JP5597455B2 - 超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、壁運動指標の時間変化曲線の部位間差分情報を用いて、心臓再同期療法（ＣＲＴ：Cardiac Resynchronization Therapy）適用判断に有用な非同期性の程度に関する指標や評価法を提供することができる超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムに関する。

心筋等の生体組織に関して、その機能を客観的かつ定量的に評価することは、その組織の診断にとって非常に重要である。例えば、近年、重度心不全患者に対するＣＲＴが注目されており、ＣＲＴへの適用の事前判定や治療の効果判定のために心エコーによる定量的評価が重要となってきている。ＣＲＴは、重度心不全患者に合併することが多い心壁運動の収縮同期不全（dyssynchorny）を改善可能な治療法である。この治療法が有効な患者（Responder）では、劇的な症状の改善が認められている。その一方で、心不全症例であってもＣＲＴが有効でない患者（Non Respnder）が２００５年時点で約３割も存在することが問題となっている。

Non Responderは心不全のうち収縮同期不全ではない患者である。これまでは、ＣＲＴの適用を心電図のＱＲＳ幅＞１３０ｍｓｅｃ、 Ejection Fraction （ＥＦ）≦３５％で判定していた。しかしこの基準では、心不全だが収縮同期不全ではない人も含まれ、Non Responderを生じていた。

そこで、心エコーを用いた定量的評価法により収縮同期不全のみを抽出しようという試みが世界中で始まり、速度の到達時間イメージングや、変位或いは歪みの到達時間（peak時間ないし重心時間）イメージング等を用いた手法が種々提案されている。これらの各手法は、局所的な心筋の収縮タイミングの違いをカラー画像として出力することができ、収縮同期不全の有無や収縮タイミングが異常な部位の把握を容易に行うことを狙いとしている。ここで、収縮タイミングの違いとして、速度や変位および歪み（strain）といった、「壁運動パラメータに関する時間変化のピーク（peak）時間差」が最も一般的に用いられている。

特許第３１８７００８号公報 特願２００４−１７３５８９号 特願２００５−０７３７８８号

しかしながら、PROSPECT study（Circulation. 2008;117:2608-16）の結果、速度や変位の心エコー・ドプラ法の指標すなわちピーク時間差では、ResponderとNon Responderが有意に識別できないことが報告されている。

一方、ピーク時間だけでなく重心時間による非同期性の評価も提唱されている。すなわち、ピークだと速度や変位のピーク時相付近に僅かなノイズが混入した場合や、複数のピークが存在する場合の非同期性の評価が安定しないことを鑑みて提案されたのが重心時間である。しかしながら、重心時間であっても結局は上記のピーク時間差同様にＣＲＴ適用に有効な非同期性（異常）を検出する点で制約がある。また、一般に重心時間はピーク時間よりも正常と異常との時間差が少なくなるため、正常と異常の分離が困難である。

従って、従来の非同期性に関する指標では、ＣＲＴのResponderとNon Responderとを有意に識別することはできない。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、ＣＲＴ適用判断に有用な非同期性の程度に関する指標や非同期性の評価法を与える超音波診断装置、超音波画像処理装置および超音波画像処理プログラムを提供することを目的としている。

本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体の心臓の少なくとも一部を含む二次元領域又は三次元領域を被走査領域として超音波走査し、当該被走査領域に関する超音波データを取得するデータ取得手段と、前記被走査領域に関する超音波データを用いて、心臓の複数部位に関する壁運動パラメータの時間変化曲線を取得する曲線取得手段と、前記心臓の複数部位のうち任意の二つの部位に関する時間変化曲線を用いて、解析期間の各時相における前記任意の二つの部位の前記壁運動パラメータの差分値の絶対値を計算すると共に、前記差分値の絶対値の前記解析期間における総和を計算し所定の値で規格化することで、心臓の壁運動に関する指標値を取得する指標値取得手段と、前記指標値を所定の形態で表示する表示手段と、を具備する。
本実施形態に係る超音波画像処理装置は、被検体の心臓の少なくとも一部を含む二次元領域又は三次元領域を被走査領域として超音波走査することで取得された、前記被走査領域に関する超音波データを用いて、心臓の複数部位に関する壁運動パラメータの時間変化曲線を取得する曲線取得手段と、前記心臓の複数部位のうち任意の二つの部位に関する時間変化曲線を用いて、解析期間の各時相における前記任意の二つの部位の前記壁運動パラメータの差分値の絶対値を計算すると共に、前記差分値の絶対値の前記解析期間における総和を計算し所定の値で規格化することで、心臓の壁運動に関する指標値を取得する指標値取得手段と、前記指標値を所定の形態で表示する表示手段と、を具備する。
本実施形態に係る超音波画像処理プログラムは、コンピュータに、被検体の心臓の少なくとも一部を含む二次元領域又は三次元領域を被走査領域として超音波走査することで取得された、前記被走査領域に関する超音波データを用いて、心臓の複数部位に関する壁運動パラメータの時間変化曲線を取得させる曲線取得機能と、前記心臓の複数部位のうち任意の二つの部位に関する時間変化曲線を用いて、解析期間の各時相における前記任意の二つの部位の前記壁運動パラメータの差分値の絶対値を計算させると共に、前記差分値の絶対値の前記解析期間における総和を計算させ所定の値で規格化させることで、心臓の壁運動に関する指標値を取得させる指標値取得機能と、前記指標値を所定の形態で表示させる表示機能と、を具備する。

