JP4268695B2

JP4268695B2 - 画像診断装置及び超音波診断装置

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Publication number: JP4268695B2
Application number: JP30083097A
Authority: JP
Inventors: 弘行辻野; 喜隆嶺; 正英西浦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: JPH11128226A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体情報に基づく診断のための生体計測を行う画像診断装置、および超音波を用いて種々の生体計測を行う超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体情報に基づく診断に役立つ生体計測を行う画像診断装置が既に提案されている。例えば特願平８−２５４６０４号の画像診断装置では、心臓断面の画像から心臓の内輪郭を抽出し、面積値や体積値の計測を行っている。
【０００３】
しかしながら、計測に供される画像（以下「計測画像」という）は常に計測処理に適しているとは限らず、計測画像が計測処理に適さない画像であれば、その画像に基づく計測処理の結果は信頼性に乏しくなる。
【０００４】
すなわち、計測処理の結果は計測画像の「質」に大きく依存する。例えばノイズ等の無い良好な画像を計測画像として得ることができれば計測精度を高くすることができ、計測画像の画質が悪い場合はその程度に応じて計測結果の信頼性が低下する。また、計測対象物が検出の分解能に比して微小であれば、計測精度も相対的に低下する。
【０００５】
上述の画像診断装置では心臓断面の画像が計測画像であり、この画像にノイズが多く含まれるなど画質が悪い場合には、抽出される心臓輪郭の誤差は大となる可能性がある。
【０００６】
また、超音波診断装置における画像情報の定量計測の重要性が増してきている。計測項目としては生体の血流情報や画像信号強度（輝度）、面積や容積など種々のものがある。例えば心機能の評価には血流情報を精度良く定量化することが必要である。そして従来では、循環器系の医療分野に好適な超音波診断装置として心臓からの駆出血流量、すなわち心拍出量を超音波ドプラ法により得られた画像から計測するものが幾つか提案されている。
【０００７】
このような従来の超音波診断装置による血流計測においては、カラードプラ画像に固有のいわゆる「黒抜け」（Ｓ／Ｎ不足により血流に相当する画素が抜け落ちる現象）が計測画像に発生した場合、これに基づく演算では血流量が過小評価されてしまう。一方、血流量の演算を微細な流路（血管）について行うような場合、超音波の空間分解能が十分でない場合は血流量が過大評価されてしまう。このとき血流に相当する画素は、実際の血管からはみ出してカラー表示されることになる。
【０００８】
その他にも、計測画像として得た断層像が、計測対象の断面（例えば直径を計測するのであれば中心軸を含む断面）を正確に捉えているかといった問題も計測の信頼性に影響する。
【０００９】
しかしながら従来の超音波診断装置では、得られた計測結果が信頼できるか否かを医師等の検査者が画像を見て主観的に判断しているのが現状であり、客観的且つ定量的な判断が切望されていた。また、適切な計測結果を得るために画質の調整や計測パラメータの調整を試行錯誤的に行なう必要があった。
【００１０】
また、例えばゲインなど画質に影響を与える装置の設定条件によって計測結果は異なるものとなり、条件によっては適切な計測が行えない場合もある。
【００１１】
さらに、特定の患者のフォローアップを実施するような場合は、前回の計測を再現することが重要である。このような計測の再現性を得るため、測定条件が前回のものと同じであることを過去の計測画像を参照し、確認するようにしていた。そして、必要であれば測定条件の再調整を手動（マニュアル）により行っていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情を考慮してなされたものであり、以下の画像診断装置及び超音波診断装置を提供することを目的とする。
【００１３】
(1)計測結果の信頼性を検査者が定量的に知ることができる画像診断装置及び超音波診断装置。
(2)適切な計測結果を得るための装置条件の設定を容易に行える画像診断装置及び超音波診断装置。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために本発明の画像診断装置及び超音波診断装置は次のように構成されている。
【００１５】
(1)本発明の画像診断装置は、画像を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された画像に基づき対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭に関する所定の計測を前記取得手段により取得された画像に基づいて行う計測手段と、前記計測手段による計測結果の信頼性を示す指標を算出する算出手段とを具備する。
【００１６】
