WO2017073158A1 - 超音波診断装置 - Google Patents

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WO2017073158A1
WO2017073158A1 PCT/JP2016/075383 JP2016075383W WO2017073158A1 WO 2017073158 A1 WO2017073158 A1 WO 2017073158A1 JP 2016075383 W JP2016075383 W JP 2016075383W WO 2017073158 A1 WO2017073158 A1 WO 2017073158A1
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region
interest
heart
image data
fetus
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PCT/JP2016/075383
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French (fr)
Inventor
徹 中俣
笠原　英司
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for diagnosing a fetus.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus is used for diagnosis of tissues and the like in a living body, and is an indispensable apparatus particularly for fetal diagnosis. For this reason, various techniques relating to fetal ultrasound diagnosis have been proposed.
  • Patent Document 1 describes an ultrasonic diagnostic apparatus that determines the size of a region of interest related to the fetal head based on the size of the fetal head.
  • Patent Documents 2 and 3 describe ultrasonic diagnostic apparatuses that can intuitively grasp the size of a measurement target site such as a fetus.
  • Patent Document 4 describes an ultrasonic diagnostic apparatus that performs 4D display based on a three-dimensional image of a fetus.
  • the region of interest of the heart is set in the ultrasonic image showing the fetus.
  • a user such as a doctor or a laboratory technician generally sets the position and size of the region of interest by manual operation.
  • the fetal heart is relatively small among the diagnostic targets of ultrasound diagnosis, the heart moves with the fetus that moves in the mother's body, so it is easy to set the region of interest in the fetal heart in the ultrasound image. is not.
  • the present invention has been made in view of such background circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for supporting the setting of a region of interest for a fetal heart.
  • An ultrasonic diagnostic apparatus suitable for the above object includes a probe that transmits and receives ultrasonic waves, a transmission / reception unit that obtains an ultrasonic reception signal from a diagnostic region including a fetus by controlling the probe, and a method based on the reception signal.
  • An image forming unit that forms image data of the diagnostic region, and a region of interest setting unit that sets a heart region of interest of a size determined based on the growth information of the fetus for the fetus in the image data,
  • a heart rate information processing unit for obtaining heart rate information of a fetus based on image data in the heart region of interest.
  • a heart region of interest having a size determined based on the growth information of the fetus is set for the fetus in the ultrasound image data.
  • a statistical survey based on a large number of measurement results by the inventors of the present application a close correlation is found between the size of the fetal heart and the number of gestational weeks. Therefore, by using, for example, the number of weeks of pregnancy as fetal growth information, the size of the heart region of interest suitable for the size of the fetal heart to be diagnosed can be determined with relatively high accuracy.
  • the fetal ultrasonic diagnosis it is common to perform standard measurements such as the size of the fetal head and the total length of the fetus (head length).
  • the result of standard measurement may be used as fetal growth information.
  • the size of the heart region of interest may be determined by directly estimating the size of the heart of the fetus from the result of standard measurement of the fetus.
  • the pregnancy week of the fetus may be derived from the standard measurement results for the fetus, and the size of the heart region of interest suitable for the size of the heart of the fetus may be determined from the derived pregnancy week. That is, the size of the cardiac region of interest may be determined from the standard measurement result through the number of gestational weeks.
  • the size of the cardiac region of interest suitable for the size of can be determined.
  • the region-of-interest setting unit sets, for a fetus in the image data, a heart region of interest having a size corresponding to the number of gestation weeks of the fetus obtained as the growth information. To do.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus uses a table or function for determining the size of the heart region of interest from the number of gestational weeks, and the size of the fetal heart region of interest from the number of gestational weeks of the fetus in the image data. It is characterized by determining.
  • the heartbeat information processing unit derives fetal subbeat information for each subregion of the plurality of subregions in the heart region of interest based on image data in the subregion, and Based on at least one sub-beat information selected from a plurality of sub-beat information corresponding to the region, at least one of the heartbeat waveform and the heart rate of the fetus is derived as the heartbeat information.
  • the region-of-interest setting unit sets a tracking region of interest outside the heart region of interest in the image data, and the ultrasonic diagnostic apparatus is based on the image data in the tracking region of interest.
  • a tracking processing unit that tracks a fetus that moves in the image data over a plurality of time phases, and follows a fetus that moves in the image data over a plurality of time phases based on the tracking result.
  • a movement processing unit for moving the cardiac region of interest.
  • the present invention provides a technique for supporting the setting of a region of interest for the fetal heart.
  • a cardiac region of interest having a size determined based on the growth information of the fetus can be set for the fetus in the ultrasound image data.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus suitable for implementing the present invention. It is a figure which shows the specific example of ROI for hearts and ROI for tracking. It is a figure which shows the correspondence of the initial size of ROI for hearts, and the number of pregnancy weeks. It is a figure which shows the example of a division
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus suitable for implementation of the present invention.
  • the probe 10 transmits an ultrasonic wave to a diagnostic region including the fetus and receives an ultrasonic wave reflected from the diagnostic region.
  • the probe 10 includes a plurality of vibration elements that transmit and receive ultrasonic waves, and transmission of the plurality of vibration elements is controlled by the transmission / reception unit 12 to form a transmission beam. Further, the plurality of vibration elements receive the ultrasonic waves reflected from the diagnostic region, and the transmission / reception unit 12 forms a reception beam based on the received signals obtained thereby.
  • the transmitting / receiving unit 12 outputs a transmission signal corresponding to each of the plurality of vibration elements included in the probe 10, thereby forming an ultrasonic transmission beam and scanning the transmission beam.
  • the transmission / reception unit 12 forms a reception beam corresponding to the scanned transmission beam by performing a phasing addition process on the reception signal obtained from each of the plurality of vibration elements included in the probe 10, Echo data (received signal) obtained along the received beam is output. That is, the transmission / reception unit 12 has functions of a transmission beamformer and a reception beamformer. Note that echo data (received signal) may be obtained using transmission / reception techniques such as transmission aperture synthesis.
  • the image forming unit 20 forms image data of ultrasonic images over a plurality of time phases related to a diagnostic region including the fetus based on echo data (received signals) obtained over a plurality of time phases.
  • the image forming unit 20 forms, for example, image data of a tomographic image (B-mode image) showing a fetus over a plurality of frames for each frame (for each time phase).
  • the image data of the tomographic image formed in the image forming unit 20 is stored in the image storage unit 24 one after another for each frame. Further, the image data formed in the image forming unit 20 is output to the display processing unit 80, and a tomographic image corresponding to the image data is displayed on the display unit 82.
  • the region-of-interest setting unit 30 sets a region of interest (ROI) in the image data of the tomographic image stored in the image storage unit 24.
  • ROI region of interest
  • the region-of-interest setting unit 30 sets a heart ROI and a tracking ROI for the fetus in the image data.
  • the region-of-interest setting unit 30 first sets an initial size cardiac ROI and tracking ROI at an initial position in the image data, and for example, according to a user operation input via the operation device 90, the ROI for heart And adjust the position and size of the tracking ROI. For example, the user operates the operation device 90 so that the heart ROI and the tracking ROI are set at a desired size and a desired size while viewing the tomographic image displayed on the display unit 82.
