JP2010162125A - 超音波診断装置、画像処理装置及び超音波診断装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】超音波診断装置において、特定組織の拡張能をより適切に表示すること。
【解決手段】超音波診断装置１０は、被検体を超音波で走査して得られるエコー信号を受信して、前記エコー信号に基づく断層像のデータを生成する画像生成部と、断層像を時相信号と対応付けて記憶する画像メモリ２６と、所定期間内の時相信号に対応する断層像を基に、時相毎に被検体の変位を算出する変位算出部４６と、所定期間内の時相毎の変位と、所定期間内の初期時相の変位とを基に、変位の低下率を算出する歪み算出部４７及び歪み低下率算出部４８と、初期時相から所定期間内の所定時相までの変位の低下率を積分した積分値を算出する積分値算出部４９と、積分値に基づく表示情報を生成する規格化部５０及び色設定部５１と、表示情報を表示させる表示制御部２７と、を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、超音波によって被検体の超音波画像を取得し、その超音波画像を利用して被検体の運動状態を求める技術に係り、特に、拡張期における局所の運動の違いを認識する超音波診断装置、画像処理装置及び超音波診断装置の制御プログラムに関する。

超音波診断装置は生体内情報の超音波画像を取得し表示する診断装置であり、Ｘ線診断装置やＸ線コンピュータ断層撮影装置などの他の画像診断装置に比べ、安価で被爆が無く、非侵襲性に実時間で観測するための有用な装置として利用されている。係る特性から、超音波診断装置の適用範囲は広く、心臓などの循環器から肝臓、腎臓等の腹部、抹消血管、産婦人科、及び脳血管等の診断に利用されている。

心臓の心筋等の生体組織について、その機能を客観的かつ定量的に評価することは、その生体組織の診断にとって非常に重要である。例えば、超音波診断装置によって心臓の画像データを取得し、その画像データに基づく定量的な評価方法が提案されている。

例えば、組織ドプラ又はパターンマッチングを用いて取得された組織の速度情報から算出した組織の歪み又は変位の運動情報を用いる方法が考案されている。特に、拡張期における収縮末期からの歪みの低下率は、拡張能を評価するときの指標の１つとして用いられている。歪みの低下率が高いほど拡張能が高い、つまり健常である一方、歪みの低下率が低いほど拡張能が低い、つまりその部位に虚血等何らかの異常があることを示している。以上のように、変位及び歪み等の壁運動情報を求めることで、心臓の評価を行なっている。

なお、本発明に関連する従来技術として、特許文献１が挙げられる。

特開２００３−１７５０４１号公報

しかしながら、従来技術によると、健康な心臓であっても、各心時相における歪みにばらつきが生じてしまう。そのため、従来技術によると、膜厚変位の低下率にもばらつきが生じ、心筋各部の拡張能を適切に評価することは困難であった。

本発明は、上述のような事情を考慮してなされたもので、特定組織の歪みの低下率のばらつきの影響を低減し、特定組織の運動状態の評価に用いられる情報を提供する超音波診断装置、画像処理装置及び超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る超音波診断装置は、上述の目的を達成するために、運動する被検体を超音波で走査して得られるエコー信号を受信して、前記エコー信号に基づく超音波画像のデータを生成する画像生成手段と、前記超音波画像を時相信号と対応付けて記憶する手段と、所定期間内の前記時相信号に対応する前記超音波画像を基に、時相毎に前記被検体の変位を算出する変位算出手段と、前記変位を用いて前記被検体の歪みを算出する歪み算出手段と、前記所定期間内の時相毎の前記歪みと、前記所定期間内の初期時相の歪みとを基に、歪みの低下率を算出する低下率算出手段と、前記初期時相から前記所定期間内の所定時相までの前記歪みの低下率を積分した積分値を算出する積分値算出手段と、前記積分値に基づく表示情報を生成する表示情報生成手段と、前記表示情報を表示させる表示制御手段と、を有する。

本発明に係る画像処理装置は、上述の目的を達成するために、運動する被検体を超音波で走査して得られるエコー信号に基づく超音波画像のデータを、時相信号と対応付けて記憶する手段と、所定期間内の前記時相信号に対応する前記超音波画像を基に、時相毎に前記被検体の変位を算出する手段と、前記変位を用いて前記被検体の歪みを算出する手段と、前記所定期間内の時相毎の前記歪みと、前記所定期間内の初期時相の歪みとを基に、歪みの低下率を算出する手段と、前記初期時相から前記所定期間内の所定時相までの前記歪みの低下率を積分した積分値を算出する手段と、前記積分値に基づく表示情報を生成する手段と、前記表示情報を表示させる手段と、を有する。

本発明に係る超音波診断装置の制御プログラムは、上述の目的を達成するために、コンピュータに、運動する被検体を超音波で走査して得られるエコー信号を受信して、前記エコー信号に基づく超音波画像のデータを生成する機能と、前記超音波画像を時相信号と対応付けて記憶させる機能と、所定期間内の前記時相信号に対応する前記超音波画像を基に、時相毎に前記被検体の変位を算出する機能と、前記変位を用いて前記被検体の歪みを算出する機能と、前記所定期間内の時相毎の前記歪みと、前記所定期間内の初期時相の歪みとを基に、歪みの低下率を算出する機能と、前記初期時相から前記所定期間内の所定時相までの前記歪みの低下率を積分した積分値を算出する機能と、前記積分値に基づく表示情報を生成する機能と、前記表示情報を表示させる機能と、を実現させる。

本発明に係る超音波診断装置、画像処理装置及び超音波診断装置の制御プログラムによると、特定組織の歪みの低下率を積分した値に基づいて算出された出力値を用いることで、組織の歪みの低下率のばらつきの影響を低減することが可能となる。そのことにより、特定組織の拡張能をより適切に表示することが可能となる。

本実施形態の超音波診断装置の構成を示す概略図。 本実施形態の超音波診断装置の機能を示すブロック図。 心時相Ｔｎにおける心筋の内膜輪郭を表すマーカと、外膜輪郭を表すマーカとが重ねられた断層像の概念図。 初期心時相Ｔ０における心筋の内膜輪郭及び外膜輪郭を模式的に示す図。 心時相Ｔｎにおける心筋の内膜輪郭及び外膜輪郭を模式的に示す図。 関心領域の設定方法を説明するための図。 内腔を６個に分割する場合のセグメントを示す図。 被検体の心臓を評価するための二次元の壁運動情報の表示例を示す図。 被検体の心臓を評価するための三次元の壁運動情報の表示例を示す図。 本実施形態の超音波診断装置の動作を示すフローチャート。

本発明に係る超音波診断装置、及び超音波診断装置の制御プログラムの実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は、第１実施形態の超音波診断装置の構成を示す概略図である。

図１は、第１実施形態の超音波診断装置１０を示す。超音波診断装置１０は、超音波プローブ１１、ＥＣＧ（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）計測装置１２、装置本体１３、ディスプレイ１４及び操作パネル１５によって構成される。

