膜面を２ＤＴ用アプリケーションの関心領域としてトレースする例を挙げて説明する。図３の左上の実線で示したように、側壁（Ｌａｔ）側弁輪から心尖部を経て中隔（ＩＶＳ）側弁輪までを反時計回りでトレースさせるような操作仕様のアプリケーションが提供されている場合を説明する。この場合、「Ａ４Ｃ＿００」の方向定義から、トレースを開始する右側のトレースライン位置は側壁側（Ｌａｔ）に対応し、トレースを終了する左側のトレースライン位置は中隔側（ＩＶＳ）に対応しているので、この対応を利用して「Ｌａｔ」や「ＩＶＳ」といった壁名をトレースライン近傍に表示して壁位置の対応付けを支援するといった表示が可能となる。

このような２ＤＴ用のアプリケーションを用いて、画面の上下関係が左心室（ＬＶ）と逆転している左心房（ＬＡ）を関心領域として解析する場合を考える。左心室（ＬＶ）と同じように「Ａ４Ｃ＿００」上で左心房（ＬＡ）の内膜面をトレースさせると、反時計回りの操作仕様によって左側の中隔弁輪からトレースを開始し、肺静脈流入部を左心房（ＬＡ）の尖部として経過して、右側の側壁弁輪へトレースさせることとなる（図３の左上の破線参照）。そして、この場合の対応する壁位置の左右表示は、左心室（ＬＶ）とは位置が逆転するので、実際の左心房（ＬＡ）に対する側壁（Ｌａｔ）側と中隔（ＩＶＳ）側が図示したように反対となってしまう。

そこで、図３の左下に示すように、ｘ方向は変えずにｙ方向を反転させた「Ａ４Ｃ＿１０」の表示方式を与える。この「Ａ４Ｃ＿１０」上で左心房（ＬＡ）を実線のようにトレースすれば、「Ａ４Ｃ＿００」を用いて左心室（ＬＶ）をトレースした場合と同様の関係となるので、左心房（ＬＡ）に対しても同様の操作仕様を提供でき、かつ、正しい位置関係の壁名表示も提供できる。これは、２次元のデータ空間に収集されている左心室（ＬＶ）と左心房（ＬＡ）の上下方向が反転しているのを、予めデータ空間の座標系で上下反転させて表示することでキャンセルした効果である。

ここで、補足として、ｘ方向を反転させる場合に可能な別例である「Ａ４Ｃ＿１１」の場合についても説明する。図３の右下に示したように、「Ａ４Ｃ＿１１」は、「Ａ４Ｃ＿００」に対してｙ方向だけでなくｘ方向も反転させた表示方式である。この表示方式は、「Ａ４Ｃ＿００」を画像中心に対して１８０度回転させたものであり、鏡像反転していない表側から見た画像となっている。したがって、トレース時の左右の位置関係は、「Ａ４Ｃ＿００」と同じままであるので、ｙ方向が反転していても左心房（ＬＡ）の解析に適した表示方式とはなっていない。

このように、２次元の例では、方向軸がｘ方向とｙ方向の２種類存在するので、各軸に対する反転の有無に対応して全部で４通りの反転座標系が存在する。そして、画像を表側から見た場合と裏側から見た場合は、右手系と左手系に対応し、双方は鏡像反転の関係にある。図３の例では、「Ａ４Ｃ＿００」と「Ａ４Ｃ＿１１」を右手系とすると、「Ａ４Ｃ＿０１」と「Ａ４Ｃ＿１０」が左手系に対応する。

この際に、データ収集時の見込み方向（走査方向）の違いによってもたらされた上下反転は、データ空間内では鏡像反転を生じるので、本実施形態における問題解決の用途においては、上下反転時に鏡像反転を伴う反転座標系を選ぶ必要がある。

上述したように、体表用プローブとＴＥＥプローブでは、データ空間内での同一関心領域である左心室（ＬＶ）や右心室（ＲＶ）に対して上下方向が反転しているので、上述の左心室（ＬＶ）と左心房（ＬＡ）で説明した関係が同様に成り立つのを利用するのが本実施形態の基本的な考え方となる。そして、この作用をデータ空間が３次元である場合に実現しようとするのが本実施形態の特徴である。

データ空間が３次元になると、ｘ方向及びｙ方向の２次元に対してｚ方向が増える。本実施形態では、ｚ方向はｘ軸に直交する方位方向であり、エレベーション（Elevation）方向として定めるものとする。３つの方向軸に対する反転の有無に対応して、３次元では全部で８通りの反転座標系が存在することになる。３次元のデータ空間から表示ＭＰＲ像としてＡ４Ｃ像を抽出した場合を考え、図３の例のように、「Ａ４Ｃ＿ｚｙｘ」として反転の有無を「０」又は「１」で表すと、考えられる座標系は、「Ａ４Ｃ＿０００」、「Ａ４Ｃ＿００１」、「Ａ４Ｃ＿０１０」、「Ａ４Ｃ＿０１１」、「Ａ４Ｃ＿１００」、「Ａ４Ｃ＿１０１」、「Ａ４Ｃ＿１１０」、及び「Ａ４Ｃ＿１１１」の８通りとなる。ここで、表示画面の上下方向に対応するｙ方向が反転（つまり、ｙ＝１）している場合に取り得る座標系は「Ａ４Ｃ＿ｚ１ｘ」である。このため、以下のａ）からｄ）の４通りの反転座標系によるＭＰＲ像が選択の対象となる。
ａ）「Ａ４Ｃ＿０１０」
ｂ）「Ａ４Ｃ＿０１１」
ｃ）「Ａ４Ｃ＿１１０」
ｄ）「Ａ４Ｃ＿１１１」

ここで、ｄ）は、反転の無い「Ａ４Ｃ＿０００」の表示方式を１８０度回転させた座標系であり、本実施形態の用途には適していない。また、ａ）は、ｙ方向だけを反転させているので、２種類の方位方向に関する左右の位置関係は共に「Ａ４Ｃ＿０００」の表示方式と変わっていないため、本実施形態の用途には適していない。

そして、ｂ）とｃ）の２通りは、共に本実施形態の用途に適した鏡像反転座標系である。本実施形態が対象とする課題の一つは、この２通りの候補のうち、どちらの反転座標系を選ぶべきかである。以下、この課題の解決策について、具体的に説明する。

ｂ）は、ｙ方向とｘ方向とが反転していて、ｚ方向では反転していない。すなわち、ｘ−ｙ平面に対しては裏側から見ているがｚ−ｙ平面では表側から見たままの場合である。ここで、ｘ−ｙ平面がＡ４Ｃ像の位置に対応しているものとすると、ｚ−ｙ平面は、Ａ４Ｃ像に対する直交断面となる。この断面は、Ａ２Ｃ像とＡ３Ｃ像との中間の位置に相当するが、簡略化のために以下では「概Ａ２Ｃ像」と呼ぶものとする。なお、ｘ−ｙ平面がＡ４Ｃ像に対応している場合には、心室を関心領域とした場合に心尖と両弁輪との間とを結ぶ長軸方向の中心軸がｙ方向に対応（理想的には概一致）している（図３参照）。したがって、心室の中心軸を回転軸とした場合に、Ａ４Ｃ像を９０度回転した位置に概Ａ２Ｃ像が存在するという位置関係を意味する。

