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医用图像取得装置、医用图像处理装置、超声波图像取得装置以及超声波图像处理装置

摘要

本发明提供一种医用图像取得装置、医用图像处理装置、超声波图像取得装置以及超声波图像处理装置。第1追踪部,根据在1周期区间内包含的各时相取得的医用图像数据,在每个时相追踪在第1时相设定的第1关心区域的位置,在每个时相追踪在第2时相设定的第2关心区域的位置。位置修正部,根据各时相的第1关心区域的位置信息与各时相的第2关心区域的位置信息,以通过第1时相的第1关心区域的位置与第2时相的第2关心区域的位置的方式求出各时相的关心区域的位置信息。运动信息计算部根据位置修正部求出的位置信息,求出组织的运动信息。

著录项

  • 公开/公告号CN101828930A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2010-09-15

    原文格式PDF

  • 申请/专利号CN201010003805.3

  • 发明设计人 阿部康彦;川岸哲也;

    申请日2010-01-13

  • 分类号A61B8/08(20060101);A61B5/055(20060101);A61B6/03(20060101);

  • 代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所;

  • 代理人孙蕾

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-18 00:48:18

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-08-17

    专利权的转移 IPC(主分类):A61B8/08 登记生效日:20160726 变更前: 变更后: 申请日:20100113

    专利申请权、专利权的转移

  • 2012-07-18

    授权

    授权

  • 2010-11-03

    实质审查的生效 IPC(主分类):A61B8/08 申请日:20100113

    实质审查的生效

  • 2010-09-15

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及取得表示被检体的医用图像,并利用该医用图像求出被检体的运动状态的医用图像取得装置以及超声波图像取得装置。另外,涉及利用医用图像求出被检体的运动状态的医用图像处理装置以及超声波图像处理装置。

背景技术

客观且定量地评价关于心肌(myocardium)等生物体组织的功能,对于该生物体组织的诊断是非常重要的。例如,提出了使用超声波图像取得装置取得心脏的图像数据(data),基于该图像数据进行定量的评价方法。

作为1个例子,根据日本特开2003-175041号公报或日本特开2003-250804号公报,将二维超声波图像或三维超声波图像作为对象,一边进行使用了局部的模式匹配(pattern matching)处理的追踪,一边计算心肌的位移或变形等的局部的壁运动信息的技术(以下,称为散斑追踪(Speckle Tracking):“ST”)已经被实用化。

在ST法中,一般在舒张末期(end diastole)(检测出最初的R波的心时相)或收缩末期(end systole),给予心肌内膜(endocardium)的轮廓或外膜(epicardium)的轮廓作为初始的追踪位置。并且,在剩余的心时相中,通过使用由局部模式匹配处理所得到的移动向量(vector)信息来自动追踪初始的追踪位置,从而追踪必要的全部时相下的内膜的轮廓与外膜的轮廓。

在使用ST法的追踪处理中,在心脏移动速度最快的舒张期(diastole)(特别是舒张早期E’)推算移动向量是很困难的,在心时相E’中轮廓的追踪容易发生偏离。因此,本申请的申请人提出了在心时相E’后轮廓的追踪发生偏离时,通过进行必要的轮廓位置的修正,沿着正向进行再追踪,从而自动更新心时相E’以后的追踪结果的方法(日本特愿2008-114854号公报)。在此,有时将日本特愿2008-114854号公报中提出的再追踪方法称为“ReTrack2(再追踪2)”功能。

但是,实际上不仅在舒张期,在收缩期(systole)(动作比较慢的心时相S’),有时也会产生追踪的误差。为了取得更正确的评价结果,只使用上述再追踪方法(ReTrack2功能),逐次对在收缩期产生的追踪误差、进而在舒张期产生的追踪误差进行修正是很花费工夫的,并不简便。

发明内容

本发明其目的在于:提供一种在追踪关心区域的处理中,使从追踪开始时就难以偏离追踪位置,或者即使在追踪位置发生了偏离的情况下,也能够通过简便的操作修正追踪位置,从而更正确地评价关心区域中包含的组织的运动的医用图像取得装置、医用图像处理装置、超声波图像取得装置以及超声波图像处理装置。

根据本发明的第1实施方式提供一种医用图像取得装置,其特征在于,包括:图像取得部,通过拍摄周期运动的被检体,取得1周期以上的表示上述被检体的多个医用图像数据;关心区域设定部,设定在1周期区间内包含的第1时相取得的医用图像数据所示的组织的第1关心区域,设定与在上述1周期区间内包含的上述第1时相不同的第2时相取得的医用图像数据所示的上述组织的第2关心区域;追踪部,根据在上述1周期区间内包含的各时相取得的医用图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第1关心区域相符合的位置,根据在上述各时相取得的医用图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第2关心区域相符合的位置;位置修正部,根据上述追踪部取得的上述各时相的上述第1关心区域的位置信息与上述各时相的上述第2关心区域的位置信息,以通过在上述第1时相设定的上述第1关心区域的位置与在上述第2时相设定的上述第2关心区域的位置的方式,求出上述各时相的上述组织的关心区域的位置信息;运动信息计算部,根据上述位置修正部取得的上述各时相的关心区域的位置信息,求出上述组织的运动信息;显示控制部,使上述运动信息显示在显示部上。

根据该第1实施方式,根据各时相的第1关心区域的位置信息与各时相的第2关心区域的位置信息,以通过在第1时相设定的第1关心区域的位置与在第2时相设定的第2关心区域的位置的方式求出各时相下的组织的关心区域的位置信息。由此,能够使追踪部的追踪难以偏离。另外,即使追踪部的追踪发生了偏离时,也能够通过根据简便的操作修正追踪位置,从而更正确地提供组织的运动。

根据本发明的第2实施方式提供一种医用图像取得装置,其特征在于,包括:图像取得部,通过拍摄周期运动的被检体,取得1周期以上的表示上述被检体的多个医用图像数据;第1关心区域设定部,设定在1周期区间内包含的收缩期中的第1时相取得的医用图像数据所示的组织的第1关心区域;第1追踪部,根据在上述1周期区间内包含的各时相取得的医用图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第1关心区域相符合的位置;第2关心区域设定部,在上述第1追踪部进行上述追踪后,通过在与上述1周期区间内包含的收缩期的上述第1时相不同的第2时相修正上述追踪的上述第1关心区域的位置,设定上述第2时相的上述组织的第2关心区域;第2追踪部,根据在上述各时相取得的医用图像数据,在每个时相追踪包含上述第1时相与上述第2时相之间的区间在内的区间中的与上述第2关心区域相符合的位置;位置修正部,根据上述第1追踪部取得的上述各时相的上述第1关心区域的位置信息与上述第2追踪部取得的上述各时相的上述上述第2关心区域的位置信息,以通过上述第1时相的上述第1关心区域的位置与上述第2时相的上述第2关心区域的位置的方式,求出上述各时相的上述组织的关心区域的位置信息;运动信息计算部,根据上述位置修正部取得的上述各时相的关心区域的位置信息,求出上述组织的运动信息;显示控制部,使上述运动信息显示在显示部上。

根据本发明的第3实施方式提供一种医用图像处理装置,其特征在于,包括:存储部,存储通过拍摄周期运动的被检体取得的1周期以上的表示上述被检体的多个医用图像数据;关心区域设定部,设定在1周期区间内包含的第1时相取得的医用图像数据所示的组织的第1关心区域,设定与在上述1周期区间内包含的上述第1时相不同的第2时相取得的医用图像数据所示的上述组织的第2关心区域;追踪部,根据在上述1周期区间内包含的各时相取得的医用图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第1关心区域相符合的位置,根据在上述各时相取得的医用图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第2关心区域相符合的位置;位置修正部,根据上述追踪部取得的上述各时相的上述第1关心区域的位置信息与上述各时相的上述第2关心区域的位置信息,以通过在上述第1时相设定的上述第1关心区域的位置与在上述第2时相设定的上述第2关心区域的位置的方式,求出上述各时相的上述组织的关心区域的位置信息;运动信息计算部,根据上述位置修正部取得的上述各时相的关心区域的位置信息,求出上述组织的运动信息;显示控制部,使上述运动信息显示在显示部上。

根据本发明的第4实施方式提供一种医用图像处理装置,其特征在于,包括:存储部,存储通过拍摄周期运动的被检体取得的1周期以上的表示上述被检体的多个医用图像数据;第1关心区域设定部,设定在1周期区间内包含的收缩期的第1时相取得的医用图像数据所示的组织的第1关心区域;第1追踪部,根据在上述1周期区间内包含的各时相取得的医用图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第1关心区域相符合的位置;第2关心区域设定部,在上述第1追踪部进行上述追踪后,通过修正与在上述1周期区间内包含的收缩期的上述第1时相不同的第2时相中的上述被追踪的上述第1关心区域的位置,在上述第2时相设定上述组织的第2关心区域;第2追踪部,根据在上述各时相取得的医用图像数据,在每个时相追踪包含上述第1时相与上述第2时相之间的区间在内的区间中的与上述第2关心区域相符合的位置;位置修正部,根据上述第1追踪部取得的上述各时相的上述第1关心区域的位置信息与上述第2追踪部取得的上述各时相的上述第2关心区域的位置信息,以通过上述第1时相的上述第1关心区域的位置与上述第2时相的上述第2关心区域的位置的方式,求出上述各时相的上述组织的关心区域的位置信息;运动信息计算部,根据上述位置修正部取得的上述各时相的关心区域的位置信息,求出上述组织的运动信息;显示控制部,使上述运动信息显示在显示部上。

根据本发明的第5实施方式提供一种超声波取图像得装置,其特在于,包括:图像取得部,通过使用超声波拍摄被检体的心脏,取得1周期以上的表示上述心脏的多个超声波图像数据;关心区域设定部,设定在1周期区间内包含的第1时相取得的超声波图像数据所示的组织的第1关心区域,设定在与上述1周期区间内包含的上述第1时相不同的第2时相取得的超声波图像数据所示的上述组织的第2关心区域;追踪部,根据在上述1周期区间内包含的各时相取得的超声波图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第1关心区域相符合的位置,根据在上述各时相取得的超声波图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第2关心区域相符合的位置;位置修正部,根据上述追踪部取得的上述各时相的上述第1关心区域的位置信息与上述各时相的上述第2关心区域的位置信息,以通过在上述第1时相设定的上述第1关心区域的位置与在上述第2时相设定的上述第2关心区域的位置的方式,求出上述各时相的上述组织的关心区域的位置信息;运动信息计算部,根据上述位置修正部取得的上述各时相的关心区域的位置信息,求出上述组织的运动信息;显示控制部,使上述运动信息显示在显示部上。

