JP2019198389A - 超音波診断装置、医用画像診断装置、医用画像処理装置及び医用画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
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に例示するように、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とを有する。超音波診断装置1は、医用画像診断装置の一例である。
第1の実施形態では、データ処理機能180aが、胎児心臓の心時相を識別することが可能な時間変化波形として、心室内腔面積VA(t)を取得する場合について説明した。しかしながら、データ処理機能180aは、胎児心臓の心時相を識別することが可能な他の時間変化波形を取得してもよい。そこで、このような変形例を第1の実施形態の第1の変形例として以下説明する。
また、第1の実施形態に係る判定機能180bによる心時相の判定方法(第1判定方法)と、第1の変形例に係る判定機能180bによる心時相の判定方法(第2判定方法)とでは、心時相判定の原理が異なる。また、第1の実施形態に係る判定機能180bは、心室内腔面積VA(t)を用いて心時相を判定するのに対して、第1の変形例に係る判定機能180bは、平均心筋速度VV(t)を用いて心時相を判定する。このように、第1の実施形態に係る判定機能180bと第1の変形例に係る判定機能180bとでは、互いに異なる独立な意味を持つ物理量を用いて、心時相を判定する。
上記の第1の実施形態では、データ処理回路180が、心臓の領域から心室の領域を限定し、限定された心室の領域に対して各種の処理を行って心時相を判定する場合について説明した。しかしながら、データ処理回路180は、心臓の領域から心房の領域を限定し、限定された心房の領域に対して各種の処理を行って心時相を判定してもよい。そこで、このような変形例を、第1の実施形態の第3の変形例として説明する。
また、データ処理機能180aは、心室由来の時間変化波形S(t)と心房由来の時間変化波形S(t)とを同時に取得してもよい。そこで、このような変形例を第1の実施形態の第4の変形例として説明する。
次に、第1の実施形態の第5の変形例に係る超音波診断装置1について説明する。更なる時相判定のロバスト性向上のために、第5の変形例に係る判定機能180bは、以下に説明する処理を行ってもよい。
次に、第1の実施形態の第6の変形例に係る超音波診断装置1について説明する。第6の変形例では、各種の表示制御について説明する。例えば、データ処理機能108aは、胎児心臓の位置の情報、大きさの情報及び姿勢の情報から、心房の血流流入部の位置を取得する。そして、制御回路190は、心房の血流入部の位置を示す情報(例えば、マーカ等)を画像に重畳し、血流入部の位置を示す情報が重畳された画像をディスプレイ103に表示させる。
第1の実施形態では、2次元の動画像データ10が収集され、データ処理回路180が、収集された2次元の動画像データ10に対して各種の処理を行う場合について説明した。すなわち、第1の実施形態では、データ処理回路180による処理の対象となるデータが、2次元の動画像データ10である場合について説明した。しかしながら、3次元の動画像データが収集され、データ処理回路180が、3次元の動画像データに対して各種の処理を行ってもよい。そこで、このような実施形態を第2の実施形態として説明する。
次に、第3の実施形態に係る超音波診断装置1について説明する。上述した第2の実施形態では、3次元の動画像データに対して3次元的な処理を行う場合について説明した。第3の実施形態では、画像生成回路150が、3次元の動画像データから、先ず心臓の基準断面を示す複数のMPR像データから構成される2次元の動画像データを生成する。次に、第3の実施形態に係るデータ処理回路180は、この2次元の動画像データに対して、第1の実施形態と同様の処理を行う。
次に、第4の実施形態に係る超音波診断装置1について説明する。上述した第1の実施形態から第3の実施形態では、胎児心時相を推定可能な時間変化波形S(t)を取得するために、胎児心臓の位置の情報及び姿勢の情報を推定する場合について説明した。
次に、第5の実施形態に係る超音波診断装置1について説明する。図16は、第5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。第5の実施形態では、データ処理回路180が、修正機能180dを有する点が、第1の実施形態と異なる。第1の実施形態〜第4の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。
次に、第6の実施形態について説明する。図19は、第6の実施形態に係る医用画像処理装置300の構成の一例を示す図である。図19に示すように、医用画像処理装置300は、ネットワーク500を介して、医用画像診断装置200及び画像保管装置400に接続される。なお、図19に示す構成はあくまでも一例であり、図示する医用画像診断装置200、画像保管装置400及び医用画像処理装置300以外にも、端末装置などの種々の装置がネットワーク500に接続されてもよい。