以上本発明によれば、ＣＲＴ適用判断に有用な非同期性の程度に関する指標や非同期性の評価法を与える超音波診断装置、超音波画像処理装置および超音波画像処理プログラムを実現することができる。

図１は、実施形態に係る超音波診断装置１の構成図である。 図２は、異なる二つの部位の壁運動パラメータの時間変化曲線ｆ（ｔ）、ｇ（ｔ）の４つのケースを示した図である。 図３は、第１の実施形態に係る非同期性評価支援機能に従う処理（非同期性評価支援処理）の流れを示したフローチャートである。 図４は、ＣＲＴが有効な左脚ブロック症例に対する本非同期性評価支援機能の適用例を示した図である。 図５は、健常例に対する本非同期性評価支援機能の適用例を示した図である。 図６は、健常例に対する本非同期性評価支援機能の適用例を示した図である。 図７は、非同期性評価支援情報の表示形態の他の例を示した図である。 図８は、第２の実施形態に係る非同期性評価支援処理の流れを示したフローチャートである。

以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

なお、以下の実施形態では、超音波診断装置に適用例について説明する。しかしながら、これに拘泥されることなく、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等の超音波画像処理装置についても適用可能である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る超音波診断装置１の構成図である。本超音波診断装置１は、超音波プローブ１１、送信ユニット１３、受信ユニット１５、Ｂモード処理ユニット１７、移動ベクトル処理ユニット１９、画像生成ユニット２１、表示ユニット２３、制御ユニット（ＣＰＵ）３１、壁運動パラメータ演算ユニット３７、ＤＩ値計算ユニット３８、記憶ユニット３９、操作ユニット４１、送受信ユニット４３を具備している。なお、超音波画像処理装置に適用する場合には、図１の点線内がその構成要素となる。

超音波プローブ１１は、送信ユニット１３からの駆動信号に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を電気信号に変換する複数の圧電振動子、当該圧電振動子に設けられる整合層、当該圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有している。当該超音波プローブ１１から被検体に超音波が送信されると、生体組織の非線形性等により、超音波の伝播に伴って種々のハーモニック成分が発生する。送信超音波を構成する基本波とハーモニック成分は、体内組織の音響インピーダンスの境界、微小散乱等により後方散乱され、反射波（エコー）として超音波プローブ１１に受信される。

送信ユニット１３は、図示しない遅延回路およびパルサ回路等を有している。パルサ回路では、所定のレート周波数ｆｒ Ｈｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信超音波を形成するためのレートパルスが繰り返し発生される。また、遅延回路では、チャンネル毎に超音波をビーム状に集束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間が、各レートパルスに与えられる。送信ユニット１３は、このレートパルスに基づくタイミングで、所定のスキャンラインに向けて超音波ビームが形成されるように振動子毎に駆動パルスを印加する。

受信ユニット１５は、図示していないアンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有している。アンプ回路では、プローブ１１を介して取り込まれたエコー信号をチャンネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器では、増幅されたエコー信号に対し受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、所定のスキャンラインに対応した超音波エコー信号を生成する。

Ｂモード処理ユニット１７は、受信ユニット１５から受け取った超音波エコー信号に対して包絡線検波処理を施すことにより、超音波エコーの振幅強度に対応したＢモード信号を生成する。

