JPWO2007013321A1 - 画像診断装置及び計測点設定方法並びにプログラム - Google Patents

画像診断装置及び計測点設定方法並びにプログラム Download PDF

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Abstract

本発明の画像診断装置は、診断画像を表示する画像表示手段(16)と、該表示された前記診断画像上に複数の位置指定マークを設定する入力手段(18)と、該設定された複数の位置指定マークの相互間の距離を前記診断画像上で計測する距離計測手段(19)と、を備えた画像診断装置において、前記入力手段(18)によって設定された一の位置指定マークに対応して、他の位置指定マークを設定するための操作支援情報を生成する位置指定マーク設定支援手段(20)を備え、前記画像表示手段(16)は、前記生成された操作支援情報を前記診断画像に対応づけて表示する。

Description

本発明は、超音波画像診断装置、X線CT装置、MRI装置を含む医用画像診断装置(モダリティ)に係り、特にモダリティにより生体組織の運動を計測し、その計測された生体組織の運動の状態を解析するための指標入力を簡便にする技術である。
モダリティは、いずれも被検体の検査部位に係る断層像などをモニタに表示して診断に供するものである。例えば、心臓や血管などの運動臓器を構成する生体組織の動きは、前記検査部位に係る断層像を経時的に測定し、その測定された断層像を順次表示し、医師が動画的に断層像を観察する。医師は動画的に断層像を観察した結果、周囲の動きと患部と疑われる部分の動きを対比し、例えば心筋梗塞などの診断の材料としている。
特に、医師は運動臓器の診断の精度を一層向上させるために定量的に評価するアプリケーションプログラムを要望している。このアプリケーションプログラムの具体例としては、心臓の断層像の動画表示に基づいて、心臓の収縮期と拡張期の心筋の厚さ・形状の変化を観察するものがある。
このような生体組織の運動を評価する方法は、Bモード像などの画像上で動きを有する部位に2つの点を設定し、設定された2点間の距離の変化を画像上で計測し、その計測結果に基づいて行うことが知られている(例えば、特許文献1)。
特開平6-125893号公報
しかしながら、特許文献1では、運動臓器の運動状態を評価するために多数の計測基準点を設定する場合に生じる煩雑な作業を軽減することについて配慮されていない。
本発明の目的は、多数の計測基準点を設定する操作を容易にすることが可能な画像診断装置及び評価点設定方法並びにプログラムを提供することにある。
本発明の画像診断装置は、診断画像を表示する画像表示手段と、該表示された前記診断画像上に複数の位置指定マークを設定する入力手段と、該設定された複数の位置指定マークの相互間の距離を前記診断画像上で計測する距離計測手段と、を備えた画像診断装置において、前記入力手段によって設定された一の位置指定マークに対応して、他の位置指定マークを設定するための操作支援情報を生成する位置指定マーク設定支援手段を備え、前記画像表示手段は、前記生成された操作支援情報を前記診断画像に対応づけて表示することを特徴とする。
本発明の画像診断装置の計測点設定方法は、診断画像を画像表示手段に表示する画像表示し、該表示された前記診断画像上に入力手段によって位置指定マークを移動して複数の位置指定マークを設定し、該設定された複数の位置指定マークの相互間の距離を前記診断画像上で距離計測手段によって計測する画像診断装置の計測点設定方法において、前記複数の位置指定マークのうちの一の点を設定する工程と、前記設定された一の点の設定における成否を判定する第1の判定工程と、前記判定の結果が設定の場合、前記一の点を中心とする所定の半径の円を生成し、その生成された中心点に入力手段の表示カーソルを表示する工程と、前記表示カーソルを画像表示手段上で移動させ、そのカーソルの移動量に応じて表示カーソルの中心を前記生成された円の円周に沿って移動させる工程と、前記表示カーソルが移動された位置において前記複数の位置指定マークのうちの一の点を除く他の点を設定する工程と、前記設定された他の点の設定における成否を判定する第２の判定工程と、前記判定の結果が設定の場合、前記表示カーソルの中心の位置を前記他の点として設定する工程と、を含む。