根据本发明的第6实施方式提供一种超声波图像取得装置,其特征在于,包括:图像取得部,通过使用超声波拍摄被检体的心脏,取得1周期以上的表示上述心脏的多个超声波图像数据;第1关心区域设定部,设定在1周期区间内包含的收缩期中的第1时相取得的超声波图像数据所示的组织的第1关心区域;第1追踪部,根据在上述1周期区间内包含的各时相取得的超声波图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第1关心区域相符合的位置;第2关心区域设定部,在上述第1追踪部进行上述追踪后,通过在与上述1周期区间内包含的收缩期的上述第1时相不同的第2时相修正上述追踪的上述第1关心区域的位置,设定上述第2时相的上述组织的第2关心区域;第2追踪部,根据在上述各时相取得的超声波图像数据,在每个时相追踪包含上述第1时相与上述第2时相之间的区间在内的区间中的与上述第2关心区域相符合的位置;位置修正部,根据上述第1追踪部取得的上述各时相的上述第1关心区域的位置信息与上述第2追踪部取得的上述各时相的上述第2关心区域的位置信息,以通过上述第1时相的上述第1关心区域的位置与上述第2时相的上述第2关心区域的位置的方式,求出上述各时相的上述组织的关心区域的位置信息;运动信息计算部,根据上述位置修正部取得的上述各时相的关心区域的位置信息,求出上述组织的运动信息;显示控制部,使上述运动信息显示在显示部上。

根据本发明的第7实施方式提供一种超声波图像处理装置,其特征在于,包括:存储部,存储通过使用超声波拍摄被检体的心脏取得1周期以上的表示上述心脏的多个超声波图像数据;关心区域设定部,设定在1周期区间内包含的第1时相取得的超声波图像数据所示的组织的第1关心区域,设定在与上述1周期区间内包含的上述第1时相不同的第2时相取得的超声波图像数据所示的上述组织的第2关心区域;追踪部,根据在上述1周期区间内包含的各时相取得的超声波图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第1关心区域相符合的位置,根据在上述各时相取得的超声波图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第2关心区域相符合的位置;位置修正部,根据上述追踪部取得的上述各时相的上述第1关心区域的位置信息与上述各时相的上述第2关心区域的位置信息,以通过在上述第1时相设定的上述第1关心区域的位置与在上述第2时相设定的上述第2关心区域的位置的方式,求出上述各时相的上述组织的关心区域的位置信息;运动信息计算部,根据上述位置修正部取得的上述各时相的关心区域的位置信息,求出上述组织的运动信息;显示控制部,使上述运动信息显示在显示部上。

根据本发明的第8实施方式提供一种超声波图像处理装置,其特征在于,包括:存储部,存储通过使用超声波拍摄被检体的心脏取得的1周期以上的表示上述心脏的多个超声波图像数据;第1关心区域设定部,设定在1周期区间内包含的收缩期中的第1时相取得的超声波图像数据所示的组织的第1关心区域;第1追踪部,根据在上述1周期区间内包含的各时相取得的超声波图像数据,在每个时相追踪包含剩余时相的上述1周期区间中的与上述第1关心区域相符合的位置;第2关心区域设定部,在上述第1追踪部进行上述追踪后,通过修正与在上述1周期区间内包含的收缩期的上述第1时相不同的第2时相中的上述追踪的上述第1关心区域的位置,在上述第2时相设定上述组织的第2关心区域;第2追踪部,根据在上述各时相取得的超声波图像数据,在每个时相追踪在包含上述第1时相与上述第2时相之间的区间在内的区间中的与上述第2关心区域相符合的位置;位置修正部,根据上述第1追踪部取得的上述各时相的上述第1关心区域的位置信息与上述第2追踪部取得的上述各时相的上述第2关心区域的位置信息,以通过上述第1时相的上述第1关心区域的位置与上述第2时相的上述第2关心区域的位置的方式,求出上述各时相的上述组织的关心区域的位置信息;运动信息计算部,根据上述位置修正部取得的上述各时相的关心区域的位置信息,求出上述组织的运动信息;显示控制部,使上述运动信息显示在显示部上。

在下面的描述中将提出本发明的其它目的和优点,部分内容可以从说明书的描述中变得明显,或者通过实施本发明可以明确上述内容。通过下文中详细指出的手段和组合可以实现和得到本发明的目的和优点。

附图说明

结合在这里并构成说明书的一部分的附图描述本发明当前优选的实施方式,并且与上述的概要说明以及下面的对优选实施方式的详细描述一同用来说明本发明的原理。

图1为表示与本发明的实施方式相关的超声波图像取得装置的框(block)图。

图2为用于说明与本发明的实施方式相关的加权处理的图。

图3为表示与本发明的第2实施方式相关的超声波图像取得装置所取得的图像与壁运动信息的图。

图4为表示与本发明的第2实施方式相关的超声波图像取得装置所取得的图像与壁运动信息的图。

图5表示与本发明的第2实施方式相关的超声波图像取得装置所取得的图像与壁运动信息的图。

图6为表示与本发明的第2实施方式相关的超声波图像取得装置所取得的图像与壁运动信息的图。

图7为用于说明与本发明的实施方式相关的加权处理的图。

图8为表示与本发明的第3实施方式相关的超声波图像取得装置所取得的图像与壁运动信息的图。

图9为表示与本发明的第3实施方式相关的超声波图像取得装置所取得的图像与壁运动信息的图。

图10为表示与本发明的第3实施方式相关的超声波图像取得装置所取得的图像与壁运动信息的图。

图11为表示与本发明的第3实施方式相关的超声波图像取得装置所取得的图像与壁运动信息的图。

图12为表示与本发明的第4实施方式相关的超声波图像取得装置所取得的图像的图。

具体实施方式

[第1实施方式]

与本发明的实施方式相关的医用图像取得装置可以使用超声波图像取得装置、MRI(磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging))装置、或者X射线CT(X-ray Computed Tomography)装置。以下,针对作为医用图像取得装置的一例的超声波图像取得装置进行说明。针对与本发明的实施方式相关的超声波图像取得装置,参照图1进行说明。

超声波图像取得装置1,具备超声波探头(ultrasonic probe)2、发送接收部3、信号处理部4、图像生成部5、存储部6、显示控制部7、用户界面(user interface)(UI)8、控制部9、图像处理部10以及运动信息计算部20。另外,也可以由存储部6、显示控制部7、用户界面(UI)8、图像处理部10以及运动信息计算部20构成医用图像处理装置。

超声波探头2使用将多个超声波振子(ultrasonic transducer)沿规定方向(扫描方向)排列成1列的一维阵列探头(1D array probe)、或者二维地配置多个超声波振子的二维阵列探头(2D array probe)。另外,也可以使用沿规定方向(扫描方向)排列超声波振子,沿与扫描方向正交的方向(摇动方向)能够机械地摇动超声波振子的一维阵列探头。

发送接收部3具备发送部与接收部,向超声波探头2供给电子信号以使产生超声波,接收超声波探头2接收到的回波(echo)信号。

发送接收部3的发送部具备未图示的时钟(clock)产生电路、发送延迟电路以及脉冲器(pulsar)电路。时钟产生电路产生决定超声波信号的发送定时和发送频率的时钟信号。发送延迟电路在发送超声波时施加延迟实施发送聚焦(focus)。脉冲器电路具有与各超声波振子对应的单独信道(channel)相应数量的脉冲器,按照施加了延迟的发送定时产生驱动脉冲,向超声波探头2的各超声波振子供给电子信号。

发送接收部3的接收部,具备前置放大器(preamplifier)电路、A/D转换电路、接收延迟电路以及加法电路。前置放大器电路对每个接收信道放大从超声波探头2的各超声波振子输出的回波信号。A/D转换电路对放大后的回波信号进行A/D转换。接收延迟电路对A/D转换后的回波信号给予决定接收指向性所需要的的延迟时间。加法电路将被延迟的回波信号相加。通过其相加,强调来自与接收指向性相应的方向的反射分量。另外,有时将由该发送接收部3相加处理得到的信号称为“RF数据(原始数据)”。发送接收部3将RF数据输出到信号处理部4。

另外,根据超声波探头2与发送接收部3构成本发明的“图像取得部”的1个例子。

信号处理部4,具备B模式(B-mode)处理部、CFM(彩色血流成像(Color Flow Mapping))处理部等。B模式处理部进行回波振幅信息的影像化。具体来说,B模式处理部对从发送接收部3输出的接收信号进行带通滤波处理(Band pass Filter),此后,检波输出信号的包络线。并且,B模式处理部通过对检波的数据实施基于对数转换的压缩处理,进行回波振幅信息的影像化。另外,CFM处理部进行变动的血流信息的影像化。血流信息包含速度、分散以及功率(power)等信息,血流信息作为2值化信息被得到。

图像生成部5将信号处理后的数据转换为基于空间坐标的坐标系的数据(数字扫描转换(digital scan conversion))。例如,图像生成部5通过对从B模式处理部输出的信号处理后的数据实施扫描转换处理,生成表示被检体的组织形状的B模式图像数据(以下,有时称为“断层图像数据”)。并且,图像生成部5将断层图像数据等超声波图像数据输出到存储部6。

另外,使用超声波探头2与发送接收部3进行容积扫描(volume scan)时,图像生成部5也可以通过从信号处理部4接受体数据(volume data),并对其体数据实施体绘制(volume rendering),生成立体地表示组织的三维图像数据。进而,图像生成部5还可以通过对体数据实施MPR处理(多平面重建,multi-plannar reconstruction),生成任意剖面的图像数据(MPR图像数据)。并且,图像生成部5将三维图像数据或MPR图像数据等超声波图像数据输出到存储部6。

由图像生成部5生成的断层图像数据或三维图像数据等超声波图像数据被存储到存储部6中。另外,在取得被检体的ECG(Electrocardiogram)信号时,控制部9从超声波图像取得装置1的外部接受ECG信号,使超声波图像数据与按生成该超声波图像数据的定时接受到的心时相对应起来存储到存储部6中。另外,超声波图像数据相当于本发明的“医用图像数据”的1个例子。

与第1实施方式相关的超声波图像取得装置1通过使用超声波扫描被检体的心脏,在每个心时相取得表示心脏的断层图像数据。即、超声波图像取得装置1取得表示心脏的活动图像数据。例如,超声波图像取得装置1通过使用超声波对被检体的心脏进行1个心动周期(cardiaccycle)以上扫描,取得1个心动周期以上的表示心脏的多个断层图像数据(活动图像数据)。另外,在取得ECG信号时,控制部9使各断层图像数据与按生成其断层图像数据的定时接受到的心时相相对应起来存储到存储部6中。由此,多个断层图像数据分别与生成断层图像数据的心时相对应地存储到存储部6中。

显示控制部7从存储部6中读取断层图像数据并将基于该断层图像数据的断层图像显示在显示部81上。例如,如果操作者使用操作部82指定任意心时相,则表示被指定的心时相的信息将从用户界面(UI)8被输出到显示控制部7中。显示控制部7从存储部6中读取与被指定的心时相相对应的断层图像数据,并将基于该断层图像数据的断层图像显示在显示部81上。

(图像处理部10)