移動ベクトル処理ユニット１９は、時相の異なる二つの超音波データ間でパターンマッチング処理を用いて組織の移動位置を検出し、この移動位置に基づいて各組織の移動量（又は速度）を求める。具体的には、一方の超音波データ内の関心領域について、最も類似性の高い他方の超音波データ内の対応領域を求める。この関心領域と対応領域との間の距離を求めることで、組織の移動量を求めることができる。また、この移動量を超音波データ間の時間差（フレームレート又はボリュームレート）で除することにより、組織の移動速度を求めることができる。この処理を超音波データ上の各位置で行うことにより、各組織の変位（移動ベクトル）又は組織の変位に関する時空間分布データを取得することができる。なお、ここでは、超音波データを、二次元的又は三次元的な位置情報を有する受信信号の集合（すなわち、空間的な情報を持つ受信信号の集合）であると定義する。

画像生成ユニット２１は、Ｂモード信号の所定断層に係る二次元分布を表したＢモード超音波像を生成する。また、画像生成ユニット２１は、演算された壁運動パラメータに基づいて、サーフェスレンダリング、Polar-Mapping等の手法を用いて当該壁運動パラメータがマッピングされた二次元画像又は三次元画像を生成する。

表示部２３は、画像生成ユニット２１からのビデオ信号に基づいて、超音波画像、対応する各位置に壁運動パラメータがマッピングされた壁運動パラメータ画像、部位毎の壁運動パラメータの時間変化曲線等を所定の形態で表示する。また、表示部２３は、セグメンテーション処理により分割された各部位を、後述する非同期評価支援機能に従って標識化し、所定の形態で表示する。

制御ユニット（ＣＰＵ）３１は、情報処理装置（計算機）としての機能を持ち、本超音波診断装置本体の動作を静的又は動的に制御する。特に、制御ユニット３１は、記憶ユニット３９に記憶された専用プログラムを図示していないメモリに展開することで、後述する非同期評価支援機能を実現する。

壁運動パラメータ演算ユニット３７は、移動ベクトル処理ユニット１９の出力した時空間分布データに基づいて、壁運動パラメータを時相毎に生成する。ここで、壁運動パラメータとは、例えば心壁等の所定組織の所定方向に関する変位、歪み、歪み率、速度、捻れ、捻れ率その他組織運動に関して取得可能な物理情報である。

ＤＩ値計算ユニット３８は、後述する非同期評価支援機能に従って、非同期性の評価に利用するためのＤＩ値を計算する。

記憶ユニット３９は、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体、及びこれらの媒体に記録された情報を読み出す装置である。この記憶ユニット３７には、送受信条件、所定のスキャンシーケンス、各時相に対応する生データや超音波画像データ（例えば、組織ドプラモード、Ｂモード等によって撮影された組織画像データ）、予め生成された時相毎の超音波データ、移動ベクトルに関する時空間分布データ、後述する非同期評価支援機能を実現するためのプログラム、診断情報（患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、ボディマーク生成プログラム等を記憶する。

操作ユニット４１は、装置本体に接続され、オペレータからの各種指示、関心領域（ＲＯＩ）の設定指示、種々の画質条件設定指示、後述する非同期評価支援機能における任意の壁運動パラメータや任意の解析期間、心時相の選択等を行うためのマウスやトラックボール、モード切替スイッチ、キーボード等を有している。

送受信ユニット４３は、ネットワークを介して他の装置と情報の送受信を行う装置である。本超音波診断装置１において得られた超音波画像等のデータや解析結果等は、送受信ユニット４３よって、ネットワークを介して他の装置に転送可能である。

（理論的背景）
ＣＲＴが有効なタイプ（Responder）の心壁運動の非同期は、部位間のピーク時間差が同じなら、部位間の壁運動パラメータ値の差異がより大きいことが指摘されている。例えば心筋梗塞による局所的な壁運動低下（akinesis）や心室壁の線維化が存在すると、その部位と他の健康な部位とで壁運動パラメータのpeak時間差が生じ易いが、このような病変部位ではＣＲＴによりペーシングしても心筋の余力が無いので心室収縮不全が起こり、結果Non Responderとなる。この例ではピーク時間差だけでは部位間の壁運動パラメータ値の差異の程度が不明であることが本質的な問題である。