本発明の画像診断装置の計測点設定プログラムは、診断画像を画像表示手段に表示する画像表示し、該表示された前記診断画像上に入力手段によって位置指定マークを移動して複数の位置指定マークを設定し、該設定された複数の位置指定マークの相互間の距離を前記診断画像上で距離計測手段によって計測する画像診断装置の計測点設定プログラムにおいて、前記複数の位置指定マークのうちの一の点を設定する工程と、前記設定された一の点の設定における成否を判定する第1の判定工程と、前記判定の結果が設定の場合、前記一の点を中心とする所定の半径の円を生成し、その生成された中心点に入力手段の表示カーソルを表示する工程と、前記表示カーソルを画像表示手段上で移動させ、そのカーソルの移動量に応じて表示カーソルの中心を前記生成された円の円周に沿って移動させる工程と、前記表示カーソルが移動された位置において前記複数の位置指定マークのうちの一の点を除く他の点を設定する工程と、前記設定された他の点の設定における成否を判定する第2の判定工程と、前記判定の結果が設定の場合、前記表示カーソルの中心の位置を前記他の点として設定する工程と、をコンピュータで実行させる。
本発明によれば、多数の計測基準点を設定する操作を容易にすることができる。
本発明の画像診断装置の一実施形態の超音波診断装置のブロック構成図である。 本発明の一実施形態の位置指定マーク設定支援部を心臓の動きの距離計測に適用した場合の動作を説明するための心筋の横断面の模式図である。 図2の実施形態に係る位置指定マーク設定支援部の処理手順を示す一実施形態のフローチャートである。 図2の実施形態に係る位置指定マーク設定支援部の動作を説明する図である。 本発明の他の実施形態の位置指定マーク設定支援部を心臓の動きの距離計測に適用した場合の動作を説明するため心筋の縦断面の模式図、位置指定マーク設定支援部の動作の説明図である。
符号の説明
11 探触子、12 超音波送受信部、13 シネメモリ、14 切換器、15 スキャンコンバータ、16 画像表示装置、17 制御部、18 入力部、19 距離計測部、20 位置指定マーク設定支援部
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
(実施形態１)
図1は、本発明の画像診断装置の一実施形態の超音波診断装置のブロック構成図を示す。本実施形態の超音波診断装置は、超音波を利用して被検体の撮影部位に関する断層像を取得して表示すると共に、断層像に指定された2点間の距離の計測を行う機能、位置指定マークの座標の表示及び計測した距離の表示をする機能を有している。
なお、本発明の特徴に係る位置指定マーク設定支援は、超音波診断画像に限らず、磁気共鳴画像又はX線CT画像により生体組織の動きを計測する機能を備えた画像診断装置に適用できる。
図1に示すように、本実施形態の超音波診断装置は、超音波の探触子11と、超音波送受信部12と、シネメモリ13と、切換器14と、スキャンコンバータ15と、画像表示装置16と、制御部17とを備えて構成される。
探触子11は、機械的又は電子的に超音波ビームの走査を行い、被検体内との間で超音波を送受信する。探触子11は、内部に超音波の発生源として機能すると共に、被検体内からの反射エコーを受信する機能を有する1つ又は複数の振動子が備えられている。
超音波送受信部12は、探触子11を駆動して超音波を発生させると共に、探触子11で受信した反射エコー信号を処理する。超音波送受信部12は、探触子11から被検体内へ送信する超音波ビームを形成するための公知の送波パルサ及び送波遅延回路を備えて構成されている。また、超音波送受信部12は、探触子11の複数の振動子で受信した反射エコー信号を増幅する受信増幅器と、増幅した複数の反射エコー信号の位相を揃えて加算して受波超音波ビームを形成する受波遅延回路及び加算器などからなる整相回路とを有して構成される。