この場合に、ｃ）は、ｙ方向とｚ方向とが反転していて、ｘ方向は反転していない。すなわち、ｚ−ｙ平面である概Ａ２Ｃ像に対しては裏側から見ているがｘ−ｙ平面であるＡ４Ｃ像は表側から見たままの場合である。２次元の場合（図３参照）で説明したように、上下反転しても左右関係を反転しないことがアプリケーションの操作性維持のために要求されるので、Ａ４Ｃ像をＭＰＲ表示として抽出した場合に選択されるべき座標系は、ｃ）の方となる。

そして、Ａ４Ｃ像と概Ａ２Ｃ像の直交関係から、概Ａ２Ｃ像を表示ＭＰＲ像として抽出した場合には、ｂ）の方が選択されるべき座標系となる。この両者の関係は、ｙ方向を回転軸とした場合に、９０度回転によってｘ方向とｚ方向とが入れ換えたものとなっている。以下では、３次元データ収集が可能な３Ｄ−ＴＥＥプローブで得られた３次元データ空間上で見ると、この関係がどのように解釈されるかについて説明する。

３Ｄ−ＴＥＥプローブが開発される以前のＴＥＥプローブでは、１次元アレイで構成された振動子面（断面を得るplane面に対応する）を機械的に回転するマルチプレーン（multi-plane）ＴＥＥプローブが有った。マルチプレーンＴＥＥプローブでは、食道により超音波プローブの方向軸が限定されるために、出力２Ｄ画像中に表示される心臓の位置関係が振動子面の回転角と対応づけられている。例えば、図４に示すように、回転角０度がＡ４Ｃ像として、１３５度が長軸像（Ａ３Ｃ像相当）の基準断面として定義されている。ここで、左右方向も一意に決まっていて、１８０度がＡ４Ｃ像の左右反転像（図３の「Ａ４Ｃ＿１１」）に対応する。なお、図４は、ＴＥＥプローブの回転角と得られる断面との位置関係を説明するための図である。

そして、２次元アレイで構成された３Ｄ−ＴＥＥプローブでは、走査方向を電子走査によって任意に設定可能ではあるが、食道による制約は同一であり、かつ、後から開発されたために、マルチプレーンＴＥＥプローブで定義された回転角の情報を踏襲している。

図４を参照すると、回転角と得られる断面との関係が解り易いが、３次元データを収集可能な３Ｄ−ＴＥＥプローブであっても回転角に対応した観察対象断面をＭＰＲ像として想定すると、３次元データ空間での左右方向の理解がし易くなる。

図５を用いて、ボリュームデータのデータ空間（３次元データ空間）について説明する。図５は、ボリュームデータのデータ空間について説明するための図である。図５に示す「ＴＥＥ０」は、反転していないオリジナルの座標系に対応する３次元データ空間である。ＴＥＥ０は、ｘ方向（Azimuth方向）に［０，１，・・・，ｉ−１］の順にｉ個のデータを有し、ｙ方向（Vertical方向）に［０，１，・・・，ｊ−１］の順にｊ個のデータを有し、ｚ方向（Elevation方向）に［０，１，・・・，ｋ−１］の順にｋ個のデータを有する３次元データ空間である。

まず、回転角０度の場合には、Ａ４Ｃ像が概ねｘ−ｙ平面上に対応している。ここで“概ね”というのは、ＴＥＥプローブヘッドの当て方を調整する際に、食道の干渉のためにＡ４Ｃ像の中心軸に対して完全に平行にｙ方向を定めることが難しいケースがあることを補足している。制約はあるものの、回転角０度の場合の基準断面としてＡ４Ｃ像が得られるように、実際のＴＥＥ検査時には中心軸にできるだけ平行に近い状態で３次元データが得られている。

さて、この回転角を少しずつ増やしていくことを考えると、回転角に応じて３次元データ空間内におけるＡ４Ｃ像の位置も回転していく。そして、回転角が９０度になった時にｘ−ｙ平面上には概Ａ２Ｃ像の位置が対応することになる。この時点が、先に述べた９０度回転によってｘ方向とｚ方向とが入れ換えられた場合に相当している。この回転角９０度を境に観察対象断面の左右が入れ替わり、回転角１８０度になると、Ａ４Ｃ像の左右反転像がｘ−ｙ平面上に対応するようになると考えられる。

そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、ＴＥＥプローブと被検体Ｐとの位置関係を、ＴＥＥプローブの回転角で決定する。すなわち、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、ＴＥＥプローブと被検体Ｐとの位置関係に基づいて、ボリューム動画データの３次元座標系を構成する３方向のうち表示画面の上下方向に対応する第１方向が反転し、かつ、３方向のうち第１方向以外の第２方向及び第３方向のいずれかが反転するように、３次元座標系を設定する。例えば、超音波診断装置１は、ボリューム動画データに含まれる各ボリュームデータの収集時におけるＴＥＥプローブの回転角に基づいて、３次元座標系を設定する。

具体的には、超音波診断装置１は、ボリュームデータの収集時におけるＴＥＥプローブの回転角の情報を用いることで、反転座標系を自動的に選択する。例えば、超音波診断装置１は、ＴＥＥプローブの回転角が０度以上９０度未満である場合には、ｙ方向及びｚ方向を反転させた「ＴＥＥｂ」の反転座標系のボリュームデータを選択する（図５の右下図参照）。また、超音波診断装置１は、ＴＥＥプローブの回転角が９０度以上１８０度以下である場合には、ｙ方向及びｘ方向を反転させた「ＴＥＥａ」の反転座標系のボリュームデータを選択する（図５の左下図参照）。

ここで、本実施形態において、反転とは、各軸において一方向に並んだデータの順序を逆方向に並べ替えることを表す。例えば、ｙ方向を反転させる場合に、Vertical方向に［０，１，・・・，ｊ−２，ｊ−１］の順に並んだｊ個のデータを、［ｊ−１，ｊ−２，・・・，１，０］と並べ替えることを表す。

なお、本実施形態では、０〜１８０度の範囲でＴＥＥ回転角が定義されている場合を説明するが、本例の範囲に対する左右反転の画像（Ａ４Ｃ像で述べたＭａｙｏ Ｃｌｉｎｉｃ定義が該当する）も定義域として拡張した０〜−１８０度の回転角も拡張して定義することが可能である。ただし、いずれの場合においても±９０度を境に直交するｘ方向（Azimuth方向）とｚ方向（Elevation方向）は入れ替わるので、９０度単位（絶対値としての９０度単位）で反転座標系を切り換えるのが好適である。

この概念を整理すると、第１の実施形態は、収集３次元データに含まれる心臓とＴＥＥプローブとの位置関係を「ＴＥＥプローブの回転角」という情報を用いて知ることで、得られた３次元データから用途（例：必要な方向の観察対象ＭＰＲ像を得ること）に合致する適切な反転座標系を選択するという実施手段の例となる。

