特許 5872338 超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5872338

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/06 20060101AFI20160216BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/06

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-58221(P2012-58221)

(22)【出願日】2012年3月15日

(65)【公開番号】特開2013-188417(P2013-188417A)

(43)【公開日】2013年9月26日

【審査請求日】2014年12月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 豊

(72)【発明者】

【氏名】藤井 友和

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 俊介

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 勝

(72)【発明者】

【氏名】福田 省吾

(72)【発明者】

【氏名】中井 淳

(72)【発明者】

【氏名】武藤 義美

(72)【発明者】

【氏名】山崎 聡

(72)【発明者】

【氏名】田代 充孝

(72)【発明者】

【氏名】西野 正敏

(72)【発明者】

【氏名】菊地 紀久

(72)【発明者】

【氏名】浜田 賢治

(72)【発明者】

【氏名】高橋 正美

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平7-204203（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2003-164452（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2007-44317（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2007-296329（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波により３次元走査される３次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を受け付ける入力部と、
前記３次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値を割り当てた３次元ドプラ画像データを時系列に沿って生成する画像生成部と、
前記設定位相の前記設定領域における３次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを表示部に表示するように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項2】

前記入力部は、更に、前記設定情報として閾値を受け付け、
前記制御部は、輝度値の加算値が前記閾値以上となるボクセルを前記加算データとして用いることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項3】

前記入力部は、更に、前記設定情報として加算数を受け付け、
前記制御部は、前記複数の加算データを前記加算数分の加算データとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記３次元領域内の組織形状を示す３次元Ｂモード画像データであって、前記設定位相の前記設定領域における３次元Ｂモード画像データと前記複数の加算データそれぞれとに基づく画像データを前記表示用画像データとすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の超音波診断装置。

【請求項5】

超音波により３次元走査される３次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を受け付ける入力部と、
前記３次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値を割り当てた画像として時系列に沿って生成された複数の３次元ドプラ画像データの中で、前記設定位相の前記設定領域における３次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを表示部に表示するように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。

【請求項6】

超音波により３次元走査される３次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を、入力部を介して取得する取得手順と、
前記３次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値を割り当てた画像として時系列に沿って生成された複数の３次元ドプラ画像データの中で、前記設定位相の前記設定領域における３次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを表示部に表示するように制御する制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、超音波診断装置は、弁膜症の診断に用いられている。例えば、超音波診断装置により収集されたＢモードのボリュームデータを用いて、心臓弁の閉鎖不全を観察する技術が知られている。また、従来、心臓弁の破損により生じる血液の逆流の度合いの評価は、カラードプラ技術が用いられている。

【0003】

医師は、２次元のカラードプラ画像を参照して逆流の度合いを評価する。ここで、弁膜症の手術としては、心臓弁を修復する「弁形成術」、或いは、心臓弁を完全に人口の心臓弁に取り替える「弁置換術」がある。医師は、「弁形成術」を採用するか「弁置換術」を採用するかといった手術方針を決定する際に、心臓弁の破損位置を確認する必要がある。しかし、医師は、２次元のカラードプラ画像を参照しても、心臓弁のどの位置が破損して逆流が発生しているのかを判断することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１８８１１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、心臓弁が破損している位置を把握させることができる超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の超音波診断装置は、入力部と、画像生成部と、制御部とを備える。入力部は、超音波により３次元走査される３次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を受け付ける。画像生成部は、前記３次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値を割り当てた３次元ドプラ画像データを時系列に沿って生成する。制御部は、前記設定位相の前記設定領域における３次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを表示部に表示するように制御する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】図２は、弁膜症で行なわれる外科手術を説明するための図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る制御部の構成例を示すブロック図である。

【図4】図４は、設定領域を説明するための図（１）である。

【図5】図５は、設定領域を説明するための図（２）である。

【図6】図６は、設定位相を説明するための図（１）である。

【図7】図７は、設定位相を説明するための図（２）である。

【図8】図８は、本実施形態に係る画像生成部を説明するための図（１）である。

【図9】図９は、本実施形態に係る画像生成部を説明するための図（２）である。

【図10】図１０は、本実施形態に係る超音波診断装置の設定情報取得処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【図11】図１１は、本実施形態に係る超音波診断装置の設定情報取得処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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。

【0009】

（実施形態）
まず、本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、本実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図１に例示するように、本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力部３と、心電計４と、装置本体１０とを有する。

【0010】

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等を有する。なお、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。

【0011】

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等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。

【0012】

ここで、本実施形態に係る超音波プローブ１は、超音波により被検体Ｐを２次元で走査するとともに、被検体Ｐを３次元で走査することが可能な超音波プローブである。具体的には、本実施形態に係る超音波プローブ１は、一列に配置された複数の圧電振動子により、被検体Ｐを２次元で走査するとともに、複数の圧電振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカル４Ｄプローブである。或いは、本実施形態に係る超音波プローブ１は、複数の圧電振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２Ｄアレイプローブである。なお、２Ｄアレイプローブは、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も可能である。

【0013】

入力部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、ジョイスティック等を有し、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。なお、本実施形態に係る入力部３が操作者から受け付ける設定情報については、後に詳述する。

【0014】

モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力部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等を表示したりする。

【0015】

心電計４は、３次元走査される被検体Ｐの生体信号として、被検体Ｐの心電波形（ＥＣＧ： Electrocardiogram）を取得する。心電計４は、取得した心電波形を装置本体１０に送信する。

