特許 6622018 超音波診断装置及び医用画像処理装置

(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】6622018

(24)【登録日】2019年11月29日

(45)【発行日】2019年12月18日

(54)【発明の名称】超音波診断装置及び医用画像処理装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/08 20060101AFI20191209BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/08

【請求項の数】16

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-138292(P2015-138292)

(22)【出願日】2015年7月10日

(65)【公開番号】特開2017-18305(P2017-18305A)

(43)【公開日】2017年1月26日

【審査請求日】2018年5月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 豊

(72)【発明者】

【氏名】貞光 和俊

(72)【発明者】

【氏名】樋口 治郎

(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】鷲見 篤司

(72)【発明者】

【氏名】中沢 尚之

(72)【発明者】

【氏名】中井 淳

(72)【発明者】

【氏名】姚 淙

(72)【発明者】

【氏名】米山 直樹

(72)【発明者】

【氏名】手塚 和男

(72)【発明者】

【氏名】嶺 喜隆

(72)【発明者】

【氏名】高橋 正美

【審査官】 後藤 順也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０６２５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１０３６６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０６８０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 平山秀男，弁膜症治療をサポートする３Ｄからの自動計測〜僧帽弁・大動脈弁解析ソフトウェア：ｅＳｉｅ Ｖａｌｖｅｓ〜，超音波検査技術，２０１５年 ４月 １日，第40巻、第2号，第190-197頁

【文献】 Alex Pui-Wai Lee et al.，Quantification of Mitral Valve Morphology With Tree-Dimensional Echocardiography，Circulation Journal，日本，２０１４年 ４月 ８日，第78巻，第1029-1037頁

【文献】 Daniel Braun et al.，Percutaneous Edge-to-Edge Repair of the Mitral Valve in Patients With Degenerative Versus Functional Mitral Regurgitation，Catheterization and Cardiovascular Interventions，２０１４年，vol.84，pp.137-146，２０１３年１２月１０日にオンラインにて発行

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００−８／１５

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＰｕｂＭｅｄ

医中誌Ｗｅｂ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波プローブを制御して超音波を送受信させて生成された複数フレームの３次元画像から、心臓弁を抽出する抽出手段と、
前記複数フレームのうち特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間（Ｐｒｏｌａｐｓｅ Ｇａｐ）として算出して表示部に表示させる算出手段と、
を有し、
前記算出手段は、前記複数フレームの３次元画像について、前記心臓弁の弁尖間の複数の逸脱隙間をそれぞれ算出し、前記複数フレームに係る複数の逸脱隙間のうち最大の逸脱隙間をもつフレームを前記特定のフレームとして決定する、
超音波診断装置。

【請求項2】

超音波プローブを制御して超音波を送受信させて生成された複数フレームの３次元画像から、心臓弁を抽出する抽出手段と、
前記複数フレームのうち特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間（Ｐｒｏｌａｐｓｅ Ｇａｐ）として算出して表示部に表示させる算出手段と、
を有し、
前記算出手段は、前記特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の複数の逸脱隙間を算出し、前記複数の逸脱隙間のうち最大値を前記逸脱隙間として算出する、
超音波診断装置。

【請求項3】

超音波プローブを制御して超音波を送受信させて生成された複数フレームの３次元画像から、心臓弁を抽出する抽出手段と、
前記複数フレームのうち特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間（Ｐｒｏｌａｐｓｅ Ｇａｐ）として算出して表示部に表示させる算出手段と、
を有し、
前記算出手段は、複数心拍の心拍ごとに、前記特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間要素として算出し、
前記複数心拍に係る複数の逸脱隙間要素を集計することで、１の逸脱隙間を算出する集計手段をさらに有する、
超音波診断装置。

【請求項4】

前記集計手段は、前記複数心拍に係る複数の逸脱隙間要素を平均し、平均化後の逸脱隙間要素の最大値を前記１の逸脱隙間として算出する請求項３に記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記算出手段は、前記心臓弁が閉鎖されるべきタイミングに相当するフレームを前記特定のフレームとする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項6】

