專利名稱：超聲波診斷裝置、超聲波圖像處理裝置、醫(yī)用圖像診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以取得心壁運動信息等組織運動信息的超聲波診斷裝置、使用由該 超聲波診斷裝置取得的組織運動信息進(jìn)行圖像處理的超聲波診斷裝置、超聲波圖像處理裝 置、醫(yī)用圖像診斷裝置、醫(yī)用圖像處理裝置、超聲波圖像處理方法以及醫(yī)用圖像處理方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于超聲波診斷，只需將超聲波探頭貼近體表的簡單操作即可以實時顯示方式取 得心臟跳動或胎兒活動的情況，并且由于安全性高所以可以重復(fù)進(jìn)行檢查。另外，系統(tǒng)規(guī)模 比X射線、CT、MRI等其他診斷器械小，也可以容易地進(jìn)行移至床邊的檢查等，可以說是簡便 的診斷方法。在該超聲波診斷中使用的超聲波診斷裝置根據(jù)其具備的功能的種類而存在多 種多樣地不同，目前正在開發(fā)一種單手便可攜帶的小型超聲波診斷裝置，超聲波診斷不受 像X射線等那樣被輻射的影響，故可以在婦產(chǎn)科或上門醫(yī)療服務(wù)等領(lǐng)域中使用。
客觀且定量地評價心肌等生物體組織的功能，對其組織的診斷是非常重要的。近 年來，利用上述超聲波診斷裝置，主要以心臟為例嘗試各種各樣的定量評價法。例如，如日 本特開2003-175041號公報、日本特開2003-250804號公報所記載那樣，通過一邊進(jìn)行二 維或三維圖像中的局部模式匹配一邊通過檢測出局部區(qū)域的活動，運算位移或變形這樣的 局部壁運動信息并加以顯示的散斑追蹤技術(shù)(SpeckleTracking:以下稱為"ST"技術(shù))已 經(jīng)得到實用化了 。并且，使用這些ST法，例如如日本特開2009-78136號公報、日本特愿 2008-160744號公報所記載那樣，變形測量用的連結(jié)2點間的一對的"應(yīng)變規(guī)(》卜X > y—- )"的顯示已經(jīng)被公知。在這些以往的應(yīng)變規(guī)顯示中，對將壁厚內(nèi)外分離后的局部應(yīng) 變規(guī)顯示也進(jìn)行了敘述，能夠在具有多層構(gòu)造的心肌內(nèi)分離例如內(nèi)膜側(cè)與外膜側(cè)，觀察詳 細(xì)的壁運動的情況。 在此，關(guān)于將心肌內(nèi)分為內(nèi)膜側(cè)與外膜側(cè)進(jìn)行評價的臨床具體意義的例子， 如 在Kuwada Y et al -Transmural Heterogeneity of the LeftVentricular Wall : Subendocardial Layer and Subepicardial Layer. Jpn J Cardiol 2000 ;35 ;205-218中 的那樣，壁厚變化率(Radial Strain)在壁內(nèi)不是一樣的，例如在健康的心肌內(nèi)內(nèi)膜側(cè)伸 縮約是外膜側(cè)的2倍。另一方面，舉出了由于在缺血性心臟疾病所代表的大部分心臟疾病 中是從內(nèi)膜側(cè)受到障礙，所以通過評價內(nèi)膜側(cè)的變形，能夠進(jìn)行更敏銳的診斷的情況。特 別是在上述Kuwada Y et al、或者M(jìn)aruo T et al. Am J Physiol 2007 ;292 :H921_927、 或T.Ishizu et al :"ImpairedSubendocardial and Compensated Subepicardial Wall Thickening atRest in Patients with Severe Coronary Stenosis but VisuallyNormalWall Motion", JCS2008 abstrac等中示出了在心內(nèi)膜下缺血時，有時內(nèi)膜側(cè)的壁厚 變化下降而另一方面外膜側(cè)的壁厚變化則對其進(jìn)行補(bǔ)償性地增大的情況。
另外，在日本特開2009-78136號公報所記載的以往的方法中，示出了在收縮末 期(End-Systole :ES)時相下設(shè)定內(nèi)外膜的初始輪廓，并且作為在初始輪廓中的內(nèi)外膜 的中點決定中膜位置來進(jìn)行追蹤的方法。這是因為由于當(dāng)在心臟的短軸圖像上在舒張末 期(End-Diastole :ED)時相下設(shè)定初始輪廓并開始追蹤時，由于離面運動(out-of-plane motion)(偏離平面的運動)的影響在內(nèi)膜邊界部位出現(xiàn)相關(guān)低的內(nèi)膜的回波模式(A)的原 因使內(nèi)膜輪廓的追蹤發(fā)生偏離的情況較多。 在此，為了在ST中高精度求出組織的活動信息，只在組織區(qū)域進(jìn)行移動向量的推
定。組織區(qū)域最初是根據(jù)初始輪廓來決定的，在剩余的時相是通過使用基于推定的移動向
量的活動信息被追蹤的輪廓來決定的。在此，考慮有時由于散斑的噪音或變動引起移動向
量存在不正當(dāng)?shù)姆较颍虼嗽赟T中一般進(jìn)行在空間上推定多個移動向量，通過統(tǒng)計處理去
掉不正當(dāng)?shù)姆较虻奶幚怼２⑶?，在求出追蹤作為對象的輪廓位置所需要的活動信息時，優(yōu)選
使用多個通過統(tǒng)計處理選定所剩下的最靠近的移動向量進(jìn)行空間插補(bǔ)。 在這樣一連串的ST處理中，在由于上述離面運動(out-of-planemotion)的影響
在內(nèi)膜邊界部位出現(xiàn)了相關(guān)低的內(nèi)膜的回波模式的情況下，在收縮期中內(nèi)膜的輪廓位置到
目前為止從作為心肌組織的邊界的部分向心腔內(nèi)部移動。此時如果發(fā)生相關(guān)低的模式匹
配，則由于剩下來的高精度的移動向量在最近位置變少的影響下活動信息的精度下降，追
蹤容易發(fā)生偏離。 與之相反，在從ES開始追蹤時，在收縮期中在時間上逆行上述(A)時，內(nèi)膜的輪廓 到目前為止從作為心肌組織的邊界的部分向心肌內(nèi)部移動。由此，從組織部位取得的高精 度的移動向量的個數(shù)相對較多，因此剩下來的移動向量的精度提高，追蹤很難發(fā)生偏離，因 此，在短軸圖像中從ES開始追蹤比從ED開始追蹤的追蹤精度變高。 根據(jù)這種分析，在以往的方法中，依據(jù)以下情形，存在不能正確評價分離了內(nèi)外膜 的壁厚變化率(Radial Strain)RS(t)的問題。 g卩，在ED時相將內(nèi)外膜之間的壁厚方向的長度作為基準(zhǔn)長L0，壁厚變化率RS (t) 作為在各時相(t)下的長度L(t)的變化率使用下面的算式被得到。
RS(t) = 100 * (L(t)-L0)/L0[% ] (式1) 在ES時相附近RS(t)存在峰值，該RS的峰值反映了局部心肌的收縮能力。
—方面，為了評價分離了內(nèi)外的RS(t)，在ED時相下2等分壁厚的位置處決定中層 位置，求出內(nèi)膜與中層之間的長度的變化率RS」皿er(t)、以及中層與外膜之間的長度的變 化率RS—outer(t)。此時，為了正確評價內(nèi)外各個RS(t)在ES時相附近的值，需要從ED向 ES追蹤并取得上述中層位置。即使從ED開始追蹤，只要內(nèi)外膜位置的追蹤是正確的，就不 會特別地產(chǎn)生問題。但是如上所述，在短軸圖像中如果從ED開始追蹤，則內(nèi)膜位置的追蹤 精度差，因此在內(nèi)外分離以前不能正確評價壁厚整體的RS。 當(dāng)為了正確評價壁厚整體的RS(t)而從ES開始追蹤時，由于在ES時相下設(shè)定的 2等分內(nèi)外膜的壁厚的位置處提供并從ES向ED追蹤而取得中層位置，因此在追蹤后的ED 的中層位置與原來定義的在ED下的2等分內(nèi)外膜間的厚度方向的位置不同。
圖14A與圖14B使用簡單的模型示出了該問題的情況。為了簡單而在一維下考慮該模型，縱軸與壁厚方向?qū)?yīng)、橫軸與時間方向?qū)?yīng)。如圖示所示設(shè)定的值分別為RS_ inner (ES) = 160% 、RS_outer (ES) = 80X、壁厚WT(ED) = lOmm，因此WT (ES) = 22mm。在 ED被2等分的內(nèi)膜側(cè)設(shè)定為伸長外膜側(cè)的2倍。 如圖14A所示，如果在ED下二分中層，則內(nèi)外L0都為5mm。并且，在ES取得按設(shè) 定值那樣的RS(ES)的中層位置從外膜來看為9mm的位置，從內(nèi)膜來看為13mm的位置。
