WO2012081523A1 - 超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Definitions
- Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic diagnostic apparatus, an image processing apparatus, and an image processing method.
- a quantitative evaluation method for quantitatively evaluating heart wall motion by echocardiography has been performed.
- an application for quantifying various wall motion information using an ultrasonic image of a heart having at least one heartbeat is used.
- Such applications include, for example, those that quantify heart wall motion using speckle tracking that tracks points set in the myocardium on an ultrasound image based on speckle patterns unique to the ultrasound image. It has been.
- analysis of multiple ultrasound images with different acquisition timings quantifies wall motion information, and evaluation of changes in cardiac function based on the difference in the quantified information Has been done.
- differences in quantification information are acquired by aligning cardiac phases with reference to R waves.
- the heart rate generally has a physiological fluctuation of less than 10% even in a healthy person.
- the heart rate is not stable, as represented by atrial fibrillation.
- stress echo stress-echo
- the heart rate is actively changed according to the load state.
- the ultrasonic diagnostic apparatus includes an input unit and a selection unit.
- the input unit receives an ultrasonic image group for at least one heartbeat as first partial data from an ultrasonic image group for a plurality of heartbeats of the subject.
- the selection unit uses the heart rate of the subject during the collection period of the first partial data as a reference heart rate, and uses the reference heart rate from the ultrasound image group of the subject at a different time from the first partial data. , An ultrasound image group having a heart rate within a predetermined range is selected as the second partial data.
- FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a diagram for explaining a physiological fluctuation of the heart rate.
- FIG. 3 is a diagram for explaining the first partial data.
- FIG. 4 is a diagram (1) for explaining the selection unit according to the first embodiment.
- FIG. 5A is a diagram (2) for explaining the selection unit according to the first embodiment.
- FIG. 5B is a diagram (3) for explaining the selection unit according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a flowchart for explaining a selection process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 7 is a flowchart for explaining analysis processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 8 is a diagram for explaining an image processing unit according to the second embodiment.
- FIG. 9A is a diagram (1) for explaining the specifying unit.
- FIG. 9B is a diagram (2) for explaining the specifying unit.
- FIG. 10 is a flowchart for explaining a selection process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment.
- FIG. 11 is a diagram for explaining a selection unit according to the third embodiment.
- FIG. 12 is a flowchart for explaining a selection process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment.
- FIG. 13A is a diagram (1) for explaining a modification of the selection process.
- FIG. 13B is a diagram (2) for explaining a modification of the selection process.
- FIG. 13C is a diagram (3) for explaining a modification of the selection process.
- FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
- the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment includes an ultrasonic probe 1, an output apparatus 2, an input apparatus 3, an electrocardiograph 4, and an apparatus main body 10.
- the ultrasonic probe 1 is detachably connected to the apparatus main body 10.
- the ultrasonic probe 1 includes a plurality of piezoelectric vibrators, and the plurality of piezoelectric vibrators generate ultrasonic waves based on a drive signal supplied from a transmission / reception unit 11 included in the apparatus main body 10 described later.
- the ultrasonic probe 1 receives a reflected wave from the subject P and converts it into an electrical signal.
- the ultrasonic probe 1 includes a matching layer provided on the piezoelectric vibrator, a backing material that prevents propagation of ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator to the rear, and the like.
- the transmitted ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe 1 to the subject P
- the transmitted ultrasonic waves are reflected one after another at the discontinuous surface of the acoustic impedance in the body tissue of the subject P
- the ultrasonic probe is used as a reflected wave signal. 1 is received by a plurality of piezoelectric vibrators.
- the amplitude of the received reflected wave signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface where the ultrasonic wave is reflected.
- the reflected wave signal when the transmitted ultrasonic pulse is reflected on the moving blood flow or the surface of the heart wall depends on the velocity component of the moving body in the ultrasonic transmission direction due to the Doppler effect. And undergoes a frequency shift.
- the ultrasonic probe 1 shown in FIG. 1 is a one-dimensional ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators are arranged in a line, or a plurality of piezoelectric vibrators arranged in a line.
- the two-dimensional ultrasonic probe can scan the subject P in two dimensions by focusing and transmitting ultrasonic waves.
- the input device 3 includes a mouse, a keyboard, a button, a panel switch, a touch command screen, a foot switch, a trackball, and the like, accepts various setting requests from an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus, and accepts it to the apparatus main body 10. Transfer various setting requests.
- the input device 3 according to the first embodiment accepts, from an operator, selection designation of an ultrasound image group for analyzing heart wall motion. Further, the input device 3 according to the first embodiment accepts designation of the type of quantification information of the heart wall motion calculated from the ultrasound image group from the operator in order to analyze the heart wall motion.
- the input device 3 according to the first embodiment accepts, from an operator, selection designation of an ultrasound image group for analyzing heart wall motion.
- the input device 3 according to the first embodiment accepts designation of the type of quantification information of the heart wall motion calculated from the ultrasound image group from the operator in order to analyze the heart wall motion.
- the output device 2 includes a monitor and a speaker.
- the monitor of the output device 2 displays a GUI (Graphical User Interface) for an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus to input various setting requests using the input device 3, or an ultrasonic image generated in the apparatus main body 10. Etc. are displayed.
- the speaker of the output device 2 outputs sound. For example, the speaker of the output device 2 outputs a predetermined sound such as a beep sound in order to notify the operator of the processing status of the device body 10.
- the electrocardiograph 4 is connected to the apparatus main body 10 and acquires an electrocardiogram (ECG) of the subject P on which ultrasonic scanning is performed.
- ECG electrocardiogram
- the electrocardiograph 4 transmits the acquired electrocardiogram to the apparatus main body 10.
- the apparatus main body 10 is an apparatus that generates an ultrasonic image based on the reflected wave received by the ultrasonic probe 1. As shown in FIG. 1, the apparatus body 10 includes a transmission / reception unit 11, a B-mode processing unit 12, a Doppler processing unit 13, an image generation unit 14, an image memory 15, an internal storage unit 16, and an image processing unit. 17 and a control unit 18.
- the transmission / reception unit 11 includes a trigger generation circuit, a transmission delay circuit, a pulser circuit, and the like, and supplies a drive signal to the ultrasonic probe 1.
- the pulsar circuit repeatedly generates rate pulses for forming transmission ultrasonic waves at a predetermined rate frequency.
- Each transmission delay circuit generates a transmission delay time for each piezoelectric vibrator necessary for determining transmission directivity by focusing ultrasonic waves generated from the ultrasonic probe 1 into a beam shape.
- the trigger generation circuit applies a drive signal (drive pulse) to the ultrasonic probe 1 at a timing based on the rate pulse. That is, the transmission delay circuit arbitrarily adjusts the transmission direction from the piezoelectric vibrator surface by changing the transmission delay time given to each rate pulse.
- the transmission / reception unit 11 has a function capable of instantaneously changing the transmission frequency, the transmission drive voltage, and the like in order to execute a predetermined scan sequence based on an instruction from the control unit 18 described later.
- the change of the transmission drive voltage is realized by a linear amplifier type transmission circuit capable of instantaneously switching its value or a mechanism for electrically switching a plurality of power supply units.
- the transmission / reception unit 11 includes an amplifier circuit, an A / D converter, a reception delay circuit, an adder, and the like, and performs various processes on the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 1 to generate reflected wave data. To do.
- the amplifier circuit amplifies the reflected wave signal for each channel and performs gain correction processing.
- the A / D converter A / D converts the reflected wave signal whose gain is corrected.
- the reception delay circuit gives a reception delay time necessary for determining the reception directivity to the digital data.
- the adder performs the addition process of the reflected wave signal given the reception delay time by the reception delay circuit to generate the reflected wave data. By the addition processing of the adder, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity of the reflected wave signal is emphasized.
- the transmission / reception unit 11 controls transmission directivity and reception directivity in transmission / reception of ultrasonic waves.
- the B-mode processing unit 12 receives the reflected wave data from the transmission / reception unit 11 and performs logarithmic amplification, envelope detection processing, and the like to generate data (B-mode data) in which the signal intensity is expressed by brightness. .
- the Doppler processing unit 13 performs frequency analysis on velocity information from the reflected wave data received from the transmission / reception unit 11, extracts blood flow, tissue, and contrast agent echo components due to the Doppler effect, and mobile body information such as average velocity, dispersion, and power. Is generated for multiple points (Doppler data).
- the image generation unit 14 generates an ultrasonic image from the data generated by the B mode processing unit 12 and the Doppler processing unit 13. That is, the image generation unit 14 generates a B-mode image in which the intensity of the reflected wave is represented by luminance from the B-mode data generated by the B-mode processing unit 12. In addition, the image generation unit 14 generates a color Doppler image as an average velocity image, a dispersed image, a power image, or a combination image representing moving body information from the Doppler data generated by the Doppler processing unit 13.
- the image generation unit 14 can also generate a composite image in which character information, scales, body marks, and the like of various parameters are combined with the ultrasonic image.
- the image generation unit 14 generally converts (scan converts) a scanning line signal sequence of ultrasonic scanning into a scanning line signal sequence of a video format typified by a television or the like, and serves as a display image. Generate an ultrasound image. In addition to the scan conversion, the image generation unit 14 performs various image processing, such as image processing (smoothing processing) for regenerating an average luminance image using a plurality of image frames after scan conversion, Image processing (edge enhancement processing) using a differential filter is performed in the image.
- image processing smoothing processing
- Image processing edge enhancement processing
- the image memory 15 is a memory that stores the ultrasonic image generated by the image generation unit 14.
- the image generation unit 14 associates the ultrasonic image and the time of the ultrasonic scanning performed to generate the ultrasonic image with the electrocardiogram transmitted from the electrocardiograph 4 in the image memory 15.
- the image processing unit 17 to be described later refers to the data stored in the image memory 15 so as to refer to the heart phase and heart rate (HR: Heart Rate) at the time of ultrasonic scanning performed to generate the ultrasonic image. ) Can be obtained.
- HR Heart Rate
- the image memory 15 stores various incidental information such as a patient ID, an examination date, a part to be examined, a body mark, and the like in association with the ultrasonic image generated by the image generation unit 14. .
- the image memory 15 can also store data generated by the B-mode processing unit 12 and the Doppler processing unit 13. Note that data generated by the B-mode processing unit 12 and the Doppler processing unit 13 is also referred to as raw data.
- the internal storage unit 16 stores a control program for performing ultrasonic transmission / reception, image processing and display processing, diagnostic information (for example, patient ID, doctor's findings, etc.), various data such as a diagnostic protocol and various body marks. To do.
- the internal storage unit 16 is also used for storing images stored in the image memory 15 as necessary.
- the data stored in the internal storage unit 16 can be transferred to an external peripheral device via an interface (not shown).
- the image processing unit 17 is a processing unit that performs various types of image processing on the ultrasonic image stored in the image memory 15, and includes a selection unit 17a and an acquisition unit 17b as illustrated in FIG. The processing performed by the image processing unit 17 according to the first embodiment will be described in detail later.
- the control unit 18 controls the entire processing of the ultrasonic diagnostic apparatus. Specifically, the control unit 18 is based on various setting requests input from the operator via the input device 3 and various control programs and various data read from the internal storage unit 16. Controls the processing of the processing unit 12, Doppler processing unit 13, image generation unit 14, and image processing unit 17. Further, the control unit 18 displays an ultrasonic image stored in the image memory 15, a GUI for designating various processes performed by the image processing unit 17, processing results of the image processing unit 17, and the like on the monitor of the output device 2. Control to display. Further, the control unit 18 controls the speaker of the output device 2 to output a predetermined sound based on the processing result of the image processing unit 17.
- the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment has been described above. Under such a configuration, the operator can use the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment between ultrasonic image groups acquired at different times, such as before and after surgery. To evaluate changes in cardiac function.
- the heart rate generally has a physiological fluctuation of less than 10% even in a healthy person.
- the heart rate is not stable, as represented by atrial fibrillation.
- stress echo stress-echo
- the heart rate is actively changed according to the load state.
- FIG. 2 is a diagram for explaining a physiological fluctuation of the heart rate.
- the systolic time is substantially the same, but the diastolic time is lower when the HR is lower. Longer than if it is expensive.
- the time of the atrial systole will be different. For example, conventionally, an interval between R waves (RR interval) is set to 100%, an elapsed time from the R wave is converted into a relative value with respect to the RR interval, and an ultrasonic image group corresponding to one heartbeat with a different acquisition time is obtained. Comparison is generally performed. However, in such a case, if the heart rate is different between the image groups, the temporal difference information is not data comparing the same cardiac phase.
- the result of simply comparing the quantification information between the images collected at different times based on the R wave may have low reliability, and the comparison result with high reliability. It took a burden on the operator to get
- the ultrasonic diagnostic apparatus easily improves the reliability when quantitatively analyzing changes in cardiac function between different times, so that the image processing unit 17 shown in FIG. The process using is performed.