(2)本発明の超音波診断装置は、特定の装置条件に従って、被検体に超音波を送波し、その反射波を受波することによって超音波信号を得て、当該信号に基づき前記被検体の超音波診断画像を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された画像に基づき対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭に関する所定の計測を前記超音波診断画像に基づいて行う計測手段と、前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭が前記対象物のエッジ上に存在する度合いを示した少なくとも１つの指標を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された指標を前記計測手段による計測結果の信頼性を示す指標として表示する表示手段とを具備する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
第１実施形態は、超音波診断装置により取得された画像から対象物の輪郭を抽出し、輪郭位置の信頼性を示すエッジ指標を算出し、当該エッジ指標に基づき輪郭画像及び輪郭データから算出される計測結果を表示する画像診断装置に関する。
【００２０】
図１は本実施形態による画像診断装置の概略構成を示すブロック図である。制御中枢としてのＣＰＵ１には、制御／データバス２を介して、画像情報を取得する画像取得部３、画像データ及び内部データを記憶するメモリ４、画像及び抽出された輪郭及び指標値を表示する表示部５、画像情報に基づいて輪郭を抽出する輪郭抽出部６、エッジ指標を算出するエッジ指標算出部７、操作者が座標等の情報を入力する座標入力部８が接続されている。なお、画像取得部３に対し画像情報を与える、図示しない画像撮像手段（モダリティ）は例えば超音波診断装置であり、この画像撮像手段は当該画像診断装置と一体であっても良いし、両者が分離された構成としても良い。なお、モダリティとしては超音波診断装置に限定されず、例えばＸ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）や磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）であっても良い。あるいは、画像取得部３が画像のビデオ信号を入力する手段であっても良い。
【００２１】
図２は本実施形態の動作の概略を示すフローチャートである。
【００２２】
まず本装置に対し画像情報が入力される（ステップＳ１）。次に、入力された画像情報に基づいて対象物の輪郭抽出が行われ（ステップＳ２）、続いて計測精度の信頼性を示すエッジ指標が算出される（ステップＳ３）。最後に、エッジ指標に基づく画像情報、輪郭情報、そして例えば輪郭内の面積等の計測値が表示部５により表示される。
【００２３】
ステップＳ１においては、画像取得部３により画像データが取得され、メモリ４に格納される。
【００２４】
ステップＳ２においては、輪郭抽出部６により対象物の輪郭が抽出される。この輪郭抽出部６は、幾つかの公知の輪郭抽出手法を適用可能である。例えば、特開平７−２９１１５号公報に記載されているように、オペレータが入力した中心点から放射状にのびる走査線上の輪郭候補点を繋いで輪郭を抽出する方法、特開平８−８９５０３号公報に記載されているように画像を２値化したのちに閉輪郭を抽出する方法、特開平８−９６１４３号公報に記載されているように、画像エネルギーや弾性エネルギーを定義した輪郭モデルに基づく方法、そして例えばマウスのような座標入力部８を用いた手動による輪郭抽出方法などである。ステップＳ２において抽出された輪郭の座標はメモリ４に格納される。
【００２５】
ステップＳ３においては、エッジ指標算出部７によりエッジ指標が算出される。ここで、エッジ指標は輪郭上の任意の点において算出されるエッジ強度の平均値により定義される。例えば輪郭の法線方向について、次式（１）に示される微分法によりエッジ強度が算出される。次式（１）において、Ｉ（ｉ）は輪郭上のある点における画素の輝度値を表し、Ｉ（ｉ＋１）は輪郭上の点に対して、法線方向に隣接した画素の輝度値を表す。
【００２６】
Ｓ＝Ｉ（ｉ）−Ｉ（ｉ＋１） …（１）
あるいは分離度と称されるエッジ検出法を利用することもできる。図３は分離度に基づくエッジ検出法を説明するための図である。同図において、９は輪郭線、１０は輪郭線９上の点、そして１１は各点１０上に設定されるＲ１とＲ２の和領域を示している。また１２は和領域１１を拡大して示すものである。エッジ強度Ｓは次式（２）に従って算出することができる。
【００２７】
【数１】

【００２８】
ここで、エッジ強度の算出に用いるエッジ検出方法は、その画像に応じて幾つかの方法を選択することができる。例えば、少ない色数で作成されたＣＧ（コンピュータグラフィックス）画像を対象としている場合、微分法によるエッジ検出方法でも十分であるが、逆に超音波診断装置により得られるような粒状のノイズを含む画像を対象としている場合、分離度のような、領域間の統計値に基づくエッジ検出法が適切である。なお、本発明は特定のエッジ検出法のみに限定されない。
【００２９】
そして、エッジ強度の平均値をエッジ指標とすることで、対象物のエッジ上に輪郭が存在すれば、エッジ指標値は大きくなり、対象物のエッジ上に存在しない場合は、エッジ指標値は小さくなる。また、画質が悪い場合や対象物の輪郭が不明瞭な場合、エッジ指標値は小さくなる。マニュアル（手動）により輪郭のトレースを行った場合においても、対象物のエッジ部に輪郭がトレースできているかどうかの指標になる。このことから、エッジ指標値は計測結果の信頼性を示す指標として利用できる。