另一方面，如圖14B所示，如果在ES下二分中層，則在ES下的中層位置從內(nèi)外膜 來看都為llmm。由于該位置被包含在設(shè)定為160X的RS」皿er(ES)的區(qū)域中，所以像RS— inner(ES) = 160%那樣逆算在ED下的中層位置時，從外膜來看為5. 77mm的位置，從內(nèi)膜 來看為4. 23mm的位置。此時，則與設(shè)定值相比外膜側(cè)被過大評價為RS_outer(ES) =91%， 其結(jié)果，被觀察為內(nèi)膜側(cè)僅伸長了外膜側(cè)的1. 77倍。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述事情而完成的，其目的在于提供可以更正確地評價分離了心 臟的內(nèi)外膜的壁厚變化率的超聲波診斷裝置、超聲波圖像處理裝置、醫(yī)用圖像診斷裝置、醫(yī) 用圖像處理裝置、超聲波圖像處理方法以及醫(yī)用圖像處理方法。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種超聲波診斷裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)取得單 元，對至少1周期以上的規(guī)定期間取得超聲波掃描被檢體的周期性運動的診斷部位而取得 的二維或三維的空間性的接收信號；數(shù)據(jù)生成單元，使用上述空間性的接收信號，生成二維 或三維的時間序列的超聲波圖像數(shù)據(jù)；關(guān)心區(qū)域設(shè)定單元，對上述規(guī)定期間內(nèi)的第1時相 下的上述超聲波圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定相當(dāng)于上述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；第1追 蹤單元，使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn)行追蹤上述第1 時相以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第l追蹤處理；中層設(shè)定單元，對與上述第1時相相 比處于之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相下的上述超聲波圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān) 心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個區(qū)域的1個以上的中層的位置；第2追蹤單元，使用上述活動信 息，進(jìn)行追蹤上述第2時相以外的上述規(guī)定期間的各時相下的上述中層的位置信息的第2 追蹤處理。 根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種超聲波圖像處理裝置，其特征在于，包括存 儲單元，對至少1周期以上的規(guī)定期間存儲超聲波掃描被檢體的周期性運動的診斷部位而 取得的二維或三維的空間性的接收信號；關(guān)心區(qū)域設(shè)定單元，使用上述空間性的接收信號， 對二維或三維的時間序列的超聲波圖像數(shù)據(jù)設(shè)定相當(dāng)于上述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的 關(guān)心區(qū)域；第1追蹤單元，使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn) 行追蹤上述第1時相以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；中層設(shè)定單元，對 與上述第1時相相比處于之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相下的上述超聲波圖像數(shù) 據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個區(qū)域的l個以上的中層的位置；第2追蹤單元， 使用上述活動信息，進(jìn)行追蹤上述第2時相以外的上述規(guī)定期間的各時相下的上述中層的 位置信息的第2追蹤處理。 根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù) 取得單元，對至少1周期以上的規(guī)定期間取得與被檢體的周期性運動的診斷部位相關(guān)的二 維或三維的時間序列的圖像數(shù)據(jù)；關(guān)心區(qū)域設(shè)定單元，對上述規(guī)定期間內(nèi)的第1時相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定相當(dāng)于上述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；第1追蹤單元，使用 根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn)行追蹤上述第1時相以外的上 述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；中層設(shè)定單元，對與上述第1時相相比處于之前的 作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為 多個區(qū)域的1個以上的中層的位置；第2追蹤單元，使用上述活動信息，進(jìn)行追蹤上述第2 時相以外的上述規(guī)定期間的各時相下的上述中層的位置信息的第2追蹤處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于，包括存儲 單元，對至少1周期以上的規(guī)定期間存儲與被檢體的周期性運動的診斷部位相關(guān)的二維或 三維的時間序列的圖像數(shù)據(jù)；關(guān)心區(qū)域設(shè)定單元，對上述規(guī)定期間內(nèi)的第1時相下的上述 圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定相當(dāng)于上述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；第1追蹤單元，使用根據(jù) 包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn)行追蹤上述第1時相以外的上述關(guān) 心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；中層設(shè)定單元，對與上述第1時相相比處于之前的作為 周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個 區(qū)域的1個以上的中層的位置；第2追蹤單元，使用上述活動信息，進(jìn)行追蹤上述第2時相 以外的上述規(guī)定期間的各時相下的上述中層的位置信息的第2追蹤處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種超聲波圖像處理方法，是對至少1周期以上 的規(guī)定期間超聲波掃描被檢體的周期性運動的診斷部位而取得的二維或三維的空間性的 接收信號，使用醫(yī)用工作站來執(zhí)行的超聲波圖像處理方法，該超聲波圖像處理方法的特征 在于，包括使用上述空間性的接收信號，對二維或三維的時間序列的超聲波圖像數(shù)據(jù)設(shè)定 相當(dāng)于上述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定 處理取得的活動信息，執(zhí)行追蹤上述第1時相以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤 處理；對與上述第1時相相比處于之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相下的上述超聲 波圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個區(qū)域的l個以上的中層的位置；使用 上述活動信息，執(zhí)行追蹤上述第2時相以外的上述規(guī)定期間的各時相下的上述中層的位置 信息的第2追蹤處理。 根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種醫(yī)用圖像處理方法，是對于被檢體的周期性 運動的診斷部位，針對至少一個周期以上的規(guī)定期間的二維或三維的時間序列的圖像數(shù) 據(jù)，使用醫(yī)用工作站來執(zhí)行的醫(yī)用圖像處理方法，該醫(yī)用圖像處理方法的特征在于，包括 對上述規(guī)定期間內(nèi)的第1時相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定相當(dāng)于上述診斷部位的組織的內(nèi)外 膜的關(guān)心區(qū)域；使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn)行追蹤上 述第1時相以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；對與上述第1時相相比處于 之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部 平分為多個區(qū)域的1個以上的中層的位置；使用上述活動信息，執(zhí)行追蹤上述第2時相以外 的上述規(guī)定期間的各時相下的上述中層的位置信息的第2追蹤處理。 在下面的描述中將提出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，部分內(nèi)容可以從說明書的描述 中變得明顯，或者通過實施本發(fā)明可以明確上述內(nèi)容。通過下文中詳細(xì)指出的手段和組合 可以實現(xiàn)和得到本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