Claims (44)
- 胎児心臓が含まれる2次元又は3次元の輝度信号に基づく動画像データを収集する収集部と、
前記動画像データに基づいて、胎児心時相を推定可能な参照波形を取得する取得部と、
を備える、超音波診断装置。 - 胎児心臓が含まれる2次元又は3次元の輝度信号に基づく動画像データを収集する収集部と、
前記動画像データに基づいて、前記胎児心臓の位置の情報及び姿勢の情報を推定する推定部と、
を備える、超音波診断装置。 - 前記取得部は、前記参照波形として、前記胎児心臓の心室内腔サイズの時間変化波形を取得し、
前記時間変化波形において極大値をとる時相を拡張末期とし、極小値をとる時相を収縮末期として胎児心時相を判定する判定部を更に備える、請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記取得部は、前記参照波形として、前記胎児心臓の心尖又は心室の収縮中心へ向かう方向の心筋速度の成分の時間変化波形を取得し、
前記時間変化波形において極大値をとる点から時間を遡って、前記時間変化波形において前記心筋速度の成分がゼロとなる時相を拡張末期とし、当該点から時間を進めて、前記時間変化波形において前記心筋速度の成分がゼロとなる時相を収縮末期として胎児心時相を判定する判定部を更に備える、請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記取得部は、前記参照波形として、前記胎児心臓の心房内腔サイズの時間変化波形を取得し、
前記時間変化波形において極小値をとる時相を拡張末期とし、極大値をとる時相を収縮末期として胎児心時相を判定する判定部を更に備える、請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記取得部は、前記参照波形として、前記胎児心臓の心房の血流流入部又は心房の収縮中心へ向かう方向の心筋速度の成分の時間変化波形を取得し、
前記時間変化波形において極小値をとる点から時間を遡って、前記時間変化波形において前記心筋速度の成分がゼロとなる時相を拡張末期とし、当該点から時間を進めて、前記時間変化波形において前記心筋速度の成分がゼロとなる時相を収縮末期として胎児心時相を判定する判定部を更に備える、請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記取得部は、前記胎児心臓の心室内腔サイズの時間変化波形から得られた第1の心時相及び前記胎児心臓の心尖又は心室の収縮中心へ向かう方向の心筋速度の成分の時間変化波形から得られた第2の心時相が組み合わされて得られた第3の心時相、並びに、前記胎児心臓の心房内腔サイズの時間変化波形から得られた第4の心時相及び前記胎児心臓の心房の血流流入部又は心房の収縮中心へ向かう心筋速度の成分に基づく速度情報の時間変化波形から得られた第5の心時相が組み合わされて得られた第6の心時相の少なくとも一つを用いて心時相を判定する、請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記取得部は、前記動画像データの時間的な分散画像を取得し、前記時間的な分散画像の空間的な分散値が閾値を超える条件を満たす領域を前記胎児心臓の組織の領域とすることにより、前記胎児心臓の組織位置の分布情報を取得し、当該分布情報に基づいて前記参照波形を取得する、請求項1、3〜6のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記推定部は、前記動画像データの時間的な分散画像を取得し、前記時間的な分散画像の空間的な分散値が閾値を超える条件を満たす領域を前記胎児心臓の組織の領域とすることにより、前記胎児心臓の組織位置の分布情報を取得し、当該分布情報に基づいて前記胎児心臓の位置の情報及び姿勢の情報を推定する請求項2に記載の超音波診断装置。
- 前記取得部は、前記組織位置の分布情報を用いて前記動画像データに含まれる前記胎児心臓の位置の情報を推定し、当該胎児心臓の位置情報及び前記組織位置の分布情報に関する主成分分析の結果に基づいて、前記動画像データに含まれる前記胎児心臓の大きさの情報及び姿勢の情報を推定し、当該胎児心臓の大きさの情報及び当該胎児心臓の姿勢の情報に基づいて前記参照波形を取得する、請求項8に記載の超音波診断装置。
- 前記推定部は、前記組織位置の分布情報を用いて前記動画像データに含まれる前記胎児心臓の位置の情報を推定し、当該胎児心臓の位置情報及び前記組織位置の分布情報に関する主成分分析の結果に基づいて、前記動画像データに含まれる前記胎児心臓の大きさの情報及び姿勢の情報を推定する、請求項9に記載の超音波診断装置。
- 前記収集部は、2次元の前記動画像データを収集し、