  • the heart ROI is set to surround the fetal heart.
  • the tracking ROI is set at another part of the fetus so as to avoid the fetal heart.
  • the region-of-interest setting unit 30 may analyze the image state in the tomographic image and determine the positions and sizes of the heart ROI and the tracking ROI.
  • the size determination unit 40 determines the size (size) of the region of interest (ROI) that is initially set in the image data by the region of interest setting unit 30.
  • the size determination unit 40 determines the initial size of the heart ROI set for the fetus based on the growth information of the fetus in the image data.
  • the size determination unit 40 may determine the initial size of the tracking ROI according to the initial size of the heart ROI. The initial size determination process by the size determination unit 40 will be described in detail later.
  • the tracking processing unit 50 converts the image data in the tracking ROI into the image data in the tracking ROI. Based on this, the fetus that moves in the image data of the tomographic image over a plurality of time phases is tracked.
  • the movement processing unit 60 moves the heart ROI so as to follow the fetus moving in the image data of the tomographic image over a plurality of time phases based on the tracking result in the tracking processing unit 50. Thereby, the ROI for the heart set for the fetal heart is controlled so as to follow the moving fetal heart.
  • the heartbeat information processing unit 70 obtains heartbeat information reflecting a heartbeat that is a periodic motion of the fetal heart based on image data in the heart ROI moving over a plurality of time phases.
  • the heartbeat information processing unit 70 derives at least one of the fetal heartbeat waveform and the heart rate as the heartbeat information. Desirably, both the heart rate waveform data and the heart rate data of the fetus are obtained by the heart rate information processing unit 70 and output to the display processing unit 80.
  • the display processing unit 80 displays the tomographic image and the heart rate information based on the image data of the tomographic image obtained from the image forming unit 20 and the heart rate information (heart rate waveform and heart rate data) obtained from the heart rate information processing unit 70. Form an image.
  • the display image formed in the display processing unit 80 is displayed on the display unit 82.
  • the control unit 100 generally controls the inside of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG.
  • the overall control by the control unit 100 also reflects an instruction received via the operation device 90 from a user such as a doctor or a laboratory technician.
  • the transmission / reception unit 12 the image forming unit 20, the region of interest setting unit 30, the size determining unit 40, the tracking processing unit 50, the movement processing unit 60, and the heart rate information processing unit.
  • 70 and each part of the display processing unit 80 can be realized by using hardware such as an electric / electronic circuit or a processor, for example, and a device such as a memory may be used as necessary in the realization.
  • functions corresponding to the above-described units may be realized by cooperation of hardware such as a CPU, a processor, or a memory, and software (program) that defines the operation of the CPU or the processor.
  • a suitable specific example of the image storage unit 24 is a storage device such as a semiconductor memory.
  • a suitable specific example of the display unit 82 is, for example, a liquid crystal display, but may be a display device such as an organic EL (electroluminescence) display that is expected to be widely used in the future.
  • the operation device 90 can be realized by at least one of a mouse, a keyboard, a trackball, a touch panel, and other switches, for example.
  • the control unit 100 can be realized by, for example, cooperation between hardware such as a CPU, a processor, and a memory and software (program) that defines the operation of the CPU and the processor.
  • the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus in FIG. 1 is as described above. Next, functions and the like realized by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 will be described in detail. In addition, about the structure (part) shown in FIG. 1, the code
  • a user such as a doctor or a laboratory technician confirms the tomographic image (real-time image) of the fetus displayed on the display unit 82 and is suitable for diagnosis.
  • the tomographic image is frozen (still image display) at the timing when is obtained.
  • the ROI for heart and the ROI for tracking are set by the region-of-interest setting unit 30 in the frozen tomographic image.
  • the ROI for heart and the ROI for tracking are initially set in the image data of the tomographic image by the region-of-interest setting unit 30, and the settings are determined through adjustment by the user.
  • the cardiac ROI and tracking ROI set in this way are used to execute a diagnostic process relating to the fetal heart.
  • the target of the diagnostic process is the image data stored in the image storage unit 24. For example, a plurality of frames obtained for about several seconds (for example, three seconds) obtained immediately before the freeze are processed. Of course, the user may adjust the number of seconds to be processed as appropriate.
  • FIG. 2 is a diagram showing a specific example of the ROI 31 for heart and the ROI 32 for tracking.
  • the tomographic image (B-mode image) 22 shows the fetus in the mother body (uterus), and the fetus is surrounded by amniotic fluid in the mother body.
  • the heart ROI 31 is used to analyze a heartbeat, which is a periodic motion of the fetal heart. Therefore, it is desirable that the heart ROI 31 is set at a location where the motion of the fetal heart is easily detected. Specifically, for example, the user determines the position of the heart ROI 31 so that the fetal heart portion (particularly the heart wall) having relatively high luminance is included. Note that the region-of-interest setting unit 30 may determine the position of the heart ROI 31 by determining a fetal heart portion having a relatively high luminance by image analysis processing such as binarization processing, for example. Further, as long as the fetal heart motion can be detected, the heart ROI 31 may be set so as to include only a part of the heart.
  • the tracking ROI 32 is used to analyze the overall movement of the fetal body. Therefore, it is desirable that the tracking ROI 32 is set at a place where the movement of the fetal body is easily detected. Specifically, for example, it is desirable to set the tracking ROI 32 so that the boundary between the fetus and the amniotic fluid is included.
  • the region-of-interest setting unit 30 may determine the boundary between the fetus and the amniotic fluid by image analysis processing such as binarization processing and determine the setting position of the tracking ROI 32. Note that the tracking ROI 32 may be set so as to include other places where the movement of the fetal body is easily detected.
  • the heart ROI 31 and the tracking ROI 32 are both rectangular, but these regions of interest (ROI) may be other polygons, circles or ellipses. Further, as in the specific example shown in FIG. 2, the heart ROI 31 is relatively small in accordance with the size of the fetal heart, and the tracking ROI 32 is larger than the heart ROI 31 in accordance with the size of the fetal body. Is desirable.
  • the tracking ROI 32 is desirably set not to include the fetal heart, but may be set to include a part of the heart as long as the movement of the fetal body can be detected. Since the heart ROI 31 is set with respect to the heart, the tracking ROI 32 is set so as to surround the heart ROI 31 in a shape in which the region corresponding to the heart ROI 31 is hollowed out as in the specific example shown in FIG. It is desirable that For example, the region-of-interest setting unit 30 may set (determine) the tracking ROI 32 so that only the position of the heart ROI 31 is designated by the user and the position of the heart ROI 31 is thereby surrounded. The tracking ROI 32 and the heart ROI 31 may partially overlap.
  • the size determination unit 40 determines the initial size of the heart ROI 31 based on the fetal growth information. For example, the initial size of the heart ROI 31 for the fetus is determined according to the number of gestational weeks of the fetus.
  • FIG. 3 is a diagram showing the correspondence between the initial size of the heart ROI and the number of gestational weeks.
  • FIG. 3 shows a graph in which the horizontal axis indicates the number of weeks of pregnancy and the vertical axis indicates the cardiac ROI size (initial size).