【００３０】
ステップＳ３において、輪郭上の各点で抽出されたエッジ指標は、輪郭座標とともにメモリ４に格納される。
【００３１】
ステップＳ４においては、ステップＳ３において算出されたエッジ指標の値、エッジ指標に基づく輪郭情報、及び画像情報が表示される。また、輪郭データから算出される面積値等の計測値も表示される。
【００３２】
ここで、輪郭情報の表示方法としては単に数値による表示方法の他に、次のような複数の表示方法が選択可能である。第１の表示方法として、輪郭上の各点（画素）におけるエッジ指標値の大小に応じて輪郭線９の表示色を変えて表示しても良い。図４はこの場合の表示例を示す図であり、同図においてエッジ指標が異なる輪郭線９はそれぞれ、密な点線（第１の表示色）、粗な点線（第２の表示色）、そして実線（第３の表示色）によって示されている。また、第２の表示方法として、エッジ指標値の大小に応じて輪郭線９の線幅を変えて表示しても良い。図５はこの場合の表示例を示す図であり、同図においてエッジ指標値が異なる輪郭線は、それぞれ、細線、実線、太線により線幅を変えて示されている。
【００３３】
このような表示を行う本実施形態によれば、輪郭のどの部分のエッジ強度が低いかを操作者が視覚的に、容易に理解できる。したがって、輪郭抽出結果をどの程度信頼できるかを操作者が直感的に理解できるようになる。
【００３４】
また、時間的に連続した動画像に対して輪郭抽出を行ったような場合は、輪郭上のエッジ指標値の平均値をグラフ表示するように構成しても良い。このようなグラフ表示は、エッジ指標の変化を知ることができ、輪郭の抽出状況や画質の変化を知るための指標として有用である。
【００３５】
ところで、操作者がエッジ指標の値あるいはその変化を観察し、撮像装置のパラメータの変更や、画像取得装置３のパラメータの変更を手動により行なうことも可能である。あるいは操作者が、エッジ指標を判断材料とし、自動的に行われている計測を中断し、用手的な計測に切り替えることも可能である。その結果として適切（自動的又は用手的）な計測手段による計測を迅速に行うことができ、総合的な観点から診断の効率を向上できる。
【００３６】
図６は第１実施形態の変形例の概略構成を示すブロック図である。本変形例では、エッジ指標の値に基づき、画像取得部３のパラメータ（装置条件）を制御する計測制御部１０が付加されて成る。この計測制御部１０は、上記パラメータの一例として、例えば画像取得部３が超音波診断装置から成る場合に、同装置のゲインを制御する。
【００３７】
図７は本変形例の動作の概略を示すフローチャートである。同図において、画像情報入力（ステップＳ１）、輪郭抽出（ステップＳ２）、エッジ指標算出( ステップＳ３) 、および計測結果表示（ステップＳ４）は図２において説明したものと同じであり、図７のフローチャートは、エッジ指標がしきい値を超えているか否かの判定処理（ステップＳ５）およびパラメータ調整（ステップＳ７）が付加されている点において図２のフローチャートと異なっている。
【００３８】
本変形例では、ステップＳ３において算出されたエッジ指標の値をステップＳ５において所定のしきい値と比較し、ここではエッジ指標の値がしきい値よりも小さい場合（図７においてエッジ指標＞Ｔｈが偽（Ｎｏ）のとき）はステップＳ７に移行する。ステップＳ７においては、パラメータの調整が行われる。より具体的には画像取得部（超音波診断装置）３の装置条件としてのゲインを調整する（ここではゲインを上げる）。しかる後、ステップＳ１以降の処理が再び実行され、ステップＳ３においてはエッジ指標の値が再度計算されることになる。
【００３９】
このような本変形例によれば、エッジ指標が最大となるようにゲイン値を決定することで、輪郭抽出に最適なゲインを自動的に設定することができる。
【００４０】
以上説明したように本実施形態の画像診断装置によれば、計測結果の信頼性を示す指標（ここではエッジ指標）を表示することができ、これにより検査者（操作者）は計測結果の信頼性を定量的に知ることができる。
【００４１】
また、算出した指標ここではエッジ指標）の値に基づいて画像取得手段３に対するパラメータ（ここでは超音波診断装置の装置条件としてのゲイン）を調整することで、目的とする計測に最適な画像取得条件を自動的に設定することができる。これにより効率的な診断を行えるようになる。
【００４２】
（第２実施形態）
第２実施形態は、超音波診断装置により撮像された心臓の画像から左心室内膜を抽出し、輪郭データから算出される計測結果の表示を行う画像診断装置に関する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、輪郭で囲まれる領域内の輝度分散値を指標として用いることである。図８は第２実施形態に係る画像診断装置の概略構成を示すブロック図である。制御中枢としてのＣＰＵ１には制御／データバス２を介して、画像情報を取得する画像取得部３、画像データ及び内部データを記憶するメモリ４、画像及び抽出された輪郭及び指標値を表示する表示部５、画像情報に基づいて輪郭を抽出する輪郭抽出部６、指標を算出する指標算出部７、操作者が座標等の情報を入力する座標入力部８が接続されている。なお、画像取得部３に対し画像情報を与える、図示しない画像撮像手段（モダリティ）は例えば超音波診断装置であり、この画像撮像手段は当該画像診断装置と一体であっても良いし、両者が分離された構成としても良い。なお、モダリティとしては超音波診断装置に限定されず、例えばＸ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）や磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）であっても良い。あるいは、画像取得部３が画像のビデオ信号を入力する手段であっても良い。