図６及び図７を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順について説明する。図６及び図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。図６に示す処理手順は、例えば、３ＤＴ用のアプリケーション等の３次元処理を開始する旨の指示を操作者から受け付けた場合に開始される。また、図７に示す処理手順は、図６のステップＳ１０３の処理に対応する。

ステップＳ１０１において、処理回路１７０は、処理が開始したか否かを判定する。例えば、処理回路１７０は、３ＤＴ用のアプリケーションを起動する旨の指示を操作者から受け付けると、処理が開始したと判定し（ステップＳ１０１肯定）、ステップＳ１０２以降の処理を開始する。なお、処理が開始していない場合には（ステップＳ１０１否定）、ステップＳ１０２以降の処理は開始されず、処理回路１７０の各処理機能は待機状態である。

ステップＳ１０１が肯定されると、ステップＳ１０２において、取得機能１７１は、ボリューム動画データを取得する。例えば、取得機能１７１は、ＴＥＥプローブである超音波プローブ１０１により収集された被検体Ｐのボリューム動画データを取得する。具体的には、取得機能１７１は、複数時相のボリュームデータを含むボリューム動画データを、画像メモリ１５０から読み出す。

ステップＳ１０３において、設定機能１７２は、３次元座標系の設定処理を実行する。例えば、設定機能１７２は、ＴＥＥプローブと被検体Ｐとの位置関係に基づいて、体表用プローブにより収集された被検体Ｐの画像データの表示方向に一致する３次元座標系をボリューム動画データに設定する。具体的には、設定機能１７２は、ＴＥＥプローブと被検体Ｐとの位置関係に基づいて、ボリューム動画データの３次元座標系を構成する３方向のうち表示画面の上下方向に対応する第１方向が反転し、かつ、３方向のうち第１方向以外の第２方向及び第３方向のいずれかが反転するように、３次元座標系を設定する。

ここで、図７を用いて、ステップＳ１０３の処理を詳細に説明する。ステップＳ２０１において、設定機能１７２は、あるボリュームデータの収集時における回転角を読み出す。各ボリュームデータの収集時におけるＴＥＥプローブの回転角は、例えば、各ボリュームデータに予め付帯されている。例えば、設定機能１７２は、ボリューム動画データに含まれる複数時相のボリュームデータのうち任意のボリュームデータについて、そのボリュームデータの付帯情報からＴＥＥプローブの回転角の情報を読み出す。

ステップＳ２０２において、設定機能１７２は、読み出した回転角が９０度未満か否かを判定する。例えば、設定機能１７２は、ボリュームデータの収集時におけるＴＥＥプローブの回転角が９０度未満である場合（０度以上９０度未満）には（ステップＳ２０２肯定）、ステップＳ２０３の処理を実行する。一方、設定機能１７２は、ボリュームデータの収集時におけるＴＥＥプローブの回転角が９０度以上である場合（９０度以上１８０度以下）には（ステップＳ２０２否定）、ステップＳ２０４の処理を実行する。

ステップＳ２０３において、設定機能１７２は、ボリュームデータのｙ方向及びｚ方向を反転させた３次元座標系を設定する。つまり、設定機能１７２は、ＴＥＥプローブの回転角が０度以上９０度未満である場合には、ｙ方向及びｚ方向を反転させた「ＴＥＥｂ」の反転座標系のボリュームデータを選択する（図５の右下図参照）。

ステップＳ２０４において、設定機能１７２は、ボリュームデータのｙ方向及びｘ方向を反転させた３次元座標系を設定する。つまり、設定機能１７２は、ＴＥＥプローブの回転角が９０度以上１８０度以下である場合には、ｙ方向及びｘ方向を反転させた「ＴＥＥａ」の反転座標系のボリュームデータを選択する（図５の左下図参照）。

ステップＳ２０５において、設定機能１７２は、全てのボリュームデータについて設定したか否かを判定する。例えば、設定機能１７２は、ボリューム動画データに含まれる全時相のボリュームデータについて、３次元座標系を設定したか否かを判定する。ここで、全てのボリュームデータについて設定していない場合には（ステップＳ２０５否定）、設定機能１７２は、ステップＳ２０１の処理へ移行し、全てのボリュームデータについて設定されるまで図７の処理を繰り返し実行する。一方、設定機能１７２は、全てのボリュームデータについて設定された場合には（ステップＳ２０５肯定）、３次元的処理を行うアプリケーション（図６の例では、３ＤＴ用のアプリケーション）に対して、３次元座標系が設定されたボリューム動画データを入力し、３次元座標系の設定処理を終了する。

ステップＳ１０４において、表示制御機能１７３は、ボリューム動画データから生成されたＭＰＲ像を表示させる。例えば、表示制御機能１７３は、設定機能１７２により３次元座標系が設定されたボリューム動画データのうちＲ波時相のボリュームデータから、Ａ４Ｃ像及びＡ２Ｃ像を生成する。そして、表示制御機能１７３は、生成したＡ４Ｃ像及びＡ２Ｃ像を、ディスプレイ１０３に表示させる。

ここで、Ｒ波時相のボリュームデータには、ボリュームデータのｙ方向が反転されるとともに、収集時におけるＴＥＥプローブの回転角に応じてｚ方向若しくはｘ方向が反転された３次元座標系が設定されている。したがって、このＲ波時相のボリュームデータから生成されるＭＰＲ像（Ａ４Ｃ像及びＡ２Ｃ像）の上下方向及び左右方向は、一般的な体表用プローブに由来するＭＰＲ像の上下方向及び左右方向と概ね一致している。このため、操作者は、表示されるＭＰＲ像を、一般的な体表用プローブに由来するＭＰＲ像の上下方向及び左右方向と概ね同じ感覚で閲覧することが可能となる。

ステップＳ１０５において、受付機能１７４は、ＭＰＲ像上で操作者による指定を受け付ける。例えば、操作者は、ディスプレイ１０３に表示されたＡ４Ｃ像上で、左心室（ＬＶ）の内膜面をトレースするための操作を行う。

ステップＳ１０６において、算出機能１７５は、操作者からの指定にしたがって、３次元的処理を実行する。例えば、算出機能１７５は、操作者からの操作に応じて、左心室（ＬＶ）の内膜面をトレースする。また、算出機能１７５は、トレースした内膜面の位置を複数時相にわたって追跡し、３ＤＴ処理により左心室内膜面の運動情報を算出する。なお、算出機能１７５により実行される３ＤＴ処理としては、従来の如何なる技術であっても適用可能である。

ここで、ＴＥＥプローブに由来するＭＰＲ像の上下方向及び左右方向は、一般的な体表用プローブに由来するＭＰＲ像の上下方向及び左右方向と概ね一致している。このため、算出機能１７５は、ＴＥＥプローブに由来するＭＰＲ像上で操作者から受け付けた指定に対しても、体表用プローブに由来するボリュームデータの解析用に設計された従来のアプリケーションを用いて３次元的処理を行うことが可能となる。

なお、図６及び図７にて説明した内容は、あくまで一例であり、上述した内容に限定されるものではない。例えば、図７では、ボリューム動画データに含まれる全ての時相のボリュームデータについて３次元座標系を設定する処理を実行する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、処理対象となる期間（例えば、１心拍分）が操作者により指定される場合には、当該期間に含まれる時相について３次元座標系を設定すればよい。