【0016】

装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。具体的には、本実施形態に係る装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元の超音波画像データを生成可能な装置である。以下、３次元の超音波画像データを「ボリュームデータ」と記載する場合がある。

【0017】

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、制御部１６と、内部記憶部１７とを有する。

【0018】

送受信部１１は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルス発生器は、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、送信遅延部は、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、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、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、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

【0019】

なお、送受信部１１は、後述する制御部１６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、送信駆動電圧等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、又は、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。

【0020】

また、送受信部１１は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延部、加算器等を有し、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って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延部は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部によって処理さ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、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。

【0021】

本実施形態に係る送受信部１１は、被検体Ｐを３次元走査するために、超音波プローブ１から３次元の超音波ビームを送信させる。そして、本実施形態に係る送受信部１１は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。

【0022】

なお、送受信部１１からの出力信号の形態は、ＲＦ（Radio Frequency）信号と呼ばれる位相情報が含まれる信号である場合や、包絡線検波処理後の振幅情報である場合等、種々の形態が選択可能である。

【0023】

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、包絡線検波処理等を行なって、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。

【0024】

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、速度、分散、パワー等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。本実施形態に係るドプラ処理部１３は、移動体情報として、心臓内を流動する血液の血流情報を抽出する。

【0025】

なお、本実施形態に係るＢモード処理部１２及びドプラ処理部１３は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１２は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理部１３は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。３次元のＢモードデータは、３次元走査範囲の各走査線上で設定された複数の点それぞれに位置する反射源の反射強度に応じた輝度値が割り当てられたデータとなる。また、３次元のドプラデータは、３次元走査範囲の各走査線上で設定された複数の点それぞれに、血流情報（速度、分散、パワー）の値に応じた輝度値が割り当てられたデータとなる。

【0026】

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データを生成する。すなわち、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表した２次元Ｂモード画像データを生成する。２次元Ｂモード画像データは、超音波走査された２次元領域内の組織形状が描出されたデータとなる。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す２次元ドプラ画像データを生成する。２次元ドプラ画像データは、速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせた画像である。２次元ドプラ画像データは、超音波走査された２次元領域内を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するピクセルに輝度値が割り当てられたデータとなる。

【0027】

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、テレビ等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、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１４は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。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）等を行なう。また、画像生成部１４は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。

【0028】

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部１４が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。

【0029】

更に、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元ドプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成部１４は、「３次元のＢモード画像データや３次元ドプラ画像データ」を「３次元の超音波画像データであるボリュームデータ」として生成する。３次元Ｂモード画像データは、超音波により３次元走査される３次元領域内の組織形状を示す画像データとなる。また、３次元のＢモード画像データは、超音波により３次元走査される３次元領域を流動する血流に関する血流情報に基づいて、血流が存在する位置に対応するボクセルに輝度値が割り当てられた画像データとなる。

【0030】

更に、画像生成部１４は、ボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう。画像生成部１４が行なうレンダリング処理としては、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行なってボリュームデータからＭＰＲ画像データを生成する処理がある。また、画像生成部１４が行なうレンダリング処理としては、ボリュームデータに対して「Curved MPR」を行なう処理や、ボリュームデータに対して「Maximum Intensity Projection」を行なう処理がある。

【0031】

また、画像生成部１４が行なうレンダリング処理としては、３次元の情報を反映した２次元画像データを生成するボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理がある。また、画像生成部１４は、ボリュームデータで設定された２つの断面で挟まれる領域を用いて、厚み付きＭＩＰ画像データや、厚み付きＭＰＲ画像データを生成することもできる。

【0032】

ここで、ドプラデータを用いた画像の表示方法について説明する。ドプラデータを用いた画像の表示方法は、一般的には、カラードプラ法（ＣＤＩ:Color Doppler Imaging）とパワードプラ法（ＰＤＩ:Power Doppler Imaging）とに大別される。カラードプラ法では、画像生成部１４は、血流の方向及び血流の速度の大きさに応じて色相を変化させた輝度値を、血流が存在する位置に対応するボクセルに割り当てたカラードプラ画像データを生成する。例えば、画像生成部１４は、超音波プローブ１に向かってくる方向の血流を、血流の速度の大きさに応じて赤系色（赤から黄）の色相を割り当て、超音波プローブ１から遠ざかる方向の血流を、血流の速度の大きさに応じて青系色（青から青緑）の色相を割り当てたカラードプラ画像データを生成する。なお、カラードプラ法では、画像生成部１４は、速度情報に分散情報を組み合わせた速度―分散表示を行なうためのカラードプラ画像データを生成する場合もある。

【0033】

また、パワードプラ法では、画像生成部１４は、ドプラ信号の強度であるパワーの値に応じて、例えば、赤色系の色相や明度、或いは、彩度を変化させた輝度値を、血流が存在する位置に対応するボクセルに割り当てたパワー画像データを生成する。

【0034】

３次元走査でカラードプラ法を行なう場合、画像生成部１４は、３次元ドプラデータから、３次元ドプラ画像データとして３次元カラードプラ画像データを生成する。また、３次元走査でパワードプラ法を行なう場合、画像生成部１４は、３次元ドプラデータから、３次元ドプラ画像データとして３次元パワー画像データを生成する。また、３次元走査が時系列に沿って繰り返し行なわれる場合、画像生成部１４は、３次元ドプラ画像データを時系列に沿って順次生成する。