图像处理部10具备第1追踪部11、第2追踪部12、第3追踪部13以及位置修正部14。

图像处理部10将在表示心脏的断层图像上指定的特定组织的轮廓(关心区域)作为初始轮廓,通过对取得的心时相不同的2个断层图像进行模式匹配,从而求出各心时相下的轮廓的位置。

在本实施方式中,作为1个例子有如下方式。即、图像处理部10以将在2个心时相指定的轮廓作为各自的心时相下的初始轮廓进行模式匹配、并且通过2个初始轮廓位置的方式来修正各心时相的轮廓的位置。

例如,在舒张末期ED指定第1初始轮廓位置IC1,在收缩末期ES指定第2初始轮廓位置IC2时,图像处理部10,使用第1初始轮廓位置IC1求出各心时相下的轮廓的位置,进一步使用第2初始轮廓位置IC2求出各心时相下的轮廓的位置。而且,图像处理部10以使在舒张末期ED通过第1初始轮廓位置IC1,在收缩末期ES通过第2初始轮廓位置IC2的方式来求出各心时相下的轮廓的位置。

在此,针对上述初始轮廓(关心区域)的指定方法进行说明。在本实施方式中,针对指定心脏的内膜轮廓与外膜轮廓的情况进行说明。

首先,操作者使用操作部82指定任意心时相。显示控制部7从存储部6中读取在由操作者指定的心时相所取得的断层图像数据,并将基于该断层图像数据的断层图像显示在显示部81上。在本实施方式中,由于取得表示心脏的断层图像数据,所以表示心脏的断层图像显示在显示部81上。例如,通过使用超声波探头2与发送接收部3扫描沿着心脏的长轴方向的剖面(以下,称为“长轴剖面”),取得长轴剖面的断层图像数据(以下,称为“长轴图像数据”)。并且,显示控制部7将基于在操作者指定的心时相所取得的长轴图像数据的长轴图像显示在显示部81上。

例如,如果由操作者指定舒张末期ED,则显示控制部7从存储部6中读取在舒张末期ED所取得的断层图像数据,并将基于该断层图像数据的断层图像显示在显示部81上。

另外,如果由操作者指定收缩末期ES,则显示控制部7将从存储部6中读取在收缩末期ES所取得的断层图像数据,并将该断层图像数据显示在显示部81上。

断层图像数据与取得该断层图像数据的心时相对应地被存储到存储部6中。因此,显示控制部7从存储部6中读取在舒张末期ED或收缩末期ES等心时相所取得的断层图像数据,并将基于该心时相的断层图像数据的断层图像显示在显示部81上。

并且,操作者通过使用操作部82描出断层图像上所示的内膜的二维轮廓,从而在断层图像上指定内膜的二维轮廓。如果这样指定内膜的二维轮廓,则表示内膜的二维轮廓的位置的坐标信息将从用户界面(UI)8经由控制部9被输出到图像处理部10中。

并且,操作者通过使用操作部82描出断层图像上所示的外膜的二维轮廓,从而在断层图像上指定外膜的二维轮廓。如果这样指定外膜的二维轮廓,则表示外膜的二维轮廓的位置的坐标信息将从用户界面(UI)8经由控制部9被输出到图像处理部10。

(第1追踪部11)

在图像处理部10中,第1追踪部11从用户界面(UI)8中接受内膜轮廓的坐标信息与外膜轮廓的坐标信息。被指定的内膜的二维轮廓作为内膜的初始轮廓,被设定在第1追踪部11。另外,被指定的外膜的二维轮廓作为外膜的初始轮廓,被设定第1追踪部11。例如,舒张末期ED的内膜的二维轮廓被设定作为内膜的初始轮廓。另外,舒张末期ED的外膜的二维轮廓被设定作为外膜的初始轮廓。

像以上那样,如果操作者指定任意心时相下的内膜的二维轮廓(内膜的初始轮廓),则第1追踪部11将取得的时间不同的2个断层图像数据作为对象,进行使用了散斑图(speckle pattern)的模式匹配(ST处理)。通过该模式匹配,第1追踪部11针对在各心时相取得的每个断层图像数据求出构成内膜的二维轮廓的各点位置。并且,第1追踪部11针对在各心时相生成的每个断层图像数据求出内膜的二维轮廓上的各点位置。这样,第1追踪部11在时间上追踪(tracking)构成内膜的二维轮廓的各点。

例如,第1追踪部11接收构成作为初始轮廓被设定的内膜轮廓的各点的坐标信息,进一步从存储部6中读取在设定该初始轮廓的断层图像数据(以下,有时称为“断层图像数据A”)的下一个心时相生成的断层图像数据(以下,有时称为“断层图像数据B”)。并且,第1追踪部11通过将在时间上连续的2个断层图像作为对象,进行使用了散斑图的模式匹配,求出构成内膜轮廓的各点的移动向量。具体来说,第1追踪部11通过将断层图像A与断层图像B作为对象,进行使用了散斑图的模式匹配,求出构成内膜轮廓的各点的移动向量。该移动向量表示构成轮廓的各点的位移与各点位移的移动方向。即,第1追踪部11通过将2个断层图像作为对象进行模式匹配,计算散斑(speckle)的移动量,从而求出构成轮廓的各点的移动向量。通过这样求出构成轮廓的各点的移动向量,求出生成断层图像数据B的心时相下的构成内膜轮廓的各点位置。

进而第1追踪部11从存储部6中读取在断层图像数据B的下一个心时相生成的断层图像数据(以下,有时称为“断层图像数据C”)。并且,第1追踪部11通过将时间上连续的2个断层图像(断层图像B与断层图像C)作为对象,进行使用了散斑图的模式匹配,求出构成内膜轮廓的各点的移动向量。由此,求出生成断层图像数据C的心时相下的构成内膜轮廓的各点位置。

像以上那样,第1追踪部11通过使用了散斑图的模式匹配(ST处理),针对生成各断层图像数据的每个心时相求出构成内膜轮廓的各点的移动向量。由此,第1追踪部11时间上追踪构成内膜轮廓的各点上的移动向量。其结果,能够时间上追踪构成内膜的二维轮廓的各点。例如,第1追踪部11将在1个心动周期取得的全部断层图像数据作为对象,求出各心时相下的构成内膜的二维轮廓的各点位置。由此,求出1个心动周期上各心时相下的构成内膜的二维轮廓的各点位置。

另外,如果设定外膜的二维轮廓(外膜的初始轮廓),则第1追踪部11,与内膜的追踪一样,将2个图像作为对象,进行使用了散斑图的模式匹配。通过该模式匹配,第1追踪部11针对在各心时相上所生成的每个断层图像数据,求出构成外膜的二维轮廓的各点位置。这样,第1追踪部11在时间上追踪构成外膜的二维轮廓的各点。

另外,第1追踪部11也可以求出被指定的内膜上的各位置的法线向量,定义从内膜上的各位置向其法线方向一定距离外侧的位置作为外膜的二维轮廓。例如,第1追踪部11将离内膜的位置8mm外侧的位置定义为外膜的轮廓。该一定距离能够由操作者改变为任意值。在此定义的外膜的二维轮廓,作为成为追踪对象的外膜的初始轮廓被设定在第1追踪部11。并且,第1追踪部11在时间上追踪构成外膜的二维轮廓的各点。

并且,第1追踪部11将各心时相下的构成内膜的二维轮廓的各点的坐标信息与构成外膜的二维轮廓的各点的坐标信息输出到位置修正部14。另外,第1追踪部11相当于本发明的“追踪部”以及“第1追踪部“的1个例子。

在此,针对第1实施方式的具体例子进行说明。作为1个例子,将1个心跳(1个心动周期)(心时相t=舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)作为追踪对象的期间。针对在舒张末期ED与收缩末期ES分别设定初始轮廓进行追踪处理的情况进行说明。

(步骤S01)

首先,操作者使用操作部82指定所希望的1个心跳(心时相t=舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)。如果指定所希望的1个心跳,则表示被指定的心时相(舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)的信息将从用户界面(UI)8被输出到图像处理部10与显示控制部7。

(步骤S02)

其次,操作者使用操作部82在第1初始时相指定第1初始轮廓的位置。具体来说,显示控制部7从存储部6中读取第1初始时相的断层图像数据,并将基于该断层图像数据的断层图像显示在显示部81上。例如,操作者使用操作部82,指定舒张末期ED0作为第1初始时相T1时,显示控制部7将舒张末期ED0的断层图像显示在显示部81上。然后,操作者使用操作部82在舒张末期ED0的断层图像上指定内膜的第1初始轮廓位置IC1。

(步骤S03)

并且,操作者使用操作部82在与第1初始时相不同的第2初始时相指定第2初始轮廓的位置。例如,操作者使用操作部82,指定收缩末期ES作为第2初始时相T2时,显示控制部7将收缩末期ES的断层图像显示在显示部81上。然后,操作者使用操作部82在收缩末期ES的断层图像上指定内膜的第1初始轮廓位置IC1。

(步骤S04)

第1追踪部11将由操作者指定的第1初始轮廓位置IC1作为追踪对象。并且,第1追踪部11通过将在1个心跳内(舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)取得的各心时相的断层图像数据作为对象进行ST处理,求出包含剩余的心时相的1个心跳内的各心时相下内膜的轮廓位置P0(t)。

另外,第1追踪部11将由操作者指定的第2初始轮廓位置IC2作为其他追踪对象。并且,第1追踪部11通过将在1个心跳内(舒张末期ED0至舒张末期ED1)取得的各心时相下的断层图像数据作为对象进行ST处理,求出包含剩余的心时相的1个心跳内的各心时相下内膜的轮廓位置P1(t)。

并且,位置修正部14根据各心时相的内膜的轮廓位置P0(t)与各心时相的内膜的轮廓位置P1(t),以在舒张末期ED0通过第1初始轮廓位置IC1、在收缩末期ES通过第2初始轮廓位置IC2的方式,求出各心时相的内膜的轮廓位置P(t)。

轮廓位置P0(t)为通过将第1初始轮廓位置IC1作为追踪对象取得的内膜的轮廓位置。另外,轮廓位置P1(t)为通过将第2初始轮廓位置IC2作为追踪对象取得的内膜的轮廓位置。

另外,位置修正部14相当于本发明的“位置修正部”的1个例子。

位置修正部14根据以下所示的第1方法或第2方法求出轮廓位置P(t)。

(第1方法)

例如,位置修正部14,在舒张末期ED0与收缩末期ES之间的心时相tm,通过连接根据第1初始轮廓位置IC1取得的轮廓位置P0(t)与根据第2初始轮廓位置IC2取得的轮廓位置P1(t),求出1个心跳内的各心时相的轮廓位置P(t)。

作为心时相tm,最好使用舒张末期ED0与收缩末期ES的中间时间((ES-ED0)/2)。另外,心时相tm也可以是其中间时间以外的时间。

另外,假定在心时相tm,在轮廓位置P0(t)与轮廓位置P1(t)之间会产生位置偏离的情况。因此,最好是在轮廓位置的连接之后,位置修正部14通过在心时相tm的附近,在时间方向上实施轮廓位置的平滑(smoothing)处理或轮廓位置的拟合(fitting)处理,从而在心时相tm附近在时间上平滑地连接两者的轮廓位置。