【００４３】
図９は本実施形態の動作の概略を示すフローチャートである。
【００４４】
まず画像取得部３により画像情報が取得されメモリ４に格納される（ステップＳ１）。次に、輪郭検索の初期位置を示す初期輪郭の入力を行う（ステップＳ２）。次に、指標算出部１１により計測結果の信頼性を示す指標が算出される（ステップＳ３）。指標の値に応じて必要であれば、ステップＳ１に戻り画質パラメータが調整され、再度、画像が取得される（ステップＳ４）。輪郭抽出部６により画像中から左心室内膜が抽出され、輪郭抽出データとしてメモリ４に記憶される（ステップＳ５）。最後に、画像情報、輪郭情報、そして計測値が表示部５により表示される（ステップＳ６）。
【００４５】
以下、上述した処理の内容を詳細に説明する。
【００４６】
まずステップＳ１においては、第１実施形態と同様に画像データを画像取得部３により取得する。得られた画像はメモリ４に格納される。ステップＳ２において、操作者は座標入力部８を用いることにより、輪郭探索の開始位置を示す初期輪郭を左心室内に設定する。初期輪郭としては例えば楕円形状の輪郭である。本実施形態では、輪郭抽出部６による輪郭抽出処理は、ステップＳ５において初期輪郭から外側に向かって順次、エッジ強度が強い部分を探索することにより行われる。
【００４７】
次にステップＳ３においては、指標算出部１１により指標が算出される。ここで指標は、抽出された輪郭によって囲まれた領域内の輝度分散値として定義される。画像中にノイズが少ない場合は、左心室内はほぼ一様に低輝度で撮像される。このため輪郭内の輝度分散値は小さくなる。逆にノイズが多い場合は、輝度分散値は大きくなる。第２実施形態は、輪郭抽出に適している画像であるか否かを示す指標（すなわち計測結果の信頼性を示す指標）として輝度分散値を用いる。
ステップＳ４においては、算出された指標値が事前に設定されたしきい値よりも大きい場合は、自動又は手動により画質パラメータの調整が行われ、再度、ステップＳ１による画像入力が行われる。そして、ステップＳにおいて再度、指標が算出されることになる。算出された指標がしきい値よりも小さい場合、あるいは画質パラメータの調整を繰り返し行ったのち指標値が最小となった時点でステップＳ５に移行する。ステップＳ５においては、輪郭抽出部６により画像中から左室内膜が抽出され、これにより得られた輪郭座標データがメモリ４に格納される。最後にステップＳ６においては、画像情報、輪郭情報、そして計測値が表示部５により表示される。
【００４８】
このような本実施形態によれば、輪郭抽出処理の前に指標を算出し、指標の値に基づいて画質パラメータを調整するようにしているため、輪郭抽出処理に適した画質を簡便に得ることができ、また、輪郭抽出の精度を向上できる。
【００４９】
なお、上記第１及び第２実施形態では、画像情報に基づいて計測を行うものとして説明を行ったが、生体情報そのものを利用して計測を行っても良い。つまり、画素値からなる画像の情報すなわち画像情報のみならず、超音波の受信信号等、画像情報として再構成する以前の情報すなわち生体情報を利用して計測を行っても良い。
【００５０】
（第３実施形態）
図１０は本発明の第３実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態は超音波探触子１００、送受信系２００、Ｂモード処理回路３００、ＣＦＭ処理回路４００、ＰＷ処理回路５００、ＤＳＣ７００、イメージメモリ９００、メモリ制御部１０００、計測演算部１５０、表示モニタ８００を備えている。メモリ制御部１０００には時相検出部１１０、再生操作入力部１４０、ＲＯＩ入力部１２０、関心期間入力部１３０が設けられる。また、計測演算部１５０には、信頼性指標演算部１６０と、補正係数演算部１７０が設けられる。
【００５１】
送受信系２００から探触子１００を介して生体内に送波された超音波パルスは、生体内で反射され、再び探触子１００にて受波される。この信号は送受信系２００、Ｂモード処理回路３００、ＣＦＭ処理４００、ＰＷ処理回路５００を介してＤＳＣ７００に取り込まれる。そして最終画像として表示モニタ８００により表示される。
【００５２】
また本実施形態は、特願平６−３２５５６８号に記載されているように、画像情報をイメージメモリ９００において一旦記憶し、その再生画像上において計測演算部１５０により計測が行われるものとなっている。ここで言う計測とは、血流情報をはじめ、組織の速度情報、超音波散乱強度（輝度）情報等に基づく種々の計測を意味する。より具体的には、距離、面積、容積、速度、血流量、輝度計測等である。ここでは、特許登録第１９２６６８２号、特願平５−１７０４３５号において詳述されている血流量計測を例にとって説明を行う。
【００５３】