超音波プローブ１１は、圧電セラミック等の音響／電気可逆的変換素子としての複数の超音波振動子を有する。複数の超音波振動子は並列され、超音波プローブ１１の先端に装備される。各超音波振動子は、供給される駆動信号（電圧パルス）に従ってそれぞれ所定のタイミングで超音波を発生する。各超音波振動子からの超音波はビームを形成し、被検体内の音響インピーダンスの不連続面で反射される。各超音波振動子は、この反射波を受信し受信エコーを発生し、チャンネル毎に装置本体１３に取り込まれる。

なお、超音波プローブ１１は、複数の超音波振動子が一方向に沿って配列された一次元アレイプローブ、複数の超音波振動子が二次元マトリックス状に配列された二次元アレイプローブのいずれであってもよい。また、超音波振動子が所定方向（走査方向）に配列され、超音波振動子を走査方向に直交する方向（揺動方向）に機械的に揺動可能な一次元アレイプローブを用いてもよい。

ＥＣＧ計測装置１２は、主に被検体Ｐの心臓付近の体表に接触させて使用され、ＥＣＧ（心電波形）を計測し、そのＥＣＧをデジタル信号に変換する。

装置本体１３は、超音波送信部２１、超音波受信部２２、ＥＣＧメモリ２３、信号処理部２４、画像生成部２５、画像メモリ２６、表示制御部２７、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）２８、内部記憶装置２９、ＩＦ（ｉｎｔｅｒ ｆａｃｅ）３０、及び外部記憶装置３１を設ける。

超音波送信部２１は、図示しないクロック発生部、送信遅延部及びパルサを備える。クロック発生部は、超音波信号の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する。送信遅延部は、超音波の送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する。パルサは、超音波プローブ１１の各超音波振動子に対応した個別経路（チャンネル）数分のパルサを内蔵する。そして、パルサは、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生し、超音波プローブ１１の各超音波振動子に供給する。

超音波受信部２２は、図示しないプリアンプ、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換部、及び受信遅延・加算部を備える。プリアンプは、超音波プローブ１１の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換部は、プリアンプによって増幅されたエコー信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延・加算回路は、Ａ／Ｄ変換後のエコー信号に対して受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。なお、超音波受信部２２によって加算処理された信号を「ＲＦデータ（生データ）」と称する場合がある。超音波受信部２２は、ＲＦデータを信号処理部２４に出力する。

ＥＣＧメモリ２３は、不揮発性の半導体メモリ等によって構成される。ＥＣＧメモリ２３は、ＥＣＧ計測装置１２によって計測されたＥＣＧ信号を一時的に記憶する。

信号処理部２４は、ライブ画像のＲＡＷデータのヘッダーとして、ＥＣＧメモリ２３から出力されるＥＣＧ信号に基づく心時相Ｔを付与する。信号処理部２４は、ライブ画像のＲＡＷデータに心時相Ｔを付与する際、超音波の送信条件／受信条件に応じて、ＲＡＷデータへの心時相Ｔの付与のタイミングをコントロールする。

信号処理部２４は、Ｂモード処理部２４ａ及びドプラ処理部２４ｂを備える。Ｂモード処理部２４ａは、超音波受信部２２から出力される受信エコーや後述する演算エコーを包絡線検波し、検波データとして出力する。

ドプラ処理部２４ｂは、周波数解析によりその解析結果や、フィルタを用いて血流成分を抽出し平均速度、分散、及びパワー等の血流情報がある。血流情報は二値化情報として得られる。

画像生成部２５は、走査線信号列で表される信号処理後のデータを、空間座標に基づく座標系のデータに変換する（デジタルスキャンコンバージョン）。例えば、画像生成部２５は、Ｂモード処理部２４ａから出力された信号処理後のデータに対してスキャンコンバージョン処理を施すことで、被検体の組織形状を表す断層像（Ｂモード画像）のデータを生成する。そして、画像生成部２５は、断層像等の超音波画像をデータとして画像メモリ２６に出力する。

超音波診断装置１０が被検体Ｐの心臓を超音波で走査することで、画像生成部２５は、心臓を表す断層像を生成する。すなわち、画像生成部２５は、心臓の動画像データを生成する。例えば、超音波診断装置１０が１心周期以上に亘って被検体Ｐの心臓を超音波で走査することで、画像生成部２５は、１心周期以上に亘って複数の心時相Ｔにおける心臓の断層像（動画像）を生成する。

画像メモリ２６は、画像生成部２５から出力される断層像（静止画像、動画像）をデータとして記憶する。画像メモリ２６に記憶される、複数タイミングの断層像には、各断層像が生成されたタイミングで受け付けた心時相Ｔが対応付けられている。

表示制御部２７は、画像メモリ２６から断層像を取得し、その断層像をディスプレイ１４に表示させる。例えば、操作者（診断者）が操作パネル１５を用いて任意の心時相Ｔを入力すると、表示制御部２７は、入力された心時相Ｔが対応付けられた断層像を画像メモリ２６から取得し、入力された心時相Ｔに対応する断層像をディスプレイ１４に表示させる。

ＣＰＵ２８は、半導体で構成された電子回路が複数の端子を持つパッケージに封入されている集積回路（ＬＳＩ）の構成をもつ制御装置である。ＣＰＵ２８は、内部記憶装置２９に記憶しているプログラムを実行して装置本体１３を包括的に制御する機能を有する。又は、ＣＰＵ２８は、外部記憶装置３１に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送されＩＦ３０で受信されて外部記憶装置３１にインストールされたプログラムを、内部記憶装置２９にロードして実行する機能を有する。

内部記憶装置２９は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等の要素を兼ね備える構成をもつ記憶装置である。内部記憶装置２９は、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）を記憶する機能を有する。また、内部記憶装置２９は、超音波診断装置１０の制御プログラム等のプログラムを記憶したり、ＣＰＵ２８のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする機能を有する。

ＩＦ３０は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成される。ＩＦ３０は、操作パネル１５、病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮ、外部記憶装置３１及び操作パネル１５等に関するインターフェースである。装置本体１３によって取得された超音波画像等のデータや解析結果等は、ＩＦ３０によって、ネットワークＮを介して他の装置に転送可能である。

外部記憶装置３１は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクが読み取り装置（図示しない）に着脱不能で内蔵されている構成をもつ記憶装置である。外部記憶装置３１は、装置本体１３にインストールされたプログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）を記憶する機能を有する。また、ＯＳに、操作者に対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を操作パネル１５によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。

内部記憶装置２９又は外部記憶装置３１は、本発明に係る超音波診断プログラム等の制御プログラムや、診断情報（患者ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）及び医師の所見等）、診断プロトコル、送受信条件及びその他のデータ群を格納している。また、内部記憶装置２９又は外部記憶装置３１は、必要に応じて、画像メモリ２６に一時的に記憶される三次元画像の保管等にも使用される。さらに、内部記憶装置２９又は外部記憶装置３１に記憶されたデータは、ＩＦ３０を介してネットワークＮ網へ転送することも可能となっている。

ディスプレイ１４は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）等によって構成される。ディスプレイ１４は、表示制御部２７から出力されるビデオ信号を基に、生体内の形態学的情報や、血流情報を静止画像又は動画像として表示する。