- the input device 3 receives an ultrasonic image group for at least one heartbeat as first partial data from an ultrasonic image group for a plurality of heartbeats of the subject P.
- the ultrasonic image group from which the first partial data is selected is the first data group, and the first partial data is selected by the operator.
- the input device 3 uses, as the first partial data, an ultrasound image group for at least one heartbeat selected by the operator from the first data group including ultrasound image groups for a plurality of heartbeats of the subject P.
- FIG. 3 is a diagram for explaining the first partial data.
- the operator inputs “patient ID: A” and “examination date: D1” of the subject P to be analyzed for changes in cardiac function to the input device 3.
- the control unit 18 acquires a first data group including an ultrasonic image group for a plurality of heartbeats of the subject P on “examination date: D1” from the image memory 15, for example, on the monitor of the output device 2.
- the operator refers to the monitor and uses the ultrasonic image group for a single heartbeat or a plurality of heartbeats as first partial data that is one image group for analyzing changes in cardiac function. select.
- the heart rate acquired from the electrocardiograph 4 is also displayed on the ultrasonic image displayed on the monitor.
- the operator selects an ultrasonic image group for three consecutive heartbeats as the first partial data.
- Information on the first partial data received by the input device 3 is notified to the selection unit 17a of the image processing unit 17 shown in FIG.
- the selection unit 17a uses the heart rate of the subject P during the collection period of the first partial data received by the input device 3 as the reference heart rate.
- the selection unit 17a calculates a reference heart rate period from the reference heart rate.
- the heart rate is, for example, the number of times the heart beats in one second
- the heart rate period is, for example, the reciprocal of the heart rate. That is, the heartbeat period is the time required for the heart to beat once, and is, for example, the time corresponding to the RR interval.
- the selection unit 17a calculates an average value of the heartbeat periods of each heartbeat as the reference heartbeat period. 4
- FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams for explaining the selection unit according to the first embodiment.
- the selection unit 17a uses the electrocardiogram associated with the first partial data (3 heartbeats) of “patient ID: A, examination date: D1” from the image memory 15 to use the heart rate period ( T1, T2, T3) are acquired. Then, the selection unit 17a sets the average value “(T1 + T2 + T3) / 3” of “T1, T2, T3” as the reference heartbeat period “T”.
- the selection unit 17a sets the heart rate of the first partial data as it is as the reference heart rate, and calculates the reference heart rate period.
- the reference heartbeat period calculated from the first partial data for a plurality of heartbeats may be a case where a representative value calculated statistically other than the average value, such as a median value, is used.
- the selection unit 17a selects a second ultrasonic image group having a heart rate within a predetermined range with respect to the reference heart rate from the ultrasonic image group of the subject P at a different time from the first partial data. Select as partial data.
- an ultrasound image group from which the second partial data is selected is defined as a second data group.
- the selection unit 17a has a heartbeat period that is within a predetermined range with respect to the reference heartbeat period from the second data group that is an ultrasound image group of the subject P at a different time from the first data group.
- the ultrasound image group is selected as second partial data to be compared with the first partial data.
- the second partial data may be selected using the reference heart rate.
- the selection unit 17a performs a selection process using the ultrasonic image group of the subject P collected at a time different from the first data group as the second data group. That is, the operator selects the second data group for selecting the second partial data to be compared with the first partial data from the data group already stored in the image memory 15.
- the operator inputs “patient ID: A” and “examination date: D2” of the subject P to the input device 3 in order to designate the second data group.
- the inspection date “D2” may be a date after the inspection date “D1” or a date before the inspection date “D1”.
- the number of inspection dates is not limited to one, and for example, a plurality of inspection dates other than D1 may be selected.
- the selection unit 17a sets all the ultrasound image groups associated with “patient ID: A” and “examination date: D2” as the second data group. Partial data selection processing is performed.
- an image group selected by an operator from an ultrasound image group in which “patient ID: A” and “examination date: D2” are associated with each other is the second. It may be a data group.
- the control unit 18 transmits the second data group of the subject P on the “examination date: D2” from the image memory 15.
- the moving image is displayed or the thumbnail is displayed on the monitor of the output device 2.
- the operator refers to the monitor and selects an ultrasonic image group for a single heartbeat or a plurality of heartbeats as the second data group.
- the operator selects an ultrasonic image group for six consecutive heartbeats shown in FIG. 5A as the second data group.
- the selection unit 17a divides the second data group into ultrasonic image groups for each heartbeat, and performs selection processing using each divided ultrasonic image group as a search target group.
- the selection unit 17a performs a selection process using a predetermined threshold “ ⁇ ” set in advance. For example, the selection unit 17a uses “ ⁇ ” in order from the first search target group to use the heartbeat periods “T′1, T′2, T′3, T ′ in the collection period of each search target group illustrated in FIG. 5A. “4, T′5, T′6,...” And the reference heartbeat period “T” are compared.
- the selection unit 17a calculates an absolute value “dT” of a difference between the reference heartbeat period “T” and the search target group heartbeat period “T ′”. Then, the selection unit 17a compares “dT” with “ ⁇ ”. Here, in the case of “dT ⁇ ”, the selection unit 17a determines that the heartbeat period of the search handling group roughly matches the reference heartbeat period, and selects the search target group as the second partial data. On the other hand, when “dT” is “ ⁇ ” or more, the selection unit 17a determines that the heartbeat period of the search handling group does not match the reference heartbeat period, and selects the search target group as the second partial data. do not do.
- the operator can proceed to the next analysis process without performing an operation of searching for similar heart rate data from data including a number of heartbeats.
- the selection unit 17a may select an ultrasound image group having a collection period that is substantially the same as the collection period of the first partial data as the second partial data. In such a case, for example, if the first partial data is continuous three heartbeats, the selection unit 17a selects an ultrasonic image group of continuous three heartbeats as the second partial data.
- the difference information is originally expected. May differ for results.
- Such a phenomenon often occurs in imaging by an ultrasonic diagnostic apparatus. This is because it is difficult to adjust the position of the ultrasonic probe 1 or the like in the ultrasonic diagnostic apparatus. Specifically, the direction and position of the ultrasound probe 1 for rendering the heart varies depending on the patient, or the patient may be painful depending on the patient's posture. This is for adjusting the position of the patient and the posture of the patient.
- the control unit 18 performs control so that the ultrasound image group selected as the second partial data by the selection unit 17a is displayed on the monitor of the output device 2 as the second candidate partial data. Then, when the operator who refers to the second candidate partial data displayed on the monitor under the control of the control unit 18 determines that the first partial data is to be compared, the selection unit 17a performs the second partial data comparison. Candidate partial data is determined as second partial data.
- the operator refers to the monitor to determine whether or not the image quality and the observation location of the second candidate partial data are the same as the first partial data.
- the first partial data is an image group collected for examining the heart of the subject P
- the first partial data is an image group obtained by capturing a four-chamber image of the apex of the heart of the subject P.
- the second candidate partial data is an image group collected for examining the liver of the subject P
- the operator must use the second candidate partial data as the second partial data because the imaging region is different. judge.
- the operator examines the image group liver in which the second candidate partial data is obtained by photographing the apex two-chamber image, the left rib long-axis image, the left rib short-axis image, and the like in the heart of the subject P.
- the collected image group it is determined that it is not adopted as the second partial data because the photographing section is different.
- the contrast value when it is determined that the image quality is different, it is determined that the second partial data is not adopted.
- the operator selects, for example, “confirmation” that the input device 3 has. Press “Button”. Accordingly, the selection unit 17a determines the second candidate partial data that the operator has determined to be adopted as the comparison target of the first partial data as the second partial data. For example, in the image memory 15, the selection unit 17 a gives a flag indicating “second partial data” as incidental information of the ultrasound image group determined as the second partial data.
- the acquisition unit 17b included in the image processing unit 17 uses the first partial data and the second partial data to acquire temporal difference information between the partial data. Specifically, the acquisition unit 17b calculates the quantification information obtained by quantifying the motion information of the heart wall in the region of interest of the subject P from the first partial data and the second partial data, and calculates from each partial data. The difference over time between the quantified information obtained is acquired as difference information. Then, the control unit 18 performs control so that the difference information acquired by the acquisition unit 17b is displayed on the monitor of the output device 2.
- the acquisition unit 17b tracks the tracking points set in the myocardial tissue depicted in each partial data based on the speckle pattern, so that the heart wall in the region of interest specified by the operator can be detected. Quantification information obtained by quantifying exercise information is calculated. For example, the acquisition unit 17b calculates the lumen volume of the heart depicted in each partial data for each cardiac phase.
- the acquisition unit 17b may include a myocardial tissue strain (myocardial strain), a myocardial tissue strain rate (myocardial strain rate), a myocardial tissue displacement (myocardial displacement), or a myocardial tissue displacement rate (myocardial velocity). Is calculated for each cardiac phase. For example, the acquisition unit 17b calculates the lumen volume, myocardial strain, myocardial strain rate, and myocardial velocity for each cardiac phase in the entire myocardial tissue.
- the acquisition unit 17b calculates a lumen volume, a myocardial strain, a myocardial strain rate, and a myocardial velocity for each cardiac phase in a local myocardial tissue (for example, a ventricle).
- the acquisition unit 17b sets values such as lumen volume, cardiac muscle strain, cardiac muscle strain rate, and cardiac muscle velocity for each cardiac phase. An average value can also be calculated.
- the acquisition unit 17b calculates a myocardial volume as quantification information of the heart wall motion of each heartbeat, The myocardial weight is calculated by multiplying the average myocardial density value by. Further, the acquisition unit 17b calculates Mass-Index by normalizing the myocardial weight with the body surface area.
- the acquisition part 17b calculates the difference value of the quantification information of the heart wall motion in 1st partial data, and the quantification information of the heart wall motion in 2nd partial data as difference information.
- the acquisition unit 17b provides a table, a graph, an image, or the like as the difference information so that the operator can easily compare the quantification information of the heart wall motion in the first partial data and the second partial data. Generate. For example, the acquisition unit 17b generates a graph plotting the lumen volume for each cardiac phase of the first partial data and the second partial data.
- the acquisition unit 17b converts the local myocardial strain for each cardiac phase of the first partial data and the second partial data into a color based on a preset LUT (Look Up Table), for example, , Generate multiple distribution images mapped to Polar-map in time series.
- LUT Look Up Table
- the monitor of the output device 2 displays the difference information acquired by the acquisition unit 17b.
- FIG. 6 is a flowchart for explaining a selection process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 7 is a flowchart for explaining the analysis processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
- the ultrasonic diagnostic apparatus determines whether or not the first partial data is selected from the first data group (step S101). That is, the control unit 18 determines whether or not the operator has selected the first partial data via the input device 3. Here, when the first partial data is not selected (No at Step S101), the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment enters a standby state.
- the selection unit 17a notified from the control unit 18 that the first partial data has been selected calculates the reference heartbeat period (T). (Step S102). Then, the selection unit 17a determines whether or not the second data group has been selected (step S103). Here, when the second data group has not been selected (No at Step S103), the selection unit 17a enters a standby state.
- the selection unit 17a determines whether “dT (i)” is smaller than a preset threshold value “ ⁇ ” (step S107).
- the monitor of the output device 2 determines the search target group “i” as the second candidate partial data under the control of the control unit 18. (Step S108).
- the selection unit 17a determines whether or not the search target group “i” is adopted by the operator as the second partial data (step S109).
- the selection unit 17a determines the search target group “i” as the second partial data (Step S110).
- the ultrasonic diagnostic apparatus ends the selection process.
- the ultrasonic diagnostic apparatus determines whether or not the second partial data has been confirmed (step S201).
- the ultrasonic diagnostic apparatus determines whether or not the second partial data has been confirmed (No at Step S201).
- the ultrasonic diagnostic apparatus is in a standby state.
- the acquisition unit 17b calculates quantification information of the heart wall motion from each of the first partial data and the second partial data (Step S202). ).
- the acquisition part 17b acquires the time-dependent difference information of the quantification information of the heart wall motion of each of the first partial data and the second partial data (step S203). Thereafter, under the control of the control unit 18, the monitor of the output device 2 displays the difference information with time (step S204), and the process is terminated.
- the input device 3 has at least one heartbeat selected by the operator from the first data group including an ultrasound image group for a plurality of heartbeats of the subject P.
- a sound wave image group is received as first partial data.
- the selection unit 17a sets the heart rate of the subject P during the collection period of the first partial data received by the input device 3 as the reference heart rate.
- the selection unit 17a has a heart rate that falls within a predetermined range with respect to the reference heart rate period from the second data group that is an ultrasound image group of the subject P at a different time from the first data group.
- the sound wave image group is selected as second partial data to be compared with the first partial data.
- the selection unit 17a performs the selection process using the ultrasound image group of the subject P collected at a time different from the first data group as the second data group.