図２は、異なる二つの部位の壁運動パラメータの時間変化曲線（例えば、ストレイン波形）ｆ（ｔ）、ｇ（ｔ）の４つのケースを示した図である（縦軸はストレイン、横軸は時間を表す）。同図において、例えば（ａ）のケースと（ｂ）のケースとを比較すると、２部位間でのピーク時間差は同じだが、（ａ）のケースの方が（ｂ）のケースよりもＣＲＴが有効という観点では、より非同期性が高い。従ってピーク時間差のみでは相対的にＣＲＴが有効な（ａ）のケースと（ｂ）のケースとを区別できない。同様に、（ｃ）のケースと（ｄ）のケースとを比較すると、（ｃ）のケースの方が（ｄ）のケースよりもＣＲＴが有効という観点で非同期性が高い。ここで（ｃ）のケースでは２部位間での重心時間差が等しく、重心時間では本例の非同期性が検出できないことを付け加えておく。

従来のピーク時間差および重心時間差に代表される部位間の非同期性は局所心筋の収縮同期不全（dyssynchrony）と称される。一方で、このような壁運動パラメータ値の部位間差異を考慮した非同期性の概念は「左心室の失調（discoordination）」と呼ばれている。そして左心室の失調の程度が大きいほどＣＲＴが有効と考えられている。そして、部位間の壁運動パラメータ値の差異は、時間変化曲線で見ると、各部位に対応する二つの時間変化曲線で囲まれる領域の面積値（面積差分値）に相当し、左心室の失調を反映すると考えられる。

（非同期性評価支援機能）
次に、本超音波診断装置１が有する非同期性評価支援機能について説明する。本機能は、左心室の失調を反映する指標として、異なる二つの部位（例えばセグメンテーションによって心壁を分割した場合の異なる二つのセグメント）間の面積差分値を所定の値で規格化して得られるＤＩ値（Discoordinatin Index）を計算し、これを非同期性評価支援情報として所定の形態で表示することで、心壁運動の非同期性の評価を支援するものである。

なお、以下の説明において、セグメントとは、局所部位と同義である。また、以下の説明においては、左心室を含む二次元領域を被走査領域とし本非同期性評価支援機能を適用する場合を例とする。しかしながら、当該例に拘泥されず、例えば左心室を含む三次元次元領域を被走査領域とし本非同期性評価支援機能を適用することも可能である。

図３は、本実施形態に係る非同期性評価支援機能に従う処理（非同期性評価支援処理）の流れを示したフローチャートである。以下、同図に従って、非同期性評価支援処理の各ステップにおける処理の内容について説明する。

［所定期間に亘る時系列ボリュームデータ群の取得：ステップＳ１］
まず、被検体の左心室を少なくとも含む二次元領域を被走査領域として、少なくとも一心拍分以上の所定期間に亘る時系列の超音波データ（以下、「時系列超音波データ群」と呼ぶ。）が取得される（ステップＳ１）。

［壁運動パラメータの選択受：ステップＳ２］
次に、制御ユニット３１は、操作者から操作ユニット４１を介して壁運動パラメータの選択を受け付ける（ステップＳ２）。なお、本実施形態では、説明を具体的にするため、本ステップＳ２において歪み（ストレイン：strain）が壁運動パラメータとして選択されたものとする。しかしながら、当該例に拘泥されず、例えば歪み率（ストレインレート： strain rate）、変位、速度等を壁運動パラメータとして採用することができる。

［壁運動パラメータ群の生成：ステップＳ２］
次に、移動ベクトル処理ユニット１９は、取得された所定期間に亘る時系列超音波データ群を構成する１心拍以上の各時相に対応する超音波データのうち、所定の時相における超音波データにおいてユーザからの指示等に基づいて心筋部位を抽出し、抽出した局所的な心筋部位を二次元的なパターンマッチング処理により時間的に追跡するスペックルトラッキング処理を実行することで、時空間的な移動ベクトル情報を演算する。また、壁運動パラメータ演算ユニット３７は、演算された時空間的な移動ベクトル情報を用いて、操作者から操作ユニット４１を介して指定された壁運動パラメータを演算し、１心拍以上の壁運動パラメータから構成される二次元的な壁運動パラメータ群を生成する（ステップＳ３）。