10
結(jié)合在這里并構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選的實施方式，并且 與上述的概要說明以及下面的對優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述一同用來說明本發(fā)明的原理。
圖1為與第1實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置1的結(jié)構(gòu)圖。 圖2為表示伴隨本運動信息生成功能的處理(運動信息生成處理)的流程的流程圖。
圖3表示與第1實施方式相關(guān)的包含逆行追蹤 再配置 再追蹤的追蹤處理的詳 細(xì)流程的流程圖。 圖4A、圖4B為用于說明ED1時相下的內(nèi)外輪廓上的追蹤點的再配置處理的圖。
圖5A、圖5B為用于說明由與第1實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置取得的效果的圖
圖6為用于說明由與第1實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置取得的效果的圖。
圖7為用于說明由與第1實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置取得的效果的圖。
圖8為用于說明由與第1實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置取得的效果的圖。
圖9為用于說明由與第1實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置取得的效果的圖。
圖10為用于說明由與第1實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置取得的效果的圖。
圖11為用于說明由與第1實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置取得的效果的圖。
圖12為用于說明與第2實施方式相關(guān)的包含逆行追蹤 再配置 再追蹤的追蹤 處理的詳細(xì)流程的流程圖。 圖13為用于說明與第2實施方式相關(guān)的包含逆行追蹤 再配置 再追蹤的追蹤 處理的圖。 圖14A、圖14B為用于說明與本申請相關(guān)的發(fā)明所要解決的課題的圖。
具體實施例方式
以下，參照
本發(fā)明的第1實施方式至第3實施方式。另夕卜，在以下說明中，
對具有大致相同功能以及結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素，添加同一符號，重復(fù)說明只在必要場合進(jìn)行。
(第1實施方式) 以下，參照
本發(fā)明的實施方式。 另外，在本實施方式中，將對超聲波診斷裝置應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)思想的情況作為 例子進(jìn)行說明。但是，并不拘泥于此，對使用工作站、個人計算機(jī)等的超聲波圖像處理裝置 也能夠應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)思想。 另外，對通過與本實施方式相關(guān)的各構(gòu)成要素實現(xiàn)的功能，特別是通過后述的移 動向量處理單元19、圖像生成單元21、運動信息運算單元37實現(xiàn)的功能也可以通過對工作 站等計算機(jī)、具有計算機(jī)功能的超聲波診斷裝置等安裝執(zhí)行與該各構(gòu)成要素同樣的處理的 軟件程序，并將這些程序在存儲器上展開而實現(xiàn)。此時，可以使計算機(jī)執(zhí)行該方法的程序也 能夠存儲并分發(fā)到磁盤(軟盤(登錄商標(biāo))、硬盤等)、光盤(CD-R0M、DVD等)、半導(dǎo)體存儲 器等存儲介質(zhì)。 圖1為與本實施方式相關(guān)的超聲波診斷裝置1的結(jié)構(gòu)圖。本超聲波診斷裝置10 具備超聲波探頭11、發(fā)送單元13、接收單元15、 B模式處理單元17、移動向量處理單元19、 圖像生成單元21、顯示單元23、控制單元(CPU)31、運動信息運算單元37、存儲單元39、操作 單元41、通信單元43。另外，對超聲波圖像處理裝置應(yīng)用本發(fā)明時，例如在圖1的虛線內(nèi)為其構(gòu)成要素。 超聲波探頭11具有基于來自發(fā)送單元13的驅(qū)動信號產(chǎn)生超聲波，將來自被檢體 的反射波轉(zhuǎn)換為電信號的多個壓電振子；在該壓電振子中設(shè)置的匹配層；防止超聲波從該 壓電振子向后方傳播的背襯材料等。當(dāng)從該超聲波探頭ll向被檢體發(fā)送超聲波時，由于生 物體組織的非線性等，伴隨超聲波的傳播產(chǎn)生各種諧波分量。構(gòu)成發(fā)送超聲波的基本波與 諧波分量因在體內(nèi)組織的聲阻抗的邊界、微小散射等而向后方散射，作為反射波(回波)由 超聲波探頭ll接收。 發(fā)送單元13具有未圖示的延遲電路以及脈沖電路等。脈沖電路以規(guī)定的速率頻 率frHz(周期l/fr秒)重復(fù)產(chǎn)生用于形成發(fā)送超聲波的速率脈沖。另外，延遲電路對各 速率脈沖給予按照每個通道將超聲波會集成束狀且決定發(fā)送指向性所需要的延遲時間。發(fā) 送單元13按基于該速率脈沖的定時，以朝向規(guī)定的掃描線形成超聲波束的方式對每個振 子施加驅(qū)動脈沖。 接收單元15具有未圖示的放大器電路、A/D轉(zhuǎn)換器、加法器等。放大器電路將經(jīng) 由超聲波探頭11取入的回波信號按每一通道加以放大。A/D轉(zhuǎn)換器給出對放大的回波信號 決定接收指向性所需要的延遲時間，然后在加法器上進(jìn)行相加處理。通過該相加，生成與規(guī) 定的掃描線對應(yīng)的超聲波回波信號。 B模式處理單元17通過對從接收單元15接收到的超聲波回波信號實施包絡(luò)線檢 波處理，生成與超聲波回波的振幅強(qiáng)度對應(yīng)的B模式信號。 移動向量處理單元19在時相不同的2個二維圖像數(shù)據(jù)之間或時相不同的2個體 數(shù)據(jù)之間使用模式匹配處理檢測出組織的移動位置，根據(jù)該移動位置求出各組織的移動向 量(或速度)。具體來說，通過對一方的二維圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的關(guān)心區(qū)域求出近似性最高的另一 地方的二維圖像數(shù)據(jù)等內(nèi)的關(guān)心區(qū)域，并求出該關(guān)心區(qū)域間的距離，從而可以求出組織的 移動向量。另外，通過使用二維圖像數(shù)據(jù)的幀間的時間差(體數(shù)據(jù)間的時間差)除該移動 向量的大小(即移動量)，可以求出組織的移動速度。通過在二維圖像數(shù)據(jù)上的各位置逐 幀(或在三維圖像數(shù)據(jù)上的各位置逐體積)地進(jìn)行該處理，可以取得與組織的位移(移動 向量)或組織的速度相關(guān)的時空分布數(shù)據(jù)(移動向量信息)。 圖像生成單元21生成表示與B模式信號的規(guī)定斷層相關(guān)的二維分布的B模式超 聲波圖像。另外，圖像生成單元21使用利用線段使內(nèi)外膜、中膜的位移可視化的應(yīng)變規(guī)圖 像、在運動信息運算單元37上計算出的運動信息，生成該運動信息在超聲波圖像上的對應(yīng) 位置上重疊后的圖像(運動信息圖像)等。 顯示部23根據(jù)來自圖像生成單元21的視頻信號，像后面所述那樣以規(guī)定的形式 顯示超聲波圖像、運動信息圖像、應(yīng)變規(guī)圖像等。另外，顯示部23顯示用于表示圖像上的解 剖學(xué)位置的輔助信息或標(biāo)記(marker)、用于被彩色編碼化的表示物理量的大小的色帶。