上述してきたように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１において、取得機能１７１は、経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリューム動画データを取得する。また、設定機能１７２は、経食道心エコー用超音波プローブと被検体との位置関係に基づいて、体表用プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系をボリューム動画データに設定する。また、表示制御機能１７３は、設定された３次元座標系によりボリューム動画データから生成される画像データを、表示画面に表示させる。また、受付機能１７４は、表示画面に表示された画像上で、被検体の関心領域における運動情報の算出に関する指定を操作者から受け付ける。また、算出機能１７５は、ボリューム動画データを用いて、追跡を含む処理により運動情報を算出する。これによれば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、経食道心エコー用超音波プローブにより収集された画像データに対する３次元的処理を簡便にすることができる。

例えば、設定機能１７２は、ＴＥＥプローブで得られたボリュームデータの３次元座標系を構成する３方向のうち、表示画面の上下方向に対応するｙ方向を反転する。そして、設定機能１７２は、ｙ方向の反転によりボリューム動画データについて存在し得る２種類の３次元的な鏡像反転座標系（「ＴＥＥａ」及び「ＴＥＥｂ」）を、ＴＥＥプローブの回転角が所定の角度（例えば、９０度）以上であるか否かに応じて切り替える。これにより、超音波診断装置１は、ボリューム動画データに含まれる各時相のボリュームデータについて、各ボリュームデータの収集時における回転角に応じて３次元座標系を自動的に設定することが可能となる。この結果、操作者は、上下方向及び左右方向の反転について意識することなく、ＴＥＥプローブに由来するＭＰＲ像を、一般的な体表用プローブに由来するＭＰＲ像と概ね同じ感覚で閲覧したり操作したりすることが可能となる。

また、設定機能１７２は、上述の処理により３次元座標系を設定したボリューム動画データを、３次元的処理を行うアプリケーション（図６の例では、３ＤＴ用のアプリケーション）に対して入力する。これによれば、３次元的処理を行うアプリケーションは、ＴＥＥプローブに由来するボリューム動画データを、体表用プローブに由来するボリューム動画データと同様の表示インターフェースを用いて処理することが可能となる。この結果、ＴＥＥプローブに由来するボリューム動画データに対しても、体表用プローブに由来するボリューム動画データの解析用に設計された従来のアプリケーションを適用可能となる。したがって、ＴＥＥプローブに由来するボリューム動画データの解析用に新たにアプリケーションを開発する必要が無くなるので、開発コストを低減することができる。

なお、右心室は、左心室と異なり左右非対称な形状である。このため、右心室に対して３ＤＴ等の３次元的処理を実行するアプリケーションを適用する場合には、仮に上下反転した画像を用いたままであると操作者による設定操作に関して多大な負荷がかかる。しかしながら、第１の実施形態に係る超音波診断装置１によれば、従来のアプリケーションをそのまま適用可能となるため、右心室の３次元的処理において特に有効である。

また、３次元座標系を設定する際に設定機能１７２が用いるＴＥＥプローブの回転角の情報は、ＴＥＥプローブにより収集された画像データには通常付帯されている。したがって、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理は、従来のＴＥＥプローブにより既に収集されたあらゆるボリューム動画データに対して適用可能である。

なお、第１の実施形態では、ボリュームデータに対して実行される３次元的処理として、３ＤＴ処理を挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、従来の如何なる画像処理が適用されても良い。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、反転座標系の選択のために、ＴＥＥプローブの回転角が収集ボリュームデータに含まれる心臓とＴＥＥプローブとの位置関係に一対一に対応しているという先見情報を用いる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。そこで、第２の実施形態では、ＴＥＥプローブの回転角以外の情報を用いて３次元座標系を設定する処理について説明する。

例えば、特許文献４には、体表用プローブで得られたボリュームデータを用いて、左心室を関心領域として長軸の中心軸をデータから検出し、検出された中心軸を通る基準断面（例えば、Ａ４Ｃ像）のＭＰＲ位置を左右の方向（表から見るか裏から見るか）を区別して抽出する技術を用いて、３ＤＴ用アプリケーションに用いる表示ＭＰＲ像を得る方法が開示されている。本実施形態では、体表用プローブとＴＥＥプローブでは収集される３次元データ空間内での上下方向（ｙ方向）が反転しているので、ＴＥＥプローブで得られたボリュームデータを用いて心室の関心領域から中心軸の位置や方向を正しく検出するためには、体表用プローブで想定した３次元データ空間とは上下方向（ｙ方向）が反転していることを前提にして処理を行う必要がある。

そこで、第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、ボリュームデータのｙ方向の反転時に存在し得る２種類の３次元的な鏡像反転座標系を、ボリュームデータから検出される関心領域の基準断面に基づいて切り替える。

第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、図１に例示した超音波診断装置１と同様の構成を備え、設定機能１７２の処理の一部が相違する。そこで、第２の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については説明を省略する。

図８を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順について説明する。図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。図８に示す処理手順は、図６のステップＳ１０３の処理に対応する。なお、図８では、図５にて説明したボリュームデータの３次元座標系を用いて説明する。

ステップＳ３０１において、設定機能１７２は、基準時相を設定する。例えば、設定機能１７２は、Ｒ波時相を基準時相として設定する。なお、この基準時相は、予めアプリケーションに設定されていても良いし、アプリケーションの起動後に操作者により用手的に設定されてもよい。

ステップＳ３０２において、設定機能１７２は、設定された基準時相のボリュームデータ（ＴＥＥ０）を取得する。例えば、設定機能１７２は、１心拍分のボリューム動画データのうち、設定されたＲ波時相のボリュームデータ（ＴＥＥ０）を取得する。なお、ここで取得されるボリュームデータは、ボリュームデータの３次元座標系を構成する３方向のいずれも反転されていない「ＴＥＥ０」が取得される。

ステップＳ３０３において、設定機能１７２は、ボリュームデータ（ＴＥＥ０）を反転させたボリュームデータ（ＴＥＥｂ）に対して、Ａ４Ｃ像を探索する。例えば、設定機能１７２は、ボリュームデータ（ＴＥＥ０）のｙ方向及びｚ方向を反転させたボリュームデータ（ＴＥＥｂ）を生成する。そして、設定機能１７２は、生成したボリュームデータ（ＴＥＥｂ）から、関心領域（例えば、左心室）の中心軸を検出する。そして、設定機能１７２は、検出した中心軸を通る複数のＭＰＲ像をボリュームデータ（ＴＥＥｂ）から生成し、生成した複数のＭＰＲ像の中からＡ４Ｃ像に対応するＭＰＲ像を探索する。例えば、設定機能１７２は、各ＭＰＲ像と、Ａ４Ｃ像の特徴が記述された辞書データとを識別器により照合することで、複数のＭＰＲ像の中からＡ４Ｃ像に対応するＭＰＲ像を検出する。