［セグメンテーション処理／時間変化曲線の計算：ステップＳ４］
次に、ＤＩ値計算ユニット３８は、各時相毎の超音波データにおいて抽出された心筋部位をＮ個の局所部位（セグメント）に分割し（セグメンテーション処理）、各局所部位毎に壁運動パラメータの時間変化曲線を計算する（ステップＳ４）。なお、次に、局所部位の数Ｎとしては、例えば分割対象となるデータが二次元データである場合には６程度が好適である。また、分割対象となるデータがボリュームデータである場合には、ＡＳＥに従う１６やＡＨＡに従う１７が好適である。本実施形態においては、説明を具体的にするため、Ｎ＝６の場合を例とする。

［全組み合わせに関するＤＩ値計算：ステップＳ５］
次に、ＤＩ値計算ユニット３８は、異なる二つの局所部位の全組み合わせに関して、ＤＩ値を計算する（ステップＳ５）。すなわち、ＤＩ値計算ユニット３８は、任意の二つの局所部位Ｓｉ、Ｓｊ（ただし、ｉ≠ｊであり、ｉ及びｊは、１≦ｉ，ｊ≦６（セグメンテーション数）を満たす整数である。）の時間変化曲線をそれぞれｆ（ｔ）、ｇ（ｔ）とした場合、次の式（１）に従って、壁運動パラメータに関するＤＩ値を計算する。

ＤＩ値＝（Σ｜ｆ（ｔ）−ｇ（ｔ）｜／ｎｏｒｍ）・ｄｔ （１）
なお、Σは、解析期間（例えば１心周期）での時間和の演算を意味する。また、この式（１）に従って異なる二つの局所部位の全組み合わせに関してＤＩ値を計算した結果、得られるＤＩ値は、_ＮＣ_２／２個（今の場合、_６Ｃ_２／２＝１５個）となる。

上記式（１）において、Σ｜ｆ（ｔ）−ｇ（ｔ）｜は、異なる二つの局所部位間の壁運動パラメータｆ（ｔ）、ｇ（ｔ）のグラフの面積差分値に他ならない。また、ｎｏｒｍは、局所部位間の時間変化曲線の値のばらつき（例えば、健常例であってもstrain等の壁運動パラメータ値はセグメント間で有意差を持つ）や病態によるグラフ絶対値のばらつき（例えば、健常例では相対的に壁運動パラメータの絶対値が大きいが、心不全などの症例では絶対値が小さくなる）等の影響を吸収するために必要な規格化値である。この規格化値は、分子と同じ単位を有する量としてＮセグメント全体の平均カーブ（グローバル）のピーク値を用いるのが好適である。この値を用いると、先の規格化の効果以外にも全体に対して相対的に小さなパラメータ値を有するセグメントのＤＩ値に対する重みが相対的に減少し、ＣＲＴに反応しにくい壁運動低下部位の影響が反映しにくくなるという効果もある。他の規格化値としては、ｆ（ｔ）又はｇ（ｔ）のピーク値があげられる。これらは共にペアの一方のパラメータ値で他方を規格化するという意味合いがある。さらに、上記式（１）のｄｔは、所定の時間ピッチを意味する。時間ピッチｄｔを乗ずることは、グラフの面積差分の大きさを時間値に換算（時間積分）することを意味する。本項は必須の構成ではない。しかしながら、ＤＩ値の単位を時間に換算しておくと、従来のピーク時間などと比較できる点が利点である。

なお、規格化の手法は、上記例に拘泥されず、例えば、壁運動パラメータ毎に設定可能な所定の値を用いても実行することが可能である。

また、上記式（１）の面積差分を積分する時間区間（解析期間）としては、壁運動パラメータが変位やストレインのように健常例において単峰性となる物理量では、上述のように1心周期を用いるのが好適である。一方、壁運動パラメータが速度やストレインレートのように健常例において収縮期と拡張期で極性の異なるピークを有する物理量では、収縮期と拡張期とを分けて解析期間とするのが望ましい。

［最大ＤＩ値及びＤＩ値に対応する部位の標識表示：ステップＳ６］
次に、ＤＩ値計算ユニット３８は、計算された全組み合わせに関するＤＩ値の中から最大ＤＩ値（代表値）を決定する。表示ユニット２３は、決定された最大ＤＩ値に対応する二つの局所部位のうちの少なくとも一方、好ましくは双方が標識化された壁運動パラメータ画像、時間変化曲線を、最大ＤＩ値と共に非同期性評価支援として所定の形態で表示する（ステップＳ６）。なお、代表値は最大ＤＩ値に拘泥されず、他の所定の統計値であってもよい。