まずは測定すべき部位の断層像を描出し、これをイメージメモリ９００にて一旦記憶する。実際の計測はこのイメージメモリ９００に記憶された画像をＤＳＣ７００に呼び出して行うものとする。同メモリ９００による画像記憶の方法としては、例えばメモリスタートボタンを押下することにより一定時間分の画像を記憶する方法や、常に一定時間分の画像情報を記憶するようにし、一定時間を過ぎたデータはオーバーフローさせ、メモリストップが指示されることでその時刻以前のデータを記憶する方法が挙げられる。
【００５４】
イメージメモリ９００の再生ボタンを押下することにより、同メモリ９００に記憶された画像情報がＤＳＣ７００のフレームメモリに読み出され、表示モニタ８００により表示される。このとき読み出される画像は、フレームレートを変更できるようになっており、スロー再生、コマ送り再生、静止像表示等が可能となっている。通常はエンドレス再生となっており、例えば１０心拍分の画像が表示されると、再度、１心拍目の画像から再生されるようになっている。
【００５５】
操作者は、まず計測を行うための「関心期間範囲」を時相期間入力部１３０により設定する。これによりイメージメモリ９００のうち所定の部分が関心時相範囲として指定される。この関心時相範囲内の画像上において計測用のＲＯＩ（関心領域）を指定する。例えば関心時相をある心拍の収縮期に設定すれば、この収縮期についてのみの計測が行えることになる。このような関心時相範囲を設定したのち、計測用のＲＯＩをＲＯＩ入力部１２０によって設定する。
【００５６】
ここで、血流量計測を行う場合を考える。ここでの計測は、例えば流出路における速度プロファイルに基づく計測である。この場合、例えば図１１に示すようにして計測用のＲＯＩを設定する。計測用のＲＯＩは、メモリ制御部１００及びＤＳＣ７００からの制御により、生体画像上に重畳（スーパーインポーズ）表示されるものとする。
【００５７】
ＲＯＩの設定が終了し、操作者により再生開始ボタンが押下されることにより、関心時相範囲のみの画像がループ再生される。ここで操作者が計測開始ボタンを押下することにより、イメージメモリ９００に記憶された画像画像データに基づいて、計測演算部１５０による演算処理が行われる。具体的には、まず各フレームにおける流出路の速度プロファイルに基づき、これが空間（回転）積分され、該フレームの瞬時流量が演算される。この計算結果が関心時相期間について積分（加算）されることにより、収縮期についての流出血流量が演算される。演算結果は表示モニタ８００上に表示される。
【００５８】
そして本実施形態は、この計測結果の信頼性を定量的に求めるために信頼性指標演算部１６０を備えている。以下、この信頼性指標演算部１６０の構成及び動作について説明する。
【００５９】
例えば図１２に示すような速度プロファイルが検出されているとする。このプロファイルの内部において、速度がゼロとなっている箇所は、いわゆる「黒抜け（Ｓ／Ｎ不足により血流を示す画素が抜け落ちる現象）」によるものである。この速度プロファイルを積分することによって演算された血流量は、かかる黒抜けの部分が過小評価されることになり、信頼できる値とはならない。
【００６０】
そこで本実施形態では、計測結果の信頼性の指標として、例えば以下に定義する「黒抜けの度合い」を信頼性指標演算部１６０が演算する。図１２（ａ）に示すように横軸を位置ｉ、縦軸を速度ｖ（ｉ）とする速度プロファイルを考える。この速度プロファイルの両端がｊ，ｋであるとすると、プロファイルの幅に相当するデータ数はｋ−ｊ＋１となる。このうち流速が０であるデータの数をＮｏとするとき、黒抜け度はＮｏ／（ｋ−ｊ＋１）と定義される。この黒抜け度は、プロファイルがどれだけ埋まり良く検出されているかを示すものとなり上記指標として用いることができる。
【００６１】
より簡便な指標として、血流情報の色づきの範囲を用いることもできる。色づきの範囲は、例えば前記速度プロファイルの幅ｋ−ｊ＋１から求めることができる。図１２（ｂ）に示すように、この幅を例えば［ｍｍ］で表示する。例えば左心室流出路であれば流出路の流路幅の正常値は２５ｍｍ前後である。この流路幅と、色づきの範囲として求まる流路幅とを参照することにより、適切に測定断面が得られているかを表す指標を得ることができる。
【００６２】
これらとは別の指標として、プロファイル検出の信頼性を表す指標を求めるようにしても良い。この場合は上記速度プロファイルに加えて、図１３（ａ）に示すようにドプラ信号の強度（パワー）プロファイル（分布）を得るものとする。ノイズレベルが既知であるとすると、各測定点におけるＳ／Ｎは血流のパワー対ノイズレベルの比として与えられる。このことを利用し、関心領域内においてプロファイルが十分なＳ／Ｎで検出できているかを表す指標として、各測定点のＳ／Ｎをプロファイルの幅の間で積分した値を用いる。この値はプロファイル全体についての平均的なＳ／Ｎに相当する。ここで、Ｓ／Ｎが十分である場合は、流路の端まで血流が描出されるため計測結果の信頼性は高くなる。一方、図１３（ｂ）に示すように、Ｓ／Ｎが不十分である場合は、たとえば中央部の流路のみが描出されるだけとなり、計測結果は過小評価となり計測結果の信頼性は低くなる。つまり、上記Ｓ／Ｎの積分値は計測結果の信頼性を表す指標として用いることができる。なお、この積分値を、設定された期間における関心時相についてのみ積分し、これを指標として用いても良い。
【００６３】
これらの指標を表示することにより、操作者は、得られた計測結果が信頼できるかどうかを客観的かつ定量的に知ることができ、適切な判断を下せるようになる。