ステップＳ３０４において、設定機能１７２は、一般的な方向定義のＡ４Ｃ像が検出されたか否かを判定する。例えば、一般的な方向定義のＡ４Ｃ像が検出された場合には（ステップＳ３０４肯定）、設定機能１７２は、ステップＳ３０５の処理に移行する。一方、一般的な方向定義のＡ４Ｃ像ではなく、例えば、Ｍａｙｏ Ｃｌｉｎｉｃ方向定義のＡ４Ｃ像が検出された場合には（ステップＳ３０４否定）、設定機能１７２は、ステップＳ３０６の処理に移行する。なお、この判定処理は、例えば、一般的な方向定義のＡ４Ｃ像の特徴が記述された辞書データ、若しくはＭａｙｏ Ｃｌｉｎｉｃ方向定義のＡ４Ｃ像の特徴が記述された辞書データを用いて照合することで実行される。

ステップＳ３０５において、設定機能１７２は、ボリュームデータ（ＴＥＥｂ）を反転座標系として選択する。例えば、設定機能１７２は、ボリュームデータ（ＴＥＥｂ）に対するＡ４Ｃ像の探索により、一般的な方向定義のＡ４Ｃ像が検出された場合には、ｙ方向及びｚ方向を反転させたボリュームデータ（ＴＥＥｂ）を選択する。言い換えると、設定機能１７２は、ボリュームデータ（ＴＥＥ０）のｙ方向及びｚ方向を反転させた３次元座標系を、ボリュームデータに対して設定する。

ステップＳ３０６において、設定機能１７２は、ボリュームデータ（ＴＥＥａ）を反転座標系として選択する。例えば、設定機能１７２は、ボリュームデータ（ＴＥＥｂ）に対するＡ４Ｃ像の探索により、Ｍａｙｏ Ｃｌｉｎｉｃ方向定義のＡ４Ｃ像が検出された場合には、ｙ方向及びｘ方向を反転させたボリュームデータ（ＴＥＥａ）を選択する。言い換えると、設定機能１７２は、ボリュームデータ（ＴＥＥ０）のｙ方向及びｘ方向を反転させた３次元座標系を、ボリュームデータに対して設定する。

そして、設定機能１７２は、３次元座標系を設定したボリュームデータを、３次元的処理を行うアプリケーション（図６の例では、３ＤＴ用のアプリケーション）に対して入力し、３次元座標系の設定処理を終了する。

このように、第２の実施形態に係る超音波診断装置１において、設定機能１７２は、ボリューム動画データに含まれる複数時相のボリュームデータのうち少なくとも一時相のボリュームデータから、関心領域の中心軸及び中心軸を通る基準断面を検出する。そして、設定機能１７２は、検出した中心軸及び基準断面に基づいて、３次元座標系を設定する。具体的には、設定機能１７２は、ｙ方向が反転されたボリューム動画データについて存在し得る２種類の３次元的な鏡像反転座標系を、中心軸及び基準断面に基づいて切り替える。これによれば、第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、検出される基準断面の左右方向の情報を用いて、反転座標系を選択することが可能である。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、ＴＥＥプローブに由来する表示ＭＰＲ像中の上下方向が、体表用プローブに由来するＭＰＲ像の上下方向により正確に一致するように、表示ＭＰＲ像の向きを調整する場合を説明する。なお、第３の実施形態に係る処理は、第１及び第２の実施形態のいずれにも適用可能である。

すなわち、第３の実施形態に係る超音波診断装置１は、第２の実施形態にて説明したように、ＴＥＥプローブで得たボリュームデータのデータ空間内における関心領域の中心軸の方向を検出可能である。そこで、第３の実施形態に係る超音波診断装置１は、３ＤＴ用のアプリケーションに適用する際に、検出される中心軸の方向を用いて、表示ＭＰＲ像の方向を調整する。

第３の実施形態に係る超音波診断装置１は、図１に例示した超音波診断装置１と同様の構成を備え、表示制御機能１７３の処理の一部が相違する。そこで、第３の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については説明を省略する。

図９から図１２を用いて、第３の実施形態に係る超音波診断装置１の処理を説明する。図９から図１２は、第３の実施形態に係る超音波診断装置１の処理を説明するための図である。図９には、体表用プローブに由来するＭＰＲ像を例示し、図１０から図１２には、ＴＥＥプローブに由来するＭＰＲ像を例示する。また、図９から図１２において、各ＭＰＲ像上に示される直線は、他のＭＰＲ像の断面位置を示す。また、断面位置を示す直線の傍らに示される矢印は、その断面位置が見込まれる方向を示す。例えば、図９のＡ面上に上下方向に示される直線は、Ｂ面の断面位置を示し、Ｂ面は、Ａ面上の右方向から見込まれたＭＰＲ像であることが示される。

図９には、体表用プローブで得られたボリューム動画データを用いて、関心領域として右心室（ＲＶ）を対象とするＲＶ−３ＤＴ用のアプリケーションにより表示されるＭＰＲ像を例示する。図９に示す例では、追跡処理の対象となる右心室（ＲＶ）の心筋の関心領域を設定するために、５つのＭＰＲ像が表示される。Ａ面の長軸像がＡ４Ｃに相当し、Ｂ面の長軸像が右心室の流入路（Ｉｎｌｅｔ）と流出路（ＲＶＯＴ）を同時に描出するＲＶ Ｃｏｒｏｎａｌ−ｖｉｅｗを示す。体表用プローブでは、身体へのプローブの当て方を調整することで、同図のＡ４Ｃ像のように心尖を頂上部位として中心軸をＭＰＲ画面の縦方向（上下方向）に一致させることが可能である。この特徴を活かして、図９のＲＶ−３ＤＴ用のアプリケーションでは、Ａ面上に右心室の中心軸を示す直線上のマーカが表示される。マーカの上部位置は、心尖位置に設定され、マーカの下部位置は、三尖弁中央位置に設定させる。これにより、右心室（ＲＶ）の生体ランドマークとしての両位置をアプリケーションに入力するようにしている。この際、Ａ面に表示されるＡ４Ｃ像が図９のような位置関係で描出されることを前提として、マーカ表示の初期位置として図９の位置近傍を与えておくことで、操作者による生体ランドマーク（心尖や三尖弁）位置の入力調整に必要な操作範囲を低減させることが可能となり、簡便な操作性が提供される。

ここで、Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７は、心尖側から見込んだ右心室領域に関する３レベルの短軸像である。このうち、最も三尖弁や肺動脈弁に近いＣ７のＭＰＲ像において、左心室（ＬＶ）の左下側に右心室の流入路（Ｉｎｌｅｔ）、右上側に流出路（ＲＶＯＴ）が描出されている。

一方、ＴＥＥプローブにおいては、上述したように回転角０度のＭＰＲ像がＡ４Ｃ像として描出されるが、必ずしもＭＰＲ像の上下方向に右心室の中心軸が一致するとは限らない。ここで、図１０に、ＴＥＥプローブにより得られたボリュームデータを用いて、右心室の領域について５つのＭＰＲ像を例示する。