控制單元(CPU) 31具有作為信息處理裝置(計算機(jī))發(fā)揮作用的功能，靜態(tài)或動 態(tài)地控制本超聲波診斷裝置主體的動作。特別是，控制單元31通過在未圖示的存儲器上展 開在存儲單元39中存儲的專用程序，執(zhí)行后述的運動信息生成功能。 運動信息運算單元37在伴隨后述的運動信息生成功能的處理中，使用追蹤處理
的結(jié)果，計算出變形(strain)、變形率(strain rate)等規(guī)定的運動信息。存儲單元39為磁盤(軟盤(登錄商標(biāo))、硬盤等)、光盤(CD-R0M、DVD等)、半導(dǎo)體存儲器等存儲介質(zhì)以及讀出記錄在這些介質(zhì)中的信息的裝置。在該存儲單元39中存儲發(fā) 送接收條件、規(guī)定的掃描序列、與各時相對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)或超聲波圖像數(shù)據(jù)(例如使用組 織多普勒模式、B模式等拍攝的組織圖像數(shù)據(jù))、預(yù)先生成的每個時相的體數(shù)據(jù)、與組織的 移動向量或組織的速度相關(guān)的時空分布數(shù)據(jù)、用于執(zhí)行后述的運動信息生成功能的程序、 診斷信息(患者ID、醫(yī)師的觀察結(jié)果等)、診斷協(xié)議、體部標(biāo)記生成程序等。
操作單元41與裝置主體連接，具有用于進(jìn)行來自操作者的各種指示、關(guān)心區(qū)域 (ROI)的設(shè)定指示、多種畫質(zhì)條件設(shè)定指示、任意的組織運動信息的選擇等的鼠標(biāo)、軌跡球、 模式切換開關(guān)、鍵盤等。 通信單元43為經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與其他裝置進(jìn)行信息的發(fā)送接收的裝置。在本超聲波診
斷裝置1中取得的超聲波圖像等的數(shù)據(jù)或解析結(jié)果等，能夠通過網(wǎng)絡(luò)通信單元43經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)
轉(zhuǎn)送到其他裝置。(運動信息生成功能) 以下，針對本超聲波診斷裝置1具備的運動信息生成功能進(jìn)行說明。該功能是通 過對心臟壁所代表的進(jìn)行收縮、舒張運動的運動組織進(jìn)行1個心周期ED1至ED2的追蹤處 理時，對在收縮末期ES初始設(shè)定的輪廓位置(追蹤點)在時間上逆行追蹤至舒張末期ED1 為止，此后在該舒張末期ED進(jìn)行再配置，并按照已經(jīng)求出的活動信息再追蹤進(jìn)行了再配置 后的追蹤點，然后再進(jìn)行順行追蹤直到ED2為止的追蹤處理(包含逆行追蹤 再配置 再 追蹤的追蹤處理)，從而能夠正確地生成并評價內(nèi)外分離了的心壁的運動信息。
圖2為表示伴隨本運動信息生成功能的處理(運動信息生成處理)的流程的流程 圖。圖3為表示圖2步驟S2的"包含逆行追蹤 再配置 再追蹤的追蹤處理"的詳細(xì)流程 的流程圖，以下，使用各圖對本運動信息生成處理的內(nèi)容進(jìn)行說明。
[時間序列數(shù)據(jù)的收集步驟Sl] 首先，對與某患者相關(guān)的心臟的所希望的觀察部位或心臟整體等，收集至少1次 心跳以上的期間的時間序列的二維圖像數(shù)據(jù)(以下，稱為"時間序列二維圖像數(shù)據(jù)組")(步 驟Sl) 。 S卩，對與某患者相關(guān)的心臟的所希望的觀察部位，以某時刻為基準(zhǔn)，收集時間序列 (至少1次心跳)的二維圖像數(shù)據(jù)。[包含逆行追蹤 再配置 再追蹤的追蹤處理步驟S2] 其次，如圖3所示，執(zhí)行包含逆行追蹤 再配置 再追蹤的追蹤處理。即，為了實 施圖3所示的處理，圖1所示的控制單元31對時間序列二維圖像數(shù)據(jù)設(shè)定作為運動信息的 解析范圍的l個心周期(ED1至ED2)，并且選定該1個心周期內(nèi)的收縮末期時相(ES時相) (步驟S21a、 S22a)。另外，對于該1個心周期(ED1至ED2)的設(shè)定、ES時相的選定的方法 沒有特別限制。例如，以ECG信號為標(biāo)準(zhǔn)的方法、依照來自操作單元41的輸入的手動方法 等，任何方法都可以。 其次，控制單元31進(jìn)行在ES時相下的內(nèi)外膜的初始輪廓(內(nèi)外初始輪廓)與作 為追蹤處理對象的追蹤點的設(shè)定(步驟S23a)。即，控制單元31使用ES時相的二維圖像數(shù) 據(jù)，將超聲波圖像顯示在顯示單元23上。在所顯示的超聲波圖像上，除心臟的內(nèi)膜和外膜 之外還表示出了乳頭肌或腱索等。操作者一邊觀察所顯示的圖像一邊為了不包含心臟的圖 像數(shù)據(jù)所示的乳頭肌或腱索而經(jīng)由操作單元14指定心臟的內(nèi)膜輪廓。另外，對于外膜也同 樣通過在該ES時相的超聲波圖像上經(jīng)由操作單元41指定心臟的外膜輪廓來設(shè)定。當(dāng)操作
13者設(shè)定ES時相下的內(nèi)外初始輪廓時，移動向量處理單元19設(shè)定構(gòu)成被設(shè)定的內(nèi)外膜初始 輪廓的各點(追蹤點)。 其次，移動向量處理單元19向舒張末期時相(EDI時相)逆行追蹤(tracking)內(nèi) 外輪廓(即追蹤點)，取得與各時相下的內(nèi)外輪廓相關(guān)的構(gòu)成點的坐標(biāo)信息(步驟S24a)。 即，移動向量處理單元19通過使用了 ES時相的二維圖像數(shù)據(jù)、與從ES時相到EDI時相與 它們在時間上相鄰的時相的二維圖像數(shù)據(jù)之間的散斑圖樣的模式匹配處理，在組織區(qū)域中 推定多個移動向量(步驟S241a)，并使推定的多個移動向量平均化等，從而取得與各追蹤 點相關(guān)的活動信息(步驟S242a)。移動向量處理單元19根據(jù)獲得的活動信息移動追蹤點 (以及由該追蹤點構(gòu)成的內(nèi)外輪廓)，追蹤下一個時相的內(nèi)外輪廓(步驟S243a)。該追蹤處 理直到舒張末期時相(ED1時相)為止逐次更新時相來執(zhí)行(步驟S244a、 S245a)。
其次，移動向量處理單元19再配置在ED1時相下的內(nèi)外輪廓上的追蹤點(步驟 S25a)。 S卩，如圖4A所示，移動向量處理單元19以在ED1時相使內(nèi)外膜間在輪廓上垂直的 方式再配置在輪廓上配置的追蹤點。在同圖上表示出了以在內(nèi)膜面上垂直的方式再配置外 膜輪廓上的追蹤點的位置的例子，也可以以在外膜面上垂直的方式再配置內(nèi)膜輪廓上的追 蹤點的位置?；蛘撸部梢栽趦?nèi)外膜輪廓上再配置各追蹤點的位置。在進(jìn)行這樣的追蹤點 的再配置后，作為內(nèi)外膜之間的中點位置，移動向量處理單元19設(shè)定在ED1時相下的中層 追蹤點。如果這樣的話，即使在ES時相下設(shè)定內(nèi)外膜的初始輪廓，也可以在ED1時相取得 放射狀的應(yīng)變規(guī)顯示。 其次，移動向量處理單元19使用在步驟S24a的ST法的過程中求出的活動信息從 ED1向ES再追蹤再配置后的輪廓上的內(nèi)膜或外膜與中層的位置。根據(jù)該再追蹤的結(jié)果，知 道了在ES時相中所有段(segment)的內(nèi)外膜間的量規(guī)的方向，如圖4B所示，并不與內(nèi)膜面 垂直。特別是，從前壁著眼于間隔以及從后壁著眼于側(cè)壁的各部位時，與以往例子相反地進(jìn) 行觀察應(yīng)變規(guī)折彎成"夂"字的方向這一點是很重要的。 其次，移動向量處理單元19使用在步驟S27a取得的內(nèi)外輪廓與中層輪廓，從 ES時相向ED2時相進(jìn)行追蹤，取得剩余的各時相的內(nèi)外輪廓的構(gòu)成點的坐標(biāo)信息(步驟 S28a)。追蹤處理的內(nèi)容與步驟S241a至步驟S245a所示的內(nèi)容實質(zhì)相同。
[組織運動信息的運算步驟S3] 運動信息運算單元37根據(jù)構(gòu)成各時相的內(nèi)外輪廓以及中層輪廓的各點的坐標(biāo)信 息，計算出例如任意時刻t的壁厚變化率RS(t)等。
[應(yīng)變規(guī)圖像等的生成 顯示步驟S4] 圖像生成單元21根據(jù)構(gòu)成各時相下的內(nèi)外輪廓以及中層輪廓的各點的坐標(biāo)信 息，針對各時相的每一個生成包含使用線段(應(yīng)變規(guī))連結(jié)對應(yīng)的內(nèi)膜輪廓、中層輪廓、外 膜輪廓的應(yīng)變規(guī)的應(yīng)變規(guī)圖像。另外，圖像生成單元21根據(jù)需要，生成使用于定位與各 圖像的心肌部位相關(guān)的解剖學(xué)上的段的輔助信息(即，S印t/Ant/Lat/Post/Inf的文字信 息)、計算出的組織運動信息被彩色編碼化后的規(guī)定圖像。另外，例如，作為由相當(dāng)于內(nèi)外膜 的關(guān)心區(qū)域的至少一方的輪廓位置、相當(dāng)于中層的輪廓位置以及將關(guān)心區(qū)域劃分為規(guī)定數(shù) 的分區(qū)的厚度方向的分割線的位置構(gòu)成的框線，在圖像中設(shè)定解剖學(xué)上的段?？刂茊卧?1 為了以規(guī)定的形式顯示生成的應(yīng)變規(guī)圖像等而控制顯示單元23。