【００６４】
次に、補正係数演算部１７０について詳述する。
【００６５】
計測結果に影響を与える要因として、まずはゲインを考える。ゲインを所定量だけ変化させた場合、図１４に示すように、真の流路に対し、速度プロファイルは広く、あるいは狭く描出されることになる。ゲインが最適に設定されている場合、はみ出すことなく流路の端までカラー（画素）が埋まることになる。
【００６６】
ここで、超音波診断装置の空間分解能（サンプルボリューム）が既知であれば、上記カラーがはみ出す程度を定量化できる。つまり計測結果の過大評価あるいは過小評価の程度を理論的な演算によって定量化できる。
【００６７】
そこで、ある最適なゲインを設定し、この設定からゲインを所定量だけ変化させた場合、補正係数演算部１７０は、ゲインの変化量に応じた補正を行うための補正係数を演算する。あるいは補正のためのパラメータを計測演算部１５０にフィードバックする。これにより、ゲインを変化させた場合であっても計測値に補正を加えることで精度の高い計測結果を得ることができる。なお、ゲイン以外にも、周波数、波数、走査線間隔、空間フィルタなど、計測結果に影響を与える要因については装置の設定状態に応じて補正係数演算部１７０において補正係数を演算するようにしても良い。さらに、装置条件ではなく、前述した信頼性指標と組み合わせた新たな補正を加えるようにすれば、さらに高精度の計測結果を得ることができるようになる。例えば、速度プロファイルの幅により決定された流路径を補正係数演算部１７０に入力することにより、相対的な空間分解能の影響を考慮した補正係数を算出可能となる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、装置設定や画像の質によらず、精度のよい計測を行うことができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、画像データを一旦イメージメモリ９００に記憶したのち、これを読み出して計測演算部１５０により計測を行うように構成されているが、計測を行う前に画像データを指標演算部１６０に入力し、ハード的に指標値等を計算し、これをリアルタイムで表示することで、画像収集の信頼性の指標として利用することも可能である。
【００７０】
（第４実施形態）
例えばゲインなど画質に影響を与える装置の設定条件によって計測結果は異なるものとなり、条件によっては適切な計測が行えない場合があること、さらに、特定の患者のフォローアップを実施するような場合は、前回の計測を再現することが重要であることについては既に述べた。
【００７１】
第４実施形態は第3 実施形態の変形例に係り、計測画像を取得する際における計測条件に関する種々の表示、又は計測条件の最適設定を行い得る超音波診断装置に関するものである。第4 実施形態において第3 実施形態と同一部分には同一の参照数字が付してある。
【００７２】
図１５は第4 実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。第4 実施形態は第3 実施形態の超音波診断装置に対し、操作者からの指示等を入力する情報入力部２０００、この情報入力部２０００に入力された情報を記憶するメモリ２１００、送受信系２００を制御する計測条件制御部１８０、及び特定の計測条件（ここでは「前回」の計測条件）を記憶するメモリ１９０が付加されて成る。メモリ１９０は超音波診断装置に対し外付けされる構成としても良い。
【００７３】
計測条件制御部１８０にはメモリ１９０から前回の計測条件が入力される。計測条件は主に装置条件から成り、また患者毎で異なるものであり、この情報は患者のＩＣカード等に記憶されているのが現実的である。なお、「今回」の計測条件についても同様に計測条件制御部１８０に入力される。これら「前回」及び「今回」の両者の比較が行われ、設定に相違がある場合は表示モニタ８００によりその旨が表示される。あるいは、計測条件のうち両者で相違するパラメータについては例えば前回の計測条件に今回の計測条件が自動的に設定されるように構成しても良い。
【００７４】
ここで本実施形態では、上記計測条件のうちメモリ１９０に記憶すべき内容を任意に変更することができ、あるいは記憶された計測条件のうち、参照又は表示すべきパラメータを任意に変更できることが望ましい。すなわち、計測条件のうち、特定の計測に影響を与えるパラメータについてのみ参照するように構成すれば、効率の良い計測が行えるようになる。
【００７５】
図１６は、上記計測条件を入力するためのパラメータ情報テーブルの一例を示す図である。操作者が情報入力部２０００を操作することで、所定の編集画面が起動され、表示モニタ８００上に当該情報テーブルが表示されるとともにカーソルが最初の計測欄上において点滅表示される。計測の種類としては、同図に示すように、流量計測、輝度計測が一例として挙げられる。まず操作者は設定を行いたい計測の種類をキーボード又はトラックボール等を含む情報入力部２００を操作することにより選択する。同図は流量計測が選択された状態を示している。次に、参照すべきパラメータ、すなわち計測に影響を与えるパラメータ群が表示される。このパラメータ群のうち、前回の計測との比較参照を行わせたいパラメータについては「参照」の欄をオン（ＯＮ）にする。これにより、当該パラメータは計測条件として記憶すべきパラメータとして設定されたことになり、かかる設定はメモリ２１００に記憶される。なお、テーブルに表示される種々の項目（パラメータを含む）の追加又は取り消しは操作者が自由に行えるようにすることが望ましい。また、指定された項目のみを計測画像（例えば断層像）上に表示することで、画面上の情報量を適当に調節することができ、操作者にとって見やすい画面構成にすることができる。