- the selection unit 17a compares the reference heart rate calculated from the reference heart rate with the heart rate calculated from the heart rate of the second data group to be selected, and outputs the second partial data. select.
- the second partial data of the heartbeat period that roughly matches the heartbeat period of the first partial data is obtained from the second data group obtained at a time different from that of the first partial data. Can be selected automatically.
- the operator can proceed to the analysis of the cardiac function using data having similar heart rates without performing an operation of searching for similar heart rate data from data including a large number of heartbeats. Therefore, in the first embodiment, it is possible to easily improve the reliability when quantitatively analyzing changes in cardiac function between different periods.
- control unit 18 controls to display the ultrasound image group selected as the second partial data by the selection unit 17a on the monitor of the output device 2 as the second candidate partial data. To do. Then, when the operator who refers to the second candidate partial data displayed on the monitor under the control of the control unit 18 determines that the first partial data is to be compared, the selection unit 17a performs the second partial data comparison. Candidate partial data is determined as second partial data.
- the operator selects an ultrasound image group having the same “image quality and observation location” as the first partial data from the second candidate partial data, and the operator selects The second candidate partial data can be determined as the second partial data. Therefore, in the first embodiment, it is possible to reliably improve reliability when quantitatively analyzing changes in cardiac function between different periods.
- the acquisition unit 17b acquires the temporal difference information between the partial data using the first partial data and the second partial data. Specifically, the acquisition unit 17b calculates the quantification information obtained by quantifying the motion information of the heart wall in the region of interest of the subject P from the first partial data and the second partial data, and calculates from each partial data. The difference over time between the quantified information obtained is acquired as difference information. Then, the control unit 18 performs control so that the difference information is displayed on the monitor of the output device 2. That is, in the first embodiment, the quantitative analysis process of the change in cardiac function between different times and the output process of the analysis result are executed in the same apparatus in which the second partial data is selected. I can do it.
- FIG. 8 is a diagram for explaining an image processing unit according to the second embodiment.
- the image processing unit 17 according to the second embodiment is different from the image processing unit 17 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that it further includes a specifying unit 17c.
- the second partial data whose heart rate substantially matches the first partial data from the collected second data group is selected by the selection unit 17a. Selected.
- the selection unit 17a may select a group of ultrasound images having a collection period substantially the same as the collection period of the first partial data as the second partial data.
- the selection process using the heart rate may be performed, or the selection process using the heart rate period may be performed.
- the specifying unit 17c specifies, from the second partial data, an ultrasound image group in which both the first partial data and the imaging region and the imaging cross section are the same. Then, the selection unit 17a according to the second embodiment determines the ultrasonic image group specified by the specifying unit 17c as second partial data.
- 9A and 9B are diagrams for explaining the specifying unit.
- the specifying unit 17c refers to the examination target site, which is incidental information given to the ultrasonic image. Then, as illustrated in FIG. 9A, the specifying unit 17 c selects an ultrasonic image group to which “examination target site: heart” is assigned among the ultrasonic image groups selected as the second partial data. The partial data of 1 and the imaging region are identified as an ultrasound image group.
- the specifying unit 17c specifies an ultrasonic image group having the same imaging cross section as the first partial data from the ultrasonic image group having the same imaging region as the first partial data. Specifically, the identification unit 17c analyzes the feature amount of each ultrasonic image by image processing in the ultrasonic image group having the same imaging region as the first partial data, thereby obtaining the first partial data and An ultrasound image group having substantially the same feature quantity is identified as an ultrasound image group having the same imaging section as the first partial data. For example, when the first partial data is a four-chamber image of the apex, as illustrated in FIG. 9B, the specifying unit 17c performs threshold processing on each ultrasound image in which the imaging region is the heart, thereby binarizing the image. Is generated.
- specification part 17c acquires four heart chambers as a feature-value by analyzing a binarized image, as shown to FIG. 9B. Then, as illustrated in FIG. 9B, the specifying unit 17c converts the ultrasound images obtained by using the four heart chambers as feature amounts into the right atrium (RA), the right ventricle (RV), the left atrium (LA), and the left ventricle. It is determined that (LV) is a four-chamber image of the apex of the heart.
- the specifying unit specifies the ultrasonic wave.
- the image group is a target for acquiring difference information.
- FIG. 10 is a flowchart for explaining a selection process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment. Note that the analysis process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment is the same as the analysis process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment described with reference to FIG.
- the ultrasonic diagnostic apparatus determines whether or not the first partial data is selected from the first data group (step S201).
- the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment enters a standby state.
- the selection unit 17a calculates a reference heartbeat period (T) (Step S202). Then, the selection unit 17a determines whether or not the second data group has been selected (step S203). Here, when the second data group is not selected (No at Step S203), the selection unit 17a enters a standby state.
- the selection unit 17a determines whether “dT (i)” is smaller than a preset threshold value “ ⁇ ” (step S207).
- the monitor of the output device 2 determines the search target group “i” as the second candidate partial data under the control of the control unit 18. Is displayed (step S208).
- the selection unit 17a determines whether or not the search target group “i” is specified to be the same as the imaging region and the imaging cross section of the first partial data by the specifying unit 17c (Step S209).
- the selection unit 17a selects the search target group “i”. "Is determined as the second partial data (step S210).
- the absolute value “dT (i)” of the difference between the heartbeat period and the reference heartbeat period is calculated.
- the ultrasonic diagnostic apparatus ends the selection process.
- the second embodiment may be a case where the display process of step S208 is not performed.
- the specifying unit 17c specifies, from the second partial data, an ultrasound image group having the same imaging region as the first partial data. Furthermore, the specifying unit 17c specifies an ultrasonic image group having the same imaging section as the first partial data from the second partial data. Then, when the identifying unit 17c identifies an ultrasound image group having the same imaging region and imaging section as the first partial data from the second partial data, the acquiring unit 17b identifies the ultrasound image group as the difference information. It is targeted for acquisition.
- the second embodiment it is possible to automatically determine whether or not the observation site that the operator has performed in the first embodiment is the same. Therefore, in the second embodiment, it is possible to further reduce the burden on the operator.
- the specific part 17c may be a case where the modification demonstrated below is performed.
- the specifying unit 17c may be a case where, based on the body mark given to the ultrasonic image, the ultrasonic image group indicating that the imaging region is the same is specified from the second partial data.
- the specifying unit 17c calculates the parameters that can evaluate the image quality, such as the contrast value of each ultrasonic image, together with the imaging part and the imaging cross section, so that the same as the first partial data from the second partial data. It may be a case where an ultrasonic image having the image quality is specified.
- the specifying process by the specifying unit 17c may be performed for the second data group.
- the identification unit 17c identifies an ultrasound image group having the same imaging region and imaging section as the first partial data from the second data group
- the selection unit 17a selects the ultrasound image group as the second partial data. To be selected.
- the second embodiment is a case where the specifying unit 17c specifies an ultrasound image group having the same imaging region as the first partial data from the second data group or the second partial data. May be.
- the selecting unit 17a selects the ultrasound image group as a selection target of the second partial data.
- the acquiring unit 17b sets the ultrasound image group as an acquisition target of the difference information. To do.
- an ultrasound image group having the same image quality as the first partial data is identified from the second data group by the identifying unit 17c, and the selecting unit 17a selects the ultrasound image group as the second data group.
- the partial data may be selected as a selection target.
- the image processing unit 17 according to the third embodiment is configured in the same manner as the image processing unit 17 according to the first embodiment shown in FIG. 1, but the processing of the selection unit 17a is different from that of the first embodiment. .
- this will be mainly described.
- the reference heart rate period (T) is calculated by the selection unit 17a from the first partial data selected by the operator.
- the selection process using the heart rate may be performed.
- the selection unit 17a sets the ultrasonic image group collected at a time different from the first data group as the second data group, and is detected during the collection of the second data group. Then, the second partial data is selected from the detection result of the heart rate of the subject P and stored in the image memory 15. In the third embodiment, the selection unit 17a may select an ultrasound image group having a collection period substantially the same as the collection period of the first partial data as the second partial data.
- the operator prior to image collection, the operator adjusts the position of the ultrasonic probe 1 so that the first partial data, the imaging region, and the imaging region are the same. Furthermore, in the third embodiment, the image quality adjustment is performed by the operator so as to be the same as the image quality of the first partial data.
- the collection of apex four-chamber images is started, and the processing of the selection unit 17a according to the third embodiment is started.
- the operator starts processing of the selection unit 17a according to the third embodiment by pressing a save data collection mode switch of the input device 3.
- the selection unit 17a detects the heart rate during the collection period of the ultrasound image group from the electrocardiogram acquired from the electrocardiograph 4.
- the selection part 17a is collected based on the heart rate period (T ') which is the detected heart rate, the reference heart rate period (T), and the predetermined threshold value ( ⁇ ), as in the first embodiment. It is determined whether the ultrasonic image group for one heart beat is the second partial data.
- FIG. 11 is a diagram for explaining a selection unit according to the third embodiment.
- the selection unit 17a stores the ultrasonic image group selected as the second partial data in the second partial data storage area 15a (see FIG. 11) set in the image memory 15.
- control part 18 which concerns on 3rd Embodiment controls so that the information for alert
- FIG. For example, when the second partial data is stored by the selection unit 17a, the control unit 18 outputs a beep sound from the speaker of the output device 2.
- the control unit 18 may display a character string “in storage” on the monitor of the output device 2.
- the second data collection period is set by the operator via the input device 3. That is, the input device 3 receives the collection period of the second data group, and the selection unit 17a performs the second partial data selection process during the collection period received by the input device 3.
- the selection unit 17a may calculate the remaining time of the collection period, and the control unit 18 may display the remaining time calculated by the selection unit 17a on a monitor.
- the collection period of the second data group may end when, for example, the “Freeze button” of the input device 3 is pressed by the operator.
- the selection unit 17a uses the ultrasonic image group having the heart rate closest to the reference heart rate as the second partial data in the second partial data storage area 15a. To store.
- the selection unit 17a stores the ultrasonic image group having the heartbeat period closest to the reference heartbeat period as the second partial data. Store in area 15a.
- a temporarily stored data storage area 15b is set in the image memory 15 as shown in FIG.
- the selection unit 17a does not discard the ultrasound image group that was not initially selected as the second partial data after starting the selection process, but instead temporarily discards the ultrasound image group. To store. Then, the selection unit 17a, when the ultrasonic image group determined to newly unselectable appeared, the absolute value of the difference between the heartbeat period and the reference heartbeat period of the ultrasound images and (dT new new), temporarily stored data The absolute value (dT old ) of the difference between the heartbeat period of the ultrasound image group already stored in the storage area 15b and the reference heartbeat period is calculated. If “dT new ” is smaller than “dT old ”, the ultrasound image group newly determined to be unselectable is overwritten in the temporary storage data storage area 15b. On the other hand, when “dT new ” is equal to or greater than “dT old ”, the ultrasound image group newly determined to be unselectable is discarded.
- the selection unit 17a executes the above processing during the collection period.
- the selection unit 17a temporarily stores the data stored in the temporary storage data storage area 15b. Is the second partial data. Then, the selection unit 17a moves the temporarily saved data to the second partial data storage area 15a.
- FIG. 12 is a flowchart for explaining a selection process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment.
- the analysis process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment is the same as the analysis process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment described with reference to FIG.
- the ultrasonic diagnostic apparatus determines whether or not the first partial data is selected from the first data group (step S301).
- the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment is in a standby state.
- the selection unit 17a notified from the control unit 18 that the first partial data has been selected calculates the reference heartbeat period (T). (Step S302). Then, the selection unit 17a determines whether an acquisition request for image collection has been accepted together with the setting of the collection period (step S303).
- the ultrasonic diagnostic apparatus enters a standby state.
- the ultrasonic diagnostic apparatus when an image collection start request is received (Yes at Step S303), the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment starts collecting ultrasonic images (Step S304). At the same time, the selection unit 17a also starts measuring the elapsed time from the start of collection.
- the selection part 17a determines whether the ultrasonic image for 1 heartbeat was collected, for example by detecting the R wave of an electrocardiogram (step S305).
- the selection unit 17a waits until the ultrasonic image for one heartbeat is collected.
- the selection unit 17a calculates an absolute value “dT” of the difference between the heartbeat period of the collected ultrasonic image group and the reference heartbeat period. (Step S306). Then, the selection unit 17a determines whether “dT” is smaller than the threshold value “ ⁇ ” (step S307).
- the collected ultrasonic image group is stored as second partial data in the second partial data storage area 15a (Step S308). Then, under the control of the control unit 18, the speaker of the output device 2 outputs a beep sound (step S309).
- the selection unit 17a determines whether or not temporarily stored data is stored in the temporarily stored data storage area 15b (Step S310).