前記算出手段は、収縮末期に相当するフレームを前記特定のフレームとする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項7】

前記算出手段は、心電図信号から前記収縮末期を決定する請求項６に記載の超音波診断装置。

【請求項8】

前記抽出手段は、前記心臓弁のエッジをトラッキングすることで、前記特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁を抽出する請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項9】

前記算出手段は、前記複数フレームのうち収縮末期に相当する特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間として算出して表示部に表示させ、
前記抽出手段は、前記心臓弁のエッジをトラッキングすることで、前記収縮末期に相当する特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁を抽出する、
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項10】

前記算出手段は、前記特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の１の逸脱隙間を前記逸脱隙間として算出する請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項11】

前記心臓弁を僧帽弁とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項12】

前記逸脱隙間は、後に実行されるＭｉｔｒａｌ Ｃｌｉｐ術式に利用されるものである請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項13】

記憶部から複数フレームの３次元画像を取得し、前記複数フレームの３次元画像から、心臓弁を抽出する抽出手段と、
前記複数フレームのうち特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間として算出して表示部に表示させる算出手段と、
を有し、
前記算出手段は、前記複数フレームの３次元画像について、前記心臓弁の弁尖間の複数の逸脱隙間をそれぞれ算出し、前記複数フレームに係る複数の逸脱隙間のうち最大の逸脱隙間をもつフレームを前記特定のフレームとして決定する、
医用画像処理装置。

【請求項14】

記憶部から複数フレームの３次元画像を取得し、前記複数フレームの３次元画像から、心臓弁を抽出する抽出手段と、
前記複数フレームのうち特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間として算出して表示部に表示させる算出手段と、
を有し、
前記算出手段は、前記特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の複数の逸脱隙間を算出し、前記複数の逸脱隙間のうち最大値を前記逸脱隙間として算出する、
医用画像処理装置。

【請求項15】

記憶部から複数フレームの３次元画像を取得し、前記複数フレームの３次元画像から、心臓弁を抽出する抽出手段と、
前記複数フレームのうち特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間として算出して表示部に表示させる算出手段と、
を有し、
前記算出手段は、複数心拍の心拍ごとに、前記特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間要素として算出し、
前記複数心拍に係る複数の逸脱隙間要素を集計することで、１の逸脱隙間を算出する集計手段をさらに有する、
医用画像処理装置。

【請求項16】

前記算出手段は、前記複数フレームのうち収縮末期に相当する特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間として算出して表示部に表示させ、
前記抽出手段は、前記心臓弁のエッジをトラッキングすることで、前記収縮末期に相当する特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁を抽出する、
請求項１３乃至１５のうちいずれか一項に記載の医用画像処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様としての実施形態は、超音波診断装置及び医用画像処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

心臓弁が機能しなくなる疾患を、弁膜症という。心臓弁には、僧帽弁、大動脈弁、三尖弁、及び肺動脈弁があるが、特に、僧帽弁の疾患が多くなってきている。僧帽弁は、前尖と後尖と呼ばれる２個の弁尖から成る。

【0003】

僧帽弁の弁膜の１個に影響を与える疾患の１つに、僧帽弁閉鎖不全症（ＭＲ）が挙げられる。僧帽弁閉鎖不全症は、僧帽弁が完全に閉鎖できず、血液が逆流する症状をいう。

【0004】

僧帽弁閉鎖不全症の治療は、従来までは、心臓弁を修復する「弁形成術」や、心臓弁を完全に取り替える「弁置換術」といった外科手術によって行なわれていた。しかし、最近では、僧帽弁閉鎖不全症に対して、カテーテルからデバイスを送り、弁の治療を行なうＭｉｔｒａｌ Ｃｌｉｐ（登録商標）という術式が適用される例が出ている。この術式では、患者を開胸せずに、患者の体力、年齢を考慮して行なうことができる。