【0035】

また、ドプラ画像データは、通常、Ｂモード画像データに重畳されて、モニタ２に出力される。送受信部１１は、２次元走査や３次元走査において、１本の走査線で１回超音波ビームの送受信を行なうＢモード用のスキャンと、１本の走査線で複数回超音波ビームの送受信を行なうドプラモード用のスキャンとを並行して行なう。ドプラ処理部１３は、同一走査線の複数の反射波データに対して、ＭＴＩフィルタ処理、自己相関演算処理、速度・分散・パワー推定処理を行なうことで、ドプラデータを生成する。

【0036】

或いは、フレームレートやボリュームレートを向上させるために、Ｂモード用のスキャンと同様に、１本の走査線で１回超音波ビームの送受信を行なうことで、ドプラモード用のスキャンを行なう方法もある。かかる方法では、ドプラ処理部１３は、各フレーム、又は、各ボリュームの同じ位置の複数の反射波データに対してフレーム方向、又は、ボリューム方向で、ＭＴＩフィルタ処理、自己相関演算処理、速度・分散・パワー推定処理を行なうことで、ドプラデータを生成する。

【0037】

図１の説明に戻って、画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。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。画像メモリ１５が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部１４を経由して表示用の超音波画像データとなる。なお、画像生成部１４は、ボリュームデータと当該ボリュームデータ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波形に対応付けて画像メモリ１５に格納する。後述する制御部１６は、画像メモリ１５に格納されたデータを参照することで、ボリュームデータを生成するために行なわれた超音波走査時の心時相を取得することができる。

【0038】

内部記憶部１７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、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１７は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶部１７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、外部の装置へ転送することができる。

【0039】

制御部１６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１６は、入力部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１７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の処理を制御する。また、制御部１６は、画像メモリ１５や内部記憶部１７が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ２にて表示するように制御する。

【0040】

以上、本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、本実施形態に係る超音波診断装置は、弁膜症の診断を行なう医師に対して、診断用の画像データを生成し、モニタ２に表示する。弁膜症の診断対象となる心臓弁は、例えば、僧帽弁や大動脈弁である。

【0041】

弁膜症は、心臓弁が機能しなくなる疾患であり、弁膜症は、心臓弁の破損の仕方により、「逆流型（閉鎖不全症）」と「狭窄型（狭窄症）」とに大きく分類される。また、弁膜症の原因は、先天性（二尖弁、先天性心疾患）と後天性（リウマチ熱、動脈硬化、心筋梗塞、膠原病等）とがある。また、弁膜症の原因を特定できない症例も多く報告されている。高齢化の進む現代では、動脈硬化が進行した結果、大動脈弁が硬くなり、大動脈弁が速やかに開かなくなる「大動脈弁狭窄症」や、僧帽弁の組織が弱くなって起きる「僧帽弁閉鎖不全」の患者数が増加している。

【0042】

破損した心臓弁自体を修復するには、外科手術が必要である。弁膜症の手術としては、心臓弁を修復する「弁形成術」、或いは、心臓弁を完全に人口の心臓弁に取り替える「弁置換術」がある。図２は、弁膜症で行なわれる外科手術を説明するための図である。

【0043】

図２の（Ａ）は、僧帽弁の弁膜や弁膜を支える構造体が伸び、閉鎖時に、僧帽弁が左心房側に落ち込むことで僧帽弁閉鎖不全となる「僧帽弁逸脱症」で弁形成術を行なう場合を例示した図である。心臓外科医師は、図２の（Ａ）に示すように、閉鎖不全の要因となる余分な部位を切除し、切除後の僧帽弁が元の形状となるように縫合する。そして、心臓外科医師は、図２の（Ａ）に示すように、縫合後の僧帽弁の周りに、人工弁輪を付ける。

【0044】

或いは、心臓弁の損傷が弁形成術で修復できない場合、心臓外科医師は、損傷した心臓弁を、図２の（Ｂ）に示すような人工弁に取り替える弁置換術を行なう。

【0045】

心臓弁の修復を、弁形成術か弁置換術かのどちらで行なうかは、心臓外科医師が、どの心臓弁が、どの程度損傷しているかを確認して判断する。最終的には、心臓外科医師は、手術時に実際に心臓弁を見て決定している。また、弁形成術は、通常の弁置換術に比べ、長時間の手術となる場合がある。これは、弁形成術が計画通りに進まない場合や、弁形成術を行なっても逆流が残る際に、人工弁置換術に切り替える場合があるからである。

【0046】

このため、心臓外科医師は、術前に、どの心臓弁が、どの程度損傷しているかを、非侵襲で撮影した超音波画像より判断している。従来、心臓弁の破損により生じる血液の逆流の度合いの評価は、カラードプラ技術が用いられている。

【0047】

具体的には、従来、心臓外科医師は、２次元のカラードプラ画像を参照して逆流の度合いを評価していた。しかし、心臓外科医師は、２次元のカラードプラ画像を参照しても、立体的に、心臓弁のどの位置が破損して逆流が発生しているのかを判断することができなかった。

【0048】

そこで、本実施形態に係る超音波画像診断装置は、診断対象となる心臓弁を含む領域の３次元走査を行なって、３次元走査される３次元領域の３次元ドプラ画像データを時系列に沿って生成する。そして、本実施形態に係る超音波画像診断装置は、以下に説明する処理を行なうことで、時系列に沿って生成した複数の３次元ドプラ画像データから、心臓弁が破損している位置を把握させることができる表示用の画像データを生成する。