- the selection unit 17a stores the collected ultrasonic image group as the temporary storage data in the temporary storage data storage area 15b (Step S311).
- the selection unit 17a stores the absolute value “dT new ” of the difference between the heartbeat period of the collected ultrasound image group and the reference heartbeat period. It is determined whether or not the absolute value “dT old ” of the difference between the heartbeat period of the temporarily stored data and the reference heartbeat period is smaller (step S312).
- the selection unit 17a overwrites the temporarily stored data storage area 15b with the collected ultrasound image group as temporarily stored data (Step S313). ).
- step S314 the selection unit 17a, It is determined whether or not the collection period has elapsed (step S314).
- the selection unit 17a returns to Step S305 and determines whether or not an ultrasound image group for one heartbeat has been newly collected.
- the selection unit 17a determines whether one or more second partial data is stored in the second partial data storage area 15a (Step S315). . When the second partial data is not stored in the second partial data storage area 15a (No at Step S315), the selection unit 17a stores the second partial data as the second partial data. The data is stored in the area 15a (step S316), and the process is terminated.
- the selection unit 17a ends the process.
- the selection unit 17a uses the ultrasonic image group collected at a time different from the first data group as the second data group, and collects the second data group.
- the second partial data is selected from the detection result of the heart rate of the subject P detected inside and stored in the second partial data storage area 15 a of the image memory 15.
- the third embodiment after the operator performs adjustment so that the first partial data and the imaging region, the imaging region and the image quality are the same, image collection is executed, and selection processing by the selection unit 17a is performed. Are executed in real time during image acquisition. Therefore, in the third embodiment, it is possible to automatically select the second partial data in which the heart rate is approximately the same, and the observation site and the image quality are the same, and the change of the cardiac function between the different times can be detected. It becomes possible to easily improve the reliability when performing quantitative analysis.
- control unit 18 is configured so that information for notifying the operator of the presence / absence of the storage process for the second partial data storage area 15a of the selection unit 17a is output from the output device 2. Control. Therefore, in the third embodiment, the operator can easily recognize whether or not the second partial data has been collected in real time.
- the input device 3 receives the collection period of the second data group, and the selection unit 17a executes the second partial data selection process during the collection period received by the input device 3. To do. Therefore, in the third embodiment, the operator can arbitrarily specify the execution period of the selection unit 17a.
- the selection unit 17a selects an ultrasound image group having a heart rate (heart rate period) closest to the reference heart rate (reference heart rate period).
- the second partial data is stored in the second partial data storage area 15a. That is, in the third embodiment, not only the second partial data selection process but also the temporarily stored data selection process is executed. Therefore, in the third embodiment, it is possible to secure a data group for quantitatively analyzing changes in cardiac function.
- the control unit 18 controls to display on the monitor of the output device 2 at least one of the ultrasonic images belonging to the first partial data and at least one of the ultrasonic images belonging to the second partial data. Also good.
- the control unit 18 displays in parallel an ultrasonic image corresponding to the R wave of the first partial data and an ultrasonic image corresponding to the R wave of the second partial data.
- the control unit 18 displays a moving image after matching the cardiac phases of the first partial data and the second partial data.
- control unit 18 controls not only the difference information but also the index value obtained based on the first partial data and the index value obtained based on the second partial data on the monitor. You may do it.
- control unit 18 may display the index value of the first partial data and the index value of the second partial data from which the difference information is calculated.
- the first partial data is selected from the first data group by the selection unit 17a and the identification unit 17c described above using, for example, information such as a reference heart rate, an imaging region, and an imaging cross section designated by the operator. It may be the case.
- the selection unit 17a may perform the selection process shown in FIGS. 13A, 13B, and 13C.
- 13A, 13B, and 13C are diagrams for describing a modification of the selection process.
- the data group to be selected for the second partial data is an ultrasonic image group of the subject P at a different time from the first partial data. Therefore, as illustrated in FIG. 13A, the selection unit 17a selects, from the first data group, the second partial data whose heart rate substantially matches the first partial data selected from the first data group. Also good.
- the selection unit 17a selects second partial data corresponding to each of the plurality of first partial data from the second data group. You may do it. For example, assume that the first partial data A and the second partial data B are selected from the first data group as shown in FIG. 13B. In such a case, as illustrated in FIG. 13B, the selection unit 17 a selects, from the second data group, the second partial data A whose heart rate substantially matches the first partial data A, and the first partial data B And second partial data B whose heart rate substantially matches.
- the selection unit 17a selects the second partial data whose heart rate substantially matches the first partial data selected from the first data group from the second data group, and then selects the second partial data and the heart rate. Partial data whose numbers substantially match may be selected again from the first data group. For example, as illustrated in FIG. 13C, the selection unit 17a selects the second partial data A corresponding to the first partial data A from the second data group.
- the selection unit 17a performs the second partial data selection process using the second partial data A as the first partial data and the first data group as the second data group. Thereby, for example, as illustrated in FIG. 13C, the selection unit 17a selects, from the first data group, the first partial data B that is closer to the heart rate of the second partial data A than the first partial data A. To do.
- the first and second partial data selection processing, index value and difference information acquisition processing, and display processing are performed in the ultrasonic diagnostic apparatus.
- the selection process of the first and second partial data groups is performed in the ultrasonic diagnostic apparatus, and the acquisition process and the display process are performed on a workstation other than the ultrasonic diagnostic apparatus. It may be executed in
- the image group selection processing by the ultrasonic diagnostic apparatus is executed by an image processing apparatus installed independently of the ultrasonic diagnostic apparatus.