(效果)
14
針對本超聲波診斷裝置取得的效果，一邊與以往技術(shù)比較一邊進(jìn)行以下說明。
圖5A、圖5B為基于以往例子的應(yīng)變規(guī)顯示的一例。在圖5A中，在收縮末期時相下在內(nèi)外膜位置設(shè)定初始輪廓，使用線段(應(yīng)變規(guī))連結(jié)某內(nèi)膜的位置、與對于內(nèi)膜面的法線與外膜交叉的位置，并在多個地方加以顯示。并且，作為在收縮末期時相下的內(nèi)外膜之間的中點給出中層的位置。另一方面，圖5B為舒張末期，表示到舒張末期為止使用ST法追蹤上述線段的各位置的結(jié)果。在此，知道在以往例子中在追蹤后的ED時相所有段的內(nèi)外膜之間的量規(guī)的方向并不與內(nèi)膜面垂直。特別是，從前壁著眼于間隔以及從后壁著眼于側(cè)壁的各部位時，應(yīng)變規(guī)折彎成'X "字進(jìn)行觀察。即，意味著在這些部位中，從收縮末期到舒張末期的區(qū)間生成的中膜位置的旋轉(zhuǎn)分量與內(nèi)外膜位置的旋轉(zhuǎn)分量相對地存在差異。這樣，如已知的那樣在以往的例子中也能夠直觀把握由心肌的多層構(gòu)造引起的復(fù)雜的壁運動。
另一方面，在如圖4A、圖4B例示的由本超聲波診斷裝置取得的應(yīng)變規(guī)圖像中，中層輪廓的位置設(shè)定的方法和追蹤的方法與以往方法不同。即，進(jìn)行按照活動信息直到舒張末期ED為止追蹤在收縮末期ES初始設(shè)定的輪廓位置(追蹤點)，然后在該舒張末期ED進(jìn)行再配置(再設(shè)定)，按照已經(jīng)求出的活動信息再追蹤被再配置后的追蹤點的追蹤處理。
這樣的在比較以往的應(yīng)變規(guī)圖像與由本超聲波診斷裝置取得的應(yīng)變規(guī)圖像時，由本超聲波診斷裝置取得的應(yīng)變規(guī)圖像的第1優(yōu)點為成為觀察基準(zhǔn)的時相從ES向ED移動這點。例如，內(nèi)膜的某部位從ED到ES沿順時針方向旋轉(zhuǎn)+20度，應(yīng)變規(guī)的外膜的對應(yīng)點旋轉(zhuǎn)了 +10度時，以往在ED上在圖像上觀察內(nèi)外膜間旋轉(zhuǎn)差為10度。這意味著當(dāng)從ES來看，內(nèi)膜旋轉(zhuǎn)了 _20度，外膜旋轉(zhuǎn)了 -IO度，在ED的應(yīng)變規(guī)從互相偏離的位置開始活動，隨著時間的流逝直到為ES —直被顯示。與此相對，在本超聲波診斷裝置中，內(nèi)外膜間旋轉(zhuǎn)差10度是固定的，但是在ED—直被配置的應(yīng)變規(guī)開始活動，與隨著時間的流逝而產(chǎn)生的內(nèi)外膜的旋轉(zhuǎn)差對應(yīng)地逐漸增長旋轉(zhuǎn)分量，在ES時相在內(nèi)膜旋轉(zhuǎn)了 +20度，外膜旋轉(zhuǎn)了 +10度的位置上進(jìn)行觀察。這樣在本超聲波診斷裝置中，隨著時間的流逝，能夠直觀地更容易了解內(nèi)外膜獨立旋轉(zhuǎn)的情況。 另外，由本超聲波診斷裝置取得的應(yīng)變規(guī)圖像的第2優(yōu)點是中層的位置為在ED二分內(nèi)外膜位置來進(jìn)行追蹤這一點。由此，解決了之前敘述以往的問題點，從而可以正確評價分離了內(nèi)外的RS(t)。此時，要點為不用將在ED再配置后的內(nèi)外膜的輪廓作為初始輪廓重新在順方向進(jìn)行基于ST法的活動信息的推定這一點。其是因為若重新推定活動信息，則由于之前敘述的理由，內(nèi)膜的追蹤精度將會變差。因此，關(guān)于從ED向ES順行再追蹤再配置點時所使用的活動信息，通過保持最初的從ES向ED逆行追蹤時得到的信息而再利用，從而能夠提高再配置點的追蹤精度。當(dāng)然，在最初的逆行追蹤時得到的活動信息(移動向量)為V時，作為-v用于進(jìn)行時間逆轉(zhuǎn)的順行再追蹤。另外，優(yōu)選是使用在最初的逆行追蹤時得到的內(nèi)外膜輪廓位置信息，以盡可能在該內(nèi)外膜輪廓上通過的方式控制順行再追蹤處理。
另外，對于中層位置，在處于可以充分地使伴隨變形的散斑圖樣變化變小的幀頻條件這樣的前提下，如果在心肌內(nèi)部充分地多數(shù)點設(shè)置移動向量的推定地方，則即使使用在逆方向推定的活動信息在順方向進(jìn)行再追蹤，也能夠進(jìn)行高精度的追蹤。
圖6至圖11為用于更詳細(xì)說明上述第2優(yōu)點的圖。圖6至圖8表示使用以往技術(shù)得到的正常例子中的RS(t)信息的解析例子。圖9至圖11表示由本超聲波診斷裝置得到的同一數(shù)據(jù)中的RS(t)信息的解析例子。圖像將在ES時相下的RS(ES)值轉(zhuǎn)換為彩色編碼并與B模式圖像重疊加以顯示。圖表表示與在圓周方向上6分割后的段(sagment)的各區(qū)域?qū)?yīng)的RS(t)與在所有區(qū)域中平均后的整體(global)的RS(t)的波形。另外，圖6、圖9表示與內(nèi)外膜間的RS_total (t)對應(yīng)的結(jié)果，圖7、圖10表示只與內(nèi)膜側(cè)(內(nèi)膜與中層之間)的RS」皿er(t)對應(yīng)的結(jié)果，圖8、圖11表示只與外膜側(cè)(中層與外膜之間)的RS_0uter(t)對應(yīng)的結(jié)果。另外，圖中的％值表示各自的整體(global)的RS(t)的峰值(peak)。 如圖6至圖11所示，使用整體(global)的RS (t)的峰值求出RS的內(nèi)外比(Inner/
Outer)時，在以往技術(shù)中為1.2，但是在本超聲波診斷裝置中為2. l，因此由已知的臨床見
解(在正常例子中，內(nèi)膜側(cè)伸縮約是外膜側(cè)的2倍)可認(rèn)為是近似的。 另外，在圖6至圖11所示的例子中，在圖像中將段(segment)的分割區(qū)域與內(nèi)外
膜以及中層的位置顯示為框線。如以往技術(shù)圖6至圖8中首先使用應(yīng)變規(guī)進(jìn)行說明那樣，
由于在ES分割段，因此與壁垂直地等分割各區(qū)域。與此相對，在本超聲波診斷裝置中，通過
在ED分割段，在ES如圖9至圖11所示段的分割線未必與壁垂直，因此有時各區(qū)域并不是
等分割的。這是在上述第1優(yōu)點中說明的基準(zhǔn)時相向ED移動所伴隨的作用。 特別是當(dāng)著眼于中層位置時，在以往技術(shù)圖6至圖8中在ES通常位于內(nèi)外膜的中
間位置，因此直觀把握內(nèi)外膜側(cè)的哪一側(cè)比較優(yōu)勢地有益于壁厚變化是很困難的，與此相
反，在本超聲波診斷裝置中，在如圖9至圖11所示的后壁或下壁中很明顯那樣，可以一目了
然地把握在ES下內(nèi)膜側(cè)的壁厚變化比外膜側(cè)大的情況。(第2實施方式) 以下，針對本發(fā)明的第2實施方式進(jìn)行說明。在第l實施方式中對在EDl再配置的內(nèi)外膜輪廓或中層上的追蹤點，進(jìn)行"從EDI到ES順行再追蹤"，進(jìn)而直到ED2為止進(jìn)行順行追蹤(ST處理)。與此相對，本實施方式是代替從EDI到ES順行再追蹤，通過"在多個中層路徑候補(bǔ)上實施從ES到EDI的最初的逆行追蹤處理，探索通過在EDI再配置的內(nèi)外膜輪廓或中層上的追蹤點的路徑"，從而能夠正確生成并評價內(nèi)外分離了的心壁的運動信息。
在比較本第2實施方式與第1實施方式時，圖2的步驟S2的內(nèi)容不同。以下，以該步驟S2的內(nèi)容為中心進(jìn)行說明。另外，在本實施方式中，為了有助于理解以圖13所示的一維模型為例進(jìn)行說明。 圖12為表示與本第2實施方式相關(guān)的包含逆行追蹤 再配置 再追蹤的追蹤處理的詳細(xì)流程的流程圖。為了實施該圖所示的處理，圖1所示的控制單元31對于時間序列二維圖像數(shù)據(jù)設(shè)定作為運動信息的解析范圍的1個心周期(ED1至ED2)，并且選定該1個心周期內(nèi)的收縮末期時相(ES時相)(步驟S21b、S22b)。另外，關(guān)于并不特別拘泥于l個心周期的(ED1至ED2)的設(shè)定、ES時相的選定的方法這一點與第1實施方式是相同的。