以下、本非同期性評価支援機能の幾つかの適用例を示す。いずれの例も、二次元の短軸画像から、二次元的なスペッルトラッキングの手法で求めた壁運動パラメータとしてのストレインを用いてＤＩ値を計算したものである。また、ＤＩ値を計算する際のｎｏｒｍとしては、Ｎセグメント全体の平均カーブのピーク値を用いている。これらの各適用例では、セグメント１〜６について、各々１：ｉｎｆ、２：ｐｓｔ、３：ｌａｔ、４：ａｎｔ、５：ｓｐ、６：ａｓｐの心臓の短軸像における解剖学的部位（セグメンテーションによる局所部位）が対応している。従って、ＤＩ値は、異なる二つの局所部位の組み合わせ１−２、１−３、１−４、・・・・、５−６の計１５ペア分だけ計算されている。本実施形態におけるＤＩ値の定義では、非同期性の程度が大きいほどＤＩ値も大きくなるため、ＤＩ値が最大となるペアを探索する。各適用例においては、好ましい一表示形態として、得られた最大ＤＩ値に従来のピーク時間差を併記して表示している。

（適用例１）
図４は、ＣＲＴが有効な左脚ブロック症例に対する本非同期性評価支援機能の適用例を示した図である。壁運動パラメータは、壁厚方向への変化に関する壁運動パラメータであるRadial-Strainを用いている。同図から解るように、最大ピーク時間差はａｓｐ−ｉｎｆ部位間の４１４［ｍｓｅｃ］であるのに対し、最大面積差分時間と表記したＤＩ値は、ａｓｐ−ｌａｔ部位間で９９７［ｍｓｅｃ］となる。また、ａｓｐとｌａｔの部位を画像上でカラーの楕円で表示して標識している。

この様に提供される非同期性評価支援情報を観察することで、操作者は、グラフの結果からａｓｐ部位が早期に収縮し、ｌａｔ部位が最も非同期性を有していることを容易且つ迅速に把握することができ、その非同期性の程度は従来のピーク時間差と比較しても大きく表現されていることが解る。また、これらの各部位を超音波画像上で容易に視認することも可能である。ＣＲＴでは、左心室側のペーシングリードを非同期性が最も大きな部位に埋め込むのが効果的と言われている。従って、ＤＩ値による非同期性の程度と同時にペーシングリードを埋め込むべき位置の情報も同時に把握可能となる。

（適用例２）
図５は、健常例に対する本非同期性評価支援機能の適用例を示した図である。壁運動パラメータは、壁厚方向への変化に関する壁運動パラメータであるRadial-Strainを用いている。最大ピーク時間差は１−５部位間の７０［ｍｓｅｃ］であり、最大重心時間差は１−４部位間の８６［ｍｓｅｃ］であるのに対し、最大面積差分時間と表記したＤＩ値は２−５部位間で７２［ｍｓｅｃ］となっている。

また、本適用例においては、局所部位２と局所部位５との凡例をグラフ上でカラーの楕円で表示すると共に、対応する波形をハイライト表示することで標識している。ＤＩ値は従来の指標同等の程度を有しており、かつ左脚ブロック症例に対する上記結果例から、従来の指標よりも高感度な非同期性の指標であることが示唆される。

（適用例３）
図６は、健常例に対する本非同期性評価支援機能の別の適用例を示した図である。壁運動パラメータは、円周方向への変化に関する壁運動パラメータCircumferential-Strainを用いている。最大ピーク時間差は３−５部位間の９４［ｍｓｅｃ］及び最大重心時間差は３−４部位間の８７［ｍｓｅｃ］であるのに対し、最大面積差分時間と表記したＤＩ値は３−６部位間で７５［ｍｓｅｃ］となる。

また、本適用例においては、局所部位３と局所部位６の凡例をグラフ上でカラーの楕円で表示するとともに対応する波形をハイライト表示することで標識している。ＤＩ値は、従来の指標同等の程度を有しており、かつ最小である。本例の場合は、ＤＩ値が従来の指標よりも高特異度な非同期性の指標であることが示唆される。