- the image processing apparatus having the display control functions of the input device 3, the image processing unit 17, and the control unit 18 shown in FIG. 1 is from an ultrasonic diagnostic apparatus, a PACS database, or an electronic medical record system database.
- the received data group may be received to perform the above-described image group selection process.
- an X-ray CT image captured by the X-ray CT apparatus or an X-ray diagnosis is used. It may be a case of an X-ray image taken by an apparatus or an MRI image taken by an MRI apparatus.
- each component of each illustrated apparatus is functionally conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated.
- the specific form of distribution / integration of each device is not limited to that shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed or arbitrarily distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. Can be integrated and configured.
- all or any part of each processing function performed in each device is realized by a CPU and an image processing program analyzed and executed by the CPU, or is realized as hardware by wired logic. obtain.
- the image processing method described above can be realized by executing an image processing program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation.
- This image processing program can be distributed via a network such as the Internet.
- the image processing program can also be executed by being recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO, and a DVD, and being read from the recording medium by the computer. .
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Abstract
実施形態の超音波診断装置は、入力部(3)と、選択部(17a)とを備える。入力部(3)は、被検体Pの複数心拍分の超音波画像群から、少なくとも1心拍分の超音波画像群を第1の部分データとして受け付ける。選択部(17a)は、第1の部分データの収集期間における被検体Pの心拍数を基準心拍数とし、第1の部分データとは異なる時期の被検体Pの超音波画像群から基準心拍数に対して所定の範囲内にある心拍数を有する超音波画像群を第2の部分データとして選択する。
Description
本発明の実施形態は、超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理方法に関する。
従来、心疾患の診断では、心エコーにより心壁運動を定量的に評価する定量的評価法が行われている。心エコーを用いた定量的評価法では、少なくとも1心拍以上の心臓の超音波画像を用いて種々の壁運動情報を定量化するアプリケーションが用いられている。かかるアプリケーションとしては、例えば、超音波画像に特有のスペックルパターンに基づいて、超音波画像上の心筋に設定した点を追跡するスペックルトラッキングを用いて、心壁運動を定量化するものが知られている。
更に、かかるアプリケーションを用いて、術前、術後などの取得時期の異なる複数の超音波画像をそれぞれ解析して壁運動情報を定量化し、それら定量化情報の差異により、心機能の変化に関する評価が行われている。例えば、異なる時期に収集された画像間で、心機能の変化を定量的に解析する場合では、R波を基準にして心位相を揃えることで、定量化情報の差異を取得していた。
しかし、心拍数(Heart Rate)は、一般的に、健常者においても10%弱の生理的な揺らぎを有している。また、不整脈疾患では心房細動に代表されるように心拍数が安定しない症例も多い。更に、虚血性心疾患の診断で用いられるストレスエコー(stress-echo)では、負荷状態に応じて積極的に心拍数を変動させている。
このため、心機能の変化を定量的に解析した結果の信頼性を高めるためには、多数の心拍の動画データを収集しておいて、より心拍数の近しいデータ同士を選択して比較を行うことが好適である。しかし、多数の心拍を含むデータから似た心拍数のデータ同士を探す作業は、困難であり、検査時間を要してしまう。
このように、従来では、異なる時期に収集された画像間で、単純にR波を基準にして定量化データを比較した結果は、信頼性が低い場合があり、信頼性が高い比較結果を取得するには、操作者に負担がかかってしまっていた。
実施形態の超音波診断装置は、入力部と、選択部とを備える。入力部は、被検体の複数心拍分の超音波画像群から、少なくとも1心拍分の超音波画像群を第1の部分データとして受け付ける。選択部は、前記第1の部分データの収集期間における前記被検体の心拍数を基準心拍数とし、前記第1の部分データとは異なる時期の当該被検体の超音波画像群から前記基準心拍数に対して所定の範囲内にある心拍数を有する超音波画像群を第2の部分データとして選択する。
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明するための図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ1と、出力装置2と、入力装置3と、心電計4と、装置本体10とを有する。
まず、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明するための図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ1と、出力装置2と、入力装置3と、心電計4と、装置本体10とを有する。
超音波プローブ1は、装置本体10と着脱自在に接続される。超音波プローブ1は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体10が有する送受信部11から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ1は、被検体Pからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ1は、圧電振動子に設けられる整合層と、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などを有する。
超音波プローブ1から被検体Pに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Pの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ1が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
なお、第1の実施形態は、図1に示す超音波プローブ1が、複数の圧電振動子が一列で配置された1次元超音波プローブである場合や、一列に配置された複数の圧電振動子が機械的に揺動される1次元超音波プローブである場合、複数の圧電振動子が格子状に2次元で配置された2次元超音波プローブである場合のいずれであっても適用可能である。2次元超音波プローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Pを2次元で走査することが可能である。
入力装置3は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボールなどを有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体10に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
例えば、第1の実施形態に係る入力装置3は、心壁運動を解析するための超音波画像群の選択指定を操作者から受け付ける。また、第1の実施形態に係る入力装置3は、心壁運動を解析するために、超音波画像群から算出される心壁運動の定量化情報の種別の指定を操作者から受け付ける。なお、第1の実施形態に係る入力装置3が受け付ける各種指定内容については、後に詳述する。
出力装置2は、モニタやスピーカなどを有する。出力装置2のモニタは、超音波診断装置の操作者が入力装置3を用いて各種設定要求を入力するためのGUI(Graphical User Interface)を表示したり、装置本体10において生成された超音波画像などを表示したりする。また、出力装置2のスピーカは、音声を出力する。例えば、出力装置2のスピーカは、装置本体10の処理状況を操作者に報知するために、ビープ音などの所定の音声を出力する。
心電計4は、装置本体10と接続され、超音波走査が行なわれる被検体Pの心電図(ECG:Electrocardiogram)を取得する。心電計4は、取得した心電図を装置本体10に送信する。
装置本体10は、超音波プローブ1が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体10は、図1に示すように、送受信部11と、Bモード処理部12と、ドプラ処理部13と、画像生成部14と、画像メモリ15と、内部記憶部16と、画像処理部17と、制御部18とを有する。
送受信部11は、トリガ発生回路、送信遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波プローブ1に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延回路は、超音波プローブ1から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの送信遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ1に駆動信号(駆動パルス)を印加する。すなわち、送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
なお、送受信部11は、後述する制御部18の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
また、送受信部11は、アンプ回路、A/D変換器、受信遅延回路、加算器などを有し、超音波プローブ1が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。A/D変換器は、ゲイン補正された反射波信号をA/D変換する。受信遅延回路は、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、受信遅延回路により受信遅延時間が与えられた反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
このように、送受信部11は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。
Bモード処理部12は、送受信部11から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ(Bモードデータ)を生成する。
ドプラ処理部13は、送受信部11から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ(ドプラデータ)を生成する。
画像生成部14は、Bモード処理部12及びドプラ処理部13が生成したデータから超音波画像を生成する。すなわち、画像生成部14は、Bモード処理部12が生成したBモードデータから反射波の強度を輝度にて表したBモード画像を生成する。また、画像生成部14は、ドプラ処理部13が生成したドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像を生成する。
また、画像生成部14は、超音波画像に、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマークなどを合成した合成画像を生成することもできる。
ここで、画像生成部14は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換(スキャンコンバート)し、表示用画像としての超音波画像を生成する。また、画像生成部14は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理(平滑化処理)や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理(エッジ強調処理)などを行なう。
画像メモリ15は、画像生成部14が生成した超音波画像を記憶するメモリである。ここで、画像生成部14は、超音波画像と当該超音波画像を生成するために行なわれた超音波走査の時間とを、心電計4から送信された心電図に対応付けて画像メモリ15に格納する。すなわち、後述する画像処理部17は、画像メモリ15に格納されたデータを参照することで、超音波画像を生成するために行なわれた超音波走査時の心位相や心拍数(HR:Heart Rate)を取得することができる。
また、画像メモリ15は、画像生成部14が生成した超音波画像に対応付けて、心電図の情報以外にも、患者ID、検査日、検査対象部位、ボディーマークなどといった種々の付帯情報も記憶する。また、画像メモリ15は、Bモード処理部12やドプラ処理部13が生成したデータを記憶することも可能である。なお、Bモード処理部12やドプラ処理部13が生成したデータは、生データとも呼ばれる。
内部記憶部16は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報(例えば、患者ID、医師の所見など)や、診断プロトコルや各種ボディーマークなどの各種データを記憶する。また、内部記憶部16は、必要に応じて、画像メモリ15が記憶する画像の保管などにも使用される。また、内部記憶部16が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部の周辺装置へ転送することができる。
画像処理部17は、画像メモリ15が記憶する超音波画像に対して各種画像処理を行なう処理部であり、図1に示すように、選択部17a及び取得部17bを有する。なお、第1の実施形態に係る画像処理部17が行なう処理については、後に詳述する。
制御部18は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部18は、入力装置3を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部16から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部11、Bモード処理部12、ドプラ処理部13、画像生成部14及び画像処理部17の処理を制御する。また、制御部18は、画像メモリ15が記憶する超音波画像や、画像処理部17により行われる各種処理を指定するためのGUI、画像処理部17の処理結果などを出力装置2のモニタにて表示するように制御する。また、制御部18は、画像処理部17の処理結果に基づいて、出力装置2のスピーカが所定の音声を出力するように制御する。
以上、第1の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、操作者は、第1の実施形態に係る超音波診断装置を用いて、術前、術後などのように、異なる時期に画像収集が行なわれた超音波画像群間で、心機能の変化に関する評価を行なう。
しかし、前述したように、心拍数(HR:Heart Rate)は、一般的に、健常者においても10%弱の生理的な揺らぎを有している。また、不整脈疾患では心房細動に代表されるように心拍数が安定しない症例も多い。更に、虚血性心疾患の診断で用いられるストレスエコー(stress-echo)では、負荷状態に応じて積極的に心拍数を変動させている。
ここで、比較対象となる画像群間の心拍数が異なっている場合、各画像群から算出された心壁運動の定量化情報の経時的な差異情報は、本来期待される結果に対して異なる場合がある。これは、生理的な揺らぎにより心拍数が異なる場合でも、収縮期の時間は、あまり変わらず、拡張期の時間(拡張早期から心房収縮期の間の期間)が支配的に変わるという臨床的な現象があるためである。図2は、心拍数の生理的な揺らぎを説明するための図である。