【0005】

Ｍｉｔｒａｌ Ｃｌｉｐは、本来、閉鎖すべき収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間（Ｐｒｏｌａｐｓｅ Ｇａｐ）が１０［ｍｍ］以上だと、適用することが難しい。というのも、収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間が大きすぎると、僧帽弁の前尖及び後尖を適切に挟みこむことができなくなってしまうからである。

【0006】

というわけで、Ｍｉｔｒａｌ Ｃｌｉｐを適用可能であるかどうかを判断する上で、術前において、収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間を測定するのが必須となる。なお、３Ｄ画像に基づく収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間の測定結果は、２Ｄ画像に基づくそれより、実際の逸脱隙間に近いという報告がなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】国際公開第２００６／０６８２７１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間の測定は、操作者の指定操作を伴うものなので、操作者に負担がかかり、また、操作者の技量によりばらつきがあった。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本実施形態に係る超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、超音波プローブを制御して超音波を送受信させて生成された複数フレームの３次元画像から、心臓弁を抽出する抽出手段と、前記複数フレームのうち特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間（Ｐｒｏｌａｐｓｅ Ｇａｐ）として算出して表示部に表示させる算出手段と、を有する。

【0010】

本実施形態に係る医用画像処理装置は、上述した課題を解決するために、記憶部から複数フレームの３次元画像を取得し、前記複数フレームの３次元画像から、心臓弁を抽出する抽出手段と、前記複数フレームのうち特定のフレームの３次元画像における前記心臓弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間として算出して表示部に表示させる算出手段と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す概略図。

【図2】第１実施形態に係る超音波診断装置の機能を示すブロック図。

【図3】僧帽弁のエッジのトラッキングの概念を示す図。

【図4】（Ａ）〜（Ｄ）は、収縮末期における僧帽弁の弁尖間の逸脱隙間を示す図。

【図5】（Ａ）〜（Ｃ）は、収縮末期における僧帽弁の弁尖間の複数の逸脱隙間の算出方法を説明するための図。

【図6】複数の逸脱隙間の位置と、位置ごとの逸脱隙間との関係をグラフとして示す図。

【図7】逸脱隙間要素の集計方法を説明するための図。

【図8】逸脱隙間要素の集計結果をグラフとして示す図。

【図9】第１実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。

【図10】第２実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示す概略図。

【図11】第２実施形態に係る医用画像処理装置の機能を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本実施形態に係る超音波診断装置及び医用画像処理装置について、添付図面を参照して説明する。

【0013】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す概略図である。

【0014】

図１は、第１実施形態に係る超音波診断装置１０を示す。超音波診断装置１０は、超音波プローブ１１及び装置本体１２を備える。

【0015】

超音波プローブ１１は、被検体に対して超音波の送受波を行なう。超音波プローブ１１は、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受波を行なうものであり、１次元又は２次元に配列された複数個（Ｍ個）の微小な超音波振動子をその先端部に有している。この超音波振動子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、又、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する機能を有している。

【0016】

超音波プローブ１１は小型、軽量に構成されており、ケーブルを介して装置本体１２に接続される。超音波プローブ１１にはセクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応などがあり、診断部位に応じて任意に選択される。

【0017】

装置本体１２は、処理回路（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）３１、記憶回路（記憶部）３２、入力回路（入力部）３３、ディスプレイ（表示部）３４、基準信号発生回路３５、送受信回路３６、エコーデータ処理回路３７、及び画像生成回路３８を備える。

【0018】

処理回路３１は、専用又は汎用のＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｕｎｉｔ）の他、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、及び、プログラマブル論理デバイスなどを意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：ｓｉｍｐｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）などが挙げられる。処理回路３１は記憶回路３２に記憶された、又は、処理回路３１内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行することで図２に示す機能３１１〜３１５を実現する。

【0019】

また、処理回路３１は、単一の回路によって構成されてもよいし、複数の独立した回路を組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、プログラムを記憶する記憶回路３２は処理回路３１ごとに個別に設けられてもよいし、単一の記憶回路３２が複数の回路（処理回路）の機能に対応するプログラムを記憶するものであってもよい。