操作パネル１５は、キーボード１５ａ、マウス１５ｂ、トラックボール１５ｃ及びＴＣＳ（ｔｏｕｃｈ ｃｏｍｍａｎｄ ｓｃｒｅｅｎ）１５ｄ等によって構成される。操作パネル１５は、装置本体１３に接続され、操作者からの各種指示、例えば、ＲＯＩの設定指示、画質条件設定指示等を装置本体１３に入力する機能を有する。操作者は、操作パネル１５を介して、超音波プローブ１１から送信される超音波パルスの送信周波数、送信駆動電圧（音圧）、送信パルスレート及びスキャン領域や、受信条件等を装置本体１３に入力することができる。

図２は、第１実施形態の超音波診断装置１０の機能を示すブロック図である。

図１に示すＣＰＵ２８がプログラムを実行することによって、超音波診断装置１０は、スキャン制御部３９及び画像処理装置４０として機能する。画像処理装置４０は、インターフェース部４１、初期輪郭座標設定部４２、輪郭座標設定部４３、マーカ生成部４４、膜厚算出部４５、変位算出部４６、歪み算出部４７、歪み低下率算出部４８、積分値算出部４９、規格化部５０及び色設定部５１を有する。なお、第１実施形態では、超音波診断装置１０を構成するスキャン制御部３９及び画像処理装置４０を、ソフトウェア的にモジュール化されたソフトウェアプログラムの実行によって機能されるものとして説明するが、スキャン制御部３９及び画像処理装置４０の全部又は一部はハードウェアで構成されるものであってもよい。

スキャン制御部３９は、外部記憶装置３１等の記憶装置に記憶されているスキャンシーケンスに従って超音波送信部２１を制御して、超音波プローブ１１（図１に示す）から送信される超音波パルスの中心周波数、周波数分布、振幅、周波数帯域、位相、及び送信焦点等の周波数スペクトルを含む特性を設定し、設定された特性を有する超音波パルスを超音波プローブ１１から被検体Ｐの特定組織に向かって送信させる機能を有する。これにより、画像メモリ２６は、複数の断層像のそれぞれに、断層像が生成された時点の心時相Ｔを対応付けて記憶する。なお、以下、特定組織として心臓を撮像する場合について説明する。

インターフェース部４１は、ＧＵＩ等のインターフェースである。ＧＵＩは、操作者に対するディスプレイ１４への表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を操作パネル１５によって行なうことができる。

初期輪郭座標設定部４２は、画像メモリ２６に記憶される複数の心時相Ｔの中から任意に設定される初期心時相Ｔ０における心臓の断層像を基に、初期心時相Ｔ０における心臓の輪郭の２次元的な座標情報を設定する機能を有する。

初期輪郭座標設定部４２は、操作者が操作パネル１５を用いてインターフェース部４１に収縮末期（ＥＳ：Ｒ波の検出から所定時間経過後の心時相）を入力すると、収縮末期に対応する断層像を初期心時相Ｔ０の断層像として画像メモリ２６から取得する。また、初期輪郭座標設定部４２は、表示制御部２７を制御して、初期心時相Ｔ０の断層像をディスプレイ１４に表示させる。画像メモリ２６に記憶される複数の断層像には心時相Ｔがそれぞれ対応付けられているため、初期輪郭座標設定部４２は、収縮末期に対応する断層像を初期心時相Ｔ０の断層像として画像メモリ２６から取得することができる。なお、初期心時相Ｔ０としては、収縮末期に限定されるものではなく、例えば、拡張末期（ＥＤ：Ｒ波が検出された時の心時相）等であってもよい。

具体的には、初期輪郭座標設定部４２は、画像メモリ２６から取得された初期心時相Ｔ０の断層像を基に、初期心時相Ｔ０における心筋の内膜輪郭の座標情報と、初期心時相Ｔ０における心筋の外膜輪郭の座標情報とを設定する。心臓の断層像には、心筋の内膜や外膜の他、乳頭筋や腱索等が現れている。ディスプレイ１４に表示された初期心時相Ｔ０の断層像を観察しながら操作者は、操作パネル１５を用いてインターフェース部４１に、初期心時相Ｔ０の断層像に表されている乳頭筋や腱索が含まれないように心筋の内膜の輪郭ラインを入力する。心筋の評価においては、乳頭筋や腱索がノイズとなるため、乳頭筋や腱索を避けて内膜の輪郭ラインを入力する。例えば、操作者がディスプレイ１４に表示された初期心時相Ｔ０の断層像に表れる内膜の２次元的な輪郭をなぞることで、初期輪郭座標設定部４２は、初期心時相Ｔ０における心筋の内膜輪郭の座標情報を設定する。

一方、操作者がディスプレイ１４に表示された初期心時相の断層像に表れる外膜の２次元的な輪郭をなぞることで、初期輪郭座標設定部４２は、初期輪郭における心筋の外膜輪郭の座標情報を設定する。

なお、初期輪郭座標設定部４２は、初期心時相Ｔ０の内膜輪郭を構成する各点の法線ベクトルを求め、内膜輪郭からその法線ベクトル方向へ一定距離外側の位置を、初期心時相Ｔ０における心筋の外膜輪郭と定義してもよい。例えば、初期輪郭座標設定部４２は、内膜輪郭の位置から８［ｍｍ］外側の位置を外膜輪郭と定義する。この一定距離は、操作者によって任意の値に変えることが可能である。

輪郭座標設定部４３は、初期輪郭座標設定部４２によって設定された初期心時相Ｔ０の内膜輪郭及び外膜輪郭と、画像メモリ２６から取得される初期心時相Ｔ０以降の心時相Ｔｎ（ｎ＝１，２，…）における心臓の各断層像とを基に、心時相Ｔｎにおける心臓の２次元的な輪郭の座標情報を設定する機能を有する。

例えば、輪郭座標設定部４３は、初期輪郭座標設定部４２によって取得された初期心時相Ｔ０における断層像Ｉ_Ｔ０の次の心時相Ｔ１で生成された断層像Ｉ_Ｔ１を画像メモリ２６から取得する。そして、輪郭座標設定部４３は、スペックルパターンを用いた時間的に連続する２つの断層像間（断層像Ｉ_Ｔ０，Ｉ_Ｔ１）のパターンマッチングを行なうことにより、初期心時相Ｔ０の内膜輪郭を構成する各点の移動ベクトルを求める。この移動ベクトルは、初期心時相Ｔ０の内膜輪郭を構成する各点の変位と、各点が変位した移動方向を表している。つまり、輪郭座標設定部４３は、２つの断層像間のパターンマッチングを行なってスペックルの移動量を算出することで、初期心時相Ｔ０の内膜輪郭を構成する各点の移動ベクトルを求める。このように、初期心時相Ｔ０の内膜輪郭を構成する各点の移動ベクトルを求めることで、断層像Ｉ_Ｔ１が生成された心時相Ｔ１の内膜輪郭を構成する各点の位置が求められる。