すなわち、図2に示すように、HRが低い場合とHRが高い場合とを比較すると、収縮期の時間は、略同一であるが、拡張期の時間は、HRが低い場合の方が、HRが高い場合より長い。このような心拍数の生理的な揺らぎがある場合に、R波を基準に定量化データが得られていると心房収縮期の時間が異なってしまう。例えば、従来では、R波の間隔(RR間隔)を100%とし、R波からの経過時間をRR間隔に対する相対値に変換したうえで、収集時期の異なる1心拍分の超音波画像群間を比較することが一般的に行なわれている。しかし、かかる場合、画像群間で心拍数が異なっていると、経時的な差異情報は、同一の心位相を比較したデータとはならない。
また、ストレスエコーの場合には、積極的に心拍数を変えることから、同一の心位相であっても心拍数のばらつきは、生理的な揺らぎよりも一般に大きくなる。このような場合には、多数の心拍の動画データを収集しておいて、より心拍数の近しいデータ同士を選択して比較を行うのが好適であるが、多数の心拍を含むデータから似た心拍数のデータ同士を探す作業は困難であり、検査時間を要してしまう。かかる問題は、上述した心房細動のような不整脈疾患の場合についても同様である。
このように、従来の方法では、異なる時期に収集された画像間で、単純にR波を基準にして定量化情報を比較した結果は、信頼性が低い場合があり、信頼性が高い比較結果を取得するには、操作者に負担がかかってしまっていた。
そこで、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、異なる時期の間での心機能の変化を定量的に解析する際の信頼性を容易に向上させるため、図1に示す画像処理部17を用いた処理が行なわれる。
まず、入力装置3は、被検体Pの複数心拍分の超音波画像群から、少なくとも1心拍分の超音波画像群を第1の部分データとして受け付ける。ここで、第1の部分データが選択される超音波画像群を第1のデータ群とし、第1の部分データの選択が操作者により行なわれるとする。かかる場合、入力装置3は、被検体Pの複数心拍分の超音波画像群を含む第1のデータ群から、操作者が選択した少なくとも1心拍分の超音波画像群を第1の部分データとして受け付ける。図3は、第1の部分データを説明するための図である。
例えば、操作者は、図3に示すように、心機能の変化を解析する対象となる被検体Pの「患者ID:A」及び「検査日:D1」を入力装置3に入力する。これにより、制御部18は、「検査日:D1」における被検体Pの複数心拍分の超音波画像群を含む第1のデータ群を画像メモリ15から取得し、例えば、出力装置2のモニタにて動画表示、又は、サムネール表示させる。そして、操作者は、モニタを参照して、単一心拍分、又は、複数心拍分の超音波画像群を、心機能の変化を解析するための一方の画像群である第1の部分データとして選択する。なお、モニタに表示される超音波画像には、心電計4から取得された心拍数も同時に表示される。
そして、操作者は、例えば、図3に示すように、連続する3心拍分の超音波画像群を第1の部分データとして選択する。入力装置3が受け付けた第1の部分データの情報は、制御部18を介して、図1に示す画像処理部17の選択部17aに通知される。
図1に示す選択部17aは、入力装置3が受け付けた第1の部分データの収集期間における被検体Pの心拍数を基準心拍数とする。ここで、第1の実施形態では、選択部17aは、基準心拍数から基準心拍期間を算出する。心拍数は、例えば、1秒間で心臓が拍動する回数であり、心拍期間は、例えば、心拍数の逆数である。すなわち、心拍期間は、心臓が1回拍動するために要する時間であり、例えば、RR間隔に相当する時間である。第1の部分データが複数心拍分である場合、選択部17aは、各心拍の心拍期間の平均値を基準心拍期間として算出する。図4、図5A及び図5Bは、第1の実施形態に係る選択部を説明するための図である。
例えば、選択部17aは、画像メモリ15から「患者ID:A、検査日:D1」の第1の部分データ(3心拍分)に対応付けられている心電図を用いて、各心拍の心拍期間(T1,T2,T3)を取得する。そして、選択部17aは、「T1,T2,T3」の平均値「(T1+T2+T3)/3」を基準心拍期間「T」として設定する。なお、第1の部分データが単一心拍分である場合、選択部17aは、第1の部分データの心拍数をそのまま基準心拍数として設定し、基準心拍期間を算出する。また、複数心拍分の第1の部分データから算出される基準心拍期間は、例えば、中央値など、平均値以外の統計学的に算出される代表値が用いられる場合であっても良い。
そして、選択部17aは、第1の部分データとは異なる時期の被検体Pの超音波画像群から基準心拍数に対して所定の範囲内にある心拍数を有する超音波画像群を第2の部分データとして選択する。ここで、第2の部分データが選択される超音波画像群を第2データ群とする。また、第1の実施形態では、基準心拍数に対応する基準心拍期間を用いるとする。かかる場合、選択部17aは、第1のデータ群とは異なる時期の被検体Pの超音波画像群である第2のデータ群から基準心拍期間に対して所定の範囲内にある心拍期間を有する超音波画像群を第1の部分データの比較対象である第2の部分データとして選択する。なお、第1の実施形態は、基準心拍数を用いて第2部分データの選択が行なわれる場合であっても良い。
ここで、第1の実施形態に係る選択部17aは、第1のデータ群とは異なる時期に収集済みの被検体Pの超音波画像群を第2のデータ群として選択処理を行なう。すなわち、操作者は、第1の部分データの比較対象となる第2の部分データを選択するための第2のデータ群を画像メモリ15に格納済みのデータ群から選択する。
例えば、操作者は、図5Aに示すように、第2のデータ群を指定するために、被検体Pの「患者ID:A」及び「検査日:D2」を入力装置3に入力する。なお、検査日「D2」は、検査日「D1」以降の日付であっても、検査日「D1」以前の日付であっても良い。また、検査日は、一つである場合に限定されるものではなく、例えば、D1以外の検査日が複数選択される場合であっても良い。
そして、選択部17aは、例えば、図5Aに示すように、「患者ID:A」及び「検査日:D2」が対応付けられた超音波画像群全てを第2のデータ群として、第2の部分データの選択処理を行なう。
なお、第1の実施形態は、以下に説明するように、「患者ID:A」及び「検査日:D2」が対応付けられた超音波画像群から操作者が選択した画像群を第2のデータ群とする場合であっても良い。第2のデータ群の選択処理が行なわれる場合、例えば、操作者の表示要求に応じて、制御部18は、「検査日:D2」における被検体Pの第2のデータ群を画像メモリ15から取得し、例えば、出力装置2のモニタにて動画表示、又は、サムネール表示させる。そして、操作者は、モニタを参照して、単一心拍分、又は、複数心拍分の超音波画像群を第2のデータ群として選択する。例えば、操作者は、図5Aに示す連続する6心拍分の超音波画像群を、第2のデータ群として選択する。
そして、選択部17aは、第2のデータ群を1心拍分ごとの超音波画像群に分割し、分割した各超音波画像群を探索対象群として、選択処理を行なう。
具体的には、選択部17aは、予め設定された所定の閾値「α」を用いて選択処理を行なう。例えば、選択部17aは、先頭の探索対象群から順に、「α」を用いて、図5Aに示す各探索対象群の収集期間における心拍期間「T’1,T’2,T’3,T’4,T’5,T’6,・・・」と、基準心拍期間「T」との比較を行なう。
すなわち、選択部17aは、図5の(B)に示すように、基準心拍期間「T」と、探索対象群心拍期間「T’」との差分の絶対値「dT」を算出する。そして、選択部17aは、「dT」と「α」との比較を行なう。ここで、選択部17aは、「dT<α」である場合、探索対処群の心拍期間が基準心拍期間に概一致すると判定し、当該探索対象群を第2の部分データとして選択する。一方、選択部17aは、「dT」が「α」以上である場合、探索対処群の心拍期間が基準心拍期間に一致していないと判定し、当該探索対象群を第2の部分データとして選択しない。
かかる選択部17aの選択処理が行なわれることで、操作者は、多数の心拍を含むデータから似た心拍数のデータ同士を探す作業を行なうことなく、次の解析処理に進むことが出来る。なお、選択部17aは、第1の部分データの収集期間と略同じ収集期間の超音波画像群を第2の部分データとして選択する場合であっても良い。かかる場合、例えば、第1の部分データが連続3心拍であるならば、選択部17aは、連続3心拍の超音波画像群を第2の部分データとして選択する。
しかし、第1の部分データと心拍数が概一致する第2の部分データが自動選択されたとしても、部分データ同士の「画質や観察箇所」が異なっている場合、差異情報が本来期待される結果に対して異なる場合がある。
かかる現象は、超音波診断装置の撮影において、多々発生する。それは、超音波診断装置では、超音波プローブ1などの位置調整が難しいことが原因にある。具体的には、患者によって心臓を描出する超音波プローブ1の向きや位置が異なったり、患者の体勢によっては患者に苦痛を与えてしまったりして、収集中に、何度も超音波プローブ1の位置や患者の体勢の調整を行うためである。
このため、第1の実施形態では、第2の部分データが選択された後、以下の処理が行なわれる。すなわち、制御部18は、選択部17aにより第2の部分データとして選択された超音波画像群を第2の候補部分データとして出力装置2のモニタに表示するように制御する。そして、選択部17aは、制御部18の制御によりモニタに表示された第2の候補部分データを参照した操作者が第1の部分データの比較対象であると判断した場合に、当該第2の候補部分データを第2の部分データとして確定する。
すなわち、操作者は、モニタを参照して、第2の候補部分データの画質及び観察箇所が、第1の部分データと同一であるか否かを判定する。例えば、第1の部分データが被検体Pの心臓を検査するために収集された画像群であり、かつ、第1の部分データが被検体Pの心臓における心尖部四腔像を撮影した画像群であるとする。この場合、操作者は、第2の候補部分データが被検体Pの肝臓を検査するために収集された画像群であった場合、撮影部位が異なることから、第2の部分データとして採用しないと判定する。
また、操作者は、第2の候補部分データが被検体Pの心臓における心尖部二腔像や肋骨左縁長軸像、肋骨左縁短軸像などを撮影した画像群肝臓を検査するために収集された画像群であった場合、撮影断面が異なることから、第2の部分データとして採用しないと判定する。また、操作者は、第2の候補部分データが被検体Pの心臓における心尖部四腔像を撮影した画像群肝臓を検査するために収集された画像群であったとしても、例えば、コントラスト値など、画質が異なると判定した場合、第2の部分データとして採用しないと判定する。
一方、操作者は、第2の候補部分データの撮影部位、撮影断面及び画質が、第1の部分データの撮影部位、撮影断面及び画質が同一である場合、例えば、入力装置3が有する「確定ボタン」を押下する。これにより、選択部17aは、操作者が第1の部分データの比較対象として採用すると判定した第2の候補部分データを第2の部分データとして確定する。例えば、選択部17aは、画像メモリ15において、第2の部分データとして確定された超音波画像群の付帯情報として「第2の部分データ」であることを示すフラグを付与する。
図1に戻って、画像処理部17が有する取得部17bは、第1の部分データと第2の部分データとを用いて、部分データ間の経時的な差異情報を取得する。具体的には、取得部17bは、被検体Pの関心領域における心壁の運動情報を定量化した定量化情報を第1の部分データ及び第2の部分データから算出し、各部分データから算出した定量化情報間の経時的な差異を差異情報として取得する。そして、制御部18は、取得部17bにより取得された差異情報を出力装置2のモニタに表示するように制御する。
より具体的には、取得部17bは、各部分データに描出された心筋組織に設定された追跡点をスペックルパターンに基づいて追跡することで、操作者が指定した関心領域にある心壁の運動情報を定量化した定量化情報を算出する。例えば、取得部17bは、各部分データに描出された心臓の内腔容積を心位相ごとに算出する。
或いは、取得部17bは、心筋組織の歪み(心筋ストレイン)、心筋組織の歪み率(心筋ストレインレート)、心筋組織の心筋組織の変位(心筋変位)、又は、心筋組織の変位速度(心筋速度)を心位相ごとに算出する。例えば、取得部17bは、心筋組織全体における心位相ごとの内腔容積、心筋ストレイン、心筋ストレインレート、心筋速度を算出する。又は、取得部17bは、局所的な心筋組織(例えば、心室など)における心位相ごとの内腔容積、心筋ストレイン、心筋ストレインレート、心筋速度を算出する。ここで、第1の部分データ及び第2の部分データが複数心拍分のデータである場合、取得部17bは、心位相ごとの内腔容積、心筋ストレイン、心筋ストレインレート、心筋速度などの値の平均値を算出することも出来る。
或いは、取得部17bは、第1の部分データ及び第2の部分データが複数心拍分のデータ群である場合、各心拍の心壁運動の定量化情報として、心筋容積を算出したり、心筋容積に平均的な心筋密度値を乗算することで心筋重量を算出したりする。また、取得部17bは、心筋重量を体表面積で規格化することでMass-Indexを算出する。
そして、取得部17bは、第1の部分データにおける心壁運動の定量化情報と第2の部分データにおける心壁運動の定量化情報との差分値を差分情報として算出する。又は、取得部17bは、差異情報として、第1の部分データ及び第2の部分データにおける心壁運動の各定量化情報を操作者が容易に比較できるように、表や、グラフ、画像などを生成する。例えば、取得部17bは、第1の部分データ及び第2の部分データの心位相ごとの内腔容積をプロットしたグラフを生成する。
或いは、取得部17bは、第1の部分データ及び第2の部分データの心位相ごとの局所的な心筋ストレインを、予め設定されたLUT(Look Up Table)に基づきカラーに変換したうえで、例えば、Polar-mapにマッピングした分布画像を時系列に沿って複数生成する。
そして、制御部18の制御により、出力装置2のモニタは、取得部17bが取得した差異情報を表示する。
次に、図6及び図7を用いて、第1の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図6は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の選択処理を説明するためのフローチャートである。また、図7は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の解析処理を説明するためのフローチャートである。
図6に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、第1のデータ群から第1の部分データが選択されたか否かを判定する(ステップS101)。すなわち、制御部18は、操作者が入力装置3を介して、第1の部分データを選択したか否かを判定する。ここで、第1の部分データが選択されていない場合(ステップS101否定)、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
一方、第1の部分データが選択された場合(ステップS101肯定)、制御部18から第1の部分データが選択されたことを通知された選択部17aは、基準心拍期間(T)を算出する(ステップS102)。そして、選択部17aは、第2のデータ群が選択されたか否かを判定する(ステップS103)。ここで、第2のデータ群が選択されていない場合(ステップS103否定)、選択部17aは、待機状態となる。
一方、第2のデータ群が選択された場合(ステップS103肯定)、選択部17aは、第2のデータ群における探索対象群数「N」を取得する(ステップS104)。すなわち、選択部17aは、第2のデータ群が「N」心拍分のデータ群であることを取得する。そして、選択部17aは、「i=1」と設定し(ステップS105)、探索対象群「i」の心拍期間と基準心拍期間との差異の絶対値「dT(i)」を算出する(ステップS106)。
そして、選択部17aは、「dT(i)」が予め設定された閾値「α」より小さいか否かを判定する(ステップS107)。ここで、「dT(i)」が閾値「α」より小さい場合(ステップS107肯定)、出力装置2のモニタは、制御部18の制御により、探索対象群「i」を第2の候補部分データとして表示する(ステップS108)。そして、選択部17aは、第2の部分データとして探索対象群「i」が操作者により採用されたか否かを判定する(ステップS109)。
ここで、探索対象群「i」が操作者により採用された場合(ステップS109肯定)、選択部17aは、探索対象群「i」を第2の部分データとして確定する(ステップS110)。
ここで、ステップS110の処理後、又は、「dT(i)」が閾値「α」以上である場合(ステップS107否定)、探索対象群「i」が操作者により採用されなかった場合(ステップS109否定)、選択部17aは、「i=N」であるか否かを判定する(ステップS111)。ここで、「i」が「N」より小さい場合(ステップS111否定)、選択部17aは、「i=i+1」と設定し(ステップS112)、ステップS106に戻って、次の探索対象群「i」の心拍期間と基準心拍期間との差異の絶対値「dT(i)」を算出する。
一方、「i=N」である場合(ステップS111肯定)、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、選択処理を終了する。
そして、図7に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、第2の部分データが確定されたか否かを判定する(ステップS201)。ここで、第2の部分データが確定されていない場合(ステップS201否定)、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
一方、第2の部分データが確定された場合(ステップS201肯定)、取得部17bは、第1の部分データ及び第2の部分データそれぞれから、心壁運動の定量化情報を算出する(ステップS202)。