(第2方法)

位置修正部14也可以通过进行与时间对应的加权来相加对根据第1初始轮廓位置IC1取得的轮廓位置P0(t)与根据第2初始轮廓位置IC2取得的轮廓位置P1(t),从而求出1个心跳内的各心时相的轮廓位置P(t)。

例如,对轮廓位置P0(t)应用第1权重函数W0(t)。第1权重函数W0(t)为在舒张末期ED0权重为“1”,随着由舒张末期ED0变为收缩末期ES权重逐渐变小,在收缩末期ES权重为“0”的权重函数。另外,第1权重函数W0(t)随着由收缩末期ES变为下一个舒张末期ED1权重逐渐变大,在舒张末期ED1权重为“1”。

对轮廓位置P1(t)应用第2权重函数W1(t)。第2权重函数W1(t)为在舒张末期ED0权重为“0”,随着由舒张末期ED0变为收缩末期ES权重逐渐变大,在收缩末期ES权重为“1”的权重函数。另外,第2权重函数W1(t)随着由收缩末期ES变为下一个舒张末期ED1权重逐渐变小,在舒张末期ED1权重为“0”。

位置修正部14将第1权重函数W0(t)应用于轮廓位置P0(t),将第2权重函数W1(t)应用于轮廓位置P1(t)。并且,位置修正部14通过将利用第1权重函数W0(t)加权后的轮廓位置P0(t)与利用第2权重函数W1(t)加权后的轮廓位置P1(t)相加,求出1个心跳内的各心时相的轮廓位置P(t)。

即,位置修正部14根据以下算式求出轮廓位置P(t)。

轮廓位置P(t)=P0(t)×W0(t)+P1(t)×W1(t)

在此,W0(t)+W1(t)=1.0

如果像以上那样求出1个心跳内的各心时相的轮廓位置P(t),则图像处理部10将各心时相的轮廓位置P(t)输出到运动信息计算部20与显示控制部7。另外,在上述说明中,针对内膜的轮廓位置P(t)进行了说明。图像处理部10使用同样的方法求出外膜的轮廓位置,并将外膜的轮廓位置输出到运动信息计算部20与显示控制部7。

即,图像处理部10将构成各心时相的内膜二维轮廓的各点坐标信息与构成各心时相的外膜二维轮廓的各点坐标信息输出到运动信息计算部20与显示控制部7。

(运动信息计算部20)

运动信息计算部20从图像处理部10中接受构成各心时相的内膜二维轮廓的各点坐标信息与构成各心时相的外膜二维轮廓的各点坐标信息,求出心肌的壁运动信息。

作为1个例子,运动信息计算部20根据构成各心时相的内膜二维轮廓的各点坐标信息与构成外膜二维轮廓的各点坐标信息,求出各心时相的壁厚方向的壁厚变化率(Transversal Strain[%])。壁厚变化率被定义为内膜与外膜之间的厚度方向的变形。运动信息计算部20也可以求出表示壁厚变化率的时间微分的变形率(Transversal Strain Rate[1/s])。

例如,运动信息计算部20在内膜轮廓上的点上求出正交于内膜轮廓的虚拟线。并且,运动信息计算部20求出该虚拟线与外膜轮廓相交的点。运动信息计算部20根据各心时相的内膜轮廓上的点与外膜轮廓上的点之间的距离,求出各心时相的内膜与外膜之间的壁厚变化率。另外,运动信息计算部20在内膜轮廓与外膜轮廓上,按照每个规定间隔求出壁厚变化率。即,运动信息计算部20在心脏的内膜与外膜上,求出多个部位的壁厚变化率。这样,运动信息计算部20在每个心时相求出心肌的各个部位的壁厚变化率。另外,运动信息计算部20也可以通过时间微分各心时相的各个部位的壁厚变化率,在每个心时相求出变形率。并且,运动信息计算部20将各心时相的各个部位的壁运动信息输出到显示控制部7。另外,运动信息计算部20相当于本发明的“运动信息计算部”的1个例子。

(显示控制部7)

显示控制部7具备标记(marker)生成部71与颜色分配部72,将超声波图像显示在显示部81上。

(标记生成部71)

标记生成部71根据由操作者指定的内膜的二维轮廓的坐标信息,生成表示内膜轮廓的形状的内膜标记。同样,标记生成部71根据操作者指定的外膜的二维轮廓的坐标信息,生成表示外膜轮廓的形状的外膜标记。显示控制部7将基于指定初始轮廓的断层图像数据的断层图像显示在显示部81上。并且,显示控制部7根据各标记的坐标信息确定断层图像上的各标记的显示位置,将内膜标记与外膜标记与断层图像重叠并在显示部81上予以显示。

另外,当标记生成部71从图像处理部10中接受构成各心时相的内膜二维轮廓的各点坐标信息时,生成表示各心时相的内膜的轮廓形状的内膜标记。同样,当标记生成部71从图像处理部10中接受构成各心时相的外膜二维轮廓的各点坐标信息时,生成表示各心时相的外膜轮廓形状的外膜标记。

显示控制部7在每个心时相依次将基于在各心时相取得的断层图像数据的断层图像显示在显示部81上。进而,显示控制部7根据各心时相的内膜标记的坐标信息确定断层图像上的内膜标记的显示位置,将各心时相的内膜标记与各心时相的断层图像重叠,依次显示在显示部81上。同样,显示控制部7根据各心时相的外膜标记的坐标信息确定断层图像上的外膜标记的显示位置,将各心时相的外膜标记与各心时相的断层图像重叠,依次显示在显示部81上。并且,显示控制部7依次更新断层图像与标记,显示在显示部81上。

(颜色分配部72)

颜色分配部72决定与由运动信息计算部20求出的各部位的壁运动信息的大小对应的颜色,根据其大小在各部位上分配不同的颜色。例如,对壁厚变化率的大小预先决定分配的颜色。然后,预先作成壁厚变化率的大小与颜色对应起来的表格(table),并存储到未图示的存储部中。在该表格中,根据壁厚变化率的大小而对应起来不同的颜色。颜色分配部72通过参照该表格决定与各心时相的各个部位的壁厚变化率的大小对应的颜色,对各个部位分配颜色。

显示控制部7对各心时相的断层图像所示的心肌的各个部位分配由颜色分配部72决定的颜色,并在显示部81上予以显示。例如,显示控制部7对内膜标记与外膜标记之间的区域的各个部位分配由颜色分配部72决定的颜色,并在显示部81上予以显示。显示控制部7在以各个部位为中心具有规定宽度的范围内,对各个部位分配决定了的颜色并在显示部81上予以显示。并且,显示控制部7在每个心时相依次更新在各心时相取得的断层图像、表示内膜轮廓的内膜标记、表示外膜轮廓的外膜标记以及壁运动信息,并在显示部81上予以显示。另外,显示控制部7相当于本发明的“显示控制部”的1个例子。

(第3追踪部13)

另外,在上述步骤S04中,需要修正舒张期的追踪结果时,也可以执行日本特愿2008-114854号中记载的再追踪处理(ReTrack2功能)。该再追踪由第3追踪部13执行。第3追踪部13接受表示在任意心时相被修正的轮廓的位置的坐标信息。并且,第3追踪部13通过将被修正的轮廓作为初始轮廓,将其任意心时相以后的断层图像作为对象,通过进行使用了散斑图的模式匹配(ST处理),求出其任意心时相以后的各心时相的轮廓位置。

首先,当操作者使用操作部82给予修正指示时,其指示被输出到控制部9中。控制部9将修正指示给予图像处理部10。并且,操作者使用操作部82指定修正内膜的轮廓位置或外膜的轮廓位置的任意心时相。显示控制部7将基于在指定的心时相所取得的断层图像数据的断层图像显示在显示部81上。

例如,在修正内膜的轮廓位置时,操作者使用操作部82参照断层图像所示的内膜,指定新的内膜的二维轮廓。作为1个例子,操作者比较断层图像所示的内膜的轮廓位置与第1追踪部11进行ST处理所求出的轮廓位置,判断追踪位置是偏离还是相一致。第1追踪部11进行ST处理所求出的内膜的轮廓位置通过内膜标记表现在断层图像上。因此,操作者也可以通过比较内膜标记的位置与在断层图像上所示的内膜的轮廓位置,判断有无修正。对于外膜,操作者也是通过比较外膜标记的位置与在断层图像上所示的外膜的轮廓位置,判断有无修正。

然后,操作者使用操作部82参照在断层图像上所示的内膜的轮廓,将第1追踪部11进行ST处理所求出的内膜的轮廓位置修正为所期待的位置。

例如,操作者使用操作部82指定内膜的新的轮廓位置。这样,如果指定内膜的新的轮廓位置,则表示新的轮廓位置的坐标信息将从用户界面(UI)8经由控制部9被输出到图像处理部10中。第3追踪部13将内膜的新的轮廓作为追踪对象的初始轮廓。并且,第3追踪部13通过将操作者指定的心时相以后的断层图像作为对象进行ST处理,求出其心时相以后的内膜的轮廓位置。

在修正外膜的轮廓位置时,操作者也是使用操作部82指定外膜的新的轮廓位置。第3追踪部13将外膜的新的轮廓作为追踪对象的初始轮廓。并且,第3追踪部13求出操作者指定的心时相以后的外膜的轮廓位置。第3追踪部13将操作者指定的心时相以后的各心时相的轮廓的坐标信息输出到位置修正部14。

一方面,如果操作者给出再追踪的指示,则由操作者指定的心时相以前的各心时相的轮廓的坐标信息将从第1追踪部11被输出到位置修正部14,并用位置修正部14保持该坐标位置。具体来说,第1追踪部11将表示由操作者指定的心时相以前的各心时相的内膜的轮廓位置的坐标信息与表示外膜的轮廓位置的坐标信息输出到位置修正部14。位置修正部14保持各心时相的内膜的轮廓位置与各心时相的外膜的轮廓位置。

位置修正部14保持由操作者指定的心时相以前的各心时相的轮廓的坐标信息。进而,位置修正部14从第3追踪部13中接受由第3追踪部13进行再追踪的轮廓的坐标信息。然后,位置修正部14根据由操作者指定修正的心时相以前的轮廓的坐标信息与进行了再追踪的轮廓的坐标信息,求出全部时相下的轮廓的位置。优选是位置修正部14通过在指定修正的心时相中在时间方向上对轮廓位置进行平滑化,在指定的心时相附近平滑地连结轮廓。

并且,显示控制部7在各心时相的断层图像上将内膜标记与外膜标记重叠,并按照心时相的顺序在显示部81上予以显示。

例如,在舒张期的心时相E′,使用ST处理的内膜的轮廓位置偏离了追踪时,在舒张期修正基于ST处理的内膜的轮廓位置。当操作者使用操作部82指定心时相E′时,显示控制部7将心时相E′的断层图像显示在显示部81上。操作者比较心时相E′的断层图像所示的内膜与基于ST处理的内膜的轮廓(内膜标记),修正基于ST处理的内膜的轮廓位置。即,操作者使用操作部82指定内膜的新的轮廓位置。这样操作者指定内膜的新的轮廓位置时,表示其新的轮廓位置的坐标信息将从用户界面(UI)8经由控制部9被输出到第3追踪部13中。并且,新的轮廓位置作为内膜的初始轮廓被设定在第3追踪部13。