シネメモリ13は、超音波送受信部12から出力される反射エコー信号(RFデータ)を取り込んで、時系列に複数フレームに相当するRFデータを記憶する。スキャンコンバータ15は、シネメモリ13から読み出されたRFデータを、超音波ビームの走査線毎に書き込んで画像データを形成する。画像データ形成は、例えばBモード断層像の画像データに変換する。なお、シネメモリ13の後段には、切換器14が設けられ、超音波送受信部12から出力されるRFデータ又はシネメモリ13から出力されるRFデータのいずれか一方を選択してスキャンコンバータ15へ送る。
画像表示装置16は、スキャンコンバータ15から出力される画像データを入力して、例えば、Bモード断層像をテレビモニタに表示する。
制御部17は、超音波送受信部12、シネメモリ13、切換器14、スキャンコンバータ15及び画像表示装置16などの構成機器の動作を制御する機能を備えている。つまり、内部に中央処理装置(CPU)を備えたマイクロプロセッサを有し、各種の制御データや制御用ソフトウェアが格納されている。制御部17は、制御データや制御用ソフトウェアによって、超音波診断に必要な処理を行って構成機器を制御すると共に、画像表示装置16に係る画像の表示位置の演算と設定を行うように構成される。
制御部17に接続される入力部18は、超音波診断に必要な各種のデータ又は指令を入力する。特に、本実施形態の場合は、画像表示装置16に表示された診断画像であるBモード像上に距離計測に係る位置指定マークを設定するため、位置指定マークを移動操作するマウスが備えられている。このマウスに代えて、トラックボール等の周知のポインティングデバイスを適用することができる。
また、制御部17には、距離計測部19と、本発明の特徴に係る位置指定マーク設定支援部20が備えられる。距離計測部19は、入力部18のマウスから入力される位置指定マークであるカーソルの座標を求め、求めた座標データを画像表示装置16に出力して、静止画像上の対応する座標位置に位置指定マークを画像表示すると共に、入力部18によって指定される2つの位置指定マーク間の距離を計測し、その計測結果を画像表示装置16に表示する機能を備えて構成される。
また、位置指定マーク設定支援部20は、入力部18から入力される指令に応じて、マウスにより移動されるカーソルを、指定される点を中心とする一定半径の円上を移動するように制御する機能を備えて構成される。
このように構成される本実施形態1の特徴部である位置指定マーク設定支援部20の詳細構成を、図2を参照して動作とともに説明する。図2は、画像表示装置16の表示画面に表示される心臓の横断面の断層像を模式化して示しる。心臓の動きを定量的に評価して診断をする場合、例えば、静止画像上で、心筋21の内膜22に複数の位置指定マーク23(a〜f)を設定する。そして、動画に切換えて組織の動きに追従させて位置指定マーク23(a〜f)を移動させると共に、例えば、隣り合う2つの位置指定マーク23aと23b間、位置指定マーク23bと23c間、などの距離の変化を測定して心筋21の動きを評価する。一方、内膜22の位置指定マーク23(a〜f)に対向する位置の外膜24に複数の位置指定マーク25(a〜f)を設定し、内膜22の場合と同様に、隣り合う2つの位置指定マーク25aと25b間、位置指定マーク25bと25c間、などの距離の変化を測定し、内膜22の動きと対比して心筋21の動きを評価する。
このような位置指定マーク23，25の設定は、マウスを操作してカーソルを所望の位置に移動して、例えばマウスに取り付けられるボタンをクリックにより設定指令を入力する。また、距離計測に係る一対の位置指定マークは、マウスにより入力される指令に応じて、例えば、図示の点線26により関連付けて表示される。つまり、距離計測部19は、マウスにより入力される指令に応じて一対の位置指定マークを認識し、それらの位置指定マークを結ぶ線26を画像表示装置16に表示させると共に、それらの一対の位置指定マーク間の距離を計測する。