図１０には、第１及び第２の実施形態にて説明した３次元座標系の設定処理を行わずに生成されたＴＥＥプローブ由来のＭＰＲ像を例示する。図１０に示すように、このＭＰＲ像は、図９に示した体表用プローブ由来のＭＰＲ像と比較して、概ね上下方向に反転している。また、体表用プローブ由来のＭＰＲ像と比較して、右室流出路（ＲＶＯＴ）周辺の描出能が改善していることから、ＴＥＥプローブ由来のボリューム動画データを用いてＲＶ−３ＤＴ処理を行うことにメリットがあることがわかる。また、図１０のＡ４Ｃ像（Ａ面）では、右心室の中心軸が画面の上下方向に対して斜め（概ね４５度）に描出されている。

図１１には、第１及び第２の実施形態にて説明した３次元座標系の設定処理を行った上で生成されたＴＥＥプローブ由来のＭＰＲ像を例示する。つまり、３ＤＴ用のアプリケーションで用いられる３次元データ空間に対して、ｙ方向が反転するとともにｘ方向及びｚ方向のいずれかが反転するように、３次元座標系が設定される。

例えば、３次元座標系の設定処理を行わない場合には、図１０に示したように、Ｃ５面に描出される左心室（ＬＶ）、右室流入路（Ｉｎｌｅｔ）、及び右室流出路（ＲＶＯＴ）の位置関係は、図９の体表用プローブ由来のＣ７面における位置関係と比較して左右方向が反転している。これに対して、３次元座標系の設定処理を行った場合には、図１１に示すように、Ｃ５面に描出される左心室（ＬＶ）、右室流入路（Ｉｎｌｅｔ）、及び右室流出路（ＲＶＯＴ）の位置関係は、図９の体表用プローブ由来のＣ７面における位置関係と同様である。また、各断面位置が見込まれる方向を示す矢印の方向についても、３次元座標系の設定処理を行った場合には、体表用プローブ由来のＭＰＲ像と同様に描出されていることがわかる。

また、Ａ面のＡ４Ｃ像と、Ｂ面のＲＶ Ｃｏｒｏｎａｌ−ｖｉｅｗについても、３次元座標系の設定処理を行った場合には、左右方向の位置関係が体表用プローブ由来のＭＰＲ像と同様であることが示されている。したがって、図１１に示したように、３次元座標系の設定処理を行うことで、ＴＥＥプローブ由来のボリューム動画データに対し、体表用プローブを用いた場合と同様の操作性でＲＶ−３ＤＴ用アプリケーションを適用することが可能となる。

しかしながら、図１１のＡ４Ｃ像における右心室の中心軸は、表示画面の上下方向に対して傾いているために、体表用プローブ由来の画像データで想定した初期位置で上述したマーカ表示（図９参照）を行うと、生体ランドマーク（心尖や三尖弁）位置を調整するために操作者がマーカを動かす範囲が増加してしまい、体表用プローブを用いた場合と比較して操作性が低下してしまう。そこで、第３の実施形態に係る超音波診断装置１は、ボリュームデータから検出された中心軸の方向情報を用いて、操作性を改善する。ここで、操作性を改善するための方法は、以下の２つの方法が考えられる。

第１の方法は、関心領域の中心軸の方向情報を用いて、中心軸が表示画面の上下方向に一致するように、ＭＰＲ像の表示方向をマーカ表示位置に対して回転させる方法である。すなわち、表示制御機能１７３は、関心領域の中心軸が表示画面の上下方向に対応するように、ボリューム動画データから生成される表示画像の方向を調整する。

例えば、図１１に示したように、３次元座標系の設定処理を行った上で生成されたＡ４Ｃ像における中心軸は、図９に示した中心軸と比較して、時計の２時方向へ約４０度傾いていることがわかる。第１の実施形態で説明したように、ＴＥＥプローブの回転角は、得られるボリュームデータのデータ空間に含まれる心臓の位置関係と対応しているため、この４０度という傾きは比較的少ない誤差で他の症例データの場合にも当てはまることが期待される。そこで、個々のＴＥＥプローブの回転角の設定に応じて何度傾ければ良いかの期待値（補正回転期待値）を予め定めておくことができる。この補正回転期待値は、先の中心軸の傾き角度に逆符号を付けた値となる。例えば、ＴＥＥプローブの回転角０度の場合には、補正回転期待値として−４０度が設定される。この場合、表示制御機能１７３は、図１２に示すように、ＴＥＥプローブ由来のＡ４Ｃ像を、−４０度回転させる。これにより、表示制御機能１７３は、体表用プローブ由来のＡ４Ｃ像の場合と同様に、調整範囲の少ないマーカの初期表示設定を提供可能となる。

第２の方法は、中心軸の方向情報を用いて、マーカ表示の初期表示位置を表示ＭＰＲ像に対して回転させて、中心軸に合致するように設定する方法である。すなわち、表示制御機能１７３は、マーカ表示の初期表示位置が関心領域の中心軸に対応するように、マーカ表示の初期表示位置の方向を調整する。

例えば、表示制御機能１７３は、図９に示したマーカ表示の初期表示位置を４０度回転させた上で、図１１に示したＡ４Ｃ像上に表示させる。ここで、回転させる角度（４０度）は、上述した補正回転期待値に逆符号を付けた値である。これにより、生体ランドマーク（心尖や三尖弁）位置を調整するために操作者がマーカを動かす範囲の増加を防ぐことができ、体表用プローブを用いた場合と同様の操作性を提供することが可能となる。

（第３の実施形態の変形例）
第３の実施形態では、補正回転期待値を用いてＭＰＲ像、若しくはマーカ表示の初期表示位置を回転させる場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１は、補正回転期待値を用いる処理に代えて、ＴＥＥプローブの回転角の情報と、画像データから検出される中心軸の方向情報とを併用することで、第３の実施形態にて説明した第１の方法若しくは第２の方法による回転調整処理を行ってもよい。

この場合、まず、設定機能１７２は、ＴＥＥプローブの回転角を用いて、存在し得る２種類の３次元的な鏡像反転座標系（ＴＥＥ０に対するＴＥＥａ及びＴＥＥｂ）の選択を行う。画像データを用いた検出には、検出に要する処理時間が必要であるのと、得られるボリュームデータの画質に依存して検出精度が低下する可能性があるが、ＴＥＥプローブの回転角を用いればこのような影響を軽減することができる。

次に、選択された反転座標系のボリュームデータを用いて、Ａ４Ｃ像のような基準断面の自動検出を行う。この場合、データ空間のｘ−ｙ平面近傍において一般的な方向定義のＡ４Ｃ像が含まれていることが期待されるので、中心軸の方向を検出する際の探索条件を限定することで、中心軸の方向の検出精度や画質ロバスト性を向上させることができる。また、中心軸の方向の探索範囲を限定することで、検出に要する演算時間を軽減することも可能である。そして、表示制御機能１７３は、検出された中心軸の方向情報を上述した補正回転期待値として用いることで、第１の方法若しくは第２の方法による回転調整処理を行う。

（第４の実施形態）
上述した実施形態では、超音波診断装置１が、ＴＥＥプローブ由来のボリューム動画データを処理する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１は、更に、体表用プローブ由来のボリューム動画データを処理可能であり、処理対象となるボリューム動画データを収集した超音波プローブ１０１の種別（タイプ）に応じて３次元座標系の設定処理を適宜実行することが可能である。