そして、取得部17bは、第1の部分データ及び第2の部分データそれぞれの心壁運動の定量化情報の経時的な差異情報を取得する(ステップS203)。その後、制御部18の制御により、出力装置2のモニタは、経時的な差異情報を表示し(ステップS204)、処理を終了する。
上述してきたように、第1の実施形態では、入力装置3は、被検体Pの複数心拍分の超音波画像群を含む第1のデータ群から、操作者が選択した少なくとも1心拍分の超音波画像群を第1の部分データとして受け付ける。そして、選択部17aは、入力装置3が受け付けた第1の部分データの収集期間における被検体Pの心拍数を基準心拍数とする。そして、選択部17aは、第1のデータ群とは異なる時期の被検体Pの超音波画像群である第2のデータ群から基準心拍期間に対して所定の範囲内にある心拍数を有する超音波画像群を第1の部分データの比較対象である第2の部分データとして選択する。具体的には、第1の実施形態では、選択部17aは、第1のデータ群とは異なる時期に収集済みの被検体Pの超音波画像群を第2のデータ群として選択処理を行なう。なお、本実施形態では、選択部17aは、基準心拍数から算出した基準心拍期間と、選択対象の第2のデータ群の心拍数から算出した心拍期間との比較により、第2の部分データを選択する。
すなわち、第1の実施形態では、第1の部分データとは異なる時間で得られた第2のデータ群から、第1の部分データの心拍期間と概一致する心拍期間の第2の部分データを自動的に選択することが出来る。これにより、操作者は、多数の心拍を含むデータから似た心拍数のデータ同士を探す作業を行なうことなく、心拍数が似たデータ同士を用いて、心機能の解析に進むことが出来る。従って、第1の実施形態では、異なる時期の間での心機能の変化を定量的に解析する際の信頼性を容易に向上させることが可能となる。
また、第1の実施形態では、制御部18は、選択部17aにより第2の部分データとして選択された超音波画像群を第2の候補部分データとして出力装置2のモニタに表示するように制御する。そして、選択部17aは、制御部18の制御によりモニタに表示された第2の候補部分データを参照した操作者が第1の部分データの比較対象であると判断した場合に、当該第2の候補部分データを第2の部分データとして確定する。
すなわち、第1の実施形態では、第2の候補部分データの中から、第1の部分データと「画質や観察箇所」が同一となる超音波画像群を操作者が選択し、操作者が選択した第2の候補部分データを第2の部分データとして確定することが出来る。従って、第1の実施形態では、異なる時期の間での心機能の変化を定量的に解析する際の信頼性を確実に向上させることが可能となる。
また、第1の実施形態では、取得部17bは、第1の部分データと第2の部分データとを用いて、部分データ間の経時的な差異情報を取得する。具体的には、取得部17bは、被検体Pの関心領域における心壁の運動情報を定量化した定量化情報を第1の部分データ及び第2の部分データから算出し、各部分データから算出した定量化情報間の経時的な差異を差異情報として取得する。そして、制御部18は、差異情報を出力装置2のモニタに表示するように制御する。すなわち、第1の実施形態では、異なる時期の間での心機能の変化の定量的解析処理及び解析結果の出力処理を、第2の部分データの選択が行なわれた同一の装置内で実行することが出来る。
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、第2の部分データの確定が自動的に実行される場合について、図8などを用いて説明する。図8は、第2の実施形態に係る画像処理部を説明するための図である。
第2の実施形態では、第2の部分データの確定が自動的に実行される場合について、図8などを用いて説明する。図8は、第2の実施形態に係る画像処理部を説明するための図である。
図8に示すように、第2の実施形態に係る画像処理部17は、図1に示す第1の実施形態に係る画像処理部17と比較して、特定部17cを更に有する点が異なる。以下、これを中心に説明する。なお、第2の実施形態でも、第1の実施形態と同様に、収集済みの第2のデータ群から、第1の部分データと心拍数が概一致する第2の部分データが選択部17aにより選択される。なお、第2の実施形態でも、選択部17aは、第1の部分データの収集期間と略同じ収集期間の超音波画像群を第2の部分データとして選択する場合であっても良い。また、第2の実施形態でも、心拍数を用いた選択処理が行なわれる場合であっても、心拍期間を用いた選択処理が行なわれる場合であっても良い。
そして、特定部17cは、第1の部分データと撮影部位及び撮影断面の双方が同一となる超音波画像群を、第2の部分データから特定する。そして、第2の実施形態に係る選択部17aは、特定部17cにより特定された超音波画像群を第2の部分データとして確定する。図9A及び図9Bは、特定部を説明するための図である。
例えば、特定部17cは、超音波画像に付与されている付帯情報である検査対象部位を参照する。そして、特定部17cは、図9Aに示すように、第2の部分データとして選択された超音波画像群の中で、「検査対象部位:心臓」が付与されている超音波画像群を、第1の部分データと撮影部位が同一である超音波画像群として特定する。
更に、特定部17cは、第1の部分データと撮影部位が同一である超音波画像群の中から、第1の部分データと撮影断面が同一である超音波画像群を特定する。具体的には、特定部17cは、第1の部分データと撮影部位が同一である超音波画像群において、各超音波画像の特徴量を画像処理により解析することで、第1の部分データと特徴量が略一致する超音波画像群を、第1の部分データと撮影断面が同一である超音波画像群として特定する。例えば、第1の部分データが心尖部四腔像である場合、特定部17cは、図9Bに示すように、撮影部位が心臓である各超音波画像を閾値処理することで、2値化画像を生成する。そして、特定部17cは、図9Bに示すように、2値化画像を解析することで、4つの心腔を特徴量として取得する。そして、特定部17cは、図9Bに示すように、4つの心腔が特徴量として取得された超音波画像を、右心房(RA)、右心室(RV)、左心房(LA)および左心室(LV)が描出されている心尖部四腔像であると判定する。
そして、第2の実施形態に係る取得部17bは、特定部により第1の部分データと撮影部位及び撮影断面が同一の超音波画像群が第2の部分データから特定された場合、当該超音波画像群を差異情報の取得対象とする。
次に、図10を用いて、第2の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図10は、第2の実施形態に係る超音波診断装置の選択処理を説明するためのフローチャートである。なお、第2の実施形態に係る超音波診断装置の解析処理は、図7を用いて説明した第1の実施形態に係る超音波診断装置の解析処理と同様であるので、説明を省略する。
図10に示すように、第2の実施形態に係る超音波診断装置は、第1のデータ群から第1の部分データが選択されたか否かを判定する(ステップS201)。ここで、第1の部分データが選択されていない場合(ステップS201否定)、第2の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
一方、第1の部分データが選択された場合(ステップS201肯定)、選択部17aは、基準心拍期間(T)を算出する(ステップS202)。そして、選択部17aは、第2のデータ群が選択されたか否かを判定する(ステップS203)。ここで、第2のデータ群が選択されていない場合(ステップS203否定)、選択部17aは、待機状態となる。
一方、第2の部分データが選択された場合(ステップS203肯定)、選択部17aは、第2のデータ群における探索対象群数「N」を取得する(ステップS204)。そして、選択部17aは、「i=1」と設定し(ステップS205)、探索対象群「i」の心拍期間と基準心拍期間との差異の絶対値「dT(i)」を算出する(ステップS206)。
そして、選択部17aは、「dT(i)」が予め設定された閾値「α」より小さいか否かを判定する(ステップS207)。ここで、「dT(i)」が閾値「α」より小さい場合(ステップS207肯定)、出力装置2のモニタは、制御部18の制御により、探索対象群「i」を第2の候補部分データとして表示する(ステップS208)。そして、選択部17aは、特定部17cにより探索対象群「i」が第1の部分データの撮影部位及び撮影断面と同一であると特定されたか否かを判定する(ステップS209)。
ここで、特定部17cにより探索対象群「i」が第1の部分データの撮影部位及び撮影断面と同一であると特定された場合(ステップS209肯定)、選択部17aは、探索対象群「i」を第2の部分データとして確定する(ステップS210)。
ここで、ステップS210の処理後、又は、「dT(i)」が閾値「α」以上である場合(ステップS207否定)、探索対象群「i」が第1の部分データの撮影部位及び撮影断面と同一であると特定されなかった場合(ステップS209否定)、選択部17aは、「i=N」であるか否かを判定する(ステップS211)。ここで、「i」が「N」より小さい場合(ステップS211否定)、選択部17aは、「i=i+1」と設定し(ステップS212)、ステップS206に戻って、次の探索対象群「i」の心拍期間と基準心拍期間との差異の絶対値「dT(i)」を算出する。
一方、「i=N」である場合(ステップS211肯定)、第2の実施形態に係る超音波診断装置は、選択処理を終了する。なお、第2の実施形態は、ステップS208の表示処理が行なわれない場合であっても良い。
上述してきたように、第2の実施形態では、特定部17cは、第1の部分データと撮影部位が同一である超音波画像群を、第2の部分データから特定する。更に、特定部17cは、第1の部分データと撮影断面が同一である超音波画像群を、第2の部分データから特定する。そして、取得部17bは、特定部17cにより第1の部分データと撮影部位及び撮影断面が同一の超音波画像群が第2の部分データから特定された場合、当該超音波画像群を差異情報の取得対象とする。
すなわち、第2の実施形態では、第1の実施形態において操作者が行なっていた観察部位が同一であるか否かの判定も自動的に行なうことが出来る。従って、第2の実施形態では、操作者にかかる負担を更に軽減することが可能となる。
なお、特定部17cは、以下に説明する変形例を行なう場合であっても良い。例えば、特定部17cは、超音波画像に付与されているボディーマークに基づいて、撮影部位が同一であること超音波画像群を第2の部分データから特定する場合であっても良い。また、特定部17cは、撮影部位及び撮影断面とともに、更に、各超音波画像のコントラスト値など、画質を評価可能なパラメータを算出することで、第2の部分データから第1の部分データと同一の画質を有する超音波画像を特定する場合であっても良い。
また、特定部17cによる特定処理は、第2のデータ群を対象として行なわれる場合であっても良い。特定部17cにより第1の部分データと撮影部位及び撮影断面が同一の超音波画像群が第2のデータ群から特定された場合、選択部17aは、当該超音波画像群を第2の部分データの選択対象とする。
また、第2の実施形態は、特定部17cにより第1の部分データと撮影部位が同一である超音波画像群が第2のデータ群、又は、第2の部分データから特定される場合であっても良い。特定部17cにより第1の部分データと撮影部位が同一の超音波画像群が第2のデータ群から特定された場合、選択部17aは、当該超音波画像群を第2の部分データの選択対象とする。また、特定部17cにより第1の部分データと撮影部位が同一の超音波画像群が第2の部分データから特定された場合、取得部17bは、当該超音波画像群を差異情報の取得対象とする。
また、第2の実施形態は、特定部17cにより第1の部分データと画質が同一である超音波画像群が第2のデータ群から特定され、選択部17aが当該超音波画像群を第2の部分データの選択対象とする場合であっても良い。
上記の変形例によっても、操作者にかかる負担を更に軽減することが可能となる。
(第3の実施形態)
第1の実施形態及び第2の実施形態では、第2の部分データの選択処理が、超音波画像の収集後に行なわれる場合について説明した。第3の実施形態では、第2の部分データの選択処理が、超音波画像の収集中に実行される場合について説明する。
第1の実施形態及び第2の実施形態では、第2の部分データの選択処理が、超音波画像の収集後に行なわれる場合について説明した。第3の実施形態では、第2の部分データの選択処理が、超音波画像の収集中に実行される場合について説明する。
第3の実施形態に係る画像処理部17は、図1に示す第1の実施形態に係る画像処理部17と同様に構成されるが、選択部17aの処理が第1の実施形態とは異なる。以下、これを中心にして説明する。
まず、第3の実施形態においても、第1の実施形態で説明したように、操作者が選択した第1の部分データから基準心拍期間(T)が選択部17aにより算出される。なお、第3の実施形態でも、心拍数を用いた選択処理が行なわれる場合であっても良い。
そして、第3の実施形態に係る選択部17aは、第1のデータ群とは異なる時期に収集される超音波画像群を第2のデータ群とし、第2のデータ群の収集中に検出された被検体Pの心拍数の検出結果から第2の部分データを選択して画像メモリ15に格納する。なお、第3の実施形態でも、選択部17aは、第1の部分データの収集期間と略同じ収集期間の超音波画像群を第2の部分データとして選択する場合であっても良い。
例えば、第3の実施形態では、画像収集に先立ち、操作者により、第1の部分データと撮影部位及び撮影部位が同一となるように超音波プローブ1の位置調整が行なわれる。更に、第3の実施形態では、操作者により、第1の部分データの画質と同一になるように、画質調整が行なわれる。
上記の調整が行なわれた後、例えば、心尖部四腔像の収集が開始され、第3の実施形態に係る選択部17aの処理が開始される。例えば、操作者は、入力装置3が有する保存データ収集モード用のスイッチを押下することで、第3の実施形態に係る選択部17aの処理を開始させる。まず、選択部17aは、1心拍分の超音波画像群が収集されるごとに、当該超音波画像群の収集期間における心拍数を心電計4から取得された心電図から検出する。そして、選択部17aは、第1の実施形態と同様に、検出した心拍数である心拍期間(T’)と、基準心拍期間(T)と、所定の閾値(α)とに基づいて、収集された1心拍分の超音波画像群が、第2の部分データであるか否かを判定する。
そして、第3の実施形態に係る選択部17aは、第2の部分データとして選択した超音波画像群を画像メモリ15に格納する。図11は、第3の実施形態に係る選択部を説明するための図である。
例えば、選択部17aは、第2の部分データとして選択した超音波画像群を画像メモリ15内に設定された第2の部分データ記憶領域15a(図11を参照)に格納する。
そして、第3の実施形態に係る制御部18は、選択部17aの画像メモリ15に対する格納処理の有無を操作者に報知するための情報が出力装置2のスピーカから出力されるように制御する。例えば、制御部18は、選択部17aにより第2の部分データが格納された場合、ビープ音を出力装置2のスピーカから出力させる。或いは、制御部18は、選択部17aにより第2の部分データが格納された場合、「格納中」の文字列を出力装置2のモニタに表示させても良い。
なお、第2のデータの収集期間は、操作者により入力装置3を介して設定される。すなわち、入力装置3は、第2のデータ群の収集期間を受け付け、選択部17aは、入力装置3が受け付けた収集期間中に第2の部分データの選択処理を実行する。また、選択部17aは、収集期間の残り時間を算出し、制御部18は、選択部17aが算出した残り時間をモニタに表示させても良い。
ただし、第2のデータ群の収集期間は、例えば、操作者により入力装置3が有する「Freezeボタン」が押下された時点で終了する場合であっても良い。
ここで、選択部17aは、第2の部分データが選択されなかった場合、基準心拍数に最も近い心拍数を有する超音波画像群を、第2の部分データとして第2の部分データ記憶領域15aに格納する。本実施形態では、選択部17aは、第2の部分データが選択されなかった場合、基準心拍期間に最も近い心拍期間を有する超音波画像群を、第2の部分データとして第2の部分データ記憶領域15aに格納する。かかる処理を行なうために、第3の実施形態では、例えば、図11に示すように、画像メモリ15内に一時保存データ記憶領域15bが設定される。
すなわち、選択部17aは、選択処理開始後に、最初に第2の部分データとして選択されなかった超音波画像群をそのまま破棄するのではなく、当該超音波画像群を一旦、一時保存データ記憶領域15bに格納する。そして、選択部17aは、新規に選択不可と判定した超音波画像群が出現した場合、当該超音波画像群の心拍期間と基準心拍期間との差異の絶対値(dTnew)と、一時保存データ記憶領域15bに格納済みの超音波画像群の心拍期間と基準心拍期間との差異の絶対値(dTold)とを算出する。そして、「dTnew」が「dTold」より小さい場合、新規に選択不可と判定した超音波画像群を一時保存データ記憶領域15bに上書きする。一方、「dTnew」が「dTold」以上である場合、新規に選択不可と判定した超音波画像群を廃棄する。
選択部17aは、上記の処理を収集期間中に実行する。そして、選択部17aは、収集期間が終了した時点で、第2の部分データが第2の部分データ記憶領域15aに格納されていない場合、一時保存データ記憶領域15bに格納されている一時保存データを第2の部分データとする。そして、選択部17aは、一時保存データを第2の部分データ記憶領域15aに移動させる。
次に、図12を用いて、第3の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図12は、第3の実施形態に係る超音波診断装置の選択処理を説明するためのフローチャートである。なお、第3の実施形態に係る超音波診断装置の解析処理は、図7を用いて説明した第1の実施形態に係る超音波診断装置の解析処理と同様であるので、説明を省略する。
