JP4796347B2

JP4796347B2 - 画像診断装置

Info

Publication number: JP4796347B2
Application number: JP2005217592A
Authority: JP
Inventors: 武洋宮岡
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: JP2007029450A

Description

本発明は、超音波診断画像、磁気共鳴画像又はＸ線ＣＴ画像に適用される生体組織の動きを計測する機能を備えた画像診断装置に関する。

超音波診断装置、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置、及びＸ線ＣＴ装置等の画像診断装置は、いずれも被検体の検査部位に係る断層像などをモニタに表示して診断に供するものである。例えば、心臓や血管等の循環器系及びその他の動きのある臓器の場合、それらを構成する生体組織（以下、組織と総称する）の動きを断層像により観察し、それら臓器等の機能を診断することが行なわれている。

特に、動きのある臓器の運動を定量的に評価して、診断の精度を一層向上させるため、例えば、画像診断装置により得られる心臓の画像に基づいて、心壁を構成する心筋の位置の変化を計測して組織の運動を定量的に評価することが検討されている。

このような組織の運動量を計測する方法は、特許文献１に記載のように、Ｂモード像などの画像上で動きを有する部位に２つの点を設定し、その２点間の距離の変化を画像上で計測することが知られている。

特開平６−１２５８９３号公報

ところで、組織などの運動量を評価する場合、心筋の位置変化だけでなく、特定の点に対する各部の動きを計測して、心臓などの臓器の機能を診断することが考えられる。例えば、心臓の拡張期と収縮期の心筋の運動量を評価する場合、心臓の先心部に対する心筋の異なる部位の相対的な動きを計測することがある。この場合、距離計測に係る２つの指定点（以下、一対の指定点と称する。）の一方を先心部に設定し、他方の指定点を心筋の複数部位に設定することになるが、距離計測に係る複数対の指定点のうちの一方の点を先心部に重ねて設定しなければならない。

一般に、画像上に指定点を設定する場合、マウスやトラックボール等のポインティングデバイスにより、画像上に表示された矢印やカーソル等の位置指定マークを所望の位置に移動して設定することになる。ところが、一般に、マウスなどのポインティングデバイスにより位置指定マークを微細な距離移動させることは難しく、特定の点に他の点を重ねて設定する操作は極めて煩雑である。

特に、距離計測のために設定する複数の指定点を同一点に重ねて設定しなければならない場合は、それらの複数の指定点を同一の画素（ピクセル）に設定する必要がある。すなわち、組織の動きを計測するための指定点は、画像追跡処理により組織の動きに追従させて移動する必要がある。この画像追跡処理は、いくつかの方法が知られており、例えばブロックマッチング法によれば、指定点を含む設定領域の画像ブロックの特徴を求め、その特徴に類似する画像ブロックを探索して、指定点の移動先を求めるようにしている。したがって、仮に、同一点に設定すべき２つの指定点が１ピクセルずれて設定されてしまうと、探索対象の画像ブロックが２つになるため、画像追跡処理を繰り返し行うにつれて、２つの指定点のずれがどんどん大きくなるおそれがあるという問題がある。この画像追跡処理が有する問題は、避けることができない本質的な問題で、距離計測に誤差を生ずることになる。

本発明は、複数の指定点を同一位置に重ねて設定する操作を容易にすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明の画像診断装置は、該画像表示手段に表示された位置指定マークを移動して前記診断画像上に距離計測に係る指定点を設定する入力手段と、該入力手段により続いて設定される２つの指定点を一対とする指定点間の距離を複数対の指定点間について前記診断画像上で計測する距離計測手段とを含み、前記位置指定マークにより設定される前記一対の指定点の内の一方の新たな指定点の前記位置指定マークが、前記診断画像上に既に設定されている既指定点を中心とする予め設定された指定範囲内にあるとき、該新たな指定点を前記既指定点に重ねて設定する指定点設定支援手段を設けたことを特徴とする。