そして、計測された距離は、図2に示されるように、計測点の順序にA(25a，23a間距離)、B(25b，23b間距離)…のように順次計測された距離値が数字で表示される。ここでは数字表示を例に上げているが距離分布をグラフ表示してもよい。
ここで、図2と図3を参照して、本実施形態の特徴部である位置指定マーク設定支援部20の詳細構成について動作と共に説明する。図2では、先に設定された内膜22の位置指定マーク23bに対向する外膜24の位置に位置指定マーク25bを設定する場合を例に説明するが、先に外膜24に位置指定マーク25bを設定し、後から内膜22に位置指定マーク23bを設定するようにしてもよい。
まず、入力部18を介して、1点目に設定される位置指定マークに対して、一定の等距離に2点目の位置指定マークを設定するモードを位置指定マーク設定支援部20に入力設定する。これにより、位置指定マーク設定支援部20は図3のフローチャートに沿って処理を開始する。そして、入力部18からマウスなどのポインティングデバイスを介して1点目の位置指定マーク23bが、例えば、内膜22上に設定されたことを確認する(S1)。1点目が設定されると、マウスなどにより操作されるカーソル27のカーソル中心Rを、1点目の位置指定マークOの座標(Ox，Oy)を中心として、予め設定された半径Lの円周上の任意の位置に移動して表示させる(S2)。次に、操作者が操作するカーソル27の移動量に応じて、次式の(数1)及び図4に基づいて、カーソル中心Rの初期座標(Rx，Ry)から、移動後の座標R'(R'x，R'y)を求め、カーソル27の表示位置を移動させる(S3)。なお、(数1)において、aはx軸方向のカーソルの移動量、bはy軸方向のカーソルの移動量である。
(数１)
│a│≧│b│のとき
R'x＝Rx＋a
R'y＝Ｒｙ＋Ｚｙ
ここで、Zyは、(R'x−Ox)2＋(R'y−Oy)2＝L2を満たす値
│a│＜│b│のとき
R'y＝Ry＋b
R'x＝Rx＋Zx
ここで、Zxは、(R'x−Ox)2＋(R'y−Oy)2＝L2を満たす値
このようにして、操作者は、マウスを介してカーソル27の位置を半径Lの円周28上を移動させて、操作者の目視により画像上で位置指定マーク23bに対向する外膜24の位置に調整し、例えば、例えばマウスに取り付けられるボタンをクリックにより位置指定マーク25bの設定指令を入力する。
そのクリックによる設定指令の入力を確認する(S4)。この確認で、設定指令の入力がなければ、ステップS2に戻って処理を繰り返し、設定指令の入力があれば、設定指令が入力された位置に位置指定マーク25bを設定する(S5)。このようにして、内膜22に設定される位置指定マーク23a〜23ｆに対向する外膜24の位置指定マーク25a〜25fを、それらの間の距離を考慮することなく順次設定することができる。
(実施形態２)
図5を参照して、本発明の他の実施形態の位置指定マーク設定支援部20の構成及び動作を説明する。図5は、心臓の縦断面を模式的に示した図である。本実施形態は、心筋31の壁厚の中点と内膜32との距離及び中点と外膜33との距離が、心臓の収縮期と拡張期で異なる動きをすることを評価するのに適した位置指定マークの設定方法である。
図5(a)に示すように、例えば、カーソル27を移動して、内膜32に位置指定マーク34を設定し、次いで心筋31を挟んで対向する位置の外膜33に位置指定マーク35を設定する。なお、心臓の縦断面の心筋31の厚みは、位置によって壁厚が異なることから、実施形態1のように、位置指定マーク35を等距離に設定する方法では、修正が必要となる。
本実施形態の特徴は、図5(b)に示すように、内膜32の位置指定マーク34を座標O(Ox，Oy)に設定し、次いで、外膜33の位置指定マーク35を座標R(Rx，Ry)に設定すると、予め設定された分割比a/bにより、中間位置指定マーク36を座標P(Px，Py)に設定する。
したがって、本実施形態によれば、心筋の内膜と外膜の中間の任意の位置に、自動的に中間位置指定マークを設定できるから、位置指定マークの設定が簡便になる。なお、分割比a/bは任意に設定でき、また、中間位置指定マーク36は1点に限らず、複数設定することができる。