第3追踪部13通过将新指定的内膜轮廓作为初始轮廓,将在心时相E′以后取得的各断层图像数据作为对象进行ST处理,从而求出心时相E’以后的各心时相的内膜的轮廓位置。由此,更新内膜的轮廓位置。然后,第3追踪部13将心时相E’以后的各心时相的内膜的轮廓位置的坐标信息输出到位置修正部14中。

另一方面,如果由操作者给出再追踪的指示,则由操作者指定的心时相以前的各心时相的轮廓的坐标信息将从第1追踪部11被输出到位置修正部14,并将其坐标信息保持在位置修正部14。作为1个例子,表示心时相E’以前的各心时相的内膜的轮廓位置的坐标信息将在位置修正部14被保持。

然后,位置修正部14通过在心时相E’连接心时相E’以前的各心时相的内膜的轮廓位置与心时相E’以后的各心时相的内膜的轮廓位置,求出1个心跳量的内膜的轮廓位置。进一步,位置修正部14通过在心时相E’在时间方向上进行平滑化轮廓位置,从而平滑地连结轮廓位置。

并且,图像处理部10将轮廓的坐标信息输出到显示控制部7与运动信息计算部20。如上所述,标记生成部71根据各心时相的轮廓的坐标信息,生成各心时相的轮廓的标记。另外,运动信息计算部20根据各心时相的轮廓的坐标信息,求出各心时相的壁运动信息。并且,显示控制部7依次更新断层图像、标记以及壁运动信息并在显示部81上予以显示。

通过以上处理,操作者只需指定第1初始轮廓位置IC1与第2初始轮廓位置IC2,通过追踪处理,在作为对象的心跳期间的收缩期就能够自动且简便地取得更正确的追踪位置。由此,通过简便的操作,能够取得更正确的壁运动信息。

另外,在上述例子中,通过在步骤S02中自动显示舒张末期ED0的超声波图像,另外在步骤S03中自动显示收缩末期ES的超声波图像,能够极力减轻操作者的操作程序。即,由于不需要选择必要的心时相,因此能够减轻操作者的操作步骤。

在本实施方式中,其特征在于上述步骤S04的处理。即,与本实施方式相关的超声波图像取得装置1的特征是以极力通过操作者设定的多个初始轮廓的位置的方式来控制追踪结果。通过由步骤S02、S03在舒张末期与收缩末期的2个时相设定初始轮廓的位置,从而减轻收缩期的追踪误差,通过与只在1个时相设定初始轮廓的以往技术相关的ST处理相比,也能够提供更正确的追踪结果。

并且,在舒张期的追踪结果中发现追误差(miss)时,通过执行第3追踪部1 3进行的再追踪处理(ReTrack2功能),在舒张期以后的心时相也能够取得更正确的追踪结果。

(变形例子1)

在上述第1实施方式中,操作者两次指定初始轮廓。因此,与以往技术相比,操作步骤增加了1个步骤,因此操作有可能变得繁杂。因此,也可以通过自动检测出初始轮廓的位置来进行设定,以谋求减少操作者的操作步骤。

(步骤S10)

首先,操作者使用操作部82指定所希望的1个心跳(心时相t=舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)。当指定了所希望的1个心跳时,则表示被指定的心时相(舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)的信息将从用户界面(UI)8被输出到图像处理部10与显示控制部7中。

(步骤S11)

图像处理部10从存储部6中取得第1初始时相T1(舒张末期ED0)的断层图像数据,检测出内膜的第1初始轮廓位置IC1。

(步骤S12)

另外,图像处理部10从存储部6中取得第2初始时相T2(收缩末期ES)的断层图像数据,检测出内膜的第2初始轮廓位置IC2。

另外,作为自动检测出第1初始轮廓位置IC1与第2初始轮廓位置IC2的方法,优先使用众所周知的技术的AQ法(声学定量(Acustic Quantification))、或者ASM法(主动形状模型(ASM:Active Shape Model))。作为AQ法,可以使用例如“超声波成像5,300-307(1983)”(Ultrasonic Imaging 5,300-307(1983))中记载的方法。另外,关于使用ASM法的轮廓检测方法,例如被记载在“Cooles et al,″Active shape models Their training and application″Comput.Vis.ImageUndestand.,vol.61,no.1,pp.38-59,Jan.1995”中。在ASM法中,将所希望的组织的一般形状预先登记在形状字典中。图像处理部10,根据断层图像数据的亮度信息与登记在其形状字典中的形状,检测出所希望的组织的轮廓。例如,将心脏的内膜或外膜的一般形状预先登记在形状字典中。图像处理部10根据断层图像数据的亮度信息与内膜或外膜的一般形状,检测出内膜或外膜的轮廓。

(步骤S13)

图像处理部10将第1初始轮廓位置IC1的坐标信息与第2初始轮廓位置IC2的坐标信息输出到显示控制部7中。显示控制部7将第1初始时相T1的断层图像显示在显示部81上,将表示第1初始轮廓位置IC1的标记重叠在该断层图像上,并在显示部81上予以显示。

另外,显示控制部7将第2初始时相T2的断层图像显示在显示部81上,将表示第2初始轮廓位置IC2的标记重叠在该断层图像上,并在显示部81上予以显示。操作者也可以参照显示部81上所显示的第1初始轮廓位置IC1与第2初始轮廓位置IC2,修正第1初始轮廓位置IC1与第2初始轮廓位置IC2。

(步骤S14)

第1追踪部11通过将自动检测出的第1初始轮廓位置IC1作为追踪对象进行ST处理,从而求出各心时相的内膜的轮廓位置P0(t)。另外,第1追踪部11通过将自动检测出的第2初始轮廓位置IC2作为追踪对象进行ST处理,从而求出各心时相的内膜的轮廓位置P1(t)。

位置修正部14根据各心时相的内膜的轮廓位置P0(t)与各心时相的内膜的轮廓位置P1(t),通过以在舒张末期ED0通过第1初始轮廓位置IC1,在收缩末期ES通过第2初始轮廓位置IC2的方式修正轮廓位置,从而求出各心时相的内膜的轮廓位置P(t)。

(步骤S15)

另外,在需要修正舒张期的追踪结果时,可以执行第3追踪部13进行的再追踪处理(ReTrack2功能)。此时,通过操作者使用操作部82给出再追踪处理的指示,第3追踪部13执行再追踪处理。

通过以上处理,基本上操作者只需指定成为对象的心跳期间,通过追踪处理,在成为对象的心跳期间的收缩期,就能够自动且简便地取得更正确的追踪位置。

另外,追踪结果的精度提高了哪种程度大多数取决于第1初始轮廓位置IC1以及第2初始轮廓位置IC2的自动检测精度。因此,在该变形例子1中,如步骤S13那样,对于第1初始轮廓位置IC1以及第2初始轮廓位置IC2的检测结果,最好在取得由操作者确认位置并根据需要通过修正功能被认为正确的轮廓位置后,执行ST处理。由此,维持与上述第1实施方式相关的特征。

并且,如步骤S15那样,在舒张期的追踪结果中发现追踪误差时,通过执行再追踪处理(ReTrack2功能),在舒张期的心时相也能够取得更正确的追踪结果。

(变形例子2)

在上述第1实施方式以及变形例子1中,针对在舒张末期ED与收缩末期ES的2个时相设定初始轮廓的情况进行了说明。在变形例子2中,象以往技术那样,考虑到在扩张期(特别是心时相E’后)容易发生追踪误差,因此在心时相E’后的第3心时相也预先设定初始轮廓,然后执行ST处理。由此,不仅在收缩期在舒张期也预先约束追踪结果,因此更加提高最初的ST处理的追踪精度。另外,在变形例子2中,由于需要设定3个初始轮廓,因此增加1个用于设定初始轮廓的步骤。但是,由于需要进行再追踪处理(ReTrack2功能)的扩张期的修正步骤的情况减少,因此整体的操作程序不会大幅度增加。另外,变形例子2既可以应用于上述第1实施方式,也可以应用于变形例子1。

[第2实施方式]

以下,针对与本发明第2实施方式相关的超声波图像取得装置进行说明。在第2实施方式中,通过来自收缩期包含的2个心时相的夹在其中的再追踪修正收缩期的轮廓的追踪误差。在第2实施方式中,作为1个例子,针对在舒张末期ED设定内膜的初始轮廓与外膜的初始轮廓的情况进行说明。

在第2实施方式中,在舒张末期ED设定内膜的初始轮廓与外膜的初始轮廓,在追踪对象的期间暂且实施ST处理。在收缩期的某处发生了正向的追踪误差时,在收缩期蓄积追踪误差而变得最大的心时相为收缩末期ES的心时相。因此,操作者将在收缩末期ES追踪发生了偏离的部位修正为妥当的位置。

关于内膜的追踪位置是是偏离还是一致的判断是通过操作者比较断层图像所示的内膜的轮廓位置与通过ST处理取得的表示轮廓的形状的内膜标记进行的。

另外,关于外膜的追踪位置是偏离还是一致的判断是通过操作者比较断层图像所示的外膜的轮廓位置与通过ST处理取得的表示轮廓的形状的外膜的标记进行的。

并且,以操作者修正后的轮廓位置为起点,反向追踪收缩期的轮廓。具体来说,以通过舒张末期ED的初始轮廓的位置与收缩末期ES的修正后的轮廓位置的方式来修正轮廓位置,从而求出各心时相的轮廓位置。由此,期待在收缩期取得更正确的追踪结果。

一方面,在舒张期,存在由于最初的追踪处理造成收缩末期ES的追踪偏离的部位时,舒张期的其部位的轮廓的追踪全部发生偏离。因此,以修正后的轮廓位置为起点,如果向正向重新追踪舒张期的轮廓,舒张期的轮廓的追踪精度要比最初的追踪结果提高。有时将与该第2实施方式相关的再追踪处理称为“ReTrack1功能”。

并且,在舒张期的追踪结果中发现了追踪误差时,通过执行使用ReTrack 2功能的再追踪处理,在舒张期的心时相也能够简便地取得更正确的追踪结果。

针对与该第2实施方式相关处理的流程进行说明。

(步骤S20)

首先,操作者使用操作部82指定所希望的1个心跳(心时相t=舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)。如果指定所希望的1个心跳,则表示被指定的心时相(舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)的信息将从用户界面(UI)8被输出到图像处理部10与显示控制部7。

(步骤S21)