  • FIG. 3 shows the size curves of specific example 1 and specific example 2.
  • the entire heart is subject to diagnosis for early fetuses
  • the left ventricle of the heart is subject to diagnosis for fetuses in the middle period (middle and late stages). Therefore, regarding the ROI for the heart, the setting for the entire heart is desirable for the early fetus, and the setting for the left ventricle is desirable for the fetus after the middle period.
  • the number of weeks for switching from the early stage to the middle stage (the number of pregnancy weeks for switching the size) is set to, for example, any one of about 10 to 15 weeks.
  • a configuration in which the user can appropriately adjust the switching week number may be employed.
  • the size curve of the specific example 2 shown in FIG. 3 is a specific example in which the size of the cardiac ROI is smoothly changed from the early stage to the middle stage and thereafter.
  • the size curve of the specific example 2 is suitable for a combination with a cardiac ROI divided into a plurality of sub-ROIs, for example.
  • heartbeat information with high reliability can be selected from the heartbeat information obtained from the plurality of sub-ROIs. That is, heartbeat information with high reliability can be selected from the entire heart or from the left ventricle of the heart.
  • the size curve of the specific example 2 may be set as a default curve, and the user may select the size curve of the specific example 1 if necessary.
  • a selectable size curve may be provided.
  • the size determining unit 40 determines an initial size corresponding to the number of pregnancy weeks of the fetus to be diagnosed according to the size curve. For example, a table associating the number of gestational weeks with the size of the heart ROI according to the size curve (specific example 1 or specific example 2 in FIG. 3) is prepared in advance, and the size determination unit 40 refers to the table to perform diagnosis. The size of the heart ROI corresponding to the number of gestational weeks of the target fetus is determined. Further, for example, a function corresponding to the size curve may be prepared in advance, and the size determination unit 40 may use the function to calculate the size of the heart ROI from the number of gestational weeks of the fetus to be diagnosed.
  • the size determination unit 40 may determine the initial size of the heart ROI using the result of the standard measurement.
  • the initial size of the heart ROI may be determined by directly estimating the size of the heart of the fetus from the result of standard measurement of the fetus.
  • the fetal pregnancy week is derived from the standard measurement results for the fetus
  • the fetal heart is derived from the derived pregnancy week using a size curve (specific example 1 or specific example 2 in FIG. 3).
  • An initial size of the cardiac ROI that is suitable for the size may be determined.
  • the initial size of the cardiac ROI that is suitable for the size of can be determined.
  • the region-of-interest setting unit 30 sets the size determined by the size determination unit 40 as the initial size of the heart ROI. For example, a square heart ROI having a side length of the determined initial size is initialized in the image data. Note that a circular heart ROI having the determined initial size as a diameter may be initially set, or an elliptical heart ROI having the determined initial size as a major axis may be initially set.
  • the region-of-interest setting unit 30 initializes the heart ROI at an initial position in predetermined image data, for example.
  • the region-of-interest setting unit 30 may initially set the heart ROI at the position (predicted position) of the heart of the fetus obtained by image analysis processing or the like.
  • the region-of-interest setting unit 30 sets a tracking ROI according to the position and size of the heart ROI.
  • a tracking ROI (see FIG. 2) surrounding the heart ROI is set in a shape in which a region corresponding to the heart ROI is cut out.
  • the region-of-interest setting unit 30 determines the size of the tracking ROI according to the size of the heart ROI so that the distance from the boundary of the heart ROI to the boundary of the tracking ROI is maintained constant.
  • the size of the tracking ROI may be determined based on the ratio between the area of the heart ROI and the area of the tracking ROI, for example, so that the ratio is constant.
  • the region-of-interest setting unit 30 divides the heart ROI into a plurality of sub-ROIs.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of division of the heart ROI.
  • the heart ROI is rectangular (square), and is divided into six rectangular sub-ROIs (A) to (F).
  • the heart ROI is set to include the whole fetal heart, and the four sub-ROIs (A) to (D) are set to partially include the fetal heart.
  • the sub ROI (E) is provided at the center of the heart ROI.
  • the sub ROI (E) has the same size and the same shape as each of the sub ROIs (A) to (D).
  • the sub ROI (E) is set so as to partially overlap with the sub ROIs (A) to (D).
  • the sub ROI (F) corresponds to the entire heart ROI.
  • the heart ROI is rectangular (square), so the sub ROI (F) is also rectangular (square).
  • the cardiac ROI is set to include the entire fetal heart, and thus the sub-ROI (F) is also set to include the entire fetal heart.
  • FIG. 4 shows a specific example in which the plurality of sub-ROIs (A) to (F) are rectangles (squares).
  • the plurality of sub-ROIs (A) to (F) (F) may be a polygon other than a rectangle, a circle, or an ellipse.
  • the plurality of sub-ROIs (A) to (E) have the same size, but may be divided into different sizes.
  • a plurality of sub-ROIs (A) to (D) may be set so as to partially overlap each other.
  • the number of sub-ROIs is not limited to the specific example shown in FIG.
  • the configuration may be such that the user can specify (adjust) the shape, size, number, setting position, etc. of the sub-ROI.
  • the processing unit 50 tracks the fetus that moves in the image data of the tomographic image over a plurality of time phases based on the image data in the tracking ROI.
  • the movement processing unit 60 moves the heart ROI so as to follow the fetus moving in the image data of the tomographic image over a plurality of time phases based on the tracking result in the tracking processing unit 50.
  • the ROI for the heart set for the fetal heart is controlled so as to follow the moving fetal heart.
  • the heartbeat information processing unit 70 obtains heartbeat information reflecting a heartbeat that is a periodic motion of the fetal heart based on image data in the heart ROI moving over a plurality of time phases.
  • the heartbeat information processing unit 70 generates a fetal heartbeat waveform based on image data in the heart ROI obtained over a plurality of time phases. For example, for the plurality of sub-ROIs (A) to (F) in the heart ROI shown in FIG. 4, the heartbeat information processing unit 70 for each sub-ROI based on the image data in the sub-ROI, Is generated.
  • FIG. 5 is a diagram showing a specific example of a heartbeat waveform.
  • FIG. 5 shows a heartbeat waveform in which the horizontal axis represents the time axis (frame number) and the vertical axis represents the average luminance as the amplitude.
  • the heart rate information processing unit 70 calculates an average luminance (average luminance value) in the sub-ROI based on the image data in the sub-ROI, and at a plurality of times. Average brightness over time. Thereby, a heartbeat waveform is generated for each sub-ROI. If the heart ROI is divided into six sub-ROIs (A) to (F) (see FIG. 4), as shown in FIG. 5, it corresponds to the six sub-ROIs (A) to (F). Six heartbeat waveforms are obtained. Since the fetal heart periodically expands and contracts, the average luminance in each sub-ROI changes with the expansion and contraction, and a heartbeat waveform such as the specific example shown in FIG. 5 is obtained.
  • a heartbeat waveform may be generated by another statistical value related to the luminance in each sub-ROI, for example, the sum of luminance instead of the average luminance.