すなわち、距離計測に係る複数の指定点は、一般に、画像上で近接した位置に設定されることは稀であるから、新たな指定点を設定するために移動操作されている位置指定マークが、既に設定されている既指定点の一定範囲内に近づいたとき、新たな指定点を既指定点に重ねて設定する操作であるとみなして、既指定点に重ねて新たな指定点を自動的に設定する。これにより、操作者は、１ピクセル単位で位置指定マークを移動操作する必要がないから、既指定点に新たな指定点を簡単に重ねて設定できる。その結果、同一点に設定すべき複数の指定点の位置ずれが生じないから、画像追跡処理が繰り返し行われても、距離計測の誤差を生ずることがない。

具体的には、指定点設定支援手段は、画像上に指定された既指定点の座標を認識すると共に、移動操作されている位置指定マークの座標を認識し、それらの座標の間隔を計算し、その間隔が指定範囲以内になったときに、既指定点に重ねて新たな指定点を設定する。既指定点に重ねて新たな指定点を設定した場合は、その既指定点の表示状態を変えたり、あるいはそのことを画像上に表示することによって、操作者に知らせることができる。また、指定範囲は、例えば、数ピクセルに設定することができる。

なお、マウスなどのポインティングデバイスの操作を誤って、新たな指定点が既指定点に重ねて設定された場合は、その新たな指定点の設定を取り消す設定取消手段をポインティングデバイスなどの入力手段に設けることができる。さらに、ポインティングデバイスなどの入力手段に、設定された指定点を削除する指定点削除手段を設けることができる。これによれば、設定された指定点を削除して、新たな位置に指定点を変更設定することができる。

本発明によれば、複数の指定点を同一位置に重ねて設定する操作を容易にすることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の画像診断装置の一実施形態の超音波診断装置のブロック構成図を示す。本実施形態の超音波診断装置は、超音波を利用して被検体の撮影部位に関する断層像を取得して表示すると共に、断層像に指定された２点間の距離の計測を行う機能、指定点の座標の表示及び計測した距離の表示をする機能を有しているものである。なお、本発明の特徴に係る指定点設定支援は、超音波診断画像に限らず、磁気共鳴画像又はＸ線ＣＴ画像により生体組織の動きを計測する機能を備えた画像診断装置に適用できる。

図1に示すように、本実施形態の超音波診断装置は、超音波の探触子１１と、超音波送受信部１２と、シネメモリ１３と、切換器１４と、スキャンコンバータ１５と、画像表示装置１６と、制御部１７とを備えて構成される。
探触子１１は、機械的又は電子的に超音波ビームの走査を行い、被検体内との間で超音波を送受信するものである。そのために、探触子１１は、内部に超音波の発生源として機能すると共に、被検体内からの反射エコーを受信する機能を有する１つ又は複数の振動子が備えられている。

超音波送受信部１２は、探触子１１を駆動して超音波を発生させると共に、探触子１１で受信した反射エコー信号を処理するものである。そのために、超音波送受信部１２は、探触子１１から被検体内へ送信する超音波ビームを形成するための公知の送波パルサ及び送波遅延回路を備えて構成されている。また、超音波送受信部１２は、探触子１１の複数の振動子で受信した反射エコー信号を増幅する受信増幅器と、増幅した複数の反射エコー信号の位相を揃えて加算して受波超音波ビームを形成する受波遅延回路及び加算器などからなる整相回路とを有して構成されている。

シネメモリ１３は、超音波送受信部１２から出力される反射エコー信号（ＲＦデータ）を取り込んで、時系列に複数フレームに相当するＲＦデータを記憶するものである。スキャンコンバータ１５は、シネメモリ１３から読み出されたＲＦデータを、超音波ビームの走査線毎に書き込んで画像データを形成するものであり、例えばＢモード断層像の画像データに変換するようになっている。なお、シネメモリ１３の後段には、切換器14が設けられており、超音波送受信部１２から出力されるＲＦデータ又はシネメモリ１３から出力されるＲＦデータのいずれか一方を選択してスキャンコンバータ１５へ送るようになっている。