【0049】

図３は、本実施形態に係る制御部の構成例を示すブロック図である。図３に例示するように、本実施形態に係る制御部１６は、設定情報取得部１６ａと、画像生成制御部１６ｂと、表示制御部１６ｃとを有する。

【0050】

設定情報取得部１６ａは、入力部３が操作者から受け付けた設定情報を取得する。画像生成制御部１６ｂは、設定情報に基づいて、表示用の画像データの生成を画像生成部１４に実行させる。具体的には、画像生成制御部１６ｂは、設定情報として受け付けた設定領域の特定処理を行なう。また、画像生成制御部１６ｂは、設定情報として受け付けた設定位相の特定処理を行なう。

【0051】

まず、設定情報取得部１６ａが入力部３から取得する設定情報に含まれる設定領域及び設定位相について説明する。入力部３は、超音波により３次元走査される３次元領域内で設定された設定領域と、特定の心位相として設定された設定位相とを含む設定情報を受け付ける。図４及び図５は、設定領域を説明するための図である。

【0052】

超音波診断装置の操作者は、設定領域を設定するために、診断対象である心臓弁を含む領域が３次元走査されるように、超音波プローブ１を被検体Ｐに当接する。そして、操作者は、３次元Ｂモード画像データを収集するための３次元走査を行なうための指示を入力部３に入力する。以下では、診断対象の心臓弁が僧帽弁である場合について説明する。

【0053】

操作者の指示により、本実施形態に係る超音波診断装置は、３次元走査を開始し、３次元Ｂモード画像データの収集を行なう。画像生成部１４が生成した３次元Ｂモード画像データは、モニタ２に表示される。モニタ２は、図４に例示する各種データを表示する。

【0054】

例えば、モニタ２は、３次元Ｂモード画像データのＡ面のＭＰＲ画像データ（図４の「Ａ」を参照）と、３次元Ｂモード画像データのＢ面のＭＰＲ画像データ（図４の「Ｂ」を参照）とを表示する。なお、Ａ面とは、超音波プローブ１における振動子群の配列方向と、超音波ビームの送信方向とで形成される断面である。また、Ｂ面とは、超音波プローブ１の当接面に直交する断面であり、かつ、Ａ面に直交する断面である。なお、Ａ面及びＢ面に直交する断面、すなわち、超音波ビームの送信方向に対して垂直方向にある断面は、Ｃ面と呼ばれる。換言すると、Ｃ面は、当接面に平行な断面である。

【0055】

また、モニタ２は、図４の右下に例示するように、超音波プローブ１の当接面の上からボリュームデータを俯瞰した模式図に、Ａ面の位置（図中の実線を参照）と、Ｂ面の位置（図中の点線を参照）とを示す線分を重畳して表示する。

【0056】

また、モニタ２は、図４に例示するように、被検体Ｐの心電波形を表示する。また、モニタ２は、図４に例示するように、現時点で表示している画像データの心位相を示す実線を心電波形の上に重畳して表示する。

【0057】

また、モニタ２は、図４に示す「３Ｄ」の表示領域に、収集された３次元Ｂモード画像データを立体的に観察できる画像データを表示する。例えば、モニタ２は、図４に示す「３Ｄ」の表示領域に、超音波プローブ１の当接面の上に視点が設定された３次元Ｂモード画像データのＶＲ画像データを表示する。なお、モニタ２は、３次元Ｂモード画像データのＣ面のＭＰＲ画像データを表示しても良い。

【0058】

操作者は、モニタ２にライブ表示される画像を参照しながら、超音波プローブ１の位置を調整する。そして、操作者は、僧帽弁が３次元走査されていると判断した時点で、例えば、Freezeボタンを押下し、設定領域を設定する。

【0059】

操作者は、例えば、図４に示すように、Ａ面のＭＰＲ画像データに対して、２つの平行する直線Ｌ１及び直線Ｌ２を設定する。図４に例示する直線Ｌ１は、僧帽弁の閉鎖不全により左心室から血液が流入する左心房側に位置し、図４に例示する直線Ｌ２は、左心房と左心室との境界に位置する。また、操作者は、例えば、図４において、直線Ｌ１及び直線Ｌ２に垂直であり、直線Ｌ１上を始点として直線Ｌ２に向かう方向の矢印Ｌ３を設定する。なお、モニタ２は、図４に例示するように、矢印Ｌ３が設定されると、Ｂ面のＭＰＲ画像データに矢印Ｌ３に対応する矢印Ｌ４を表示する。

【0060】

入力部３は、直線Ｌ１及び直線Ｌ２の位置情報を設定情報取得部１６ａに通知する。設定情報取得部１６ａは、「直線Ｌ１を含み、かつ、Ａ面に直交する断面」と「直線Ｌ２を含み、かつ、Ａ面に直交する断面」とで挟まれる３次元領域が、設定領域の候補領域であることを取得する。また、入力部３は、矢印Ｌ３の方向を設定情報取得部１６ａに通知する。設定情報取得部１６ａは、矢印Ｌ３の方向で候補領域を観察する画像データの表示要求を受け付けたことを取得する。