  • a heartbeat waveform may be generated from a correlation value between time phases of image data. For example, for each sub-ROI, even if a correlation value between the image data at the reference time and the image data at each time is calculated over a plurality of times, and a heartbeat waveform with the amplitude on the vertical axis as the correlation value is generated Good. Further, a heartbeat waveform may be formed for each sub-ROI based on Doppler information or the like.
  • the heartbeat information processing unit 70 selects one or more heartbeat waveforms suitable for diagnosis from the plurality of heartbeat waveforms. For example, the heart rate information processing unit 70 compares the reference waveform obtained by correcting the sine wave reference waveform or the sine wave with the heart rate waveform of each sub-ROI, so that the waveform is relatively reliable and highly reliable. Select the heart rate waveform. Of course, the heart rate information processing unit 70 may select a desired heart rate waveform that is instructed by a user such as a doctor or a laboratory technician from a plurality of heart rate waveforms corresponding to a plurality of sub-ROIs.
  • the heart rate information processing unit 70 calculates, for example, the fetal heart rate based on the selected one or more heart rate waveforms.
  • the heart rate waveform and heart rate data obtained by the heart rate information processing unit 70 are sent to the display processing unit 80.
  • the display processing unit 80 displays the tomographic image and the heart rate information based on the image data of the tomographic image obtained from the image forming unit 20 and the heart rate information (heart rate waveform and heart rate data) obtained from the heart rate information processing unit 70. Form an image.
  • the display image formed in the display processing unit 80 is displayed on the display unit 82.
  • FIG. 6 is a diagram showing a specific example of a display image of measurement results.
  • the tomographic image is an ultrasound image of a fetus to be diagnosed, and in displaying the measurement result, the tomographic image stored in the image storage unit 24 and used for the measurement is displayed.
  • the fetal heartbeat waveform generated in the heartbeat information processing unit 70 and the heart rate calculated based on the heartbeat waveform are also displayed.
  • the heart rate is calculated from the cycle of the heartbeat waveform within the measurement period MP. It is desirable that the user can appropriately adjust the position of the measurement period MP (position in the heartbeat waveform) and the length of the measurement period MP (the length of the period to be calculated).
  • the heartbeat information and the heart rate data are obtained by the heartbeat information processing unit 70.
  • a progress bar that informs the user of the progress of analysis and image data to be analyzed may be displayed.
  • the heart ROI set in the image data is also displayed so that the user can confirm that the heart ROI accurately tracks the fetal heart. Good.

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Abstract

関心領域設定部３０は、画像データ内の初期位置に初期サイズの心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩを設定し、操作デバイス９０を介して入力されるユーザ操作に応じて、心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩの位置とサイズを調整して確定する。心臓用ＲＯＩは、胎児の心臓を取り囲むように設定され、追跡用ＲＯＩは、胎児の心臓を避けるように胎児の他の部位に設定される。サイズ決定部４０は、胎児の発育情報に基づいて心臓用ＲＯＩ３１の初期サイズを決定する。例えば、胎児の妊娠週数に応じてその胎児に対する心臓用ＲＯＩ３１の初期サイズが決定される。

Description

超音波診断装置
　本発明は、胎児を診断する超音波診断装置に関する。
　超音波診断装置は、生体内における組織等の診断のために利用されており、特に胎児の診断において必要不可欠な装置となっている。そのため、従来から胎児の超音波診断に係る様々な技術が提案されている。
　例えば、特許文献１には、胎児の頭部の大きさに基づいて胎児の頭部に関する関心領域の大きさを決定する超音波診断装置が記載されている。また、特許文献２，３には、胎児などの計測対象部位のサイズを直感的に把握できるようにした超音波診断装置が記載されている。そして、特許文献４には、胎児の三次元画像を基に４Ｄ表示を行う超音波診断装置が記載されている。
特開２００６－２３１０３５号公報 特開２００８－９９９３１号公報 特開２００８－１８３０６３号公報 特開２０１０－１４８８２８号公報
　上述したように、従来から胎児の超音波診断に係る様々な技術が提案されている中で、本願の発明者らは、胎児の心臓に関する超音波診断に注目した。