また、心臓は収縮期と拡張期で大きく形状が変動するから、横断面の心筋の内膜や外膜に沿う方向の位置指定マークの間隔は変動するが、横断面における心筋の厚みは収縮期と拡張期を通じてほぼ同じであることを知見した。
そこで、心筋を挟んで対向する内膜と外膜に設定する位置指定マークは、等間隔に設定してもよいことが判明した。また、他の臓器等についても、動きの大きい方向と、殆ど動きのない方向がある場合、動きの大きい方向に沿って複数の位置指定マークを設定すると共に、それらの位置指定マークに等間隔に殆ど動きのない方向に複数の位置指定マークを設定する場合も同様である。
このように本実施形態によれば、一の位置指定マークに対して等間隔に他方の位置指定マークを設定するような場合、位置指定マークが一の位置指定マークに対して予め設定された距離の経路を移動するように制限される。したがって、操作者は、マウスやトラックボールを操作する際に、2つの位置指定マークの距離合わせに対して配慮することなく、位置指定マークに決まった移動経路にしたがって、一の位置指定マークに対向する位置を注視して、その位置に位置指定マークを移動して位置指定マークを設定すればよいから、多数の位置指定マークの設定操作が極めて簡単になる。
また、心筋などの場合には、内膜と外膜の中間にある中膜にも、内膜と外膜の位置指定マークに対向する位置に位置指定マークを設定する場合がある。この場合に好適な本発明の第二の態様は、入力手段を介して距離計測に係る2つの位置指定マークが設定されたとき、前記2つの位置指定マークを結ぶ線を予め設定された分割比で分割した位置に中間位置指定マークを設定する位置指定マーク設定支援手段を設けることにより、多数の中間位置指定マークの設定操作を極めて簡単にできる。この場合も、位置指定マークの移動経路を予め設定された距離を半径とする円上に制御することが好ましい。
第1〜2の実施形態では、心筋を観察対象とする場合を例に説明したが、もちろん心筋以外の臓器、例えば、血管、肺を対象としても良い。
また、本発明の態様として、モダリティに付属する画像表示装置に表示させる態様で説明した。その他の使い方としては、本技術を実行するプログラムがインストールされていないモダリティに本技術を実行するプログラムをインストールして対応する。また、パーソナルコンピュータやワークステーションに本技術を実行するプログラムをインストールして対応する。
これらの対応は、図3で説明したフローチャートの手順をプログラム言語やコードで記述し、フローチャートの手順を実行する。
これにより、本技術を実行するプログラムがインストールされていないモダリティにはアップグレードがなされ、パーソナルコンピュータやワークステーションで解析できることにより、医師などが統計的解析を行うことが容易となり、より精度の高い診断への研究に寄与することができる。

Claims (11)

  1. 診断画像を表示する画像表示手段と、
    該表示された前記診断画像上に複数の位置指定マークを設定する入力手段と、
    該設定された複数の位置指定マークの相互間の距離を前記診断画像上で計測する距離計測手段と、を備えた画像診断装置において、
    前記入力手段によって設定された一の位置指定マークに対応して、他の位置指定マークを設定するための操作支援情報を生成する位置指定マーク設定支援手段を備え、
    前記画像表示手段は、前記生成された操作支援情報を前記診断画像に対応づけて表示することを特徴とする画像診断装置。
  2. 前記位置指定マーク設定支援手段は、前記他の位置指定マークの候補を前記一の位置指定マークとの線分として前記操作支援情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像診断装置。
  3. 前記画像表示手段に表示される前記入力手段のカーソルは、前記一又は他の位置指定マークと識別可能に表示されることを特徴とする請求項2に記載の画像診断装置。