【0061】

上記の情報は、設定情報取得部１６ａから画像生成制御部１６ｂに通知され、画像生成制御部１６ｂは、画像生成部１４を制御することで、例えば、３次元Ｂモード画像データにおける候補領域を矢印Ｌ３の方向で投影した厚み付きＭＰＲ画像データを生成させる。そして、表示制御部１６ｃの制御により、モニタ２は、厚み付きＭＰＲ画像データを、図４に示す「３Ｄ」の表示領域に表示する。

【0062】

図４に例示する厚み付きＭＰＲ画像データは、例えば、直線Ｌ１で定まる断面に近いボクセルに赤系色の色相を割り当て、直線Ｌ２で定まる断面に近いボクセルに青系色を割り当てたうえで、候補領域のボクセルを直線Ｌ２で定まる断面に平行投影することで生成された画像データである。

【0063】

操作者は、厚み付きＭＰＲ画像データ等を参照して、直線Ｌ１や直線Ｌ２の位置を調整する。そして、僧帽弁を重点的に観察可能な領域が設定できたと判断した場合、操作者は、例えば、入力部３が有する確定ボタンを押下する。例えば、操作者は、図４に例示した直線Ｌ１、直線Ｌ２及び矢印Ｌ３を、設定領域として確定する。

【0064】

これにより、設定情報取得部１６ａは、図５の（Ａ）に示すように、３次元Ｂモード画像データにおいて２つの断面で挟まれる３次元領域が設定領域であることを取得する。

【0065】

なお、本実施形態は、Ａ面、Ｂ面及びＣ面のＭＰＲ画像データそれぞれで２つの直線が設定されることで、図５の（Ｂ）に例示するように、直方体の設定領域が設定される場合であっても良い。

【0066】

また、上記では、設定領域を設定する際に、Ｂモード用の３次元走査を行なう場合について説明した。しかし、本実施形態は、Ｂモード用とドプラモード用の３次元走査を並行して行ない、３次元Ｂモード画像データと３次元ドプラ画像データとの重畳画像データを参照して、設定領域が設定される場合であっても良い。

【0067】

また、操作者は、設定位相を設定する。ここで、設定位相は、具体的には、逆流を観察可能な特定の心位相である。図６及び図７は、設定位相を説明するための図である。

【0068】

図６に示すように、僧帽弁が閉鎖する位相は、心電波形のＲ波からＳ波の間であり、等容収縮期の初期であることが知られている。また、図６に示すように、僧帽弁が開放する位相は、心電波形のＴ波の少し後であり、等容弛緩期の末期であることが知られている。

【0069】

また、図６に示すように、大動脈弁が閉鎖する位相は、心電波形のＴ波の少し後であり、等容弛緩期の初期であることが知られている。また、大動脈弁が開放する位相は、心電波形のＳ波の少し後であり、等容収縮期の末期であることが知られている。

【0070】

操作者は、例えば、図７に示すように、僧帽弁が閉鎖する等容収縮期の初期を含むように、Ｒ波から１５ミリ秒といった数１０ミリ秒の期間を設定位相として設定する。すなわち、設定位相は、正常な心臓弁であるならば設定領域に血流が検出されない時相であり、弁疾患がある場合には、逆流による血液の漏れにより設定領域に血流が検出される時相である。

【0071】

入力部３は、設定位相を設定情報取得部１６ａに通知する。これにより、設定情報取得部１６ａは、設定位相の情報を取得し、画像生成制御部１６ｂに通知する。

【0072】

操作者は、設定領域及び設定位相を設定した後、Freezeボタンを再度押下することで、Freeze状態を解除し、３次元走査を再開する。なお、Freeze状態の間、設定領域の座標が変更されないよう、超音波プローブ１の位置は、固定されている。

【0073】

ここで、操作者は、Freeze状態の解除後、３次元ドプラ画像データを収集するための３次元走査を行なうための指示を入力部３に入力する。本実施形態では、操作者は、Freeze状態の解除後、３次元Ｂモード画像データ及び３次元ドプラ画像データを、同一の３次元領域で収集する３次元走査を行なうための指示を入力部３に入力する。ただし、設定位相の３次元Ｂモード画像データが収集されている場合は、Freeze状態の解除後に行なわれる３次元走査は、ドプラモード用のスキャンのみであっても良い。

【0074】

３次元走査が再開されると、画像生成部１４は、３次元ドプラ画像データを時系列に沿って生成する。なお、本実施形態では、３次元ドプラ画像データとして、血流の方向の情報が得られる３次元カラードプラ画像データを用いる。ただし、３次元カラードプラ画像データを用いる場合、弁疾患により生じる逆流の方向が、超音波ビームの方向と直交する方向とならないように３次元走査を行なうことが望ましい。

【0075】

また、本実施形態は、３次元ドプラ画像データとして、血流の存在する位置が、血流の方向と超音波ビームの方向との相対的関係に依存することなく検出できる３次元パワー画像データを用いる場合であっても良い。なお、本実施形態は、図５の（Ｂ）に例示する設定領域が設定された場合は、３次元ドプラ画像データを生成するための処理負荷を軽減したり、３次元ドプラ画像データの時間分解能及び空間分解能を向上したりするために、設定領域を含むように再開後の３次元走査領域を狭めても良い。

【0076】

３次元走査が再開されると、制御部１６は、設定情報として通知された設定領域及び設定位相を用いて、画像生成部１４に対して、以下の制御を行なう。なお以下では、設定位相の間に、１つのボリュームデータが生成されるとして説明する。