さらに、輪郭座標設定部４３は、心時相Ｔ１の次の心時相Ｔ２で生成された断層像Ｉ_Ｔ２を画像メモリ２６から取得し、スペックルパターンを用いた時間的に連続する２つの断層像間（断層像Ｉ_Ｔ１，Ｉ_Ｔ２）のパターンマッチングを行なうことによって、心時相Ｔ１の内膜輪郭を構成する各点の移動ベクトルを求める。これにより、断層像Ｉ_Ｔ２が生成された心時相Ｔ２の内膜輪郭を構成する各点の座標情報が求められる。

マーカ生成部４４は、輪郭座標設定部４３によって設定された心時相Ｔｎにおける内膜輪郭の座標情報を基に心筋の内膜輪郭Ｂ_Ｔｎを表すマーカＭＢ_Ｔｎを生成し、心時相Ｔｎにおける外膜輪郭の座標情報を基に心筋の外膜輪郭Ｃ_Ｔｎを表すマーカＭＣ_Ｔｎを生成する機能と、表示制御部２７を介してディスプレイ１４に、輪郭座標設定部４３によって取得された断層像Ｉ_ＴｎにマーカＭＢ_Ｔｎ，ＭＣ_Ｔｎを重ねて表示させる機能とを有する。内膜輪郭Ｂ_Ｔｎを表すマーカＭＢ_Ｔｎと、外膜輪郭Ｃ_Ｔｎを表すマーカＭＣ_Ｔｎとが重ねられた断層像Ｉ_Ｔｎの概念を図３に示す。

図２に示す膜厚算出部４５は、初期心時相Ｔ０における内膜輪郭を構成する各点の座標情報と外膜輪郭を構成する各点の座標情報とを基に、初期心時相Ｔ０の内膜輪郭と外膜輪郭との距離を初期心時相Ｔ０の膜厚として算出する機能と、心時相Ｔｎにおける内膜輪郭を構成する各点の座標情報と外膜輪郭を構成する各点の座標情報とを基に、心時相Ｔｎの内膜輪郭と外膜輪郭との距離を心時相Ｔｎの膜厚として算出する機能と、を有する。

膜厚算出部４５は、心時相Ｔｎの内膜輪郭Ｂ_Ｔｎを構成する各点の座標情報と、心時相Ｔｎの外膜輪郭Ｃ_Ｔｎを構成する各点の座標情報とを基に、心時相Ｔｎにおける壁厚方向の膜厚を算出する。

図４は、初期心時相Ｔ０における心筋の内膜輪郭Ｂ_Ｔ及び外膜輪郭Ｃ_Ｔを模式的に示す図である。

膜厚算出部４５は、内膜輪郭Ｂ_Ｔ０上の点Ｂ_Ｔ０［ｕ（ｕ＝１，２，…，Ｕ）］から内膜輪郭Ｂ_Ｔ０に直交する直交線Ｌ_Ｔ０［ｕ］をｕ毎にそれぞれ求める。そして、膜厚算出部４５は、直交線Ｌ_Ｔ０［ｕ］が外膜輪郭Ｃ_Ｔ０と交わる点Ｃ_Ｔ０［ｕ］をｕ毎にそれぞれ求める。さらに、膜厚算出部４５は、内膜輪郭Ｂ_Ｔ０上の点Ｂ_Ｔ０［ｕ］と、外膜輪郭Ｃ_Ｔ０上の点Ｃ_Ｔ０［ｕ］との間の距離Ｄ_Ｔ０［ｕ］をｕ毎にそれぞれ求める。

又は、図２に示す膜厚算出部４５は、心臓の横断面画像（短軸像）の重心位置を中心とした１°間隔毎に、初期心時相Ｔ０における計３６０（Ｕ＝３６０）個分の点Ｂ_Ｔ０［ｕ］、点Ｃ_Ｔ０［ｕ］、及び直交線Ｌ_Ｔ０［ｕ］をｕ毎にそれぞれ求める。

そして、膜厚算出部４５は、次の式（１）を用いて、心時相Ｔ０における心筋の膜厚Ｄ_Ｔ０［ｕ］をｕ毎にそれぞれ算出する。

図５は、心時相Ｔｎにおける心筋の内膜輪郭Ｂ_Ｔｎ及び外膜輪郭Ｃ_Ｔｎを模式的に示す図である。

膜厚算出部４５は、内膜輪郭Ｂ_Ｔｎ上の点Ｂ_Ｔｎ［ｕ］から内膜輪郭Ｂ_Ｔｎに直交する直交線Ｌ_Ｔｎ［ｕ］をｕ毎にそれぞれ求める。そして、膜厚算出部４５は、直交線Ｌ_Ｔｎ［ｕ］が外膜輪郭Ｃ_Ｔｎと交わる点Ｃ_Ｔｎ［ｕ］をｕ毎にそれぞれ求める。さらに、膜厚算出部４５は、内膜輪郭Ｂ_Ｔｎ上の点Ｂ_Ｔｎ［ｕ］と、外膜輪郭Ｃ_Ｔｎ上の点Ｃ_Ｔｎ［ｕ］との間の距離Ｄ_Ｔｎ［ｕ］をｕ毎にそれぞれ求める。

又は、図２に示す膜厚算出部４５は、心臓の横断面画像の重心位置を中心とした１°間隔毎に、心時相Ｔｎにおける計３６０個分の点Ｂ_Ｔｎ［ｕ］、点Ｃ_Ｔｎ［ｕ］、及び直交線Ｌ_Ｔｎ［ｕ］をｕ毎にそれぞれ求める。

そして、膜厚算出部４５は、次の式（２）を用いて、心時相Ｔｎにおける心筋の膜厚Ｄ_Ｔｎ［ｕ］をｕ毎にそれぞれ算出する。

変位算出部４６は、膜厚算出部４５によって算出された、初期心時相Ｔ０の膜厚と心時相Ｔｎの膜厚とを基に、初期心時相Ｔ０から心時相Ｔｎの間における膜厚変位を算出する機能を有する。変位算出部４６は、初期心時相Ｔ０の膜厚Ｄ_Ｔ０［ｕ］と、心時相Ｔｎの膜厚Ｄ_Ｔｎ［ｕ］とを基に、次の式（３）を用いて、心時相Ｔｎにおける差分ΔＤ_Ｔｎ［ｕ］を膜厚変位としてｕ毎にそれぞれ算出する。

なお、変位算出部４６は、初期心時相Ｔ０から心時相Ｔｎの間における内膜（外膜）の変位や回転角を算出するように構成されてもよい。また、膜厚算出部４５は、壁厚方向に垂直な方向における初期心時相Ｔ０の外膜輪郭間の距離を初期心時相Ｔ０の膜厚として算出してもよい。さらに、変位算出部４６は、壁厚方向に垂直な方向の回転角を求めてもよい。

歪み算出部４７は、変位算出部４６によって算出された心時相Ｔｎの膜厚変位と、膜厚算出部４５によって算出された初期心時相Ｔ０の膜厚変位とを基に、心時相Ｔｎにおける壁厚方向への心筋の歪み（ｓｔｒａｉｎ）を算出する機能を有する。歪み算出部４７は、心時相Ｔｎの膜厚変位ΔＤ_Ｔｎ［ｕ］と、初期心時相Ｔ０の膜厚Ｄ_ｔ０［ｕ］とを基に、次の式（４）を用いて、心時相Ｔｎにおける歪みＳｎ［ｕ］をｕ毎にそれぞれ算出する。