画像表示装置１６は、スキャンコンバータ１５から出力される画像データを入力して、例えば、Ｂモード断層像をテレビモニタに表示するようになっている。制御部１７は、超音波送受信部１２、シネメモリ１３、切換器１４、スキャンコンバータ１５及び画像表示装置１６などの構成機器の動作を制御する機能を備えている。つまり、内部に中央処理装置(ＣＰＵ)を備えたマイクロプロセッサを有し、各種の制御データや制御用ソフトウェアが格納されている。そして、制御部１７は、制御データや制御用ソフトウェアによって、超音波診断に必要な処理を行って構成機器を制御すると共に、画像表示装置１６に係る画像の表示位置の演算と設定を行うように構成されている。

制御部１７に接続されている入力部１８は、超音波診断に必要な各種のデータ又は指令を入力するようになっている。特に、本実施形態の場合は、画像表示装置１６に表示された診断画像であるＢモード像上に距離計測に係る指定点を設定するため位置指定マークを移動操作するマウスが備えられている。このマウスに代えて、トラックボール等の周知のポインティングデバイスを適用することができる。

また、制御部１７には、距離計測部１９と、本発明の特徴に係る指定点設定支援部２０が備えられている。距離計測部１９は、入力部１８のマウスから入力される位置指定マークであるカーソルの座標を求め、求めた座標データを画像表示装置１６に出力して、診断画像上の対応する座標位置に指定点を画像表示すると共に、入力部１８によって指定される２つの指定点間の距離を計測し、その計測結果を画像表示装置１６に表示する機能を備えて構成されている。

また、指定点設定支援部２０は、距離計測部１９と協働して、マウスにより移動されているカーソルの座標位置と、診断画像上に既に設定されている既指定点の座標位置との距離を求め、その距離が予め設定された設定距離の範囲内に入ったとき、その既指定点に重ねて新たな指定点を設定する機能を有して構成されている。

このように構成される本実施形態の特徴部である指定点設定支援部２０の詳細構成を、図２を参照して動作とともに説明する。図２は、画像表示装置１６の表示画面に表示される心筋２１の縦の断層像を模式化して示している。心臓の動きを定量的に評価して診断をする場合、例えば、内膜２２の先心部に指定点２３を設定すると共に、内膜２２上の任意の位置に複数の指定点２４（ａ〜ｄ）を設定し、指定点２３と指定点２４（ａ〜ｄ）との距離の変化をそれぞれ計測することが行われる。各指定点の設定は、マウスを操作してカーソルを所望に位置に移動して、左クリックなどにより設定指令を入力することにより行う。通常、距離計測に係る２つ指定点は、一対として設定される。つまり、距離計測部１９は、２つ指定点の内の一方の指定点を設定した後、続いて設定される指定点を一対として認識し、それらの指定点間の距離を計測する。これらの一対の指定点は、図２に示すように、点線又は実線で結んで表示される。

ここで、図２の例のように、同一の指定点２３に対して、対となる複数の指定点２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを設定して、対となる指定点間の距離を計測する場合、指定点２４（ａ〜ｄ）に対応させて同一位置に指定点２３（ａ〜ｄ）を複数回（図示例の場合は４回）設定する必要がある。しかし、マウスにより位置指定マークである十字型のカーソル２５を微細に距離移動させることは難しい。したがって、例えば、既に設定されている指定点２３ａに、指定点２４ｂの対となる指定点２３ｂを重ねて設定する操作は極めて煩雑になる。特に、距離計測のために設定する複数の指定点２３ａ〜ｄを同一点に重ねて設定しなければならない場合、それらの複数の指定点２３ａ〜ｄの座標位置を同一の画素（ピクセル）に設定しなければならない。指定点２３ａ〜ｄの座標位置が少しでもずれると、例えばブロックマッチング法などの画像追跡処理により、組織の動きに追従させて指定点２３ａ〜ｄを移動する処理を繰り返すうちに、指定点２３ａ〜ｄの座標ずれがどんどん大きくなり、距離計測に誤差が生じ、心臓等の動きを定量的に評価することが困難になるからである。