　胎児の心臓に関する超音波診断においては、例えば、胎児を映し出した超音波画像内に心臓の関心領域が設定される。この場合に、医師や検査技師などのユーザがマニュアル操作により関心領域の位置や大きさを設定するのが一般的である。
　ところが、超音波診断による診断対象の中で胎児の心臓は比較的小さく、そのうえ母体内で動く胎児とともにその心臓も移動するため、超音波画像内の胎児の心臓に関心領域を設定することは容易ではない。
　本発明は、こうした背景事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、胎児の心臓に対する関心領域の設定を支援する技術を提供することにある。
　上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、超音波を送受するプローブと、前記プローブを制御することにより、胎児を含む診断領域から超音波の受信信号を得る送受信部と、前記受信信号に基づいて前記診断領域の画像データを形成する画像形成部と、前記画像データ内の胎児に対して、当該胎児の発育情報に基づいて決定されるサイズの心臓関心領域を設定する関心領域設定部と、前記心臓関心領域内の画像データに基づいて胎児の心拍情報を得る心拍情報処理部と、を有することを特徴とする。
　上記装置によれば、超音波の画像データ内の胎児に対して、その胎児の発育情報に基づいて決定されるサイズの心臓関心領域が設定される。本願の発明者らによる多数の測定結果に基づく統計的な調査によれば、胎児の心臓の大きさと妊娠週数には密接な相関が認められる。そのため、胎児の発育情報として、例えば妊娠週数を利用することにより、診断対象となる胎児の心臓の大きさに適した心臓関心領域のサイズを比較的高い精度で決定することができる。また、胎児の超音波診断においては、胎児の頭部の大きさや胎児の全長（頭臀長）などの標準計測を行うことが一般的である。そのため、標準計測の結果を胎児の発育情報として利用してもよい。例えば、胎児に関する標準計測の結果から直接的にその胎児の心臓の大きさを推定して心臓関心領域のサイズを決定してもよい。また、胎児に関する標準計測の結果からその胎児の妊娠週数を導出し、導出された妊娠週数からその胎児の心臓の大きさに適した心臓関心領域のサイズを決定してもよい。つまり、標準計測の結果から妊娠週数を介して心臓関心領域のサイズが決定されてもよい。これにより、一般的に実施される標準計測の結果を利用して、さらに、胎児の心臓の大きさと妊娠週数との間の密接な相関に基づいた比較的高い信頼性をもって、その胎児の心臓の大きさに適した心臓関心領域のサイズを決定することができる。
　望ましい具体例において、前記関心領域設定部は、前記画像データ内の胎児に対して、前記発育情報として得られる当該胎児の妊娠週数に応じたサイズの心臓関心領域を設定する、ことを特徴とする。
　望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、妊娠週数から心臓関心領域のサイズを決定するテーブルまたは関数を利用し、前記画像データ内の胎児の妊娠週数から当該胎児の心臓関心領域のサイズを決定する、ことを特徴とする。
　望ましい具体例において、前記心拍情報処理部は、前記心臓関心領域内における複数のサブ領域の各サブ領域ごとに当該サブ領域内の画像データに基づいて胎児のサブ心拍情報を導出し、複数のサブ領域に対応した複数のサブ心拍情報の中から選択される少なくとも一つのサブ心拍情報に基づいて、前記心拍情報として当該胎児の心拍波形と心拍数の少なくとも一方を導出する、ことを特徴とする。
　望ましい具体例において、前記関心領域設定部は、前記画像データ内において前記心臓関心領域の外側に追跡用関心領域を設定し、前記超音波診断装置は、前記追跡用関心領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児をトラッキングするトラッキング処理部と、前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児に追従するように前記心臓関心領域を移動させる移動処理部と、をさらに有することを特徴とする。
　本発明により、胎児の心臓に対する関心領域の設定を支援する技術が提供される。例えば本発明の好適な態様によれば、超音波の画像データ内の胎児に対して、その胎児の発育情報に基づいて決定されるサイズの心臓関心領域を設定することができる。
本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。 心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩの具体例を示す図である。 心臓用ＲＯＩの初期サイズと妊娠週数の対応関係を示す図である。 心臓用ＲＯＩの分割例を示す図である。 心拍波形の具体例を示す図である。 計測結果の表示画像の具体例を示す図である。
　図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。プローブ１０は、胎児を含む診断領域に超音波を送波し、その診断領域から反射される超音波を受波する。プローブ１０は、超音波を送受する複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が送受信部１２によって送信制御されて送信ビームが形成される。また、複数の振動素子が診断領域から反射された超音波を受波し、これにより得られた受波信号に基づいて送受信部１２が受信ビームを形成する。
　送受信部１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子の各々に対応した送信信号を出力することにより、超音波の送信ビームを形成してその送信ビームを走査する。また、送受信部１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子の各々から得られる受波信号に対して整相加算処理などを施すことにより、走査される送信ビームに対応した受信ビームを形成し、受信ビームに沿って得られるエコーデータ（受信信号）を出力する。つまり、送受信部１２は、送信ビームフォーマと受信ビームフォーマの機能を備えている。なお、送信開口合成などの送受信技術を利用してエコーデータ（受信信号）が得られてもよい。
　画像形成部２０は、複数の時相に亘って得られるエコーデータ（受信信号）に基づいて胎児を含んだ診断領域に関する複数の時相に亘る超音波画像の画像データを形成する。画像形成部２０は、例えば、胎児を映し出した断層画像（Ｂモード画像）の画像データを各フレームごとに（各時相ごとに）複数フレームに亘って形成する。画像形成部２０において形成された断層画像の画像データは、各フレームごとに次々に画像記憶部２４に記憶される。また、画像形成部２０において形成された画像データは、表示処理部８０に出力され、その画像データに対応した断層画像が表示部８２に表示される。
　関心領域設定部３０は、画像記憶部２４に記憶された断層画像の画像データ内に関心領域（ＲＯＩ）を設定する。関心領域設定部３０は、画像データ内の胎児に対して心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩを設定する。
　関心領域設定部３０は、まず、画像データ内の初期位置に初期サイズの心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩを設定し、例えば、操作デバイス９０を介して入力されるユーザ操作に応じて、心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩの位置とサイズを調整して確定する。ユーザは、例えば表示部８２に映し出される断層画像を見ながら、所望の位置に所望のサイズで心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩが設定されるように操作デバイス９０を操作する。
　心臓用ＲＯＩは、胎児の心臓を取り囲むように設定される。これに対し、追跡用ＲＯＩは、胎児の心臓を避けるように胎児の他の部位に設定されることが望ましい。なお、関心領域設定部３０が断層画像内の画像状態を解析して、心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩの位置とサイズを確定してもよい。
　サイズ決定部４０は、関心領域設定部３０により画像データ内に初期設定される関心領域（ＲＯＩ）のサイズ（大きさ）を決定する。サイズ決定部４０は、画像データ内の胎児の発育情報に基づいて、その胎児に対して設定される心臓用ＲＯＩの初期サイズを決定する。また、サイズ決定部４０は、心臓用ＲＯＩの初期サイズに応じて追跡用ＲＯＩの初期サイズを決定してもよい。なお、サイズ決定部４０による初期サイズの決定処理については後に詳述する。
　関心領域設定部３０により断層画像の画像データ内に心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩが設定され、胎児の心臓に係る計測が開始されると、トラッキング処理部５０は、追跡用ＲＯＩ内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児をトラッキングする。そして、移動処理部６０は、トラッキング処理部５０におけるトラッキング結果に基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児に追従するように心臓用ＲＯＩを移動させる。これにより、胎児の心臓に対して設定された心臓用ＲＯＩが、移動する胎児の心臓に追従するように制御される。