歪み算出部４７は、１°間隔毎に歪みＳｎ［ｕ］を求めることで、心時相Ｔｎにおける計３６０個分の歪みＳｎ［ｕ］をそれぞれ算出する。

歪み低下率算出部４８は、歪み算出部４７によって算出された歪みＳｎ［ｕ］を基に、心時相Ｔｎにおける壁厚方向への心筋の歪み低下率を算出する機能を有する。歪み低下率算出部４８は、ＥＣＧ信号に基づく収縮末期ＥＳの歪みＳ_ＥＳ［ｕ］（初期心時相Ｔ０の歪みＳ_Ｔ０［ｕ］）と、拡張末期ＥＤの歪みＳ_ＥＤ［ｕ］とを基に、次の式（５）を用いて、収縮末期ＥＳから拡張末期ＥＤからまでの拡張期としての心時相Ｔｎの歪み低下率Ｓｎ⁻［ｕ］をｕ毎にそれぞれ算出する。

積分値算出部４９は、歪み低下率算出部４８によって算出された心時相Ｔｎの歪み低下率を、初期心時相Ｔ０から心時相Ｔｎまで時間軸で積分した心時相Ｔｎの歪み低下率積分値を算出する機能を有する。積分値算出部４９は、心時相Ｔｎの歪み低下率Ｓｎ⁻［ｕ］を、初期心時相Ｔ０から心時相Ｔｎまで時間軸で積分した心時相Ｔｎの歪み低下率積分値ΣＳｎ⁻［ｕ］をｕ毎にそれぞれ算出する。

規格化部５０は、積分値算出部４９によって算出された心時相Ｔｎの歪み低下率積分値の、拡張末期ＥＤの歪み低下率積分値に対するＥＤ比率を算出する機能を有する。規格化部５０は、心時相Ｔｎの歪み低下率積分値ΣＳ_Ｔｎ ⁻［ｕ］と拡張末期ＥＤの歪み低下率積分値ΣＳ_ＥＤ ⁻［ｕ］とを基に、次の式（６）を用いて、ＥＤ比率Ｒ_Ｔｎ［ｕ］をｕ毎にそれぞれ算出する。

ここで、ＥＤ比率Ｒｎ［ｕ］は、絶対値をとらないため、拡張早期における歪み低下率の負の値を特に強調することになる。歪み低下率が負であるということは、拡張早期においてもまだ収縮が完了していないことを意味する。収縮が完了する心時相の遅れは、心臓の拡張能異常を示す一つの指標であるため、拡張早期の歪み低下率の負の値を感度良く検出できることは拡張能評価に大きなメリットがある。

色設定部５１は、心時相Ｔｎの直交線Ｌ_Ｔｎ［ｕ］を含む関心領域を設定し、その関心領域について、規格化部５０によって算出されたＥＤ比率の大きさに対応する色を設定する機能を有する。色設定部５１は、直交線Ｌ_Ｔｎ［ｕ］を含む関心領域Ｌ´_Ｔｎ［ｕ］を設定し、その関心領域Ｌ´_Ｔｎ［ｕ］について、ＥＤ比率Ｒ_Ｔｎ［ｕ］の大きさに対応する色をｕ毎にそれぞれ決定する。また、色設定部５１は、関心領域について、積分値算出部４９によって算出された積分値の大きさに対応する色を設定する機能を有する。

なお、色設定部５１は、関心領域の積分値、平均値及びＥＤ比率が閾値以下である場合、関心領域に異なる特異色を対応させてもよい。

図６は、関心領域Ｌ´ｎ［ｕ］の設定方法を説明するための図である。

図６は、内膜輪郭Ｂ_Ｔｎ、外膜輪郭Ｃ_Ｔｎ、直交線Ｌ_Ｔｎ［ｕ］、及び関心領域Ｌ´_Ｔｎ［ｕ］を示している。関心領域Ｌ´_Ｔｎ［ｕ］は、内膜輪郭Ｂ_Ｔｎ上の点Ｂ_Ｔｎ［ｕ］を中心として内膜輪郭Ｂ_Ｔｎの周方向に所定幅を有し、外膜輪郭Ｃ_Ｔｎ上の点Ｃ_Ｔｎ［ｕ］を中心として外膜輪郭Ｃ_Ｔｎの周方向に所定幅を有する領域である。例えば、心時相Ｔｎにおける内膜輪郭Ｂ_Ｔｎ上の点Ｂ_Ｔｎ［１］に対応する関心領域Ｌ´_Ｔｎ［１］は、点Ｂ_Ｔｎ［１］を中心として内膜輪郭Ｂ_Ｔｎの周方向に所定幅を有すると共に、外膜輪郭Ｃ_Ｔｎ上の点Ｃ_Ｔｎ［１］を中心として外膜輪郭Ｃ_Ｔｎの周方向に所定幅を有する領域である。

又は、図２に示す色設定部５１は、心時相Ｔｎの平均重心位置Ｏ_Ｔｎから壁厚方向に放射状にＶ本の直線を引き、内腔をＶ個に分割することでＶ個のセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］（ｖ＝１，２，…，Ｖ）を設定してもよい。その場合、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］について、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］に含まれる全てのｕに対応するＥＤ比率Ｒ_Ｔｎ［ｕ］の代表値、例えば平均値の大きさに対応する色を設定する。以下、色設定部５１が、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］の単位で色を設定する場合について説明する。

図７は、内腔を６個に分割する場合のセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］を示す図である。

図７に示すように、心時相Ｔｎの平均重心位置Ｏ_Ｔｎから壁厚方向に放射状に６（Ｖ＝６）本の直線を引き、内腔を６個に分割することで６個のセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］が設定される。なお、以下、６個のセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］を、横断面のセグメントＡ_Ｔｎ［１］である「ｉｎｔ（下壁）」、セグメントＡ_Ｔｎ［２］である「ｐｓｔ（後壁）」、セグメントＡ_Ｔｎ［３］である「ｌａｔ（側壁）」、セグメントＡ_Ｔｎ［４］である「ａｎｔ（前壁）」、セグメントＡ_Ｔｎ［５］である「ａｓｐ（前壁中隔）」、及びセグメントＡ_Ｔｎ［６］である「ｓｐ（後壁中隔）」と定義する。

図１及び図２に示す表示制御部２７は、画像メモリ２６から出力される心時相Ｔｎの断層像Ｉ_Ｔｎを、ｎの推移に従って順次更新してディスプレイ１４に表示させる。また、表示制御部２７は、心時相Ｔｎにおける断層像Ｉ_Ｔｎ上の関心領域Ｌ´_Ｔｎ［ｕ］に対して色設定部５１によって決定された色をｕ毎にそれぞれ割り当て、関心領域Ｌ´_Ｔｎ［ｕ］に割り当てられた色をｎの推移に従って順次更新してディスプレイ１４に表示させる。又は、表示制御部２７は、心時相Ｔｎにおける断層像Ｉ_Ｔｎ上のセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］に対して色設定部５１によって決定された色をｖ毎にそれぞれ割り当て、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］に割り当てられた色をｎの推移に従って順次更新してディスプレイ１４に表示させる。