そこで、本実施形態では、指定点設定支援部２０を設け、心先部に既に設定された指定点２３ａが存在するときに、その指定点２３ａに重ねて指定点２３ｂ〜ｄを設定する場合、マウスの操作を支援して、指定点２３ｂ〜ｄを指定点２３ａに完全に重ねて設定できるようにしたことを特徴とする。

図３に、指定点設定支援部２０の処理手順のフローチャートに示すと共に、図４の説明図を参照して、指定点設定支援部２０の動作を説明する。図３に示すように、ステップＳ１において、カーソル中心Ｏが移動操作されていることを検知した場合に以下の処理を実行する。まず、マウスにより移動操作されているカーソル中心Ｏの座標（Ｏｘ，Ｏｙ）を取得する（Ｓ２）。次に、既に設定されている既指定点がある場合は、既指定点の中でカーソル中心Ｏの座標（Ｏｘ，Ｏｙ）に最も近い既指定点Ｒの座標（Ｒｘ，Ｒｙ）を探索する（Ｓ３）。そして、既指定点Ｒを中心とする半径Ｌの指定範囲２６を設定し、カーソル中心Ｏの座標（Ｏｘ，Ｏｙ）が指定範囲２６内にあるか否かを、次式に基づいて判断する（Ｓ４）。

Ｌ^２＞（Ｒｘ−Ｏｘ）^２＋（Ｒｙ−Ｏｙ）^２（１）
そして、カーソル中心Ｏが指定範囲２６内に入ったとき、カーソル２５の表示形態を変更する（Ｓ５）。カーソル２５の表示形態の変更は、例えば、点滅、色変え表示、その他、識別可能な異なる表示形態に変更すればよい。また、カーソル２５の表示形態の変更に代えて、既指定点Ｒの表示形態を変更するようにしてもよい。このように、カーソル２５又は既指定点２３の表示形態を変更することにより、新たな指定点を既指定点Ｒに重ねて設定する処理を行うことを操作者に知らせる。次いで、操作者がマウスを左クリックすることによって指定点の設定指令を入力したのを確認して（Ｓ６）、カーソル中心Ｏの座標（Ｏｘ，Ｏｙ）を既指定点Ｒの座標（Ｒｘ，Ｒｙ）に変更して、新たな指定点を既指定点Ｒに重ねて設定する（Ｓ７）。

なお、ステップＳ５、Ｓ６の処理を省略して、カーソル中心Ｏが指定範囲２６内に入ったとき、直ちに、ステップＳ７に進んで既指定点Ｒに重ねて新たな指定点を設定するようにしてもよい。また、ステップＳ６において、操作者がカーソル中心Ｏの位置を指定範囲２６の外に移動した場合は、図３の支援処理を終了する。これによって、操作者は、新たな指定点を既指定点Ｒに重ねずに、近い位置に設定することができる。また、操作者が単に既指定点の近くを通り過ぎルートでカーソル２５を移動したときに、誤って新たな指定点が既指定点に重ねて設定されることを回避できる。