其次,操作者使用操作部82在初始时相(相当于第1时相)指定第1初始轮廓(相当于第1关心区域)的位置。例如,在操作者使用操作部82指定舒张末期ED0作为初始时相时,显示控制部7将舒张末期ED0的断层图像显示在显示部81上。并且,操作者使用操作部82在舒张末期ED0的断层图像上指定对于内膜的第1初始轮廓位置IC1与对于外膜的第1初始轮廓位置IC1。

(步骤S22)

第1追踪部11将操作者指定的第1初始轮廓位置IC1作为追踪对象。并且,第1追踪部11将在1个心跳内(舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)取得的各心时相的断层图像数据作为对象进行ST处理。由此,第1追踪部11求出包含剩余心时相的1个心跳内的各时相的内膜的轮廓位置P0(t)与外膜的轮廓位置P0(t)。并且,第1追踪部11将内膜的轮廓位置P0(t)与外膜的轮廓位置P0(t)输出到位置修正部14。另外,图像处理部10将内膜的轮廓位置P0(t)与外膜的轮廓位置P0(t)输出到运动信息计算部20与显示控制部7。

(步骤S23)

运动信息计算部20根据第1追踪部11求出的内膜的轮廓位置P0(t)与外膜的轮廓位置P0(t),计算各心时相的壁运动信息并输出到显示控制部7。显示控制部7根据内膜的轮廓位置P0(t)生成各心时相的内膜标记。另外,显示控制部7根据外膜的轮廓位置P0(t)生成各心时相的外膜标记。并且,显示控制部7在每个心时相依次更新各心时相的断层图像、内膜标记、外膜标记以及壁运动信息并在显示部81上予以显示。

(步骤S24)

操作者参照显示部81上所显示的断层图像、运动信息以及标记,使用操作部82修正追踪处理发生偏离的部位的基于ST处理的轮廓位置。作为1个例子,操作者比较断层图像所示的内膜的轮廓位置以及外膜的轮廓位置、与第1追踪部11进行ST处理求出的内膜的轮廓位置以及外膜的轮廓位置,判断追踪位置是偏离还是一致。然后,操作者通过使用操作部82修正内膜的轮廓位置或外膜的轮廓位置,指定新的轮廓位置。当这样指定内膜的新的轮廓位置或外膜的新的轮廓位置,则表示新的轮廓位置的坐标信息将从用户界面(UI)8经由控制部9被输出到图像处理部10,并设定在第2追踪部12中。

在第2实施方式中,操作者判断出在心时相T1(收缩末期ES)(相当于第2时相)轮廓位置的追踪发生了偏离,在心时相T1(收缩末期ES)修正轮廓位置。由此,在心时相T1(收缩末期ES)被修正后的新的轮廓位置被设定在第2追踪部12。第2追踪部12设定在心时相T1(收缩末期ES)修正的新的轮廓位置作为第2初始轮廓位置IC2(相当于第2关心区域)。

(步骤S25)

第2追踪部12将在心时相T1(收缩末期ES)设定的第2初始轮廓位置IC2作为追踪对象。然后,第2追踪部12将从心时相T1(收缩末期ES)到舒张末期ED0取得的各心时相的断层图像数据作为对象进行ST处理。由此,第2追踪部12求出从心时相T1(收缩末期ES)到舒张末期ED0期间的各心时相的内膜的轮廓位置P1(t)与外膜的轮廓位置P1(t)。即,第2追踪部12通过从心时相T1(收缩末期ES)向初始时相的舒张末期ED0反向进行追踪处理,求出轮廓位置P1(t)。

另外,第2追踪部12将在心时相T1(收缩末期ES)设定的第2初始轮廓位置IC2作为追踪对象。然后,第2追踪部12将从心时相T1(收缩末期ES)到下一个舒张末期ED1取得的各心时相的断层图像数据作为对象进行ST处理。由此,第2追踪部12求出从心时相T1(收缩末期ES)到舒张末期ED1期间的各心时相的内膜的轮廓位置P2(t)与外膜的轮廓位置P2(t)。即,第2追踪部12从心时相T1(收缩末期ES)向下一个舒张末期ED1正向进行追踪处理。这样,第2追踪部12求出1个心跳内的各心时相的内膜以及外膜的轮廓位置(轮廓位置P1(t)与轮廓位置P2(t))。然后,第2追踪部12将轮廓位置P1(t)与轮廓位置P2(t)输出到位置修正部14。另外,第2追踪部12相当于本发明的“第2追踪部”的1个例子。

(步骤S26)

位置修正部14根据轮廓位置P0(t)与轮廓位置P1(t),以在舒张末期ED0通过第1初始轮廓位置IC1,在心时相T1(收缩末期ES)通过第2初始轮廓位置IC2的方式求出从初始时相(舒张末期ED)到心时相T1(收缩末期ES)的期间(收缩期)包含的各心时相的内膜的轮廓位置P(t)与外膜的轮廓位置P(t)。

轮廓位置P0(t)是将第1初始轮廓位置IC1作为追踪对象,由第1追踪部11取得的轮廓位置。轮廓位置P0(t)表示从初始时相(舒张末期ED0)到心时相T1(收缩末期ES)的期间的轮廓位置。

轮廓位置P1(t)是将第2初始轮廓位置IC2作为追踪的对象,由第2追踪部12取得的轮廓位置。轮廓位置P1(t)表示从心时相T1(收缩末期ES)到初始时相(舒张末期ED0)的期间的轮廓位置。

(步骤S27)

并且,位置修正部14使用第2追踪部12求出的轮廓位置P2(t),更新从心时相T1(收缩末期ES)到舒张末期ED1的舒张期的轮廓位置。

(步骤S28)

另外,需要修正舒张期的追踪结果即轮廓位置P2(t)时,也可以执行第3追踪部13进行的再追踪处理(ReTrack2功能)。

在上述步骤S26中,位置修正部14按照上述第1方法或第2方法求出从舒张末期ED0到收缩末期ES的期间(收缩期)包含的各心时相的轮廓位置P(t)。

即,根据第1方法,位置修正部14在舒张末期ED0与收缩末期ES之间的心时相tm,连接轮廓位置P0(t)与轮廓位置P1(t)。由此,位置修正部14求出从舒张末期ED0到收缩末期ES的期间包含的各心时相的轮廓位置P(t)。如上所述,位置修正部14最好在心时相tm的附近在时间方向上实施轮廓位置平滑处理或轮廓位置的拟合处理。

另外,根据第2方法,位置修正部14进行与时间对应的加权来相加轮廓位置P0(t)与轮廓位置P1(t)。由此,位置修正部14求出从舒张末期ED0到收缩末期ES的期间包含的各心时相的轮廓位置P(t)。

在此,针对第2方法的具体例子参照图2进行说明。

例如,对于轮廓位置P0(t)应用第1权重函数W0(t)。第1权重函数W0(t)为在舒张末期ED0权重为“1”,随着由舒张末期ED0变为收缩末期ES权重逐渐变小,在收缩末期ES权重为“0”的权重函数。

另外,对于轮廓位置P1(t)应用第2权重函数W1(t)。第2权重函数W1(t)为在舒张末期ED0权重为“0”,随着由舒张末期ED0变为收缩末期ES权重逐渐变大,在收缩末期ES权重为“1”的权重函数。

位置修正部14将第1权重函数W0(t)应用于轮廓位置P0(t),将第2权重函数W1(t)应用于轮廓位置P1(t)。并且,位置修正部14通过将利用第1权重函数W0(t)加权后的轮廓位置P0(t)与利用第2权重函数W1(t)加权后的轮廓位置P1(t)相加,求出1个心跳内的各心时相的轮廓位置P(t)。

即,位置修正部14根据以下的算式求出轮廓位置P(t)。

轮廓位置P(t)=P0(t)×W0(t)+P1(t)×W1(t)

在此,W0(t)+W1(t)=1.0

针对第2实施方式的具体例子参照3至图6进行说明。针对在第2实施方式中取得并表示长轴图像的情况进行说明。首先,实施从上述步骤S20到步骤S22的处理。图3表示到步骤S22为止的处理结果。

作为1例,显示控制部7将长轴图像100显示在显示部81上。进而,显示控制部7将内膜标记110与外膜标记120与长轴图像100重叠并在显示部81上予以显示。

图3所示的长轴图像100为在心时相ES(收缩末期)取得的断层图像。另外,显示控制部7将运动信息计算部20求出的壁运动信息显示在显示部81上。

作为1个例子,显示控制部7将图表201至206显示在显示部81上。

图表201为表示心肌的区域A的壁厚变化率(Transversal Strain[%])的时间变化的图表。

图表202为表示区域B的壁厚变化率的图表。

图表203为表示区域C的壁厚变化率的图表。

图表204为表示区域D的壁厚变化率的图表。

图表205为表示区域E的壁厚变化率的图表。

图表206为表示区域F的壁厚变化率的图表。

在图表201至206中,横轴表示心时相,纵轴表示长轴的壁厚变化率[%]。

在图3所示的例子中,在心时相ES(收缩末期)前壁心尖部位(箭头X与箭头203A所示的部位)的内膜的追踪位置发生偏离,在该部位上strain(变形)值被低估。另外,显示控制部7在长轴图像100所示的内膜与外膜之间的范围的各部位分配与壁运动信息对应的颜色并在显示部81上予以显示。例如,显示控制部7在内膜标记110与外膜标记120之间的各个部位分配与壁厚变化率大小对应的颜色,并与长轴图像100重叠显示在显示部81上。

图4表示在步骤S24中前壁心尖部位的轮廓位置被修正的状态。图4表示修正后的内膜标记110A。另外,随着该修正作业,图表203的值(箭头213A所示的部位)也被修正,作为图表213中被显示出来。

并且,图5表示执行从步骤S25到步骤S27的处理后的状态。更新收缩期的前壁心尖部位的轮廓位置与舒张期的前壁心尖部位的轮廓位置,显示新的内膜标记130与外膜标记140。进而,壁厚变化率的图表也被更新为图表221至226并予以显示。在包含心时相ES(收缩末期)的期间,更正确地表示了壁厚变化率(箭头223A与箭头223B所示的部位)。

进而,在图5所示的例子中,在前壁瓣膜环部位的舒张期的追踪中,在心时相E’后发生追踪偏离。因此,执行了第3追踪部进行的再追踪处理(ReTrack2功能)。图6表示执行ReTrack2功能后的状态。图6表示第3追踪部13进行的再追踪处理后的图表231~236。通过该再追踪处理,消除追踪偏离,更正确地评价壁厚变化率。例如,如图表231的箭头231A所示的部位那样正确地评价了壁厚变化率。

[第3实施方式]

以下针对与本发明的第3实施方式相关的超声波图像取得装置进行说明。在第3实施方式中,与第2实施方式同样,通过来自收缩期中包含的2个心时相的夹在其中的再追踪修正收缩期的轮廓的追踪误差。在第3实施方式中,作为1个例子,针对在收缩末期ES设定内膜的初始轮廓与外膜的初始轮廓的情况进行说明。