また、表示制御部２７は、断層像Ｉ_Ｔｎに重ねるように、マーカ生成部４４によって生成された、心時相Ｔｎに対応する心筋の内膜輪郭Ｂ_Ｔｎを表すマーカＭＢ_Ｔｎと、心時相Ｔｎに対応する外膜輪郭Ｃ_Ｔｎを表すマーカＭＣ_Ｔｎとを、ｎの推移に従って順次更新してディスプレイ１４に表示させる。

ＥＤ比率Ｒｎ［ｕ］の大きさによって異なる色がｕ毎にそれぞれ割り当てられてディスプレイ１４に表示されるため、心時相Ｔｎにおける各セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］の色を参照することで、操作者は、各セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］に対応するＥＤ比率Ｒ_Ｔｎ［ｕ］の大きさを容易に認識することができ、心臓の拡張能を評価することができる。すなわち、心時相ＴｎにおけるセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］の色が他のセグメントの色と異なる場合、操作者は、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］での拡張能の異常を容易に把握することができる。例えば、心時相Ｔ４６（ｎ＝４６）におけるセグメントＡ_Ｔ４６［１］（ｉｎｔ）に、セグメントＡ_Ｔ４６［２］（ｐｓｔ）等のセグメントとは異なる色が割り当てられている場合、セグメントＡ_Ｔ４６［１］の拡張能が異常であることを容易に把握することが可能となる。具体的には、セグメントＡ_Ｔ４６［１］における拡張能の低下又は増強を容易に把握することが可能となる。

図８は、被検体Ｐの心臓を評価するための二次元の壁運動情報の表示例を示す図である。

図８に示す表示例には、心時相Ｔｎのｎの推移に伴って動画像として表示される横断面画像としての断層像のうち、例えば心時相Ｔ４６の断層像Ｉ_Ｔ４６が表示されている。また、図８は、マーカ生成部４４から出力された心時相Ｔ４６のマーカＭＢ_Ｔ４６と、マーカＭＣ_Ｔ４６とが断層像Ｉ_Ｔ４６に重ねて表示されている。

図８に示す表示例には、色設定部５１から出力される心時相Ｔ４６のセグメントＡ_Ｔ４６［ｖ］に含まれる全てのｕに対応するＥＤ比率Ｒ_Ｔ４６［ｕ］の平均値Ｒ_Ｔ４６［ｖ］（Ｒ_Ｔｎ［ｖ］）に応じた色がセグメントＡ_Ｔ４６［ｖ］にｖ毎にそれぞれ割り当てられたカラーマッピングＣＭ_Ｔ４６が、断層像Ｉ_Ｔ４６に重ねて表示されている。例えば、心時相Ｔ４６のａｓｐに応じた色がａｓｐに割り当てられ、断層像Ｉ_Ｔ４６に重ねられている。なお、ＥＤ比率Ｒ_Ｔ４６［ｕ］の平均値に応じた色は、カラーバーＫに対応している。

図８に示す表示例には、心時相ＴｎにおけるセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］の平均値Ｒ_Ｔ４６［ｖ］に応じた色が、初期心時相Ｔ０から心時相Ｔ４６までの時間変化（心時相Ｔｎの割合［％］）としてｖ毎にそれぞれ並べたグラフ群Ｇ_Ｔ４６（Ｇ_Ｔｎ）が表示されている。グラフ群Ｇ_Ｔ４６において、横に並んでいる６個のグラフはｖ毎のセグメントＡ_Ｔ４６［ｖ］にそれぞれ対応する。なお、ＥＤ比率Ｒ_Ｔ４６［ｕ］の平均値Ｒ_Ｔ４６［ｖ］に応じた色は、カラーバーＫに対応している。

図８に示す表示例には、心時相Ｔ４６に含まれる全てのｕに対応するＥＤ比率Ｒ_Ｔ４６［ｕ］の平均値Ｒ_Ｔ４６（Ｒ_Ｔｎ）を、初期心時相Ｔ０から心時相Ｔ４６までの時間変化で並べたグラフｇ_Ｔ４６（ｇ_Ｔｎ）を示している。グラフｇ_Ｔ４６では、横軸は拡張期における心時相Ｔｎの割合［％］を示し、縦軸は心時相Ｔ４６の平均値Ｒ_Ｔ４６を示している。

図８に示す表示例には、画像メモリ２６から出力される心時相Ｔｎの断層像Ｉｎに対応するＥＣＧ信号を、初期心時相Ｔ０から心時相Ｔ４６までの時間変化で並べた波形Ｅ_Ｔ４６（Ｅ_Ｔｎ）を示している。そして、波形Ｅ_Ｔ４６上のバーＦを波形Ｅ_Ｔ４６の時系列方向に移動させることで、バーＦの位置の心時相Ｔｎに対応する断層像Ｉｎを画像メモリ２６から取得してディスプレイ１４に表示させる。また、バーＦの位置の心時相Ｔｎに対応する断層像Ｉｎ上に、その断層像Ｉｎに対応するマーカＭＢｎ及びマーカＭＣｎを重ねて表示することができる。

図８に示す表示例には、カラーバーＫに対応するカラーバーｋと、カラーバーｋの部分を指定するマーカｍを表示している。そして、操作者が操作パネル１５を用いてマーカｍを移動させることで、バーＦが示す心時相が初期心時相Ｔ０となるように初期輪郭座標設定部４２に指示される。そして、バーＦが示す初期心時相Ｔ０と、マーカｍが示す心時相Ｔｎとを基に、各セグメントＡ_Ｔ４６［ｖ］の平均値Ｒ_Ｔ４６［ｖ］の大きさに応じた（カラーバーＫで割り当てられた）色を、各セグメントＡ_Ｔ４６［ｖ］に割り当ててディスプレイ１４に表示させる。

従来においては、歪みの低下率を用いているため、歪みにばらつきが発生すると、歪みの低下率はそのばらつきの影響を受けてしまう。その結果、心時相ＴｎのセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］に割り当てられている色もばらついてしまうため、拡張能の評価を安定して行なうことが困難であった。一方、本実施形態の超音波診断装置１０では、積分値の比の大きさに応じた色をセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］に割り当てて表示することで、歪みにばらつきが発生しても、そのばらつきを低減することができる。そのことにより、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］に割り当てられている色のばらつきを低減して表示することができる。また、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］の拡張がどの程度完了したか、という割合を知ることができる。そのため、拡張能の評価をより安定して行なうことが可能となる。

また、積分値の比の大きさに応じた色をセグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］に割り当ててディスプレイ１４に表示させることで、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］の色の違いを把握することで、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］における拡張能の評価を容易に行うことが可能となる。具体的には、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］の色の違いによって、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］の歪みの低下率の積分値の比を容易に把握することができるため、セグメントＡ_Ｔｎ［ｖ］の拡張能の低下又は増強を容易に把握することが可能となる。