前記取得部は、前記組織位置の2次元の分布情報の重心を前記胎児心臓の中心位置として推定し、前記主成分分析により2つの固有値及び2つの固有ベクトルを取得し、当該2つの固有値に基づいて前記胎児心臓の大きさの情報を推定し、当該2つの固有ベクトルに基づいて前記胎児心臓の姿勢の情報を推定する、請求項10に記載の超音波診断装置。 - 前記収集部は、2次元の前記動画像データを収集し、
前記推定部は、前記組織位置の2次元の分布情報の重心を前記胎児心臓の中心位置として推定し、前記主成分分析により2つの固有値及び2つの固有ベクトルを取得し、当該2つの固有値に基づいて前記胎児心臓の大きさの情報を推定し、当該2つの固有ベクトルに基づいて前記胎児心臓の姿勢の情報を推定する、請求項11に記載の超音波診断装置。 - 前記収集部は、3次元の前記動画像データを収集し、
前記取得部は、前記組織位置の3次元の分布情報の重心を前記胎児心臓の中心位置として推定し、前記主成分分析により3つの固有値及び3つの固有ベクトルを取得し、当該3つの固有値に基づいて前記胎児心臓の大きさの情報を推定し、当該3つの固有ベクトルに基づいて前記胎児心臓の姿勢の情報を推定する、請求項10に記載の超音波診断装置。 - 前記収集部は、3次元の前記動画像データを収集し、
前記推定部は、前記組織位置の3次元の分布情報の重心を前記胎児心臓の中心位置として推定し、前記主成分分析により3つの固有値及び3つの固有ベクトルを取得し、当該3つの固有値に基づいて前記胎児心臓の大きさの情報を推定し、当該3つの固有ベクトルに基づいて前記胎児心臓の姿勢の情報を推定する、請求項11に記載の超音波診断装置。 - 前記収集部は、3次元の前記動画像データを収集し、
前記取得部は、前記3次元の動画像データから得られる、前記胎児心臓の基準断面に関する2次元のMPR動画像に基づいて、前記参照波形を取得する、請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記収集部は、3次元の前記動画像データを収集し、
前記推定部は、前記3次元の動画像データから得られる、前記胎児心臓の基準断面に関する2次元のMPR動画像に基づいて、前記胎児心臓の位置の情報及び姿勢の情報を推定する、請求項2に記載の超音波診断装置。 - 前記取得部は、前記中心位置の周辺において、複数の前記固有ベクトルそれぞれの方向に平行で幅を有する複数の領域を設定し、当該複数の領域のうち前記時間的な分散画像の画像値の和又は平均値が最大となる領域を胎児心臓弁の領域として検出し、前記胎児心臓の大きさとして、当該胎児心臓弁の領域に平行な固有ベクトルの方向を当該胎児心臓の短軸と判定し、当該胎児心臓弁の領域の幅方向に平行な方向を当該胎児心臓の長軸と判定する、請求項12又は14に記載の超音波診断装置。
- 前記推定部は、前記中心位置の周辺において、複数の前記固有ベクトルそれぞれの方向に平行で幅を有する複数の領域を設定し、当該複数の領域のうち前記時間的な分散画像の画像値の和又は平均値が最大となる領域を胎児心臓弁の領域として検出し、前記胎児心臓の大きさとして、当該胎児心臓弁の領域に平行な固有ベクトルの方向を当該胎児心臓の短軸と判定し、当該胎児心臓弁の領域の幅方向に平行な方向を当該胎児心臓の長軸と判定する、請求項13又は15に記載の超音波診断装置。
- 前記取得部は、前記胎児心臓の中心位置、及び、前記胎児心臓弁の領域の位置に基づいて、前記長軸の心室側と心房側とを区別する、請求項18に記載の超音波診断装置。
- 前記推定部は、前記胎児心臓の中心位置、及び、前記胎児心臓弁の領域の位置に基づいて、前記長軸の心室側と心房側とを区別する、請求項19に記載の超音波診断装置。
- 前記胎児心臓の位置の情報、大きさの情報及び姿勢の情報を用いて、前記胎児心臓についての関心領域を設定する実行部を備え、
前記取得部は、当該関心領域内の輝度が相対的に低い領域を心腔内の領域として検出し、当該心腔内の領域の面積の時間変化波形を前記参照波形として取得する請求項10、12、14、18又は20に記載の超音波診断装置。 - 前記組織位置の分布情報、前記胎児心臓の中心位置、大きさの情報及び姿勢の情報を用いて、前記胎児心臓についての関心領域を設定する実行部を備え、
前記取得部は、当該関心領域内で限定された前記組織位置に関して、前記動画像データのフレーム間パターンマッチングを含む処理により組織の移動ベクトルを検出し、当該移動ベクトルが所定方向へ向かう成分を用いて平均心筋速度を取得し、当該平均心筋速度の時間変化波形を前記参照波形として取得する、請求項10、12、14、18又は20に記載の超音波診断装置。 - 前記参照波形を用いて、所定の処理を実行する実行部を更に備える、請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記胎児心臓の位置の情報及び姿勢の情報を用いて、所定の処理を実行する実行部を更に備える、請求項2に記載の超音波診断装置。