例えば、収集されたボリューム動画データに対し、そのボリューム動画データを収集した超音波プローブ１０１の種別の情報を付帯情報として設定しておく。そして、処理回路１７０は、ボリューム動画データを、３次元的処理を行うアプリケーションに入力する際に、この付帯情報を参照し、超音波プローブ１０１の種別の情報を識別する。ここで、処理回路１７０は、体表用プローブ由来のボリューム動画データである場合には、３次元座標系の設定処理を実行せずに、ボリューム動画データをアプリケーションに入力する。一方、処理回路１７０は、ＴＥＥプローブ由来のボリューム動画データである場合には、３次元座標系の設定処理を実行した後に、ボリューム動画データをアプリケーションに入力する。

すなわち、第４の実施形態に係る超音波診断装置１において、取得機能１７１は、更に、体表用プローブ由来のボリューム動画データを取得する。そして、設定機能１７２は、体表用プローブ由来のボリューム動画データが取得された場合には、当該ボリューム動画データに対して３次元座標系を設定しない。また、設定機能１７２は、ＴＥＥプローブ由来のボリューム動画データが取得された場合には、当該ボリューム動画データに対して３次元座標系を設定する。

これによれば、超音波診断装置１は、ＴＥＥプローブと体表用プローブで同一の３次元的処理用のアプリケーションを用いる場合であっても、３次元座標系の設定処理を実行するか否かを、ボリューム動画データの付帯情報を用いて自動的に判定する。このため、操作者は、アプリケーションに入力するボリューム動画データを選択するだけで、上下反転の有無や超音波プローブの種別を意識することなくアプリケーションを利用することが可能となる。

（第５の実施形態）
上述した実施形態では、３ＤＴ処理等の３次元的処理を行うアプリケーションにＴＥＥプローブ由来のボリューム動画データを適用する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１は、３次元座標系の設定処理を行ったボリューム動画データを、３次元的処理を行うアプリケーションに入力せずに、ＭＰＲ表示のみを行う場合であってもよい。この場合、基準断面を選択してＭＰＲ表示を行うのが好適である。

例えば、ＴＥＥプローブの回転角０度は、Ａ４Ｃ像に対応する。３次元座標系の設定処理を行わない場合には、図１０に示したように、Ａ４Ｃ像において、心尖は画面下側に、左心室は画面右側に、右心室は画面左側に描出される。ここで、３次元座標系の設定処理を行ってボリュームデータ（ＴＥＥｂ）を内部的に選択することで、図１１に示したように、表示画面の上下方向及び左右方向が体表用プローブ由来のＭＰＲ像と同様のＭＰＲ像を提供することができる。

すなわち、第５の実施形態に係る超音波診断装置１において、取得機能１７１は、ＴＥＥプローブにより収集された被検体Ｐのボリュームデータと、ボリュームデータの収集時におけるＴＥＥプローブの回転角とを取得する。設定機能１７２は、ＴＥＥプローブの回転角に基づいて、体表用プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を、ＴＥＥプローブ由来のボリュームデータに設定する。表示制御機能１７３は、３次元座標系によりボリュームデータから生成される画像データを、表示画面に表示させる。したがって、３Ｄ−ＴＥＥプローブで得られたボリュームデータに対してＭＰＲ表示を行う場合において、このような方向定義を用いるようにすれば、３次元的処理のアプリケーションを用いるか否かに関わらず、統一的にＭＰＲ像を読影して診断に用いる際のコンセンサスを得やすいと期待される。

（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

（画像処理装置）
例えば、上述した実施形態では、３次元座標系の設定処理を行う各種の処理機能が、超音波診断装置１に適用される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、３次元座標系の設定処理を行う各種の処理機能は、画像処理装置にも適用可能である。

図１３を用いて、その他の実施形態に係る画像処理装置２００の構成について説明する。図１３は、その他の実施形態に係る画像処理装置２００の構成例を示すブロック図である。

図１３に示すように、画像処理装置２００は、入力装置２０１と、ディスプレイ２０２と、記憶回路２１０と、処理回路２２０とを備える。入力装置２０１、ディスプレイ２０２、記憶回路２１０、及び処理回路２２０は、互いに通信可能に接続される。

処理回路２２０は、取得機能２２１と、設定機能２２２と、表示制御機能２２３と、受付機能２２４と、算出機能２２５とを実行する。ここで、取得機能２２１、設定機能２２２、表示制御機能２２３、受付機能２２４、及び算出機能２２５の各処理機能は、図１に示した取得機能１７１、設定機能１７２、表示制御機能１７３、受付機能１７４、及び算出機能１７５の各処理機能と同様の処理を実行可能である。

すなわち、画像処理装置２００において、取得機能２２１は、経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリューム動画データを取得する。また、設定機能２２２は、経食道心エコー用超音波プローブと被検体との位置関係に基づいて、体表用プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系をボリューム動画データに設定する。また、表示制御機能２２３は、設定された３次元座標系によりボリューム動画データから生成される画像データを、表示画面に表示させる。また、受付機能２２４は、表示画面に表示された画像上で、被検体の関心領域における運動情報の算出に関する指定を操作者から受け付ける。また、算出機能２２５は、ボリューム動画データを用いて、追跡を含む処理により運動情報を算出する。これによれば、その他の実施形態に係る超音波診断装置１は、経食道心エコー用超音波プローブにより収集された画像データに対する３次元的処理を簡便にすることができる。

また、例えば、上述した実施形態では、表示画面に表示されるＭＰＲ像が静止画像である場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、表示されるＭＰＲ像は、１心周期以上の動画像であってもよい。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上述した実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、上述した実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理方法は、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理方法は、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、経食道心エコー用超音波プローブにより収集された画像データに対する３次元的処理を簡便にすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 超音波診断装置
１７０ 処理回路
１７１ 取得機能
１７２ 設定機能
１７３ 表示制御機能
１７４ 受付機能
１７５ 算出機能

Claims (18)