なお、スキャン制御部３９によってボリュームスキャンが行なわれている場合、画像生成部２５は、信号処理部２４からボリュームデータを受け、そのボリュームデータにボリュームレンダリングを行なうことで三次元画像のデータを生成する。さらに、画像生成部２５は、ボリュームデータにＭＰＲ（ｍｕｌｔｉ ｐｌａｎａｒ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）処理を施すことにより、ＭＰＲ画像（任意断面の画像）のデータを生成するようにしてもよい。そして、画像生成部２５は、三次元画像やＭＰＲ画像等の超音波画像を画像メモリ２６に出力する。初期輪郭座標設定部４２は、画像メモリ２６から取得された初期心時相Ｔ０の三次元画像を基に、初期心時相Ｔ０における心筋の内膜輪郭の三次元的な座標情報と、初期心時相Ｔ０における心筋の外膜輪郭の三次元的な座標情報とを設定する。また、輪郭座標設定部４３は、画像メモリ２６から取得された心時相Ｔｎの三次元画像を基に、心時相Ｔｎにおける心筋の内膜輪郭の三次元的な座標情報と、心時相Ｔｎにおける心筋の外膜輪郭の三次元的な座標情報とを設定する。

図９は、被検体Ｐの心臓を評価するための三次元の壁運動情報の表示例を示す図である。

図９では、心時相Ｔｎのｎの推移に伴って動画像として表示される横断面画像としての三次元画像のうち、例えば心時相Ｔ４６の三次元画像が表示されている。また、図９は、マーカ生成部４４から出力された心時相Ｔ４６のマーカＭＢ_Ｔ４６と、マーカＭＣ_Ｔ４６とが三次元画断画像に重ねて表示されている。

続いて、超音波診断装置１０の動作について、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、操作者は、ＥＣＧ計測装置１２を被検体Ｐの心臓付近の体表に接触させ、心臓付近の体表に超音波診断装置１０の超音波プローブ１１を当てる。超音波プローブ１１は、被検体Ｐに対して超音波を送信し、送信超音波に対応するエコー信号を受信する。エコー信号を基に、画像生成部２５によって、心時相Ｔの断層像Ｉ_Ｔのデータ（心臓の動画像データ）が生成される。画像メモリ２６は、ＥＣＧメモリ２３からＥＣＧ信号を受け付けて、生成された断層像にその断層像が生成された心時相Ｔを対応付けて記憶する（ステップＳ１）。例えば、超音波診断装置１０が１心周期以上に亘って超音波を送受信することで、１心周期以上に亘って心時相Ｔの断層像Ｉ_Ｔが生成され、画像メモリ２６に記憶される。

次いで、操作者による操作パネル１５を用いた入力によって、所定期間が設定される（ステップＳ２）。例えば、操作者による操作パネル１５を用いた入力によって、１心周期の所定期間が設定される。

次いで、画像メモリ２６に記憶される複数の心時相Ｔの中から任意に設定される初期心時相Ｔ０における心臓の断層像を基に、初期心時相Ｔ０における心臓の輪郭の２次元的な座標情報が設定される（ステップＳ３）。ステップＳ３では、操作者が操作パネル１５を用いて収縮末期を入力すると、収縮末期に対応する断層像を初期心時相Ｔ０の断層像として画像メモリ２６から取得する。また、ステップＳ３では、初期心時相Ｔ０の断層像をディスプレイ１４に表示させる。画像メモリ２６に記憶される複数の断層像には心時相Ｔがそれぞれ対応付けられているため、ステップＳ３では、収縮末期に対応する断層像を初期心時相Ｔ０の断層像として画像メモリ２６から取得することができる。

具体的には、ステップＳ３では、画像メモリ２６から取得された初期心時相Ｔ０の断層像を基に、初期心時相Ｔ０における心筋の内膜輪郭と、初期心時相Ｔ０における心筋の外膜輪郭とを設定する。心臓の断層像には、心筋の内膜や外膜の他、乳頭筋や腱索等が現れている。ディスプレイ１４に表示された初期心時相Ｔ０の断層像を観察しながら操作者は、操作パネル１５を用いて、初期心時相Ｔ０の断層像に表されている乳頭筋や腱索が含まれないように心筋の内膜の輪郭ラインを入力する。心筋の評価においては、乳頭筋や腱索がノイズとなるため、乳頭筋や腱索を避けて内膜の輪郭ラインを入力する。例えば、操作者がディスプレイ１４に表示された初期心時相Ｔ０の断層像に表れる内膜の２次元的な輪郭をなぞることで、初期輪郭座標設定部４２は、初期心時相Ｔ０における心筋の内膜輪郭の座標情報を設定する。

一方、ステップＳ３では、操作者がディスプレイ１４に表示された初期心時相の断層像に表れる外膜の２次元的な輪郭をなぞることで、初期輪郭における心筋の外膜輪郭の座標情報を設定する。

次いで、図４を用いて説明したように、初期心時相Ｔ０における内膜輪郭を構成する各点の座標情報と外膜輪郭を構成する各点の座標情報とを基に、上記式（１）を用いて初期心時相Ｔ０の膜厚Ｄ_Ｔ０［ｕ］が算出される。（ステップＳ４）。

次いで、ステップＳ３によって設定された初期心時相Ｔ０の内膜輪郭及び外膜輪郭と、画像メモリ２６から取得される初期心時相Ｔ０以降の各心時相Ｔｎ（ｎ＝１，２，…）における心臓の各断層像とを基に、心時相Ｔｎにおける心臓の２次元的な輪郭の座標情報が設定される（ステップＳ５）。

次いで、ステップＳ５によって設定された心時相Ｔｎにおける内膜輪郭の座標情報を基に心筋の内膜輪郭Ｂ_Ｔｎを表すマーカＭＢ_Ｔｎが生成され、心時相Ｔｎにおける外膜輪郭の座標情報を基に心筋の外膜輪郭Ｃ_Ｔｎを表すマーカＭＣ_Ｔｎが生成される（ステップＳ６）。内膜輪郭Ｂ_Ｔｎを表すマーカＭＢ_Ｔｎと、外膜輪郭Ｃ_Ｔｎを表すマーカＭＣ_Ｔｎとが重ねられた断層像Ｉ_Ｔｎの概念を図３に示す。

次いで、図５を用いて説明したように、心時相Ｔｎにおける内膜輪郭を構成する各点の座標情報と外膜輪郭を構成する各点の座標情報とを基に、上記式（２）を用いて心時相Ｔｎの膜厚Ｄ_Ｔｎ［ｕ］が算出される（ステップＳ７）。

ステップＳ４によって算出された初期心時相Ｔ０の膜厚Ｄ_Ｔ０［ｕ］と、ステップＳ７によって算出された心時相Ｔｎの膜厚Ｄ_Ｔｎ［ｕ］とを基に、上記式（３）を用いて初期心時相Ｔ０から心時相Ｔｎの間における差分ΔＤ_Ｔｎ［ｕ］が膜厚変位として算出される（ステップＳ８）。

ステップＳ８によって算出された心時相Ｔｎの膜厚変位と、ステップＳ４によって算出された初期心時相Ｔ０の膜厚とを基に、上記式（４）を用いて心時相Ｔｎにおける壁厚方向への心筋の歪みが算出される（ステップＳ９）。