【0077】

図３に示す画像生成制御部１６ｂは、設定位相の設定領域における３次元ドプラ画像データの輝度値を時系列に沿ってボクセルごとに順次加算した複数の加算データそれぞれに基づく表示用画像データを画像生成部１４に生成させる。本実施形態では、画像生成制御部１６ｂは、設定位相の設定領域における３次元Ｂモード画像データと複数の加算データそれぞれとに基づく画像データを表示用画像データとする。そして、図３に示す表示制御部１６ｃは、表示用画像データをモニタ２に表示するように制御する。

【0078】

まず、画像生成制御部１６ｂは、画像生成部１４が順次生成する３次元ドプラ画像データが設定位相のボリュームデータであるか否かを判定する。画像生成制御部１６ｂは、画像生成部１４が生成した３次元ドプラ画像データが設定位相のボリュームデータである場合、当該３次元ドプラ画像データの設定領域を特定し、画像生成部１４に通知する。具体的には、画像生成制御部１６ｂは、設定位相であると特定した３次元ドプラ画像データの設定領域を、レンダリング対象とするように、画像生成部１４に通知する。なお、画像生成制御部１６ｂは、前述した投影方向（例えば、矢印Ｌ３）の情報も、画像生成部１４に通知する。また、画像生成制御部１６ｂは、設定位相を特定するごとに、画像生成部１４への通知処理を繰り返す。

【0079】

画像生成部１４は、画像生成制御部１６ｂから通知された情報に基づいて、設定位相の設定領域における３次元ドプラ画像データの輝度値のみを抽出する。そして、画像生成部１４は、例えば、輝度値を有するボクセルを、矢印Ｌ３の方向で投影した厚み付きＭＰＲ画像データを生成する。

【0080】

ここで、画像生成部１４は、３次元走査再開後に、最初に設定位相のボリュームデータとして生成された３次元ドプラ画像データから生成した厚み付きＭＰＲ画像データを、１回目の血流データとする。また、画像生成部１４は、最初に設定位相のボリュームデータとして生成された３次元Ｂモード画像データから、設定領域の厚み付きＭＰＲ画像データを生成する。画像生成部１４は、画像生成制御部１６ｂの制御により、最初に設定位相のボリュームデータとして生成された３次元Ｂモード画像データの厚み付きＭＰＲ画像データを、血流データの重畳対象である組織データとする。図８及び図９は、本実施形態に係る画像生成部を説明するための図である。

【0081】

図８に示すように、画像生成部１４は、組織データ１００と１回目の血流データ２００とを重畳したデータを、１番目のフレームである表示用画像データ３００として生成する。すなわち、表示用画像データ３００は、血流データ２００のみの加算データに、組織データ１００を重畳した画像データである。表示制御部１６ｃは、表示用画像データ３００をモニタ２に表示させる。

【0082】

そして、図８に示すように、２回目の通知を画像生成制御部１６ｂから受信した画像生成部１４は、２回目の特定位相の３次元ドプラ画像データから、２回目の血流データ２０１を生成し、表示用画像データ３００に重畳することで、２番目のフレームである表示用画像データ３０１を生成する。すなわち、表示用画像データ３０１は、血流データ２００と血流データ２０１とを対応するボクセルごとに輝度値を加算した加算データに、組織データ１００を重畳した画像データである。表示制御部１６ｃは、表示用画像データ３０１をモニタ２に表示させる。

【0083】

そして、図８に示すように、３回目の通知を画像生成制御部１６ｂから受信した画像生成部１４は、３回目の特定位相の３次元ドプラ画像データから、３回目の血流データ２０２を生成し、表示用画像データ３０１に重畳することで、３番目のフレームである表示用画像データ３０２を生成する。すなわち、表示用画像データ３０２は、血流データ２００と血流データ２０１と血流データ２０２とを対応するボクセルごとに輝度値を加算した加算データに、組織データ１００を重畳した画像データである。表示制御部１６ｃは、表示用画像データ３０２をモニタ２に表示させる。

【0084】

図８では、順次輝度値が加算されることで、多くの血流が検出された位置の輝度値が、フレームが更新されるごとに向上していることが示されている。なお、本実施形態では、３次元カラードプラ画像データを収集していることから、図８に示す画像データでは、血流は、赤色系の輝度で血流が描出されている。

【0085】

図９に例示する表示用画像データ３０２の輝度を参照することで、操作者は、心臓弁が完全に閉じていないために、逆流が生じている領域４００や、心臓弁上に輝度が高い箇所があることから心臓弁が破損していることが示される領域４０１を把握することができる。また、操作者は、領域４００の大きさを観察することで、閉鎖不全の度合いを把握でき、領域４０２の形状を観察することで、心臓弁がどのように破損しているのかを把握することができる。

【0086】

なお、本実施形態は、血流データ（加算データ）及び組織データを厚み付きＭＰＲ画像データでなく、厚み付きＭＩＰ画像データや、ＶＲ画像や、複数のＭＰＲ画像データとして生成する場合であっても良い。また、本実施形態は、組織データを最初の３次元Ｂモード画像データに基づいて生成する場合であっても、組織データを最新の３次元Ｂモード画像データに基づいて生成する場合であっても良い。

【0087】

このように、制御部１６は、設定領域及び設定位相を用いた制御処理を行なう。しかし、本実施形態は、更に、設定情報として、以下の２つの追加情報を用いて、画像生成制御部１６ｂが、重畳調整処理を行なっても良い。