　心拍情報処理部７０は、複数の時相に亘って移動する心臓用ＲＯＩ内の画像データに基づいて、胎児の心臓の周期的な運動である心拍を反映した心拍情報を得る。心拍情報処理部７０は、心拍情報として、胎児の心拍波形と心拍数の少なくとも一方を導出する。望ましくは、心拍情報処理部７０により、胎児の心拍波形データと心拍数データの両方が得られて表示処理部８０に出力される。
　表示処理部８０は、画像形成部２０から得られる断層画像の画像データと、心拍情報処理部７０から得られる心拍情報（心拍波形と心拍数のデータ）に基づいて、断層画像と心拍情報の表示画像を形成する。表示処理部８０において形成された表示画像は表示部８２に表示される。
　制御部１００は、図１に示す超音波診断装置内を全体的に制御する。制御部１００による全体的な制御には、医師や検査技師などのユーザから操作デバイス９０を介して受け付けた指示も反映される。
　図１に示す構成（符号を付された各部）のうち、送受信部１２，画像形成部２０，関心領域設定部３０，サイズ決定部４０，トラッキング処理部５０，移動処理部６０，心拍情報処理部７０，表示処理部８０の各部は、例えば電気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やプロセッサやメモリ等のハードウェアと、ＣＰＵや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。
　画像記憶部２４の好適な具体例は、例えば半導体メモリなどの記憶デバイスである。表示部８２の好適な具体例は、例えば液晶ディスプレイであるが、今後の普及が予想される有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイなどの表示デバイスであってもよい。操作デバイス９０は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、その他のスイッチ類等のうちの少なくとも一つにより実現できる。そして制御部１００は、例えば、ＣＰＵやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、ＣＰＵや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することができる。
　図１の超音波診断装置の全体構成は以上のとおりである。次に、図１の超音波診断装置により実現される機能等について詳述する。なお、図１に示した構成（部分）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１の超音波診断装置を利用した胎児の心臓の診断において、医師や検査技師などのユーザは、表示部８２に映し出される胎児の断層画像（リアルタイム画像）を確認し、診断に適した断層画像が得られたタイミングで断層画像をフリーズ（静止画像表示）させる。そして、フリーズされた断層画像内に、関心領域設定部３０により心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩが設定される。心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩは、関心領域設定部３０により断層画像の画像データ内に初期設定され、ユーザによる調整を経て設定が確定される。こうして設定された心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩが利用されて胎児の心臓に係る診断処理が実行される。診断処理の対象となるのは、画像記憶部２４に記憶された画像データであり、例えばフリーズ直前までに得られた数秒間程度（例えば３秒間）の複数フレームが処理対象となる。もちろん、処理対象となる秒数をユーザが適宜に調整できる構成としてもよい。
　図２は、心臓用ＲＯＩ３１と追跡用ＲＯＩ３２の具体例を示す図である。断層画像（Ｂモード画像）２２には、母体（子宮）内の胎児が映し出されており、母体内において胎児は羊水に取り囲まれている。
　心臓用ＲＯＩ３１は、胎児の心臓の周期的な運動である心拍を解析するために利用される。そのため、心臓用ＲＯＩ３１は、胎児の心臓の運動が検出され易い箇所に設定されることが望ましい。具体的には、例えば、比較的高い輝度となる胎児の心臓部分（特に心臓壁）が含まれるように、ユーザが心臓用ＲＯＩ３１の位置を確定する。なお、関心領域設定部３０が、例えば二値化処理等の画像解析処理により、比較的高い輝度となる胎児の心臓部分を判定して、心臓用ＲＯＩ３１の位置を決定してもよい。また、胎児の心臓の運動が検出できる限りにおいて、心臓の一部分のみを含むように心臓用ＲＯＩ３１が設定されてもよい。
　一方、追跡用ＲＯＩ３２は、胎児の身体に関する全体的な動きを解析するために利用される。そのため、追跡用ＲＯＩ３２は、胎児の身体の動きが検出され易い箇所に設定されることが望ましい。具体的には、例えば、胎児と羊水の境界が含まれるように、追跡用ＲＯＩ３２を設定することが望ましい。なお、関心領域設定部３０が、例えば二値化処理等の画像解析処理により胎児と羊水の境界を判定し、追跡用ＲＯＩ３２の設定位置を決定してもよい。なお、胎児の身体の動きが検出され易い他の箇所を含むように追跡用ＲＯＩ３２が設定されてもよい。
　図２に示す具体例においては、心臓用ＲＯＩ３１と追跡用ＲＯＩ３２は共に矩形状であるが、これらの関心領域（ＲＯＩ）はその他の多角形や円形や楕円形であってもよい。また、図２に示す具体例のように、心臓用ＲＯＩ３１は胎児の心臓の大きさに合わせて比較的小さく、追跡用ＲＯＩ３２は胎児の身体の大きさに合わせて、心臓用ＲＯＩ３１よりも大きいことが望ましい。
　また、追跡用ＲＯＩ３２は、胎児の心臓を含まないように設定されることが望ましいものの、胎児の身体の動きを検出できる限りにおいて、心臓の一部を含むように設定されてもよい。心臓用ＲＯＩ３１が心臓に対して設定されるため、追跡用ＲＯＩ３２は、図２に示す具体例のように、心臓用ＲＯＩ３１に対応する領域が刳り抜かれた形状で、心臓用ＲＯＩ３１を取り囲むように設定されることが望ましい。例えば、心臓用ＲＯＩ３１の位置のみがユーザによって指定され、これにより位置を確定された心臓用ＲＯＩ３１を取り囲むように、関心領域設定部３０が追跡用ＲＯＩ３２を設定（確定）してもよい。なお、追跡用ＲＯＩ３２と心臓用ＲＯＩ３１が部分的に重なり合ってもよい。
　次に、心臓用ＲＯＩ３１の初期サイズについて説明する。サイズ決定部４０は、胎児の発育情報に基づいて心臓用ＲＯＩ３１の初期サイズを決定する。例えば、胎児の妊娠週数に応じてその胎児に対する心臓用ＲＯＩ３１の初期サイズが決定される。
　図３は、心臓用ＲＯＩの初期サイズと妊娠週数の対応関係を示す図である。図３には、横軸に妊娠週数を示して縦軸に心臓用ＲＯＩサイズ（初期サイズ）を示したグラフが図示されている。図３には、具体例１と具体例２のサイズ曲線が図示されている。
　本願の発明者らによる多数の測定結果に基づく統計的な調査によれば、胎児の心臓の大きさと妊娠週数には密接な相関が認められる。図３に示す具体例１と具体例２のサイズ曲線は、多数の胎児に関する妊娠週数と心臓サイズの実測値（測定結果）の対応関係から得られたものである。これら多数の測定結果によれば、図３の具体例１または具体例２のサイズ曲線から、実用上において十分に適正な心臓用ＲＯＩの初期サイズを得ることができる。
　一般に胎児の診断において、早期の胎児については心臓全体が診断対象とされ、中期以降（中期と後期）の胎児については心臓の左室が診断対象とされる。したがって、心臓用ＲＯＩについても、早期の胎児については心臓全体を対象とした設定が望ましく、中期以降の胎児については左室を対象とした設定が望ましい。
　図３に示す具体例１のサイズ曲線は、早期と中期以降において心臓用ＲＯＩのサイズを切り替える具体例である。早期から中期への切り替え週数（サイズを切り替える妊娠週数）は、例えば１０～１５週程度のうちのいずれかの週に設定される。もちろん、例えば、切り替え週数をユーザが適宜に調整できる構成としてもよい。
　これに対し、図３に示す具体例２のサイズ曲線は、早期から中期以降まで心臓用ＲＯＩのサイズを滑らかに変化させる具体例である。この具体例２のサイズ曲線は、例えば、複数のサブＲＯＩに分割される心臓用ＲＯＩとの組み合わせにおいて好適である。後に詳述するように心臓用ＲＯＩ内を複数のサブＲＯＩに分割することにより、複数のサブＲＯＩから得られる心拍情報の中から、信頼性の高い心拍情報を選択することができる。つまり心臓全体から又は心臓の左室から信頼性の高い心拍情報を選択することができる。そのため、例えば、具体例２のサイズ曲線に従って心臓用ＲＯＩのサイズを心臓全体に適合させた場合でも、例えば左室に対応したサブＲＯＩから信頼性の高い心拍情報を得ることが可能になる。したがって、心臓全体と左室のみの両方に高い信頼性をもって対応できる。