其次，當(dāng)設(shè)定ES時相下的內(nèi)外初始輪廓與作為追蹤處理的對象的追蹤點時(步驟S23b)，移動向量處理單元19向舒張末期時相(ED1時相)逆行追蹤(tracking)內(nèi)外輪廓(即追蹤點)，取得在各時相下的內(nèi)外輪廓的構(gòu)成點的坐標(biāo)信息(步驟S24b)。追蹤處理的具體內(nèi)容與第1實施方式實質(zhì)相同(步驟S241b至步驟S245b)。 其次，移動向量處理單元19將內(nèi)膜位置作為基準(zhǔn)向其法線方向再配置在外膜輪廓上的追蹤點Epi (ED1， i)(步驟S25b)，作為將連結(jié)從此對應(yīng)的內(nèi)膜輪廓上的追蹤點Endo(EDl， i)的壁厚方向二分了的位置，決定與該追蹤點相關(guān)的中層位置Mid(EDl， i)(步驟S26b)。在此，i為用于區(qū)分多個內(nèi)膜位置(以及對應(yīng)的外膜位置)的下標(biāo)。其中，在如圖13所示的一維模型時，再配置后的Epi (ED1， i)由于追蹤點的號碼i只有1個，因此與再配置前的位置相同。另外，將內(nèi)膜位置作為基準(zhǔn)再配置外膜位置，但是如在第1實施方式中所述的那樣，再配置的方法并不拘泥于此。 其次，移動向量處理單元19決定通過在ES時相下的Endo(ES，i)的線段中的在內(nèi)膜-a位置與外膜+ a位置包圍的中層的候補(bǔ)點群(步驟S27b)。在此，作為a，預(yù)先給出比O大比壁厚的一半小的合適的設(shè)定值。其原因是因為一維時，通過Mid(EDl，i)的中層位置在ES必須從該線段中的后候補(bǔ)點群中通過。并且，移動向量處理單元19對各候補(bǔ)點從ES時相向ED1時相，利用在步驟S24b中已經(jīng)取得的活動信息進(jìn)行逆行追蹤(步驟S28b)。其結(jié)果，移動向量處理單元19從候補(bǔ)點群中采用在ED1時相通過離Mid(ED，i)最近的位置的候補(bǔ)點，作為實際的ES時相中的中層位置Mid(ES， i)。由此，存在于與追蹤點i相關(guān)的ED1時相與ES時相之間的各時相下的中層位置，可以通過在逆行追蹤的過程中使用通過該候補(bǔ)點的路徑來設(shè)定。 在此，應(yīng)該注意的是，一般由于與ED時相相比ES時相的壁厚大，因此多個候補(bǔ)點通過Mid(ED， i)的可能性較高。在這種情況下，優(yōu)選作為多個候補(bǔ)的平均位置來確定中層位置。 其次，移動向量處理單元19使用在ES時相決定的Mid(ES， i)和與再配置后的外膜對應(yīng)的Epi (ES， i)以及Endo (ES， i)，從ES時相到ED2時相進(jìn)行追蹤，取得與1個心周期的全部時相的內(nèi)外輪廓相關(guān)的構(gòu)成點的坐標(biāo)信息(步驟S28b)。另外，追蹤處理的內(nèi)容與步驟S241a至S245a所示的內(nèi)容實質(zhì)相同。 另外，如果將該基本概念擴(kuò)大為二維或三維，則即使在ES時相設(shè)定初始輪廓時，也能夠取得通過在ED時相二分后的中層位置的追蹤路徑。但是，如在第1實施方式中所示那樣，并不保證在實際的ES時相下的Mid(ES，i)和與再配置后的外膜對應(yīng)的Epi(ES，i)經(jīng)過通過Endo(ES，i)的線段。因此，在二維時，決定包含Endo(ES，i)的二維具有某展寬的區(qū)域，作為中層以及再配置后的外膜的追蹤點通過的候補(bǔ)點群，對于中層以及外膜兩者進(jìn)行上述探索的處理。同樣，在三維時，決定包含Endo(ES，i)的三維的具有某展寬的區(qū)域，作為中層以及再配置后的外膜的追蹤點通過的候補(bǔ)點群，對于中層以及外膜兩者進(jìn)行上述探索的處理也可以。 根據(jù)上述構(gòu)成也可以實現(xiàn)包含在第1實施方式所示的優(yōu)點1 (成為觀察基準(zhǔn)的時相從ES移向ED)以及優(yōu)點2(在ED對內(nèi)外位置二分后追蹤中層的位置)的與第l實施方
式相同的效果。(第3實施方式) 在第1、第2的各實施方式中，基本上表示了二維圖像時的應(yīng)用例子。但是，本申請發(fā)明的技術(shù)思想在對三維圖像進(jìn)行三維ST處理時也可以應(yīng)用。在此，對三維圖像進(jìn)行三維ST處理的處理本身，例如被日本特開2003-250804號公報公開。另外，此時關(guān)于分離內(nèi)外膜的應(yīng)變規(guī)的顯示例子被日本特愿2008-160744號公報等公開。因此，通過將在第1實施方式或第2實施方式中所示的概念擴(kuò)大為三維，在對三維圖像進(jìn)行三維ST處理并進(jìn)行分離了內(nèi)外膜的解析時，也可以實現(xiàn)與第1、第2實施方式相同的效果。 另外，本發(fā)明并不限定于上述實施方式，在實施階段，在不改變其主旨的范圍內(nèi)，可以對構(gòu)成要素進(jìn)行各種各樣的變形并具體化。作為具體變形例子，例如有像下面的例子。
(1)關(guān)于與本實施方式相關(guān)的各功能，也可以通過對工作站等計算機(jī)安裝執(zhí)行該 處理的程序，并在存儲器上展開這些程序來實現(xiàn)。此時，使計算機(jī)能夠執(zhí)行該方法的程序也 能夠存儲并分發(fā)到磁盤(軟盤(登錄商標(biāo))、硬盤等)、光盤(CD-R0M、DVD等)、半導(dǎo)體存儲 器等存儲介質(zhì)。 (2)在各實施方式中所述的一連串的處理步驟也可以在取得與超聲波診斷裝置取 得的至少1個心周期以上相關(guān)的心臟的運動圖像數(shù)據(jù)后，將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到PC或工作站等計 算機(jī)上，脫離超聲波診斷裝置進(jìn)行?；蛘撸部梢詴呵冶４嫘呐K的運動圖像數(shù)據(jù)，在超聲波 診斷裝置或計算機(jī)上讀出上述保存數(shù)據(jù)后，通過進(jìn)行在實施例子中介紹的一連串的處理進(jìn) 行實施。 另外，在上述各實施方式中，例示了利用與使用超聲波診斷裝置取得的至少1個 心周期以上相關(guān)的心臟的運動圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行依照上述運動信息生成功能的處理的情況。 但是，本發(fā)明的技術(shù)思想并不限于該例子。例如，即使使用X射線計算機(jī)斷層攝影裝置、磁 共振成像裝置等所代表的超聲波診斷裝置以外的醫(yī)用圖像診斷裝置，使用與至少一個周期 以上相關(guān)的心臟的運動圖像數(shù)據(jù)，也能夠執(zhí)行依照上述各實施方式的運動信息生成功能的 處理。而且，也可以將這些醫(yī)用圖像診斷裝置取得的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到PC或工作站等計算機(jī) 上，脫離醫(yī)用圖像診斷裝置來進(jìn)行。
(3)在各實施方式中，采用了對中層只設(shè)定一處的例子，但也可以與心肌的多層結(jié)
構(gòu)對應(yīng)地對中層設(shè)定2至3處，進(jìn)行類似解析更詳細(xì)的壁內(nèi)運動那樣的應(yīng)用。
(4)對于作為對象的組織，作為心臟壁以外的例子，也可以應(yīng)用周期運動的部位或
器官，或者血管壁等。特別在對頸動脈的應(yīng)用中，也可以通過在壁內(nèi)詳細(xì)分離觀察與內(nèi)膜中
膜復(fù)合體(IMT)或與主要在內(nèi)膜部位形成的斑塊相關(guān)的容易變形的程度，從而期待有利于
動脈硬化的詳細(xì)診斷。 另外，通過上述實施方式中公開的多個結(jié)構(gòu)要素的恰當(dāng)組合可以形成各種各樣的 發(fā)明。例如，可以從實施方式所示的所有結(jié)構(gòu)要素中消除幾個結(jié)構(gòu)要素。甚至，也可以恰當(dāng) 組合不同實施方式涉及的結(jié)構(gòu)要素。 本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到其它優(yōu)點和變更方式。因此，本發(fā)明就其更寬的方面而 言不限于這里示出和說明的具體細(xì)節(jié)和代表性的實施方式。因此，在不背離由所附的權(quán)利 要求書以及其等同物限定的一般發(fā)明概念的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