在第3实施方式中,在收缩末期ES设定内膜的初始轮廓与外膜的初始轮廓,在追踪对象期间暂且实施ST处理。在收缩期的某处发生了反向的追踪误差时,在收缩期蓄积追踪误差而变得最大的心时相为舒张末期ED的时相。因此,操作者将在舒张末期追踪发生了偏离的部位修正为妥当位置。

在此,关于内膜的追踪位置是偏离还是一致的判断是通过操作者比较断层图像所示的内膜的轮廓位置与通过ST处理取得的表示轮廓形状的内膜标记进行的。

另外,关于外膜的追踪位置是偏离还是一致的判断是通过操作者比较断层图像所示的外膜的轮廓位置与通过ST处理取得的表示轮廓的形状的外膜标记进行的。

并且,以操作者修正后的轮廓位置为起点,正向追踪收缩期的轮廓。具体来说,以通过收缩末期ES的初始轮廓位置与舒张末期ED的修正后的轮廓位置的方式来修正轮廓位置,从而求出各心时相的轮廓位置。由此,在收缩期取得更正确的追踪结果。另一方面,在舒张期,与第2实施方式不同,以在收缩末期ES设定的初始轮廓为起点进行追踪,因此不需要更新追踪结果而维持最初的追踪结果。有时与该第3实施方式相关的再追踪处理也与第2实施方式相关的再追踪处理同样称为“ReTrack1功能”。

进而,在舒张期的最初的追踪结果中发现追踪误差时,通过使用ReTrack2功能执行再追踪处理,从而在舒张期的心时相也能够简便地取得更正确的追踪结果。

针对与该第3实施方式相关的处理的流程进行说明。

(步骤S30)

首先,操作者使用操作部82指定所希望的1个心跳(心时相t=舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)。如果指定所希望的1个心跳,则表示被指定的心时相(舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)的信息将从用户界面(UI)8被输出到图像处理部10以及显示控制部7。

(步骤S31)

其次,操作者使用操作部82在初始时相(相当于第1时相)指定第1初始轮廓(相当于第1关心区域)的位置。例如,操作者使用操作部82,指定收缩末期ES作为初始时相时,显示控制部7将收缩末期ES的断层图像显示在显示部81上。然后,操作者使用操作部82,在收缩末期ES的断层图像上指定内膜的第1初始轮廓位置IC1与外膜的第1初始轮廓位置IC1。

(步骤S32)

第1追踪部11将由操作者指定的第1初始轮廓位置IC1作为追踪对象。然后,第1追踪部11将在1个心跳内(舒张末期ED0至下一个舒张末期ED1)取得的各心时相的断层图像数据作为对象进行ST处理。由此,第1追踪部11求出包含剩余的心时相的1个心跳内的各心时相的内膜的轮廓位置P0(t)与外膜的轮廓位置P0(t)。然后,第1追踪部11将内膜的轮廓位置P0(t)与外膜的轮廓位置P0(t)输出到位置修正部14。另外,图像处理部10将内膜的轮廓位置P0(t)与外膜的轮廓位置P0(t)输出到运动信息计算部20与显示控制部7。

(步骤S33)

运动信息计算部20根据第1追踪部11求出的内膜的轮廓位置P0(t)与外膜的轮廓位置P0(t)计算各心时相的壁运动信息并输出到显示控制部7。显示控制部7根据内膜的轮廓位置P0(t)与外膜的轮廓位置P0(t)生成各心时相的内膜标记与外膜标记。并且,显示控制部7在每个心时相依次更新各心时相的断层图像、内膜标记、外膜标记以及壁运动信息并在显示部81上予以显示。

(步骤S34)

操作者参照显示部81上所显示的断层图像、运动信息以及标记,使用操作部82修正追踪处理发生偏离的部位的基于ST处理的轮廓位置。作为1个例子,操作者比较断层图像所示的内膜的轮廓位置以及外膜的轮廓位置、与通过第1追踪部11的ST处理求出的内膜的轮廓位置以及外膜的轮廓位置,判断追踪位置是偏离还是一致。并且,操作者通过使用操作部82修正内膜的轮廓位置或外膜的轮廓位置,指定新的轮廓位置。如果这样指定内膜或外膜的新的轮廓位置,则表示新的轮廓位置的坐标信息将从用户界面(UI)8经由控制部9被输出到图像处理部10并设定在第2追踪部12中。

在第3实施方式中,操作者判断为在心时相T1(舒张末期ED0)(相当于第2时相)轮廓位置的追踪发生了偏离,在心时相T1(舒张末期ED0)修正轮廓位置。由此,在心时相T1(舒张末期ED0)修正的新的轮廓位置被设定在第2追踪部12。第2追踪部12设定在心时相T1(舒张末期ED0)修正的新的轮廓位置作为第2初始轮廓位置IC2(相当于第2关心区域)。

(步骤S35)

第2追踪部12将在心时相T1(舒张末期ED0)设定的第2初始轮廓位置IC2作为追踪对象。然后,第2追踪部12通过将从心时相T1(舒张末期ED0)到收缩末期ES取得的各心时相的断层图像数据作为对象进行ST处理,求出从心时相T1(舒张末期ED0)到收缩末期ES的期间的各心时相的内膜的轮廓位置P1(t)与外膜的轮廓位置P1(t)。即,第2追踪部12通过从心时相T1(舒张末期ED0)向初始时相的收缩末期ES正向进行追踪处理,求出轮廓位置P1(t)。然后,第2追踪部12将轮廓位置P1(t)输出到位置修正部14。

(步骤S36)

位置修正部14根据轮廓位置P0(t)与轮廓位置P1(t),以在心时相T1(舒张末期ED0)通过第2初始轮廓位置IC2,在收缩末期ES通过第1初始轮廓位置IC1的方式求出从心时相T1(舒张末期ED0)到初始时相(收缩末期ES)的期间(收缩期)包含的各心时相的内膜的轮廓位置P(t)与外膜的轮廓位置P(t)。

另外,轮廓位置P0(t)为通过将第1初始轮廓位置IC1设定为追踪对象,从而由第1追踪部11取得的轮廓位置。另外,轮廓位置P0(t)表示从初始时相(收缩末期ES)到心时相T1(舒张末期ED0)的期间的轮廓位置。

轮廓位置P1(t)为通过将第2初始轮廓位置IC2设定为追踪对象,从而由第2追踪部12取得的轮廓位置。另外,轮廓位置P1(t)表示从心时相T1(舒张末期ED0)到初始时相(收缩末期ES)的期间的轮廓位置。

(步骤S37)

进而,图像处理部10对于从初始时相(收缩末期ES)到舒张末期ED1的舒张期,维持在步骤S32中由第1追踪部11求出的轮廓位置P0(t)。

(步骤S38)

另外,在需要修正舒张期的追踪结果即轮廓位置P0(t)时,也可以执行第3追踪部13进行的再追踪处理(ReTrack2功能)。

在上述步骤S36中,位置修正部14与第2实施方式同样,按照第1方法或第2方法求出从舒张末期ED0到收缩末期ES的期间(收缩期)包含的各心时相的轮廓位置P(t)。

在此,针对第2方法的具体例子参照图7进行说明。例如,对于轮廓位置P0(t)应用第1权重函数W0(T)。第1权重函数W0(T)为在舒张未期ED0权重为“0”,随着由舒张末期ED0变为收缩末期ES权重逐渐变大,在收缩末期ES权重为“1”的权重函数。

另外,对于轮廓位置P1(t)应用第2权重函数W1(t)。第2权重函数W2(t)为在舒张末期ED0权重为“1”,随着由舒张末期ED0变为收缩末期ES权重逐渐变小,在收缩末期ES权重为“0”的权重函数。

位置修正部14将第1权重函数W0(t)应用于轮廓位置P0(t),将第2权重函数W1(t)应用于轮廓位置P1(t)。并且,位置修正部14通过将利用第1权重函数W0(t)加权后的轮廓位置P0(t)与利用第2权重函数W1(t)加权后的轮廓位置P1(t)相加,求出1个心跳内的各心时相的轮廓位置P(t)。

针对第3实施方式的具体例子参照图8至图11进行说明。在第3实施方式中,针对通过使用超声波探头2与发送接收部3扫描沿着心脏的短轴方向的剖面(以下,有时称为“短轴剖面”),取得短轴剖面的断层图像数据(以下,称为“短轴图像数据”)并加以显示的情况进行说明。首先,实施从上述的步骤S30到步骤S33的处理。图8表示到步骤S33为止的处理结果。作为1个例子,显示控制部7将短轴图像300显示在显示部81上,进而,将内膜标记310与外膜标记320与短轴图像300重叠并在显示部81上予以显示。图8所示的短轴图像300为在心时相ED0(舒张末期)取得的断层图像。

另外,显示控制部7将运动信息计算部20求出的壁运动信息显示在显示部81上。

作为1个例子,显示控制部7将图表401至406显示在显示部81上。

图表401为表示心肌的区域G的壁厚变化率(Radial Strain[%])的时间变化的图表。

图表402为表示区域H的壁厚变化率的图表。

图表403为表示区域I的壁厚变化率的图表。

图表404为表示区域J的壁厚变化率的图表。

图表405为表示区域K的壁厚变化率的图表。

图表406为表示区域L的壁厚变化率的图表。

在图表401至406中,横轴表示心时相,纵轴表示短轴的壁厚变化率[%]。

在图8所示的例子中,在心时相ED0(舒张末期)在前壁部位(使用箭头Y与箭头404A表示)外膜的追踪位置发生偏离,在该部位strain(变形)值被高估。

图9表示在步骤S34中修正前壁部位的轮廓位置的状态。图9表示修正后的外膜标记320A。另外,伴随该修正作业,图表404的值(箭头414A所示的部位)也被修正,作为图表414被显示出来。

并且,图10表示执行从步骤S35到步骤S37的处理后的状态。更新收缩期的前壁部位,显示新的内膜标记330与外膜标记340。进而,壁厚变化率的图表也被更新为图表421至426,能更正确地表示了壁厚变化率(箭头424A所示的部位)。

进而,在图10所示的例子中,在前壁部位的舒张期的追踪中,在心时相E’后发生追踪偏离。因此,执行了第3追踪部13进行的再追踪处理(ReTrack2功能)。图11表示执行ReTrack2功能后的状态。图11表示第3追踪部13进行的再追踪处理后的图表431~436。通过该再追踪处理,消除追踪偏离,更正确地评价壁厚变化率。例如,如图表434的箭头434A所示的部位那样正确评价了壁厚变化率。

(第2实施方式以及第3实施方式的变形例子)

以下,针对上述第2实施方式以及第3实施方式的变形例子进行说明。在上述第2实施方式中,只将收缩期作为对象执行了ReTrack1功能,但该功能也可以应用于舒张期。具体来说,假设心脏运动的周期性描绘出相同的轨道,则可以认为舒张末期ED0的轮廓位置与舒张末期ED1的轮廓位置相等。如果这样假设的话,在第2实施方式的情况下,通过在步骤S27的处理中应用步骤S26的处理,更新舒张期的轮廓位置P2(t)。即,位置修正部14以在收缩末期ES通过修正后的轮廓位置(第2初始轮廓位置IC2),在舒张末期ED1通过与舒张末期ED0相等的轮廓位置(第1初始轮廓位置IC1)的方式求出从收缩末期ES到舒张末期ED1的期间(舒张期间)包含的各心时相的轮廓位置P(t)。即,在舒张期,使用收缩末期ES与舒张末期ED1的轮廓设定或修正结果作为追踪的约束条件。