図12に示すように、第3の実施形態に係る超音波診断装置は、第1のデータ群から第1の部分データが選択されたか否かを判定する(ステップS301)。ここで、第1の部分データが選択されていない場合(ステップS301否定)、第3の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
一方、第1の部分データが選択された場合(ステップS301肯定)、制御部18から第1の部分データが選択されたことを通知された選択部17aは、基準心拍期間(T)を算出する(ステップS302)。そして、選択部17aは、収集期間の設定とともに、画像収集の開始要求を受け付けたか否かを判定する(ステップS303)。ここで、画像収集の開始要求を受け付けない場合(ステップS303否定)、第3の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
一方、画像収集の開始要求を受け付けた場合(ステップS303肯定)、第3の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波画像の収集を開始する(ステップS304)。同時に、選択部17aは、収集開始からの経過時間の計測も開始する。
そして、選択部17aは、例えば、心電図のR波を検出することで、1心拍分の超音波画像が収集されたか否かを判定する(ステップS305)。ここで、1心拍分の超音波画像が収集されていない場合(ステップS305否定)、選択部17aは、1心拍分の超音波画像が収集されるまで待機する。
一方、1心拍分の超音波画像が収集された場合(ステップS305肯定)、選択部17aは、収集された超音波画像群の心拍期間と基準心拍期間との差異の絶対値「dT」を算出する(ステップS306)。そして、選択部17aは、「dT」が閾値「α」より小さいか否かを判定する(ステップS307)。
ここで、「dT」が閾値「α」より小さい場合(ステップS307肯定)、収集された超音波画像群を第2の部分データとして第2の部分データ記憶領域15aに格納する(ステップS308)。そして、制御部18の制御により、出力装置2のスピーカは、ビープ音を出力する(ステップS309)。
一方、「dT」が閾値「α」以上である場合(ステップS307否定)、選択部17aは、一時保存データ記憶領域15bに一時保存データが格納されているか否かを判定する(ステップS310)。ここで、一時保存データが格納されていない場合(ステップS310否定)、選択部17aは、収集された超音波画像群を一時保存データとして一時保存データ記憶領域15bに格納する(ステップS311)。
一方、一時保存データが格納されている場合(ステップS310肯定)、選択部17aは、収集された超音波画像群の心拍期間と基準心拍期間との差異の絶対値「dTnew」が、格納済みの一時保存データの心拍期間と基準心拍期間との差異の絶対値「dTold」より小さいか否かを判定する(ステップS312)。
ここで、「dTnew」が「dTold」より小さい場合(ステップS312肯定)、選択部17aは、収集された超音波画像群を一時保存データとして一時保存データ記憶領域15bに上書きする(ステップS313)。
そして、ステップS309の処理後、又は、ステップS311の処理後、又は、ステップS313の処理後、又は、「dTnew」が「dTold」以上である場合(ステップS312否定)、選択部17aは、収集期間が経過したか否かを判定する(ステップS314)。ここで、収集期間が経過していない場合(ステップS314否定)、選択部17aは、ステップS305に戻って、新規に1心拍分の超音波画像群が収集されたか否かを判定する。
一方、収集期間が経過した場合(ステップS314肯定)、選択部17aは、第2の部分データ記憶領域15aに第2の部分データが1つ以上格納されているか否かを判定する(ステップS315)。ここで、第2の部分データ記憶領域15aに第2の部分データが格納されていない場合(ステップS315否定)、選択部17aは、一時保存データを第2の部分データとして第2の部分データ記憶領域15aに格納する(ステップS316)、処理を終了する。
一方、第2の部分データ記憶領域15aに第2の部分データが1つ以上格納されている場合(ステップS315肯定)、選択部17aは、処理を終了する。
上述してきたように、第3の実施形態では、選択部17aは、第1のデータ群とは異なる時期に収集される超音波画像群を第2のデータ群とし、第2のデータ群の収集中に検出された被検体Pの心拍数の検出結果から第2の部分データを選択して画像メモリ15の第2の部分データ記憶領域15aに格納する。
すなわち、第3の実施形態では、操作者により、第1の部分データと撮影部位、撮影部位及び画質が同一になるよう調整が行なわれた後に、画像収集が実行され、選択部17aによる選択処理が画像収集中にリアルタイムで実行される。従って、第3の実施形態では、心拍数が概一致し、観察部位及び画質が同一である第2の部分データを自動的に選択することが出来、異なる時期の間での心機能の変化を定量的に解析する際の信頼性を容易に向上させることが可能となる。
また、第3の実施形態では、制御部18は、選択部17aの第2の部分データ記憶領域15aに対する格納処理の有無を操作者に報知するための情報が出力装置2から出力されるように制御する。従って、第3の実施形態では、操作者がリアルタイムに第2の部分データが収集されたか否かを容易に認識することが可能となる。
また、第3の実施形態では、入力装置3は、第2のデータ群の収集期間を受け付け、選択部17aは、入力装置3が受け付けた収集期間中に第2の部分データの選択処理を実行する。従って、第3の実施形態では、選択部17aの実行期間を操作者が任意に指定することが出来る。
また、第3の実施形態では、選択部17aは、第2の部分データが選択されなかった場合、基準心拍数(基準心拍期間)に最も近い心拍数(心拍期間)を有する超音波画像群を、第2の部分データとして第2の部分データ記憶領域15aに格納する。すなわち、第3の実施形態では、第2の部分データの選択処理だけでなく、一時保存データの選択処理も実行する。従って、第3の実施形態では、心機能の変化を定量的に解析するためのデータ群を確保することが可能となる。
なお、上述した第1~第3の実施形態は、以下で説明する変形例が行なわれる場合であっても良い。すなわち、制御部18は、第1の部分データに属する超音波画像の少なくとも1つと、第2の部分データに属する超音波画像の少なくとも1つとを出力装置2のモニタに表示するように制御しても良い。例えば、制御部18は、第1の部分データのR波に対応する超音波画像と、第2の部分データのR波に対応する超音波画像とを並列表示させる。或いは、例えば、制御部18は、第1の部分データと第2の部分データとの心時相を合わせたうえで、動画表示させる。
また、制御部18は、差異情報だけでなく、第1の部分データに基づいて求められた指標値と、第2の部分データに基づいて求められた指標値とをモニタに表示するように制御しても良い。例えば、制御部18は、差異情報の算出元となった第1の部分データの指標値と第2の部分データの指標値とを表示させても良い。
また、第1の部分データは、例えば、操作者が指定した基準心拍数や撮像部位、撮像断面などの情報を用いて、上述した選択部17a及び特定部17cが第1のデータ群から選択する場合であっても良い。
また、選択部17aは、図13A、図13B及び図13Cに示す選択処理を行なっても良い。図13A、図13B及び図13Cは、選択処理の変形例を説明するための図である。第2部分データの選択対象となるデータ群は、上述したように、第1の部分データとは異なる時期の被検体Pの超音波画像群である。従って、選択部17aは、図13Aに示すように、第1のデータ群から選択された第1の部分データと心拍数が略一致する第2部分データを、第1のデータ群から選択しても良い。
また、選択部17aは、第1のデータ群から複数の第1の部分データが選択された場合、第2のデータ群から複数の第1の部分データそれぞれに対応する第2の部分データを選択しても良い。例えば、図13Bに示すように、第1のデータ群から第1の部分データA及び第2の部分データBが選択されたとする。かかる場合、選択部17aは、図13Bに示すように、第2のデータ群から、第1の部分データAと心拍数が略一致する第2部分データAを選択し、第1の部分データBと心拍数が略一致する第2部分データBを選択する。
また、選択部17aは、第1のデータ群から選択された第1の部分データと心拍数が略一致する第2部分データを、第2のデータ群から選択した後に、第2部分データと心拍数が略一致する部分データを、再度、第1のデータ群から選択する場合であっても良い。例えば、選択部17aは、図13Cに示すように、第1の部分データAに対応する第2部分データAを第2のデータ群から選択する。
しかし、第2部分データAの心拍数に近い心拍数となる部分データは、第1の部分データA以外にも第1のデータ群に存在する可能性がある。差異情報を用いて解析を行なう場合、心拍数がより近接した部分データ間で比較することが望ましい。そこで、選択部17aは、第2部分データAを第1の部分データとし、第1のデータ群を第2のデータ群として第2の部分データの選択処理を行なう。これにより、選択部17aは、例えば、図13Cに示すように、第1の部分データAよりも、第2部分データAの心拍数に近い第1の部分データBを第1のデータ群から選択する。
なお、上述した第1~第3の実施形態及び変形例では、超音波診断装置において第1及び第2の部分データの選択処理と、指標値や差異情報の取得処理及び表示処理とが行なわれる場合について説明した。しかし、上述した第1~第3の実施形態は、超音波診断装置において第1及び第2の部分データ群の選択処理が行なわれ、取得処理及び表示処理が超音波診断装置以外のワークステーションなどで実行される場合であっても良い。
また、上述した第1~第3の実施形態及び変形例に係る超音波診断装置による画像群の選択処理は、超音波診断装置とは独立に設置された画像処理装置により、実行される場合であっても良い。具体的には、図1に示す入力装置3、画像処理部17及び制御部18の表示制御機能を有する画像処理装置が、超音波診断装置、又は、PACSのデータベースや、電子カルテシステムのデータベースから受信したデータ群を受信して上述した画像群選択処理を行なう場合であってもよい。
また、上記の画像処理装置が実行する画像群選択処理の対象となる医用画像は、超音波画像である場合であっても、X線CT装置により撮影されたX線CT画像や、X線診断装置により撮影されたX線画像、MRI装置により撮影されたMRI画像である場合であっても良い。
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行される画像処理プログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
また、上記で説明した画像処理方法は、あらかじめ用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD-ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
以上、説明したとおり、第1の実施形態~第3の実施形態及び変形例によれば、異なる時期の間での心機能の変化を定量的に解析する際の信頼性を容易に向上させることが可能となる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
Claims (16)
- 被検体の複数心拍分の超音波画像群から、少なくとも1心拍分の超音波画像群を第1の部分データとして受け付ける入力部と、
前記第1の部分データの収集期間における前記被検体の心拍数を基準心拍数とし、前記第1の部分データとは異なる時期の当該被検体の超音波画像群から前記基準心拍数に対して所定の範囲内にある心拍数を有する超音波画像群を第2の部分データとして選択する選択部と、
を備える、超音波診断装置。 - 前記第1の部分データに属する超音波画像の少なくとも1つと、前記第2の部分データに属する超音波画像の少なくとも1つとを所定の表示部に表示するように制御する制御部、
を更に備える、請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記第1の部分データに基づいて求められた指標値と、前記第2の部分データに基づいて求められた指標値とを所定の表示部に表示するように制御する制御部、
を更に備える、請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記選択部は、前記第1の部分データの収集期間と略同じ収集期間の超音波画像群を前記第2の部分データとして選択する、請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記第1の部分データと前記第2の部分データとを用いて、部分データ間の経時的な差異情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記差異情報を所定の表示部に表示するように制御する制御部と、
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、前記被検体の関心領域における心壁の運動情報を定量化した定量化情報を前記第1の部分データ及び前記第2の部分データから算出し、各部分データから算出した定量化情報間の経時的な差異を前記差異情報として取得する、請求項5に記載の超音波診断装置。
- 前記選択部は、前記第1の部分データが選択される超音波画像群である第1のデータ群とは異なる時期に収集済みの前記被検体の超音波画像群である第2のデータ群から前記第2部分データの選択処理を行なう、請求項1~6のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記選択部により前記第2の部分データとして選択された超音波画像群を第2の候補部分データとして所定の表示部に表示する制御部、
を更に備え、
前記選択部は、前記制御部の制御により前記所定の表示部に表示された前記第2の候補部分データを参照した操作者が前記第1の部分データの比較対象であると判断した場合に、当該第2の候補部分データを第2の部分データとして確定する、請求項7に記載の超音波診断装置。 - 前記第1の部分データと撮影部位が同一である超音波画像群を、前記第2のデータ群、又は、前記第2の部分データから特定する特定部を更に備え、
前記特定部により前記第1の部分データと撮影部位が同一の超音波画像群が前記第2のデータ群から特定された場合、前記選択部は、当該超音波画像群を前記第2の部分データの選択対象とし、
前記特定部により前記第1の部分データと撮影部位が同一の超音波画像群が前記第2の部分データから特定された場合、前記取得部は、当該超音波画像群を部分データ間の経時的な差異情報の取得対象とする、請求項7に記載の超音波診断装置。 - 前記特定部は、更に、前記第1の部分データと撮影断面が同一である超音波画像群を、前記第2のデータ群、又は、前記第2の部分データから特定し、
前記特定部により前記第1の部分データと撮影部位及び撮影部位の双方が同一である超音波画像群が前記第2のデータ群から特定された場合、前記選択部は、当該超音波画像群を前記第2の部分データの選択対象とし、
前記特定部により前記第1の部分データと撮影部位及び撮影部位の双方が同一である超音波画像群が前記第2の部分データから特定された場合、前記取得部は、当該超音波画像群を前記差異情報の取得対象とする、請求項9に記載の超音波診断装置。 - 前記選択部は、前記第1の部分データが選択される超音波画像群である第1のデータ群とは異なる時期に収集される前記被検体の超音波画像群を第2のデータ群とし、第2のデータ群の収集中に検出された被検体の心拍数の検出結果から前記第2の部分データを選択して所定の記憶部に格納する、請求項1~6のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記選択部の前記所定の記憶部に対する格納処理の有無を前記操作者に報知するための情報が所定の出力部から出力されるように制御する制御部、
を更に備える、請求項11に記載の超音波診断装置。 - 前記入力部は、前記第2のデータ群の収集期間を受け付け、
前記選択部は、前記入力部が受け付けた前記収集期間中に前記第2の部分データの選択処理を実行することを特徴とする請求項11又は12に記載の超音波診断装置。 - 前記選択部は、前記第2の部分データが選択されなかった場合、前記基準心拍数に最も近い心拍数を有する超音波画像群を、前記第2の部分データとして前記所定の記憶部に格納することを特徴とする請求項11~13のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 被検体の複数心拍分の医用画像群から、少なくとも1心拍分の医用画像群を第1の部分データとして受け付ける入力部と、
前記第1の部分データの収集期間における前記被検体の心拍数を基準心拍数とし、前記第1の部分データとは異なる時期の当該被検体の医用画像群から前記基準心拍数に対して所定の範囲内にある心拍数を有する医用画像群を第2の部分データとして選択する選択部と、
を備える、画像処理装置。 - 入力部が、被検体の複数心拍分の医用画像群から、少なくとも1心拍分の医用画像群を第1の部分データとして受け付け、
選択部が、前記第1の部分データの収集期間における前記被検体の心拍数を基準心拍数とし、前記第1の部分データとは異なる時期の当該被検体の医用画像群から前記基準心拍数に対して所定の範囲内にある心拍数を有する医用画像群を第2の部分データとして選択する、
ことを含む、画像処理方法。
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