一種超聲波診斷裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)取得單元，對至少1周期以上的規(guī)定期間取得超聲波掃描被檢體的周期性運動的診斷部位而取得的二維或三維的空間性的接收信號；數(shù)據(jù)生成單元，使用上述空間性的接收信號，生成二維或三維的時間序列的超聲波圖像數(shù)據(jù)；關(guān)心區(qū)域設(shè)定單元，對上述規(guī)定期間內(nèi)的第1時相下的上述超聲波圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定相當(dāng)于上述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；第1追蹤單元，使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn)行追蹤上述第1時相以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；中層設(shè)定單元，對與上述第1時相相比處于之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相下的上述超聲波圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個區(qū)域的1個以上的中層的位置；第2追蹤單元，使用上述活動信息，進(jìn)行追蹤上述第2時相以外的上述規(guī)定期間的各時相下的上述中層的位置信息的第2追蹤處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述中層設(shè)定單元通過在各個對應(yīng)的外膜或者內(nèi)膜上確定在與內(nèi)膜或者外膜上的某l 點相關(guān)的局部法線方向上取得的相當(dāng)于內(nèi)外膜間的厚度的成為一對的1點，并平分相當(dāng)于 上述厚度的一對之間的位置，從而設(shè)定上述中層的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述第2追蹤單元將上述第2時相作為開始時相，進(jìn)行追蹤上述規(guī)定期間的各時相下 的上述中層的位置信息的上述第2追蹤處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述第2追蹤單元在上述心時相中設(shè)定的上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部設(shè)定上述中層位置的 多處候補(bǔ)點，使用通過上述第1追蹤處理取得的與上述多處候補(bǔ)點對應(yīng)的多個追蹤路徑中通過與 在上述第2時相中期待的中層位置相關(guān)的最近的位置的追蹤路徑，進(jìn)行上述第2追蹤處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括 圖像生成單元，生成用于以規(guī)定形式將至少使用上述中層的位置信息所定義的運動信息與上述超聲波圖像數(shù)據(jù)重疊或并列顯示的運動信息圖像； 顯示單元，顯示生成的上述運動信息圖像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述圖像生成單元設(shè)定由通過上述第2追蹤處理取得的相當(dāng)于內(nèi)外膜的上述關(guān)心區(qū) 域的至少一方的輪廓位置、相當(dāng)于1個以上的上述中層的輪廓位置、以及將上述關(guān)心區(qū)域 劃分為規(guī)定數(shù)的分區(qū)的厚度方向的分割線的位置構(gòu)成的框線，在上述規(guī)定期間的各時相的超聲波圖像數(shù)據(jù)上，生成使上述框線與對應(yīng)的位置重疊的 上述運動信息圖像。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述圖像生成單元設(shè)定規(guī)定個數(shù)的由連結(jié)通過上述第2追蹤處理取得的相當(dāng)于內(nèi)外 膜的上述關(guān)心區(qū)域的2個端點與存在于該端點間的1個以上的中層點的多個線段構(gòu)成的應(yīng)變規(guī)，作為上述運動信息圖像，生成在上述規(guī)定期間的各時相的超聲波圖像數(shù)據(jù)上使上述各 應(yīng)變規(guī)與對應(yīng)位置重疊的應(yīng)變規(guī)圖像。
8. —種超聲波圖像處理裝置，其特征在于，包括存儲單元，對至少1周期以上的規(guī)定期間存儲超聲波掃描被檢體的周期性運動的診斷 部位而取得的二維或三維的空間性的接收信號；關(guān)心區(qū)域設(shè)定單元，使用上述空間性的接收信號，對二維或三維的時間序列的超聲波 圖像數(shù)據(jù)設(shè)定相當(dāng)于上述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；第1追蹤單元，使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn)行追 蹤上述第1時相以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；中層設(shè)定單元，對與上述第1時相相比處于之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相 下的上述超聲波圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個區(qū)域的1個以上的中層 的位置；第2追蹤單元，使用上述活動信息，進(jìn)行追蹤上述第2時相以外的上述規(guī)定期間的各時 相下的上述中層的位置信息的第2追蹤處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于上述中層設(shè)定單元通過在各個對應(yīng)的外膜或者內(nèi)膜上確定在與內(nèi)膜或者外膜上的某l 點相關(guān)的局部法線方向上取得的相當(dāng)于內(nèi)外膜間的厚度的成為一對的1點，并平分相當(dāng)于 上述厚度的一對之間的位置，從而設(shè)定上述中層的位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于上述第2追蹤單元將上述第2時相作為開始時相，進(jìn)行追蹤上述規(guī)定期間的各時相下 的上述中層的位置信息的上述第2追蹤處理。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于上述第2追蹤單元在上述心時相中設(shè)定的上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部設(shè)定上述中層位置的 多處候補(bǔ)點，使用通過上述第1追蹤處理取得的與上述多處候補(bǔ)點對應(yīng)的多個追蹤路徑中通過與 在上述第2時相中期待的中層位置相關(guān)的最近的位置的追蹤路徑，進(jìn)行上述第2追蹤處理。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，還包括 圖像生成單元，生成用于以規(guī)定形式將至少使用上述中層的位置信息所定義的運動信息與上述超聲波圖像數(shù)據(jù)重疊或并列顯示的運動信息圖像； 顯示單元，顯示生成的上述運動信息圖像。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于上述圖像生成單元設(shè)定由通過上述第2追蹤處理取得的相當(dāng)于內(nèi)外膜的上述關(guān)心區(qū) 域的至少一方的輪廓位置、相當(dāng)于1個以上的上述中層的輪廓位置、以及將上述關(guān)心區(qū)域 劃分為規(guī)定數(shù)的分區(qū)的厚度方向的分割線的位置構(gòu)成的框線，在上述規(guī)定期間的各時相的超聲波圖像數(shù)據(jù)上，生成使上述框線與對應(yīng)的位置重疊的 上述運動信息圖像。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于上述圖像生成單元設(shè)定規(guī)定個數(shù)的由連結(jié)通過上述第2追蹤處理取得的相當(dāng)于內(nèi)外膜的上述關(guān)心區(qū)域的2個端點與存在于該端點間的1個以上的中層點的多個線段構(gòu)成的應(yīng) 變規(guī)，作為上述運動信息圖像，生成在上述規(guī)定期間的各時相的超聲波圖像數(shù)據(jù)上使上述各 應(yīng)變規(guī)與對應(yīng)位置重疊的應(yīng)變規(guī)圖像。
15. —種醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)取得單元，對至少1周期以上的規(guī)定期間取得與被檢體的周期性運動的診斷部位 相關(guān)的二維或三維的時間序列的圖像數(shù)據(jù)；關(guān)心區(qū)域設(shè)定單元，對上述規(guī)定期間內(nèi)的第1時相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定相當(dāng)于上 述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；第1追蹤單元，使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn)行追 蹤上述第1時相以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；中層設(shè)定單元，對與上述第1時相相比處于之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時 相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個區(qū)域的1個以上的中層的位 置；第2追蹤單元，使用上述活動信息，進(jìn)行追蹤上述第2時相以外的上述規(guī)定期間的各時 相下的上述中層的位置信息的第2追蹤處理。