【００７６】
このような本実施形態によれば、計測画像を取得する際における計測条件に関する種々の表示、又は計測条件の最適設定を行うことにより、患者毎で前回の計測を容易に再現することができる。したがって適切且つ簡便に計測を行うことができる。なお、本実施形態は上述した第3 実施形態と組み合わせても良い。具体的には本実施形態の計測条件制御部１８０と第3 実施形態の信頼性指標演算部とを組み合わせて構成しても良い。これにより信頼性指標の精度をより向上できる。
【００７７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず種々変形して実施可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の画像診断装置及び超音波診断装置を提供できる。
【００７９】
(1)計測結果の信頼性を検査者が定量的に知ることができる画像診断装置及び超音波診断装置。
(2)適切な計測結果を得るための装置条件の設定を容易に行える画像診断装置及び超音波診断装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】上記第１実施形態の動作の概略を示すフローチャート。
【図３】上記第１実施形態に係る分離度に基づくエッジ検出法を説明するための図。
【図４】上記第１実施形態に係るエッジ指標に基づく輪郭表示の一例を示す図。
【図５】上記第１実施形態に係るエッジ指標に基づく輪郭表示の他の例を示す図。
【図６】上記第１実施形態の変形例の概略構成を示すブロック図。
【図７】上記変形例の動作の概略を示すフローチャート。
【図８】本発明の第２実施形態に係る画像診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図９】上記第２実施形態の動作の概略を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図
【図１１】上記第３実施形態に係るＲＯＩ内の速度分布を示す図。
【図１２】上記第３実施形態に係る速度プロファイルを示す図。
【図１３】上記第３実施形態に係るパワープロファイルを示す図。
【図１４】上記第３実施形態に係る装置のゲイン曲線を示す図。
【図１５】本発明の第4 実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図
【図１６】上記第４実施形態に係る計測条件を入力するためのパラメータ情報テーブルの一例を示す図。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ
２…制御／データバス
３…画像取得部
４…メモリ
５…表示部
６…輪郭抽出部
７…エッジ指標算出部
８…座標入力部

Claims

画像を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された画像に基づき対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭に関する所定の計測を前記取得手段により取得された画像に基づいて行う計測手段と、
前記計測手段による計測結果の信頼性を示す指標を算出する算出手段と、
を具備することを特徴とする画像診断装置。
前記算出手段により算出された指標に基づき、前記取得手段における画像の取得条件又は前記計測手段における計測条件若しくは計測方法の少なくとも一つを設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
前記算出手段は、前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭上の複数の点のそれぞれについて前記指標の算出を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像診断装置。
前記算出手段により算出される指標は、前記取得手段により取得された画像上に設定された関心領域内の輝度分散値であることを特徴とする請求項１又は２又は３のいずれかに記載の画像診断装置。
前記関心領域は操作者により指定された初期輪郭で囲まれた領域であることを特徴とする請求項４に記載の画像診断装置。
前記算出手段は、前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭上のエッジ強度に基づいて前記指標を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像診断装置。
前記算出手段により算出された指標を表示する表示手段をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又は６のいずれかに記載の画像診断装置。
前記算出手段は、前記抽出手段により抽出された対象物の輪郭上の所定の点について前記指標を算出し、前記表示手段は、その値が各々異なる複数の指標を区別可能な如く表示することを特徴とする請求項７に記載の画像診断装置。