  4. 前記位置指定マーク設定支援手段は、前記他の位置指定マークの移動経路を前記一の位置指定マークから予め設定された距離上に制限された位置に前記操作支援情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像診断装置。
  5. 前記位置指定マーク設定支援手段は、前記操作支援情報を前記診断画像上に生成し、
    前記画像表示手段は、前記生成された操作支援情報と前記診断画像を同時表示することを特徴とする請求項1に記載の画像診断装置。
  6. 前記位置指定マーク設定支援手段は、前記操作支援情報に設定された前記診断画像の距離情報に生成し、
    前記画像表示手段は、前記生成された距離情報を前記診断画像と並置表示することを特徴とする請求項1に記載の画像診断装置。
  7. 前記位置指定マーク設定支援手段は、前記一の位置指定マークを中心とし、予め設定された距離を半径とする円の領域内に、前記他の位置指定マークの操作範囲を制限することを特徴とする請求項1に記載の画像診断装置。
  8. 前記位置指定マーク設定支援手段は、前記一の位置指定マークを含む線分を予め設定された分割比で分割した位置に中間位置指定マークを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像診断装置。
  9. 診断画像を画像表示手段に表示する画像表示し、該表示された前記診断画像上に入力手段によって位置指定マークを移動して複数の位置指定マークを設定し、該設定された複数の位置指定マークの相互間の距離を前記診断画像上で距離計測手段によって計測する画像診断装置の計測点設定方法において、
    前記複数の位置指定マークのうちの一の点を設定する工程と、
    前記設定された一の点の設定における成否を判定する第1の判定工程と、
    前記判定の結果が設定の場合、前記一の点を中心とする所定の半径の円を生成し、その生成された中心点に入力手段の表示カーソルを表示する工程と、
    前記表示カーソルを画像表示手段上で移動させ、そのカーソルの移動量に応じて表示カーソルの中心を前記生成された円の円周に沿って移動させる工程と、
    前記表示カーソルが移動された位置において前記複数の位置指定マークのうちの一の点を除く他の点を設定する工程と、
    前記設定された他の点の設定における成否を判定する第2の判定工程と、
    前記判定の結果が設定の場合、前記表示カーソルの中心の位置を前記他の点として設定する工程と、
    を含むことを特徴とする画像診断装置の計測点設定方法。
  10. 前記第1の判定工程及び前記第2の判定工程は、判定結果が設定となるまでその該当する工程で待機することを特徴とする請求項9に記載の画像診断装置の計測点設定方法。
  11. 診断画像を画像表示手段に表示する画像表示し、該表示された前記診断画像上に入力手段によって位置指定マークを移動して複数の位置指定マークを設定し、該設定された複数の位置指定マークの相互間の距離を前記診断画像上で距離計測手段によって計測する画像診断装置の計測点設定プログラムにおいて、
    前記複数の位置指定マークのうちの一の点を設定する工程と、
    前記設定された一の点の設定における成否を判定する第1の判定工程と、
    前記判定の結果が設定の場合、前記一の点を中心とする所定の半径の円を生成し、その生成された中心点に入力手段の表示カーソルを表示する工程と、
    前記表示カーソルを画像表示手段上で移動させ、そのカーソルの移動量に応じて表示カーソルの中心を前記生成された円の円周に沿って移動させる工程と、
    前記表示カーソルが移動された位置において前記複数の位置指定マークのうちの一の点を除く他の点を設定する工程と、
    前記設定された他の点の設定における成否を判定する第２の判定工程と、
    前記判定の結果が設定の場合、前記表示カーソルの中心の位置を前記他の点として設定する工程と、
    をコンピュータで実行させることを特徴とする画像診断装置の計測点設定プログラム。
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