　そこで、例えば、具体例２のサイズ曲線をデフォルトの曲線とし、必要に応じて例えばユーザが具体例１のサイズ曲線を選択できるようにしてもよい。もちろん、具体例１，２以外にも選択可能なサイズ曲線が設けられてもよい。
　サイズ決定部４０は、サイズ曲線に従って、診断対象となる胎児の妊娠週数に対応した初期サイズを決定する。例えば、サイズ曲線（図３の具体例１または具体例２など）に従って妊娠週数と心臓用ＲＯＩのサイズを対応付けたテーブルが予め用意され、サイズ決定部４０がそのテーブルを参照して、診断対象となる胎児の妊娠週数に対応した心臓用ＲＯＩのサイズを決定する。また、例えば、サイズ曲線に対応した関数が予め用意され、サイズ決定部４０がその関数を利用して、診断対象となる胎児の妊娠週数から心臓用ＲＯＩのサイズを算出してもよい。
　また、胎児の超音波診断においては、胎児の頭部の大きさや胎児の全長（頭臀長）などの標準計測を行うことが一般的である。そのため、サイズ決定部４０は、標準計測の結果を利用して心臓用ＲＯＩの初期サイズを決定してもよい。例えば、胎児に関する標準計測の結果から直接的にその胎児の心臓の大きさを推定して心臓用ＲＯＩの初期サイズを決定してもよい。また、胎児に関する標準計測の結果からその胎児の妊娠週数を導出し、導出された妊娠週数から、サイズ曲線（図３の具体例１または具体例２など）を利用し、その胎児の心臓の大きさに適した心臓用ＲＯＩの初期サイズを決定してもよい。これにより、一般的に実施される標準計測の結果を利用して、さらに、胎児の心臓の大きさと妊娠週数との間の密接な相関に基づいた比較的高い信頼性をもって、その胎児の心臓の大きさに適した心臓用ＲＯＩの初期サイズを決定することができる。
　関心領域設定部３０は、サイズ決定部４０において決定されたサイズを心臓用ＲＯＩの初期サイズとする。例えば、決定された初期サイズを一辺の長さとする正方形の心臓用ＲＯＩが画像データ内に初期設定される。なお、決定された初期サイズを直径とする円形の心臓用ＲＯＩが初期設定されてもよいし、決定された初期サイズを長軸とする楕円形の心臓用ＲＯＩが初期設定されてもよい。また、関心領域設定部３０は、例えば予め定められた画像データ内の初期位置に心臓用ＲＯＩを初期設定する。もちろん、関心領域設定部３０は、画像解析処理などにより得られた胎児の心臓の位置（予想位置）に心臓用ＲＯＩを初期設定してもよい。
　さらに、関心領域設定部３０は、心臓用ＲＯＩの位置とサイズに応じた追跡用ＲＯＩを設定する。例えば、心臓用ＲＯＩに対応する領域が刳り抜かれた形状で心臓用ＲＯＩを取り囲む追跡用ＲＯＩ（図２参照）が設定される。例えば、関心領域設定部３０は、心臓用ＲＯＩの境界から追跡用ＲＯＩの境界までの距離が一定に維持されるように、心臓用ＲＯＩのサイズに応じて追跡用ＲＯＩのサイズを決定する。もちろん、心臓用ＲＯＩの面積と追跡用ＲＯＩの面積との比率に基づいて、例えば比率が一定となるように、追跡用ＲＯＩのサイズが決定されてもよい。
　次に、心臓用ＲＯＩの分割について説明する。関心領域設定部３０は、心臓用ＲＯＩ内を複数のサブＲＯＩに分割する。
　図４は、心臓用ＲＯＩの分割例を示す図である。図４の具体例において、心臓用ＲＯＩは矩形（正方形）であり、６個の矩形状のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｆ）に分割されている。
　４個のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｄ）は、心臓用ＲＯＩを４等分して得られる。図４の具体例では、４個のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｄ）は、いずれも矩形（正方形）である。心臓用ＲＯＩは、胎児の心臓を全体的に含むように設定され、４個のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｄ）は胎児の心臓を部分的に含むように設定される。
　サブＲＯＩ（Ｅ）は、心臓用ＲＯＩの中心に設けられる。図４に示す具体例において、サブＲＯＩ（Ｅ）は、サブＲＯＩ（Ａ）～（Ｄ）の各々と同じサイズで同じ形状である。なお、サブＲＯＩ（Ｅ）は、サブＲＯＩ（Ａ）～（Ｄ）と部分的に重なるように設定される。
　そして、サブＲＯＩ（Ｆ）は、心臓用ＲＯＩ全体に対応しており、図４の具体例では、心臓用ＲＯＩが矩形（正方形）であるため、サブＲＯＩ（Ｆ）も矩形（正方形）である。心臓用ＲＯＩは、胎児の心臓を全体的に含むように設定され、従って、サブＲＯＩ（Ｆ）も胎児の心臓を全体的に含むように設定される。
　なお、図４には、複数のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｆ）が矩形（正方形）である具体例を示したが、例えば心臓用ＲＯＩの形状に応じて、複数のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｆ）が矩形以外の多角形や円形や楕円形とされてもよい。また、図４の具体例において、複数のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｅ）は互いに等しいサイズであるが、互いに異なるサイズに分割されてもよい。また、複数のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｄ）が互いに部分的に重なって設定されてもよい。さらに、サブＲＯＩの個数（分割数）も図４に示す具体例に限定されない。サブＲＯＩの形状、サイズ、個数、設定位置などを、例えばユーザが指定（調整）できる構成としてもよい。
　関心領域設定部３０により断層画像の画像データ内に心臓用ＲＯＩ（図２，図４参照）と追跡用ＲＯＩ（図２参照）が設定され、胎児の心臓に係る計測が開始されると、トラッキング処理部５０は、追跡用ＲＯＩ内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児をトラッキングする。そして、移動処理部６０は、トラッキング処理部５０におけるトラッキング結果に基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児に追従するように心臓用ＲＯＩを移動させる。これにより、胎児の心臓に対して設定された心臓用ＲＯＩが、移動する胎児の心臓に追従するように制御される。
　心拍情報処理部７０は、複数の時相に亘って移動する心臓用ＲＯＩ内の画像データに基づいて、胎児の心臓の周期的な運動である心拍を反映した心拍情報を得る。心拍情報処理部７０は、複数の時相に亘って得られる心臓用ＲＯＩ内の画像データに基づいて、胎児の心拍波形を生成する。心拍情報処理部７０は、例えば、図４に示す心臓用ＲＯＩ内の複数のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｆ）について、各サブＲＯＩごとにそのサブＲＯＩ内の画像データに基づいて胎児の心拍波形を生成する。
　図５は、心拍波形の具体例を示す図である。図５には、横軸を時間軸（フレーム番号）として縦軸に振幅である平均輝度を示した心拍波形が図示されている。
　心拍情報処理部７０は、心臓用ＲＯＩ内の各サブＲＯＩごとに、そのサブＲＯＩ内の画像データに基づいて、そのサブＲＯＩ内における平均輝度（輝度値の平均）を算出し、複数の時刻に亘って平均輝度を得る。これにより、各サブＲＯＩごとに心拍波形が生成される。心臓用ＲＯＩが６個のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｆ）に分割されていれば（図４参照）、図５に示すように、６個のサブＲＯＩ（Ａ）～（Ｆ）に対応した６個の心拍波形が得られる。胎児の心臓は周期的に拡張収縮運動するため、各サブＲＯＩ内における平均輝度が拡張収縮運動に伴って変化し、例えば図５に示す具体例のような心拍波形が得られる。
　なお、平均輝度に代えて、各サブＲＯＩ内の輝度に関する他の統計値、例えば輝度の総和などにより心拍波形が生成されてもよい。また、画像データの時相間における相関値から心拍波形が生成されてもよい。例えば、各サブＲＯＩごとに、基準時刻の画像データと各時刻の画像データとの間の相関値を複数時刻に亘って算出し、縦軸の振幅を相関値とした心拍波形が生成されてもよい。また、各サブＲＯＩごとにドプラ情報等に基づいて心拍波形が形成されてもよい。
　複数のサブＲＯＩに対応した複数の心拍波形が生成されると、心拍情報処理部７０は、それら複数の心拍波形の中から診断において好適な１つ以上の心拍波形を選択する。心拍情報処理部７０は、例えば、正弦波の基準波形または正弦波を修正して得られる基準波形と、各サブＲＯＩの心拍波形とを比較することにより、比較的波形の整った信頼性の高い心拍波形を選択する。もちろん、複数のサブＲＯＩに対応した複数の心拍波形の中から、医師や検査技師などのユーザが指示する所望の心拍波形を心拍情報処理部７０が選択してもよい。
　そして、心拍情報処理部７０は、選択した１つ以上の心拍波形に基づいて、例えば胎児の心拍数を算出する。心拍情報処理部７０により得られた心拍波形と心拍数のデータは、表示処理部８０に送られる。表示処理部８０は、画像形成部２０から得られる断層画像の画像データと、心拍情報処理部７０から得られる心拍情報（心拍波形と心拍数のデータ）に基づいて、断層画像と心拍情報の表示画像を形成する。表示処理部８０において形成された表示画像は表示部８２に表示される。