ステップＳ９によって算出された歪みＳｎ［ｕ］を基に、上記式（５）を用いて心時相Ｔｎにおける壁厚方向への心筋の歪み低下率が算出される（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０によって算出された心時相Ｔｎの歪み低下率を、初期心時相Ｔ０から心時相Ｔｎまで時間軸で積分した心時相Ｔｎの歪み低下率積分値が算出される（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１によって算出された心時相Ｔｎの歪み低下率積分値の、拡張末期ＥＤの歪み低下率積分値に対するＥＤ比率が上記式（６）を用いて算出される（ステップＳ１２）。

次いで、心時相Ｔｎの直交線Ｌ_Ｔｎ［ｕ］を含む関心領域を設定し、その関心領域について、ステップＳ１２によって算出されたＥＤ比率の大きさに対応する色が設定される（ステップＳ１３）。

表示制御部２７は、図８に示すように、画像メモリ２６から出力される心時相Ｔｎの断層像Ｉ_Ｔｎをディスプレイ１４に表示させる。また、表示制御部２７は、図８に示すように、心時相Ｔｎにおける断層像Ｉ_Ｔｎ上に対してステップＳ１３によって決定された色を割り当ててディスプレイ１４に表示させる（ステップＳ１４）。

次いで、心時相Ｔｎの次のタイミングの心時相Ｔｎ＋１が、ステップＳ２によって設定される所定期間外であるか否かが判断される（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の判断にてＹＥＳ、すなわち、心時相Ｔｎ＋１が、ステップＳ２によって設定される所定期間外であると判断される場合、動作を終了する。

一方、ステップＳ１５の判断にてＮＯ、すなわち、心時相Ｔｎ＋１が、ステップＳ２によって設定される所定期間外でないと判断される場合、心時相Ｔｎを心時相Ｔｎ＋１として（ステップＳ１６）、ステップＳ３に戻る。

本実施形態の超音波診断装置１０によると、特定組織の歪みの低下率を積分した値に基づいて算出された出力値を用いることで、組織の歪みの低下率のばらつきの影響を低減することが可能となる。そのことにより、特定組織の拡張能をより適切に表示することが可能となる。

１０ 超音波診断装置
１１ 超音波プローブ
１２ ＥＣＧ計測装置
１３ 装置本体
１４ ディスプレイ
１５ 操作パネル
２１ 超音波送信部
２２ 超音波受信部
２３ ＥＣＧメモリ
２４ 信号処理部
２５ 画像生成部
２６ 画像メモリ
２７ 表示制御部
３９ スキャン制御部
４０ 画像処理装置
４１ インターフェース部
４２ 初期輪郭座標設定部
４３ 輪郭座標設定部
４４ マーカ生成部
４５ 膜厚算出部
４６ 変位算出部
４７ 歪み算出部
４８ 歪み低下率算出部
４９ 積分値算出部
５０ 規格化部
５１ 色設定部

Claims (13)

1. 運動する被検体を超音波で走査して得られるエコー信号を受信して、前記エコー信号に基づく超音波画像のデータを生成する画像生成手段と、
   前記超音波画像を時相信号と対応付けて記憶する手段と、
   所定期間内の前記時相信号に対応する前記超音波画像を基に、時相毎に前記被検体の変位を算出する変位算出手段と、
   前記変位を用いて前記被検体の歪みを算出する歪み算出手段と、
   前記所定期間内の時相毎の前記歪みと、前記所定期間内の初期時相の歪みとを基に、歪みの低下率を算出する低下率算出手段と、
   前記初期時相から前記所定期間内の所定時相までの前記歪みの低下率を積分した積分値を算出する積分値算出手段と、
   前記積分値に基づく表示情報を生成する表示情報生成手段と、
   前記表示情報を表示させる表示制御手段と、
   を有することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記変位算出手段は、前記被検体としての心臓の心筋の内膜輪郭及び外側輪郭の座標情報を算出することで、前記心筋の変位を算出することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記積分値算出手段は、前記心臓の収縮末期から１心周期、又は、前記心臓の拡張末期から１心周期を前記所定期間として設定することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記表示情報生成手段は、前記被検体を複数のセグメントに分割し、各セグメントに含まれる複数の前記積分値に基づく代表値の大きさに応じて表示形態を変える前記表示情報を生成することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
5. 前記表示情報生成手段は、前記表示情報を、前記積分値又は前記代表値の大きさに応じたカラー画像を前記超音波画像上に重ねた画像とすることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
6. 前記表示情報生成手段は、前記表示情報を、前記初期時相から前記所定時相までの前記積分値又は前記代表値と、前記初期時相から前記所定期間内の終了時相までの前記積分値又は前記代表値との比率とすることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
7. 前記表示情報生成手段は、前記表示情報を、前記初期時相から前記所定時相までの前記積分値又は前記代表値と、前記初期時相から前記所定期間内の終了時相までの低下率を１００％とした場合における前記初期時相から前記終了時相までの積分値との比率とすることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記表示情報生成手段は、前記表示情報として、前記積分値、前記代表値、又は前記比率が閾値以下である場合、前記積分値、前記代表値、又は前記比率が表示されるべき位置を異なる表示形態で表示させることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
9. 前記画像生成手段は、前記超音波画像として、断層像を生成することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
10. 前記画像生成手段は、前記超音波画像として、ボリュームデータに基づく三次元画像を生成することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
11. 前記画像生成手段は、前記超音波画像として、ボリュームデータに基づくＭＰＲ（ｍｕｌｔｉ ｐｌａｎａｒ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像を生成することを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
12. 運動する被検体を超音波で走査して得られるエコー信号に基づく超音波画像のデータを、時相信号と対応付けて記憶する手段と、
    所定期間内の前記時相信号に対応する前記超音波画像を基に、時相毎に前記被検体の変位を算出する手段と、
    前記変位を用いて前記被検体の歪みを算出する手段と、
    前記所定期間内の時相毎の前記歪みと、前記所定期間内の初期時相の歪みとを基に、歪みの低下率を算出する手段と、
    前記初期時相から前記所定期間内の所定時相までの前記歪みの低下率を積分した積分値を算出する手段と、
    前記積分値に基づく表示情報を生成する手段と、
    前記表示情報を表示させる手段と、
    を有することを特徴とする画像処理装置。
13. コンピュータに、
    運動する被検体を超音波で走査して得られるエコー信号を受信して、前記エコー信号に基づく超音波画像のデータを生成する機能と、
    前記超音波画像を時相信号と対応付けて記憶させる機能と、
    所定期間内の前記時相信号に対応する前記超音波画像を基に、時相毎に前記被検体の変位を算出する機能と、
    前記変位を用いて前記被検体の歪みを算出する機能と、
    前記所定期間内の時相毎の前記歪みと、前記所定期間内の初期時相の歪みとを基に、歪みの低下率を算出する機能と、
    前記初期時相から前記所定期間内の所定時相までの前記歪みの低下率を積分した積分値を算出する機能と、
    前記積分値に基づく表示情報を生成する機能と、
    前記表示情報を表示させる機能と、
    を実現させることを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。