（変形例）
図７は、例えば図４に示した非同期性評価支援情報に対して、最大ＤＩ値を得る部位の表示の仕方を変えた例を示した図である。この例に従って表示される非同期性評価支援情報では、ａｓｐ−ｌａｔ部位間で最大ＤＩ値として９９７［ｍｓ］を得ているが、ａｓｐとｌａｔ部位の位置が各々画像上でハイライトされた枠線で標識され表示されている。

本超音波診断装置によれば、左心室の失調を反映する指標として、心臓の異なる二つの部位間の面積差分値を所定の値で規格化して得られるＤＩ値を、心臓の異なる二つの部位（局所部位）の全組み合わせについて計算し、その中から最大となるＤＩ値を判定する。局所部位間の壁運動パラメータの面積差分値は、左心室の失調を反映すると考えられることから、得られたこの最大ＤＩ値は、左心室の非同期性を反映する指標と成り得る。従って本ＤＩ指標を用いればＣＲＴ適用判断に有用な非同期性のタイプを網羅可能となり、従来の指標による非同期性の評価に比して、より精度の高いＣＲＴ適用判断を実現することができる。

また、本超音波診断装置によれば、得られた最大ＤＩ値と共に、当該最大ＤＩ値に対応する二つの局所部位の少なくとも一方が標識化された壁運動パラメータ画像、時間変化曲線を、最大ＤＩ値と共に非同期性評価支援として所定の形態で表示する。従って、操作者は、表示された非同期性評価支援情報を観察することで、心臓のいずれの二つの局所部位が最も非同期性を有しているか等を、容易且つ迅速に視認することができる。また、必要に応じて、最大ピーク時間差等を併せて表示することで、多くの診断情報を一度に視認可能であり、より自由度の高い超音波画像診断を実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。

第１の実施形態においては、異なる二つの局所部位の全組み合わせについてＤＩ値を計算し、その中から最大となるＤＩ値を用いて非同期性評価支援情報を生成し表示するものであった。これに対し、本実施形態に係る超音波診断装置は、任意の異なる二つの局所部位を操作者が選択し、当該選択された二つの局所部位についてのＤＩ値を計算し、これを用いて非同期性評価支援情報を生成し表示するものである。

図８は、第２の実施形態に係る非同期性評価支援処理の流れを示したフローチャートである。同図において、ステップＳ１’〜ステップＳ４’までの各処理は、それぞれ図３に示したステップＳ１〜ステップＳ４までの各処理と実質的に同じである。以下、ステップＳ５’、ステップＳ６’の各処理の内容について説明する。

［任意の二つの部位に関するＤＩ値計算：ステップＳ５’］
次に、制御ユニット３１は、操作者から操作ユニット４１を介して任意の二つの部位の指定を受ける。指定手法には、特に限定はない。例えば、各部位に分割された壁運動パラメータ画像又は超音波画像に対して所望の二部位を指定する、或いは、各部位に対応する時間変化曲線のうち、所望の二部位に対応する二つの時間変化曲線を指定する等の手法を挙げることができる。ＤＩ値計算ユニット３８は、指定された二つの部位に関するＤＩ値を計算する（ステップＳ５’）。計算手法は、第１の実施形態で述べた通りである。

［ＤＩ値及び指定された二部位の標識表示：ステップＳ６’］
表示ユニット２３は、指定された二つの局所部位の少なくとも一方が標識化された壁運動パラメータ画像、時間変化曲線を、最大ＤＩ値と共に非同期性評価支援として所定の形態で表示する。（ステップＳ６’）。

以上述べた超音波診断装置によれば、左心室の失調を反映する指標として、心臓の異なる二つの部位間の面積差分値を所定の値で規格化して得られるＤＩ値を、所望の二つの部位（局所部位）について計算する。また、得られた任意の二部位に関するＤＩ値と共に、当該二つの局所部位の少なくとも一方が標識化された壁運動パラメータ画像、時間変化曲線を、最大ＤＩ値と共に非同期性評価支援として所定の形態で表示することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。

（１）本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。

（２）上記各実施形態において、心臓組織に関する超音波データは、Ｂモード撮像によって取得する例を示した。しかしながら、当該例に拘泥されず、組織ドプラ法によって心臓組織に関する超音波データを取得するようにしてもよい。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…超音波診断装置、１１…超音波プローブ、１３…送信ユニット、１５…受信ユニット、１７…Ｂモード処理ユニット、１９…移動ベクトル処理ユニット、２１…画像生成ユニット、２３…表示ユニット、３１…制御ユニット（ＣＰＵ）、３７…壁運動パラメータ演算ユニット、３８…ＤＩ値計算ユニット、３９…記憶ユニット、４１…操作ユニット、４３…送受信ユニット