　図６は、計測結果の表示画像の具体例を示す図である。断層画像は、診断対象となる胎児の超音波画像であり、計測結果の表示においては、画像記憶部２４に記憶され、計測に利用された断層画像が表示される。また、計測結果の表示画像内には、心拍情報処理部７０において生成された胎児の心拍波形と、心拍波形に基づいて算出される心拍数も表示される。例えば、計測期間ＭＰ内における心拍波形の周期から心拍数が算出される。なお、計測期間ＭＰの位置（心拍波形内の位置）と計測期間ＭＰの長さ（演算対象となる期間の長さ）をユーザが適宜に調整できることが望ましい。
　なお、計測結果が得られるまでの期間、例えば、関心領域設定部３０により関心領域（心臓用ＲＯＩと追跡用ＲＯＩ）が設定されてから、心拍情報処理部７０により心拍波形データと心拍数データが得られるまでの解析期間に、解析の進捗状況をユーザに知らせるプログレスバーや解析対象の画像データが表示されてもよい。解析対象の画像データを表示させる場合には、画像データ内に設定される心臓用ＲＯＩも表示させ、心臓用ＲＯＩが胎児の心臓を的確にトラッキングしていることをユーザが確認できるようにしてもよい。
　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。
　１０　プローブ、１２　送受信部、２０　画像形成部、２４　画像記憶部、３０　関心領域設定部、４０　サイズ決定部、５０　トラッキング処理部、６０　移動処理部、７０　心拍情報処理部、８０　表示処理部、９０　操作デバイス、１００　制御部。

Claims (12)

  1. 　超音波を送受するプローブと、
    　前記プローブを制御することにより、胎児を含む診断領域から超音波の受信信号を得る送受信部と、
    　前記受信信号に基づいて前記診断領域の画像データを形成する画像形成部と、
    　前記画像データ内の胎児に対して、当該胎児の発育情報に基づいて決定されるサイズの心臓関心領域を設定する関心領域設定部と、
    　前記心臓関心領域内の画像データに基づいて胎児の心拍情報を得る心拍情報処理部と、
    　を有する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 　請求項１に記載の超音波診断装置において、
    　前記関心領域設定部は、前記画像データ内の胎児に対して、前記発育情報として得られる当該胎児の妊娠週数に応じたサイズの心臓関心領域を設定する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  3. 　請求項２に記載の超音波診断装置において、
    　妊娠週数から心臓関心領域のサイズを決定するテーブルまたは関数を利用し、前記画像データ内の胎児の妊娠週数から当該胎児の心臓関心領域のサイズを決定する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  4. 　請求項１に記載の超音波診断装置において、
    　前記心拍情報処理部は、前記心臓関心領域内における複数のサブ領域の各サブ領域ごとに当該サブ領域内の画像データに基づいて胎児のサブ心拍情報を導出し、複数のサブ領域に対応した複数のサブ心拍情報の中から選択される少なくとも一つのサブ心拍情報に基づいて、前記心拍情報として当該胎児の心拍波形と心拍数の少なくとも一方を導出する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  5. 　請求項２に記載の超音波診断装置において、
    　前記心拍情報処理部は、前記心臓関心領域内における複数のサブ領域の各サブ領域ごとに当該サブ領域内の画像データに基づいて胎児のサブ心拍情報を導出し、複数のサブ領域に対応した複数のサブ心拍情報の中から選択される少なくとも一つのサブ心拍情報に基づいて、前記心拍情報として当該胎児の心拍波形と心拍数の少なくとも一方を導出する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  6. 　請求項３に記載の超音波診断装置において、
    　前記心拍情報処理部は、前記心臓関心領域内における複数のサブ領域の各サブ領域ごとに当該サブ領域内の画像データに基づいて胎児のサブ心拍情報を導出し、複数のサブ領域に対応した複数のサブ心拍情報の中から選択される少なくとも一つのサブ心拍情報に基づいて、前記心拍情報として当該胎児の心拍波形と心拍数の少なくとも一方を導出する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  7. 　請求項１に記載の超音波診断装置において、
    　前記関心領域設定部は、前記画像データ内において前記心臓関心領域の外側に追跡用関心領域を設定し、
    　前記追跡用関心領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児をトラッキングするトラッキング処理部と、
    　前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児に追従するように前記心臓関心領域を移動させる移動処理部と、
    　をさらに有する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  8. 　請求項２に記載の超音波診断装置において、
    　前記関心領域設定部は、前記画像データ内において前記心臓関心領域の外側に追跡用関心領域を設定し、
    　前記追跡用関心領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児をトラッキングするトラッキング処理部と、
    　前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児に追従するように前記心臓関心領域を移動させる移動処理部と、
    　をさらに有する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  9. 　請求項３に記載の超音波診断装置において、
    　前記関心領域設定部は、前記画像データ内において前記心臓関心領域の外側に追跡用関心領域を設定し、
    　前記追跡用関心領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児をトラッキングするトラッキング処理部と、
    　前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児に追従するように前記心臓関心領域を移動させる移動処理部と、
    　をさらに有する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  10. 　請求項４に記載の超音波診断装置において、
    　前記関心領域設定部は、前記画像データ内において前記心臓関心領域の外側に追跡用関心領域を設定し、
    　前記追跡用関心領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児をトラッキングするトラッキング処理部と、
    　前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児に追従するように前記心臓関心領域を移動させる移動処理部と、
    　をさらに有する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  11. 　請求項５に記載の超音波診断装置において、
    　前記関心領域設定部は、前記画像データ内において前記心臓関心領域の外側に追跡用関心領域を設定し、
    　前記追跡用関心領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児をトラッキングするトラッキング処理部と、
    　前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児に追従するように前記心臓関心領域を移動させる移動処理部と、
    　をさらに有する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  12. 　請求項６に記載の超音波診断装置において、
    　前記関心領域設定部は、前記画像データ内において前記心臓関心領域の外側に追跡用関心領域を設定し、
    　前記追跡用関心領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児をトラッキングするトラッキング処理部と、
    　前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する胎児に追従するように前記心臓関心領域を移動させる移動処理部と、
    　をさらに有する、
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
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