【0088】

１つ目の追加情報である設定情報として、入力部３は、更に、閾値を受け付ける。そして、画像生成制御部１６ｂは、閾値に基づく輝度調整処理を行なう。具体的には、画像生成制御部１６ｂは、輝度値の加算値が閾値以上となるボクセルを加算データとして用いるように、画像生成部１４を制御する。例えば、画像生成部１４は、血流データ２００と血流データ２０１と血流データ２０２とを対応するボクセルごとに輝度値を加算した加算データにおいて、輝度値が閾値より小さいボクセルを除去する。

【0089】

例えば、図９に示す表示用画像データ３０２には、ノイズである領域４０２が恰も逆流であるかのように描出される。心臓弁の破損形状等を観察するためには、フレーム更新により、輝度値が向上する場所のみが表示されることが望ましい。下限閾値となる閾値を設定情報として追加することで、領域４０２のようなノイズを除去することができる。これにより、心臓弁の破損形状が強調されたり、開放の形状が強調されたりするので、操作者は、弁疾患の診断を正確に行なうことができる。また、閾値の値を大きくすることで、ノイズ除去だけでなく、例えば、心臓弁上で重篤な破損箇所のみを強調させることができる。なお、本実施形態は、上記の下限閾値だけでなく、モニタ２の性能に応じて、輝度が飽和しないように、上限閾値を設定する場合であっても良い。

【0090】

２つ目の追加情報である設定情報として、入力部３は、更に、加算数を受け付ける。そして、画像生成制御部１６ｂは、加算数に基づく輝度調整処理を行なう。具体的には、画像生成制御部１６ｂは、複数の加算データを加算数分の加算データとするように、画像生成部１４を制御する。

【0091】

例えば、重篤な弁疾患であり、逆流する血液の量が１心拍において多い場合、無制限に加算データを更新すると、高輝度の領域が広範囲となるため、逆流の程度や心臓弁の破損を正確に観察できない。かかる場合、操作者は、例えば、加算数を「３」に設定する。加算数が「３」と設定された場合、画像生成部１４は、３ボリュームの３次元ドプラ画像データを用いて、３フレームの表示用画像データを生成する。

【0092】

或いは、例えば、軽度な弁疾患であり、逆流する血液の量が１心拍において微量である場合、加算数が小さいと、高輝度の領域が狭くなるため、逆流の程度や心臓弁の破損を正確に観察できない。かかる場合、操作者は、例えば、加算数を「２０」に設定する。加算数が２０と設定された場合、画像生成部１４は、２０ボリュームの３次元ドプラ画像データを用いて、２０フレームの表示用画像データを生成する。

【0093】

なお、本実施形態は、閾値及び加算数は、設定領域及び設定位相とともに設定される場合であっても良く、設定領域及び設定位相が設定されて表示される画像を参照した操作者が、追加で設定する場合であっても良い。また、本実施形態は、閾値、設定領域及び設定位相を設定した後に、加算数が設定される場合や、加算数、設定領域及び設定位相を設定した後に、閾値が設定される場合であっても良い。

【0094】

また、本実施形態は、ボリュームレートが高く、設定位相の間に複数のボリュームデータが生成可能であるならば、設定位相の間に複数フレームの表示用画像データが生成される場合であっても良い。また。本実施形態は、表示用画像データとして、設定位相の設定領域の３次元Ｂモード画像データに基づく組織データを用いずに、血流データの加算データのみを用いる場合であっても良い。また、本実施形態は、僧帽弁だけでなく、大動脈弁や三尖弁等の他の心臓弁に対しても適用することができる。また、本実施形態は、心位相を特定する情報として、ＰＣＧ（phonocardiogram）波形が用いられる場合であっても良い。

【0095】

次に、図１０及び図１１を用いて、本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、本実施形態に係る超音波診断装置の設定情報取得処理の一例を説明するためのフローチャートであり、図１１は、本実施形態に係る超音波診断装置の設定情報取得処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【0096】

図１０に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、３次元の走査開始要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、３次元の走査開始要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、超音波診断装置は、３次元の走査開始要求を受け付けるまで待機する。

【0097】

一方、３次元の走査開始要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部１６は、反射波データの収集及びボリュームデータの生成を開始させる（ステップＳ１０２）。例えば、ボリュームデータは、３次元Ｂモード画像データである。そして、制御部１６の制御により、画像生成部１４は、領域設定用の画像データを生成し、モニタ２は、領域設定用の画像データを表示する（ステップＳ１０３）。

【0098】

そして、制御部１６は、Freezeボタンが押下されたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、Freezeボタンが押下されない場合（ステップＳ１０４否定）、制御部１６は、ステップＳ１０３の処理を継続させる。

【0099】

一方、Freezeボタンが押下された場合（ステップＳ１０４肯定）、制御部１６は、入力部３が設定領域を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、入力部３が設定領域を受け付けていない場合（ステップＳ１０５否定）、制御部１６は、設定領域を受け付けるまで待機する。

【0100】

一方、入力部３が設定領域を受け付けた場合（ステップＳ１０５肯定）、制御部１６は、入力部３が設定位相を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、入力部３が設定位相を受け付けていない場合（ステップＳ１０６否定）、制御部１６は、設定位相を受け付けるまで待機する。

【0101】

一方、入力部３が設定位相を受け付けた場合（ステップＳ１０６肯定）、制御部１６は、入力部３が閾値及び加算数を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、入力部３が閾値及び加算数を受け付けていない場合（ステップＳ１０７否定）、制御部１６は、閾値及び加算数を受け付けるまで待機する。