Claims (11)

1. 被検体の心臓の少なくとも一部を含む二次元領域又は三次元領域を被走査領域として超音波走査し、当該被走査領域に関する超音波データを取得するデータ取得手段と、
   前記被走査領域に関する超音波データを用いて、心臓の複数部位に関する壁運動パラメータの時間変化曲線を取得する曲線取得手段と、
   前記心臓の複数部位のうち任意の二つの部位に関する時間変化曲線を用いて、解析期間の各時相における前記任意の二つの部位の前記壁運動パラメータの差分値の絶対値を計算すると共に、前記差分値の絶対値の前記解析期間における総和を計算し所定の値で規格化することで、心臓の壁運動に関する指標値を取得する指標値取得手段と、
   前記指標値を所定の形態で表示する表示手段と、
   を具備することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記指標値取得手段は、前記複数部位から選択可能な二つの組み合わせのすべてに関する前記指標値を計算すると共に、前記すべての組み合わせに関する前記複数の指標値の中から代表値を決定し、
   前記表示手段は、前記代表値及び当該代表値が得られた二つの部位のうち、少なくとも一方を表示すること、
   を特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記代表値は、前記指標値の最大値であることを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
4. 前記曲線取得手段は、前記複数部位に関する各時間変化曲線を用いて平均的な時間変化曲線を取得し、
   前記指標値取得手段は、前記平均的な時間変化曲線の前記解析期間内におけるピーク値を前記所定の値として前記規格化を実行することを特徴と、
   を特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
5. 前記指標値取得手段は、前記二つの部位の一方の部位に関する前記時間変化曲線の前記解析期間内でのピーク値を前記所定の値として前記規格化を実行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記載の超音波診断装置。
6. 前記解析期間は、一心拍周期、収縮期、拡張期のいずれかであ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記載の超音波診断装置。
7. 前記壁運動パラメータとして、ストレイン、ストレインレート、変位、速度、捻れ、捻れ率のいずれかを選択するための選択手段をさらに具備し、
   前記曲線取得手段は、選択されたいずれかの前記壁運動パラメータの時間変化曲線を取得すること、
   を特徴とする請求項請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
8. 前記指標値取得手段は、前記壁運動パラメータ毎に設定可能な所定の値を用いて、前記規格化を実行す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記載の超音波診断装置。
9. 前記指標値取得手段は、前記指標値を時間の次元の単位を有する前記指標値を取得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記載の超音波診断装置。
10. 被検体の心臓の少なくとも一部を含む二次元領域又は三次元領域を被走査領域として超音波走査することで取得された、前記被走査領域に関する超音波データを用いて、心臓の複数部位に関する壁運動パラメータの時間変化曲線を取得する曲線取得手段と、
    前記心臓の複数部位のうち任意の二つの部位に関する時間変化曲線を用いて、解析期間の各時相における前記任意の二つの部位の前記壁運動パラメータの差分値の絶対値を計算すると共に、前記差分値の絶対値の前記解析期間における総和を計算し所定の値で規格化することで、心臓の壁運動に関する指標値を取得する指標値取得手段と、
    前記指標値を所定の形態で表示する表示手段と、
    を具備することを特徴とする超音波画像処理装置。
11. コンピュータに、
    被検体の心臓の少なくとも一部を含む二次元領域又は三次元領域を被走査領域として超音波走査することで取得された、前記被走査領域に関する超音波データを用いて、心臓の複数部位に関する壁運動パラメータの時間変化曲線を取得させる曲線取得機能と、
    前記心臓の複数部位のうち任意の二つの部位に関する時間変化曲線を用いて、解析期間の各時相における前記任意の二つの部位の前記壁運動パラメータの差分値の絶対値を計算させると共に、前記差分値の絶対値の前記解析期間における総和を計算させ所定の値で規格化させることで、心臓の壁運動に関する指標値を取得させる指標値取得機能と、
    前記指標値を所定の形態で表示させる表示機能と、
    を具備することを特徴とする超音波画像処理プログラム。

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