前記算出手段は、前記計測手段が計測のために用いた情報以外の情報を用いて前記指標を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
前記取得手段により取得された画像又は当該取得手段の取得条件に基づいて、前記計測手段による計測結果に対する補正係数を算出する補正係数算出手段と、
当該補正係数算出手段により算出された補正係数に応じて前記計測手段による計測結果を補正する補正手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
前記計測手段により計測を行った際の、前記取得手段の取得条件を前回の計測条件として記憶する記憶手段と、
今回の計測を行う際に、前記記憶手段により記憶された前回の計測条件を読み出して表示する計測条件表示手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
前記計測条件は複数の項目から構成されるものであって、前記複数の項目のうち所望の項目のみを前記記憶手段に記憶させ、又は前記記憶手段が記憶する計測条件のうち所望の項目のみを読み出して表示若しくは参照することを特徴とする請求項１１に記載の画像診断装置。
前記参照した項目の設定が前回の計測時の設定とは異なる場合に、当該項目を強調して表示するか、又は再設定を行う手段をさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載の画像診断装置。
特定の装置条件に従って、被検体に超音波を送波し、その反射波を受波することによって超音波信号を得て、当該信号に基づき前記被検体の超音波診断画像を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された画像に基づき対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭に関する所定の計測を前記超音波診断画像に基づいて行う計測手段と、
前記計測手段による計測結果の信頼性を示す指標を算出する算出手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
前記算出手段により算出された指標に基づき、前記取得手段の装置条件を設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断装置。
前記算出手段は、前記計測手段が計測のために用いた情報以外の情報を用いて前記指標を算出することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の超音波診断装置。
前記指標は、超音波ドプラ法に係るパワー又は分散の空間若しくは時間積分値と、前記超音波診断画像の信号対雑音比とに基づいて算出されることを特徴とする請求項１４又は１５又は１６のいずれかに記載の超音波診断装置。
前記指標は、超音波カラードプラ法に係る速度プロファイル上の黒抜けの度合いに基づいて算出されることを特徴とする請求項１４又は１５又は１６のいずれかに記載の超音波診断装置。
前記指標は、超音波カラードプラ法に係る速度プロファイルでの色づきの度合いに基づいて算出されることを特徴とする請求項１４又は１５又は１６のいずれかに記載の超音波診断装置。
前記取得手段により取得された超音波診断画像又は当該取得手段の装置条件に基づいて、前記計測手段による計測結果に対する補正係数を算出する補正係数算出手段と、
当該補正係数算出手段により算出された補正係数に応じて前記計測手段による計測結果を補正する補正手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断装置。
前記計測手段により計測を行った際の、前記取得手段の装置条件を前回の計測条件として記憶する記憶手段と、
今回の計測を行う際に、前記記憶手段により記憶された前回の計測条件を読み出して表示する計測条件表示手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断装置。
前記計測条件は複数の項目から構成されるものであって、前記複数の項目のうち所望の項目のみを前記記憶手段に記憶させ、又は前記記憶手段が記憶する計測条件のうち所望の項目のみを読み出して表示若しくは参照することを特徴とする請求項２１に記載の超音波診断装置。
前記参照した項目の設定が前回の計測時の設定とは異なる場合に、当該項目を強調して表示するか、又は再設定を行う手段をさらに具備することを特徴とする請求項２２に記載の超音波診断装置。
前記算出手段は、前記算出手段により算出されたエッジ指標を前記計測手段による計測結果の信頼性を示す指標として、前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭が前記対象物のエッジ上に存在する度合いを示した少なくとも１つのエッジ指標を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
前記算出手段は、前記算出手段により算出されたエッジ指標を前記計測手段による計測結果の信頼性を示す指標として、前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭が前記対象物のエッジ上に存在する度合いを示した少なくとも１つのエッジ指標を算出することを特徴とする請求項１３に記載の超音波診断装置。