- 前記取得部は、前記胎児心臓の中心位置、大きさの情報及び姿勢の情報を用いて、前記胎児心臓についての関心領域を設定し、
前記関心領域が重畳された画像を表示部に表示させる表示制御部を更に備える、請求項10、12、14、18、20又は23に記載の超音波診断装置。 - 前記取得部は、前記胎児心臓の位置の情報、大きさの情報及び姿勢の情報に基づいて、心尖位置又は心房の血流流入部の位置を取得し、
前記位置の情報、前記大きさの情報、前記姿勢の情報、前記心尖位置の情報、及び、前記心房の血流流入部の位置の情報の少なくとも1つを表示部に表示させる表示制御部を備える、請求項10、12、14、18、20、23又は26に記載の超音波診断装置。 - 推定された複数の拡張末期時相間隔又は複数の収縮末期間隔から得られた平均的な心周期の値、又は、心周期の変動の値を表示部に表示させる表示制御部を備える、請求項1、3〜8のいずれか1つに記載の超音波診断装置。
- 拡張末期時相をR波の時相とみなして、推定された複数の拡張末期時相からR−R区間を設定する実行部を更に備える、請求項1、3〜8のいずれか1つに記載の超音波診断装置。
- 推定された拡張末期時相及び収縮末期時相の少なくとも一方を、前記参照波形とともに表示部に表示させる表示制御部を備える、請求項1、3〜8のいずれか1つに記載の超音波診断装置。
- 前記胎児心臓の長軸と、心尖の位置又は心房の血流流入部の位置とに基づいて、表示画像の座標系に長軸の方向を一致させた画像を表示部に表示させる表示制御部を備える、請求項18〜21のいずれか1つに記載の超音波診断装置。
- 前記実行部は、前記胎児心臓の位置の情報、大きさの情報及び姿勢の情報に基づいて、前記胎児心臓に対して設定済みの第1の関心領域に含まれる少なくとも1つの前記胎児心臓の部屋に対して、第2の関心領域を設定する、請求項22に記載の超音波診断装置。
- 前記参照波形に含まれるクラッタ成分及び変動性ノイズを低減させる実行部を備える、請求項1、3〜8のいずれか1つに記載の超音波診断装置。
- 前記取得部は、心周期を推定し、推定された心周期に基づいて前記参照波形を取得する、請求項1、3〜8、33のいずれか1つに記載の超音波診断装置。
- 前記取得部は、所定の心周期を初期設定値として用いて仮の参照波形を得て、仮の参照波形から心周期を推定し、推定された心周期を用いて前記参照波形を取得する、請求項34に記載の超音波診断装置。
- 前記長軸の心室側及び心房側の区別が誤りである場合に、使用者の指示に基づいて、当該区別を用いた処理の処理結果を修正する修正部を備える、請求項20又は21に記載の超音波診断装置。
- 前記修正部は、使用者の指示に基づいて、区別された前記長軸の心室側及び心房側を入れ替える、請求項36に記載の超音波診断装置。
- 推定された複数の拡張末期時相を用いて処理対象の定義域として拡張末期時相間隔を設定し、推定された複数の収縮末期時相を用いて処理対象の定義域として収縮末期時相間隔を設定する実行部を備え、
前記修正部は、前記拡張末期時相間隔、及び、前記収縮末期時相間隔を前記処理対象の定義域として選択する、請求項36又は37に記載の超音波診断装置。 - 前記修正部は、表示部に表示されている心尖、血流流入部、長軸又は短軸を修正する、請求項36〜38のいずれか1つに記載の超音波診断装置。
- 前記胎児心臓の長軸と、心尖の位置又は心房の血流流入部の位置とに基づいて、表示画像の座標系に長軸の方向を一致させた画像を表示部に表示させる表示制御部を備え、
前記修正部は、表示部に表示された前記心尖又は前記血流流入部を移動させ、
前記表示制御部は、前記長軸と、移動後の心尖の位置又は心房の血流流入部の位置とに基づいて、前記座標系に長軸の方向を一致させた画像を前記表示部に表示させる、請求項37に記載の超音波診断装置。 - 複数の前記修正部を備え、
前記複数の修正部のうち、
一の修正部は、前記区別を用いた処理の第一の処理結果を修正し、
他の修正部は、前記一の修正部による修正の結果に対して整合するように、当該一の修正部による修正に連動して前記区別を用いた処理の第二の処理結果を修正する、請求項36〜40のいずれか1つに記載の超音波診断装置。 - 胎児心臓が含まれる2次元又は3次元の輝度信号に基づく動画像データを収集する収集部と、
前記動画像データに基づいて、胎児心時相を推定可能な参照波形を取得する取得部と、
を備える、医用画像診断装置。 - 胎児心臓が含まれる2次元又は3次元の輝度信号に基づく動画像データを記憶する記憶部と、
前記動画像データに基づいて、胎児心時相を推定可能な参照波形を取得する取得部と、
を備える、医用画像処理装置。 - 胎児心臓が含まれる2次元又は3次元の輝度信号に基づく動画像データを記憶する記憶部から前記動画像データを取得し、
前記動画像データに基づいて、胎児心時相を推定可能な参照波形を取得する、
各処理をコンピュータに実行させるための医用画像処理プログラム。
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