また、入力部１８には、一旦設定した指定点を取り消す手段を持たせることができる。つまり、カーソル中心Oが指定範囲２６内に入り、新たな指定点が既指定点に重ねて設定された場合でも、新たに設定する指定点の削除あるいは移動をすることができる。なお、指定点を取り消す手段は、例えば、マウスの右クリックにより実現できる。特に、指定点の取消手段と指定点設定支援部２０とを協働させることにより、既指定点にカーソル２５を近づけるだけで、カーソル２５の座標が既指定点の座標に一致されるから、カーソル２５を取消対象の既指定点に完全に一致させなくても、容易に取り消し操作を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、心先部に既に設定された指定点２３ａが存在するときに、その指定点２３ａに指定点２３ｂを近付けていくと、指定点２３ｂが自動的に指定点２３ａに誘導され、完全に一致した座標に重ねて設定されるから、同一点に重ねて指定点を設定する操作が極めて簡単になる。同様に、指定点２３ｃ−２４ｃ及び指定点２３ｄ−２４ｄの対を設定する場合も、その指定点２３ａに指定点２３ｃ、２３ｄを近付けるだけで、指定点２３ｃ、２３ｄが自動的に指定点２３ａに誘導され、完全に一致した座標に重ねて設定される。なお、一対の指定点、例えば、指定点２３ａと２４ｂの設定順序に制限はなく、いずれの指定点を先に設定してもよい。

また、本実施形態によれば、同一点に複数の指定点を繰り返し設定する操作を、簡単に行うことができる。

また、上記実施形態では、図２に示した心臓の心先部と内膜の各部位との距離の変化を計測する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、同一の指定点に重ねて他の距離計測に係る指定点を操作する場合に適用できることは言うまでもない。

すなわち、例えば、図５に示すように、動きのある組織３０内に複数の指定点３１〜３４を設定し、指定点３１−３２間、３２−３３間、３３−３４間の距離の変化を計測する場合、指定点３２，３３を同一位置に重ねて２度設定することになる。このような場合も、本発明の指定点設定支援部２０を適用することにより、簡単に、且つ完全に一致した座標位置に、指定点３２，３３を重ねて設定することができる。

本発明の画像診断装置の一実施形態の超音波診断装置のブロック構成図である。本発明の指定点設定支援部を心臓の動きの距離計測に適用した場合の動作を説明するための心筋の模式図である。本発明の指定点設定支援部の処理手順を示す一実施形態のフローチャートである。本発明の指定点設定支援部の動作を説明する図である。本発明の指定点設定支援部を他の組織の動きの距離計測に適用した場合の動作を説明するための模式図である。

符号の説明

１１探触子
１２超音波送受信部
１３シネメモリ
１４切換器
１５スキャンコンバータ
１６画像表示装置
１７制御部
１８入力部
１９距離計測部
２０指定点設定支援部

Claims

診断画像を表示する画像表示手段と、該画像表示手段に表示された位置指定マークを移動して前記診断画像上に距離計測に係る指定点を設定する入力手段と、該入力手段により続いて設定される２つの指定点を一対とする指定点間の距離を複数対の指定点間について前記診断画像上で計測する距離計測手段とを含み、
前記位置指定マークにより設定される前記一対の指定点の内の一方の新たな指定点の前記位置指定マークが、前記診断画像上に既に設定されている既指定点を中心とする予め設定された指定範囲内にあるとき、該新たな指定点を前記既指定点に重ねて設定する指定点設定支援手段が設けられてなる画像診断装置。
前記指定点設定支援手段は、前記位置指定マークの座標を算出し、算出した前記位置指定マークの座標に近い前記既指定点を探索し、探索した前記既指定点と前記位置指定マークとの距離を求め、求めた距離が前記指定範囲内になったとき、前記新たな指定点を前記既指定点に重ねて設定することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
前記指定点設定支援手段は、前記位置指定マークが前記指定範囲内にある間、前記位置指定マーク或いは前記既指定点の表示形態を変更し、前記位置指定マーク或いは前記既指定点の表示形態が変更されているときに、前記入力手段から前記新たな指定点の設定指令が入力されたとき、前記新たな指定点を前記既指定点に重ねて設定することを特徴とする請求項２に記載の画像診断装置。
前記距離計測手段は、前記各対の指定点間を線で結ぶことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像診断装置。