1. 経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリューム動画データを取得する取得部と、
   前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリューム動画データに設定する設定部と、
   設定された前記３次元座標系により前記ボリューム動画データから生成される画像データを、表示画面に表示させる表示制御部と、
   前記表示画面に表示された画像上で、前記被検体の関心領域における運動情報の算出に関する指定を操作者から受け付ける受付部と、
   前記ボリューム動画データを用いて、追跡を含む処理により前記運動情報を算出する算出部と
   を備え、
   前記設定部は、前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、前記ボリューム動画データの３次元座標系を構成する３方向のうち前記表示画面の上下方向に対応する第１方向が反転し、かつ、前記３方向のうち前記第１方向以外の第２方向及び第３方向のいずれかが反転するように、前記３次元座標系を設定する、
   超音波診断装置。
2. 経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリューム動画データを取得する取得部と、
   前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリューム動画データに設定する設定部と、
   設定された前記３次元座標系により前記ボリューム動画データから生成される画像データを、表示画面に表示させる表示制御部と、
   前記表示画面に表示された画像上で、前記被検体の関心領域における運動情報の算出に関する指定を操作者から受け付ける受付部と、
   前記ボリューム動画データを用いて、追跡を含む処理により前記運動情報を算出する算出部と
   を備え、
   前記取得部は、前記ボリューム動画データに含まれる各ボリュームデータの収集時における前記経食道心エコー用超音波プローブの回転角を取得し、
   前記設定部は、前記回転角に基づいて、前記３次元座標系を設定する、
   超音波診断装置。
3. 前記設定部は、前記３次元座標系が設定された前記ボリューム動画データについて存在し得る２種類の３次元的な鏡像反転座標系を、前記回転角が所定の角度以上であるか否かに応じて切り替える、
   請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記回転角は、前記経食道心エコー用超音波プローブの延在方向に直交する方向が０度として定義され、
   前記設定部は、前記２種類の３次元的な鏡像反転座標系を、前記回転角が９０度若しくは−９０度より大きいか否かに応じて切り替える、
   請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記設定部は、前記ボリューム動画データに含まれる複数時相のボリュームデータのうち少なくとも一時相のボリュームデータから、前記関心領域の中心軸及び前記中心軸を通る基準断面を検出し、検出した前記中心軸及び前記基準断面に基づいて、前記３次元座標系を設定する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
6. 前記設定部は、前記３次元座標系が設定された前記ボリューム動画データについて存在し得る２種類の３次元的な鏡像反転座標系を、前記中心軸及び前記基準断面に基づいて切り替える、
   請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記表示制御部は、前記関心領域の中心軸が前記表示画面の上下方向に対応するように、前記ボリューム動画データから生成される表示画像の方向を調整する、
   請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
8. 前記取得部は、更に、前記体表用超音波プローブにより収集される前記被検体の体表由来ボリューム動画データを取得し、
   前記設定部は、
   前記体表由来ボリューム動画データが取得された場合には、前記体表由来ボリューム動画データに対して前記３次元座標系を設定せず、
   前記ボリューム動画データが取得された場合には、前記ボリューム動画データに対して前記３次元座標系を設定する、
   請求項１〜７のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
9. 前記関心領域は、前記被検体の心臓の左心室、右心室、左心房、又は右心房である、
   請求項１〜８のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
10. 経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリュームデータと、前記ボリュームデータの収集時における前記経食道心エコー用超音波プローブの回転角とを取得する取得部と、
    前記経食道心エコー用超音波プローブの回転角に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリュームデータに設定する設定部と、
    設定された前記３次元座標系により前記ボリュームデータから生成される画像データを、表示画面に表示させる表示制御部と
    を備える、超音波診断装置。
11. 前記設定部は、前記表示画面の上下方向が反転された３次元座標系が設定された前記ボリュームデータについて存在し得る２種類の３次元的な鏡像反転座標系を、前記回転角が所定の角度以上であるか否かに応じて切り替える、
    請求項１０に記載の超音波診断装置。
12. 前記回転角は、前記経食道心エコー用超音波プローブの延在方向に直交する方向が０度として定義され、
    前記設定部は、前記２種類の３次元的な鏡像反転座標系を、前記回転角が９０度若しくは−９０度より大きいか否かに応じて切り替える、
    請求項１１に記載の超音波診断装置。
13. 経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリューム動画データを取得する取得部と、
    前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリューム動画データに設定する設定部と、
    設定された前記３次元座標系により前記ボリューム動画データから生成される画像データを、表示画面に表示させる表示制御部と、
    前記表示画面に表示された画像上で、前記被検体の関心領域における運動情報の算出に関する指定を操作者から受け付ける受付部と、
    前記ボリューム動画データを用いて、追跡を含む処理により前記運動情報を算出する算出部と
    を備え、
    前記設定部は、前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、前記ボリューム動画データの３次元座標系を構成する３方向のうち前記表示画面の上下方向に対応する第１方向が反転し、かつ、前記３方向のうち前記第１方向以外の第２方向及び第３方向のいずれかが反転するように、前記３次元座標系を設定する、
    画像処理装置。
14. 経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリューム動画データを取得する取得部と、
    前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリューム動画データに設定する設定部と、
    設定された前記３次元座標系により前記ボリューム動画データから生成される画像データを、表示画面に表示させる表示制御部と、
    前記表示画面に表示された画像上で、前記被検体の関心領域における運動情報の算出に関する指定を操作者から受け付ける受付部と、
    前記ボリューム動画データを用いて、追跡を含む処理により前記運動情報を算出する算出部と
    を備え、
    前記取得部は、前記ボリューム動画データに含まれる各ボリュームデータの収集時における前記経食道心エコー用超音波プローブの回転角を取得し、
    前記設定部は、前記回転角に基づいて、前記３次元座標系を設定する、
    画像処理装置。
15. 経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリュームデータと、前記ボリュームデータの収集時における前記経食道心エコー用超音波プローブの回転角とを取得する取得部と、
    前記経食道心エコー用超音波プローブの回転角に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリュームデータに設定する設定部と、
    設定された前記３次元座標系により前記ボリュームデータから生成される画像データを、表示画面に表示させる表示制御部と
    を備える、画像処理装置。
16. 経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリューム動画データを取得し、
    前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリューム動画データに設定し、
    設定された前記３次元座標系により前記ボリューム動画データから生成される画像データを、表示画面に表示させ、
    前記表示画面に表示された画像上で、前記被検体の関心領域における運動情報の算出に関する指定を操作者から受け付け、
    前記ボリューム動画データを用いて、追跡を含む処理により前記運動情報を算出する、
    各処理をコンピュータに実行させ、
    前記３次元座標系を前記ボリューム動画データに設定する処理は、前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、前記ボリューム動画データの３次元座標系を構成する３方向のうち前記表示画面の上下方向に対応する第１方向が反転し、かつ、前記３方向のうち前記第１方向以外の第２方向及び第３方向のいずれかが反転するように、前記３次元座標系を設定する処理を含む、
    画像処理プログラム。
17. 経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリューム動画データを取得し、
    前記経食道心エコー用超音波プローブと前記被検体との位置関係に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリューム動画データに設定し、
    設定された前記３次元座標系により前記ボリューム動画データから生成される画像データを、表示画面に表示させ、
    前記表示画面に表示された画像上で、前記被検体の関心領域における運動情報の算出に関する指定を操作者から受け付け、
    前記ボリューム動画データを用いて、追跡を含む処理により前記運動情報を算出する、
    各処理をコンピュータに実行させ、
    前記ボリューム動画データを取得する処理は、前記ボリューム動画データに含まれる各ボリュームデータの収集時における前記経食道心エコー用超音波プローブの回転角を取得する処理を含み、
    前記３次元座標系を前記ボリューム動画データに設定する処理は、前記回転角に基づいて、前記３次元座標系を設定する処理を含む、
    画像処理プログラム。
18. 経食道心エコー用超音波プローブにより収集された被検体のボリュームデータと、前記ボリュームデータの収集時における前記経食道心エコー用超音波プローブの回転角とを取得し、
    前記経食道心エコー用超音波プローブの回転角に基づいて、体表用超音波プローブにより収集された被検体の画像データの表示方向に一致する３次元座標系を前記ボリュームデータに設定し、
    設定された前記３次元座標系により前記ボリュームデータから生成される画像データを、表示画面に表示させる
    各処理をコンピュータに実行させる、画像処理プログラム。

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