【0102】

一方、入力部３が閾値及び加算数を受け付けた場合（ステップＳ１０７肯定）、制御部１６は、設定情報を取得したと判定し、処理を終了する。なお、設定情報を受け付ける順番は、図１０に例示する順番に限定されるものではない。また、設定領域以外の設定情報は、３次元走査を開始する前に操作者が設定する場合であっても良い。また、閾値及び加算数は、図１０に例示するフローチャートで設定されない場合であっても良い。

【0103】

続いて、図１１に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、設定情報が設定され、Freeze状態が解除されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、設定情報が設定され、Freeze状態が解除されていない場合（ステップＳ２０１否定）、超音波診断装置は、待機状態となる。

【0104】

一方、設定情報が設定され、Freeze状態が解除された場合（ステップＳ２０１肯定）、制御部１６は、反射波データの収集及びボリュームデータ（３次元Ｂモード画像データ及び３次元ドプラ画像データ）の生成を再開させる（ステップＳ２０２）。

【0105】

そして、制御部１６は、設定位相の３次元ドプラ画像データが生成されたか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ここで、設定位相の３次元ドプラ画像データが生成されていない場合（ステップＳ２０３否定）、制御部１６は、設定位相の３次元ドプラ画像データが生成されるまで待機する。

【0106】

一方、設定位相の３次元ドプラ画像データが生成された場合（ステップＳ２０３肯定）、制御部１６は、画像生成部１４に対して、設定領域の３次元ドプラ画像データを用いた加算処理及び輝度調整処理を指示する（ステップＳ２０４）。そして、画像生成部１４は、表示用画像データを生成し、モニタ２は、表示用画像データを表示する（ステップＳ２０５）。

【0107】

そして、制御部１６は、加算数分の処理が行なわれたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで、加算数分の処理が行なわれていない場合（ステップＳ２０６否定）、制御部１６は、ステップＳ２０３に戻って、設定位相の特定処理を継続する。

【0108】

一方、加算数分の処理が行なわれた場合（ステップＳ２０６肯定）、制御部１６は、画像表示の終了要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ここで、終了要求を受け付けていない場合（ステップＳ２０７否定）、制御部１６は、設定情報の変更要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。

【0109】

ここで、設定情報の変更要求を受け付けない場合（ステップＳ２０８否定）、制御部１６は、設定情報の変更無しで処理を続行すると判定し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０３に戻って、設定位相の特定処理を継続する。

【0110】

一方、設定情報の変更要求を受け付けた場合（ステップＳ２０８肯定）、制御部１６は、変更後の設定情報で処理を続行すると判定し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０３に戻って、設定位相の特定処理を継続する。

【0111】

また、終了要求を受け付けた場合（ステップＳ２０７肯定）、制御部１６は、モニタ２に表示された全フレームの表示用画像データを、例えば、内部記憶部１７に保存し（ステップＳ２１１）、処理を終了する。

【0112】

上述したように、本実施形態では、２次元ドプラ画像データではなく、３次元ドプラ画像データを用いて、診断用の画像データを生成する。具体的には、本実施形態は、心臓弁が閉鎖している心位相を含む設定位相の血流情報であり、診断対象となる心臓弁近傍の３次元領域として設定された設定領域の血流情報を、設定位相ごとに順次加算した加算データを用いた表示用画像データを、時系列に沿って表示する。操作者は、フレームが更新されるごとに、輝度が向上する位置を、心臓弁が破損して逆流が生じている位置であると把握することができる。

【0113】

ここで、画像生成部１４の制御を行なう制御部１６は、ボリュームデータの各ボクセルの位置と、表示用画像データの各ピクセルの位置との対応関係を取得することができる。このため、操作者が表示用画像データを参照して、心臓弁が破損していると判断した位置を、入力部３を用いて指定すると、制御部１６は、指定された位置を、ボリュームデータにおける位置に変換することができる。従って、本実施形態では、心臓弁が破損している位置を把握させることができる。

【0114】

また、本実施形態では、閾値や加算数を設定情報として用いることで、操作者である心臓外科医の診断目的に応じた表示用画像データを生成することができる。また、本実施形態では、設定位相の設定領域の３次元Ｂモード画像データを用いて表示用画像データを生成するので、心臓弁の形状を把握できる。その結果、本実施形態では、心臓弁が破損している位置を容易に把握させることができる。

【0115】

なお、本実施形態で説明した画像処理方法は、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行なわれる場合であってもよい。かかる画像処理装置は、３次元ドプラ画像データ及び３次元Ｂモード画像データを取得することで、本実施形態で説明した画像処理方法を行なうことができる。

【0116】

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、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行される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。

【0117】

また、本実施形態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等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、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ及びＳＤカードメモリ等のＦｌａｓｈメモリ等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録され、コンピュータによって非一時的な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。

【0118】

以上、説明したとおり、本実施形態によれば、心臓弁が破損している位置を把握させることができる。

【0119】

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、特許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。

【符号の説明】

【0120】

１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力部
１０ 装置本体
１１ 送受信部
１２ Ｂモード処理部
１３ ドプラ処理部
１４ 画像生成部
１５ 画像メモリ
１６ 制御部
１６ａ 設定情報取得部
１６ｂ 画像生成制御部
１６ｃ 表示制御部
１７ 内部記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】