另外,在上述第3实施方式中,在步骤S34中,也可以在第2追踪部12接受舒张末期ED0的轮廓位置的修正阶段,假设舒张末期ED1的轮廓位置与舒张末期ED0的轮廓位置相等,使与舒张末期ED0的轮廓位置的修正联动地,预先自动修正舒张末期ED1附近的轮廓位置。另外,图9表示使与舒张末期ED0的轮廓位置的修正联动地进行舒张末期ED1附近的轮廓位置的更新的例子。

[第4实施方式]

以下,针对与本发明的第4实施方式相关的超声波图像取得装置,参照图12进行说明。在上述实施方式中,将表示心脏的二维活动图像数据作为对象,但也可以将三维取得的体活动图像数据作为对象。即,与第4实施方式相关的超声波图像取得装置根据作为三维图像的体数据,追踪内膜的三维轮廓与外膜的三维轮廓,求出壁运动信息。在第4实施方式中,将对于表示心脏的体数据应用第2实施方式作为1个例子进行说明。

与第4实施方式相关的处理基本上与第2实施方式中的步骤S20至步骤S28的处理相同。但是,由于三维活动图像数据为对象,因此在图像显示方法上需要技巧。以下,针对与第4实施方式相关的处理的具体例子进行说明。

在第4实施方式中,通过使用超声波探头2与发送接收部3进行容积扫描,在每个心时相取得体数据。并且,图像生成部5通过对体数据实施MPR处理,生成任意剖面的MPR图像数据。例如,图像生成部5通过对体数据实施MPR处理,分别针对每个剖面生成多个不同剖面的MPR图像数据。并且,在MPR图像上进行轮廓位置的设定、追踪位置的追踪偏离的判断以及轮廓位置的修正。

例如,如图12所示,图像生成部5生成沿着心脏的长轴方向的长轴剖面A的长轴图像500(心尖四腔图像(Apical 4 Chamber image))与正交于长轴剖面A的长轴剖面B的长轴图像510。

并且,图像生成部5生成沿着正交于长轴方向的方向(短轴方向)的短轴剖面(C面)的MPR图像数据(短轴图像数据)。

例如,如图12所示,图像生成部5生成长轴方向的规定深度的面C1(apical,顶部)的短轴图像520,生成规定深度的面C2(middle,中部)的短轴图像530,生成规定深度的面C3(basal,底部)的短轴图像540。

由图像生成部5生成的MPR图像数据被存储到存储部6。另外,面C1、面C2以及面C3的位置信息既可以预先设定在图像生成部5中,也可以操作者使用操作部82指定面的位置。

操作者在步骤S21中,参照显示部81上所显示的长轴图像500与长轴图像510,使用操作部82在长轴图像500与长轴图像510上指定内膜的初始轮廓与外膜的初始轮廓。如果这样由操作者指定初始轮廓位置的话,则长轴剖面A的内膜的初始轮廓的坐标信息与外膜的初始轮廓的坐标信息将从用户界面(UI)8被输出到图像处理部10。同样,长轴剖面B的内膜的初始轮廓的坐标信息与外膜的初始轮廓的坐标信息将从用户界面(UI)8被输出到图像处理部10。

图像处理部10根据长轴剖面A的内膜的初始轮廓的坐标信息与长轴剖面B的内膜的初始轮廓的坐标信息,通过在圆周方向空间上内插内膜的轮廓,从而求出内膜的三维初始轮廓的位置。同样,图像处理部10根据长轴剖面A的外膜的初始轮廓的坐标信息与长轴剖面B的外膜的初始轮廓的坐标信息,通过在圆周方向空间上内插外膜的轮廓,求出外膜的三维初始轮廓的位置。

然后,在步骤S22中,第1追踪部11将内膜的三维初始轮廓作为追踪的对象。第1追踪部11通过使用ST法对在各心时相取得的体数据模式匹配,求出各心时相的构成内膜的三维轮廓的各点的位置。

同样,第1追踪部11将外膜的三维初始轮廓作为追踪对象。第1追踪部11使用ST法求出各心时相的构成外膜的三维轮廓的各点的位置。这样,第1追踪部11追踪内膜的三维轮廓与外膜的三维轮廓。图12表示步骤S22的处理后的追踪结果。

另外,运动信息计算部20根据各心时相的内膜的三维轮廓位置与外膜的三维轮廓位置,求出长轴剖面A的壁运动信息、长轴剖面B的壁运动信息、面C1的壁运动信息、面C2的壁运动信息以及面C3的壁运动信息。另外,标记生成部71生成长轴剖面A、长轴剖面B、面C1、面C2以及面C3的各自的表示内膜的内膜标记与表示外膜的外膜标记。然后,显示控制部7将各心时相的MPR图像、内膜标记、外膜标记以及壁运动信息显示在显示部81上。

例如,如图12所示,显示控制部7在每个时相将各心时相的长轴图像500、长轴图像510、短轴图像520、短轴图像530以及短轴图像540显示在显示部81上。

并且,显示控制部7将各心时相的内膜标记501与外膜标记502与长轴图像500重叠并在显示部81上予以显示。

同样,显示控制部7将各心时相的内膜标记511与外膜标记512与长轴图像510重叠并在显示部81上予以显示。

另外,显示控制部7将各心时相的内膜标记521与外膜标记522与短轴图像520重叠并在显示部81上予以显示。

另外,显示控制部7,将各心时相的内膜标记531与外膜标记532与短轴图像530重叠并在显示部81上予以显示。

进而,显示控制部7将各心时相的内膜标记541与外膜标记542与短轴图像540重叠并在显示部81上予以显示。

进而,显示控制部7对内膜与外膜之间的区域分配与由运动信息计算部20求出的壁运动信息的大小对应的颜色,并与各MPR图像重叠并在显示部81上予以显示。

操作者通过比较显示部81上显示的MPR图像所示的内膜以及外膜的轮廓位置与通过ST处理取得的轮廓位置,判断追踪偏离。在确认了追踪偏离时,在步骤S24中,操作者在MPR图像上修正发生了追踪偏离的部位。然后,对三维轮廓位置执行从步骤S25到步骤S27的处理。

另外,在第4实施方式中,也可以应用上述第1实施方式、第3实施方式以及那些变形例子。

另外,在上述第1实施方式至第4实施方式中,作为对象的脏器并不仅限于心脏,也可以将与心动周期同步重复扩张与收缩的颈动脉等动脉血管作为对象。

用户界面(UI)8具备显示部81与操作部82。显示部81是由CRT或液晶显示器(liquid crystal display)等监视器(monitor)构成的,在画面上显示断层图像或三维图像等。操作部82是由键盘(keyboard)、鼠标(mouse)、轨迹球(trackball)、或TCS(触摸屏(Touch Command Screen))等构成的,根据操作者的操作提供各种指示。

控制部9与超声波图像取得装置1的各部连接,控制各部的动作。根据用户界面(UI)8与控制部9构成本发明的“关心区域设定部”、“第1关心区域设定部”以及“第2关心区域设定部”的1个例子。

另外,图像生成部5、显示控制部7、控制部9、图像处理部10以及运动信息计算部20具备未图示的CPU(中央处理器(Central ProcessingUnit))与ROM(只读存储器(Read Only Memory))、RAM(随机存取记忆体(Ramdom Access Memory))等未图示的存储装置。在存储装置中存储用于执行图像生成部5的功能的图像生成程序(program)、用于执行显示控制部7的功能的显示控制程序、用于执行控制部9的功能的控制程序、用于执行图像处理部10的功能的图像处理程序以及用于执行运动信息计算20的功能的运动信息计算程序。另外,显示控制程序包含用于执行标记生成部71的功能的标记生成程序与用于执行颜色分配部72的功能的颜色分配程序。另外,图像处理程序包含用于执行第1追踪部11的功能的第1追踪程序、用于执行第2追踪部12的功能的第2追踪程序、用于执行第3追踪部13的功能的第3追踪程序以及用于执行位置修正部14的功能的位置修正程序。并且,CPU通过执行各程序执行各部分的功能。

(MRI装置)

作为医用图像取得装置的1个例子,针对超声波图像取得装置进行了说明,但作为医用图像取得装置的其他例子,也可以使用MRI装置。MRI装置通过例如在静磁场中配置被检体并对该被检体施加梯度磁场与高频磁场,收集来自被检体的磁共振信号。然后,MRI装置根据收集到的磁共振信号生成表示被检体的MR图像数据。

通过使用该MRI装置拍摄被检体的心脏,取得表示心脏的MR图像数据。并且,如上所述,通过使用图像处理部10以及运动信息计算部20执行与第1实施方式至第4实施方式相关的处理,修正收缩期的轮廓的追踪偏离,能够更正确地提供组织的运动信息。另外,MR图像数据相当于本发明的“医用图像数据”的1个例子。

(X射线CT装置)

另外,作为医用图像取得装置的其他例子,也可以使用X射线CT装置。X射线CT装置通过一边在被检体的周围旋转将被检体置于中间而配置的X射线管与X射线检测器一边进行拍摄,生成表示被检体的CT图像数据。

通过使用该X射线CT装置拍摄被检体的心脏,取得表示心脏的CT图像数据。并且,如上所述,通过使用图像处理部10以及运动信息计算部20执行与第1实施方式至第4实施方式相关的处理,修正收缩期的轮廓的追踪偏离,能够更正确地提供组织的运动信息。另外,CT图像数据相当于本发明的“医用图像数据”的1个例子。

(医用图像处理装置)

另外,也可以根据上述存储部6、显示控制部7、用户界面(UI)8、控制部9、图像处理部10以及运动信息计算部20构成医用图像处理装置。即使使用该医用图像处理装置执行与上述第1实施方式至第4实施方式相关的处理,也与上述医用图像取得装置同样,修正收缩期的轮廓的追踪偏离,能够更正确地提供组织的运动信息。

另外,医用图像处理装置也可以将利用超声波图像取得装置1取得的超声波图像数据、利用MRI装置取得的MR图像数据以及利用X射线CT装置取得的CT图像数据中的任一个医用图像数据作为对象执行处理。

另外,通过上述实施方式中展示的多个结构要素的恰当组合可以形成各种各样的发明。例如,可以从实施方式所示的所有结构要素中消除几个结构要素。甚至,也可以恰当组合不同实施方式涉及的结构要素。

本领域技术人员容易想到其它优点和变更方式。因此,本发明就其更宽的方面而言不限于这里示出和说明的具体细节和代表性的实施方式。因此,在不背离由所附的权利要求书以及其等同物限定的一般发明概念的精神和范围的情况下,可以进行各种修改。

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