16. —種醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于，包括存儲單元，對至少1周期以上的規(guī)定期間存儲與被檢體的周期性運動的診斷部位相關(guān) 的二維或三維的時間序列的圖像數(shù)據(jù)；關(guān)心區(qū)域設(shè)定單元，對上述規(guī)定期間內(nèi)的第1時相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定相當(dāng)于上 述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；第1追蹤單元，使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn)行追 蹤上述第1時相以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；中層設(shè)定單元，對與上述第1時相相比處于之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時 相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個區(qū)域的1個以上的中層的位 置；第2追蹤單元，使用上述活動信息，進(jìn)行追蹤上述第2時相以外的上述規(guī)定期間的各時 相下的上述中層的位置信息的第2追蹤處理。
17. —種超聲波圖像處理方法，是對至少1周期以上的規(guī)定期間超聲波掃描被檢體的 周期性運動的診斷部位而取得的二維或三維的空間性的接收信號，使用醫(yī)用工作站來執(zhí)行 的超聲波圖像處理方法，該超聲波圖像處理方法的特征在于，包括使用上述空間性的接收信號，對二維或三維的時間序列的超聲波圖像數(shù)據(jù)設(shè)定相當(dāng)于 上述診斷部位的組織的內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，執(zhí)行追蹤上述第1時相 以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；對與上述第1時相相比處于之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相下的上述超聲波 圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個區(qū)域的1個以上的中層的位置；使用上述活動信息，執(zhí)行追蹤上述第2時相以外的上述規(guī)定期間的各時相下的上述中 層的位置信息的第2追蹤處理。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲波圖像處理方法，其特征在于在上述中層的位置設(shè)定中，通過在各個對應(yīng)的外膜或者內(nèi)膜上確定在與內(nèi)膜或者外膜 上的某1點相關(guān)的局部法線方向上取得的相當(dāng)于內(nèi)外膜間的厚度的成為一對的1點，并平 分相當(dāng)于上述厚度的一對之間的位置，從而設(shè)定上述中層的位置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲波圖像處理方法，其特征在于在上述第2追蹤處理中，將上述第2時相作為開始時相，進(jìn)行追蹤上述規(guī)定期間的各時 相下的上述中層的位置信息的上述第2追蹤處理。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲波圖像處理方法，其特征在于 在上述第2追蹤中，在上述心時相中設(shè)定的上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部設(shè)定上述中層位置的多處候補(bǔ)點， 使用通過上述第1追蹤處理取得的與上述多處候補(bǔ)點對應(yīng)的多個追蹤路徑中通過與 在上述第2時相中期待的中層位置相關(guān)的最近的位置的追蹤路徑，進(jìn)行上述第2追蹤處理。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲波圖像處理方法，其特征在于，還包括 生成用于以規(guī)定形式將至少使用上述中層的位置信息所定義的運動信息與上述超聲波圖像數(shù)據(jù)重疊或并列顯示的運動信息圖像， 顯示生成的上述運動信息圖像。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的超聲波圖像處理方法，其特征在于 在上述圖像生成中，設(shè)定由通過上述第2追蹤處理取得的相當(dāng)于內(nèi)外膜的上述關(guān)心區(qū)域的至少一方的輪 廓位置、相當(dāng)于1個以上的上述中層的輪廓位置、以及將上述關(guān)心區(qū)域劃分為規(guī)定數(shù)的分 區(qū)的厚度方向的分割線的位置構(gòu)成的框線，在上述規(guī)定期間的各時相的超聲波圖像數(shù)據(jù)上，生成使上述框線與對應(yīng)位置重疊的上 述運動信息圖像。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的超聲波圖像處理方法，其特征在于 在上述圖像生成中，設(shè)定規(guī)定個數(shù)的由連結(jié)通過上述第2追蹤處理取得的相當(dāng)于內(nèi)外膜的上述關(guān)心區(qū)域 的2個端點與存在于該端點間的1個以上的中層點的多個線段構(gòu)成的應(yīng)變規(guī)，作為上述運動信息圖像，生成在上述規(guī)定期間的各時相的超聲波數(shù)據(jù)上使上述各應(yīng)變 規(guī)與對應(yīng)位置重疊的應(yīng)變規(guī)圖像。
24. —種醫(yī)用圖像處理方法，是對于被檢體的周期性運動的診斷部位，針對至少一個周 期以上的規(guī)定期間的二維或三維的時間序列的圖像數(shù)據(jù)，使用醫(yī)用工作站來執(zhí)行的醫(yī)用圖 像處理方法，該醫(yī)用圖像處理方法的特征在于，包括對上述規(guī)定期間內(nèi)的第1時相下的上述圖像數(shù)據(jù)，設(shè)定相當(dāng)于上述診斷部位的組織的 內(nèi)外膜的關(guān)心區(qū)域；使用根據(jù)包含模式匹配的移動向量推定處理取得的活動信息，進(jìn)行追蹤上述第1時相 以外的上述關(guān)心區(qū)域的位置信息的第1追蹤處理；對與上述第1時相相比處于之前的作為周期性運動的基準(zhǔn)的第2時相下的上述圖像數(shù) 據(jù)，設(shè)定將上述關(guān)心區(qū)域的內(nèi)部平分為多個區(qū)域的1個以上的中層的位置；使用上述活動信息，執(zhí)行追蹤上述第2時相以外的上述規(guī)定期間的各時相下的上述中層的位置信息的第2追蹤處理,
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波診斷裝置、超聲波圖像處理裝置、醫(yī)用圖像診斷裝置、醫(yī)用圖像處理裝置、超聲波圖像處理方法以及醫(yī)用圖像處理方法。對心臟壁所代表的進(jìn)行收縮、舒張運動的運動組織，在ED1至ED2的1個心周期進(jìn)行追蹤處理時，根據(jù)活動信息追蹤在收縮末期ES初始設(shè)定的輪廓位置(追蹤點)直到舒張末期ED1為止，之后在該舒張末期ED進(jìn)行再配置，并且決定中層位置，根據(jù)已經(jīng)求出的活動信息追蹤包含再配置的中層位置的追蹤點，然后再進(jìn)行順行追蹤直到ED2為止?；蛘?，通過多個中層路徑候補(bǔ)實施從ES到ED1的最初的逆行追蹤處理，探索通過在ED1再配置的內(nèi)外膜輪廓或中層上的追蹤點的路徑，能夠正確生成評價內(nèi)外分離了的心壁的運動信息。
文檔編號A61B8/00GK101791230SQ20101010720
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者川岸哲也, 阿部康彥 申請人:株式會社東芝