【0020】

記憶回路３２は、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等によって構成される。記憶回路３２は、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）メモリ及びＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｉｄｅｏ ｄｉｓｋ））などの可搬型メディアによって構成されてもよい。記憶回路３２は、処理回路３１において用いられる各種処理プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）や、プログラムの実行に必要なデータや、医用画像を記憶する。また、ＯＳに、操作者に対するディスプレイ３４への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力回路３３によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を含めることもできる。

【0021】

入力回路３３は、操作者によって操作が可能なポインティングデバイス（マウス等）やキーボード等の入力デバイスからの信号を入力する回路であり、ここでは、入力デバイス自体も入力回路３３に含まれるものとする。操作者により入力デバイスが操作されると、入力回路３３はその操作に応じた入力信号を生成して処理回路３１に出力する。なお、装置本体１２は、入力デバイスがディスプレイ３４と一体に構成されたタッチパネルを備えてもよい。

【0022】

ディスプレイ３４は、液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、処理回路３１の制御に従って画像生成回路３８によって生成された画像データを表示する。

【0023】

基準信号発生回路３５は、処理回路３１からの制御信号に従って、送受信回路３６に対して、例えば、超音波パルスの中心周波数とほぼ等しい周波数の連続波又は矩形波を発生する。

【0024】

送受信回路３６は、処理回路３１からの制御信号に従って、超音波プローブ１１に対して送受信を行なわせる。送受信回路３６は、超音波プローブ１１から送信超音波を放射させるための駆動信号を生成する送信回路３６１と、超音波プローブ１１からの受信信号に対して整相加算を行なう受信回路３６２を備える。

【0025】

送信回路３６１は、図示しない、レートパルス発生器、送信遅延回路、及びパルサを備える。レートパルス発生器は、送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを、基準信号発生回路３５から供給される連続波又は矩形波を分周することによって生成し、このレートパルスを送信遅延回路に供給する。送信遅延回路は、送信に使用される振動子と同数（Ｍチャンネル）の独立な遅延回路から構成されており、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を収束するための遅延時間と所定の方向に送信超音波を放射するための遅延時間をレートパルスに与え、このレートパルスをパルサに供給する。パルサは、Ｍチャンネルの独立な駆動回路を有し、超音波プローブ１１に内蔵された振動子を駆動するための駆動パルスを前記レートパルスに基づいて生成する。

【0026】

送受信回路３６の受信回路３６２は、図示しないプリアンプ、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路、受信遅延回路、及び加算回路を備える。プリアンプは、Ｍチャンネルから構成され、振動子によって電気的な受信信号に変換された微小信号を増幅して十分なＳ／Ｎを確保する。プリアンプにおいて所定の大きさに増幅されたＭチャンネルの受信信号は、Ａ／Ｄ変換回路にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路に送られる。受信遅延回路は、所定の深さからの超音波反射波を集束するための集束用遅延時間と、所定方向に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換回路から出力されるＭチャンネルの受信信号の各々に与える。加算回路は、受信遅延回路からの受信信号を整相加算（所定の方向から得られた受信信号の位相を合わせて加算）する。

【0027】

エコーデータ処理回路３７は、処理回路３１からの制御信号に従って、受信回路３６２から入力されたエコーデータに対して、超音波画像を生成するための処理を行なう。例えば、エコーデータ処理回路３７は、対数圧縮処理及び包絡線検波処理等のＢモード処理や、直交検波処理及びフィルタ処理等のドプラ（ｄｏｐｐｌｅｒ）処理などを行なう。

【0028】

画像生成回路３８は、処理回路３１からの制御信号に従って、エコーデータ処理回路３７から入力されたデータを、スキャンコンバータ（ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって走査変換して超音波画像データを生成する。そして、画像生成回路３８は、超音波画像データに基づく超音波画像をディスプレイ３４に表示させる。超音波画像は、例えばＢモード画像やカラードプラ画像である。

【0029】

続いて、第１実施形態に係る超音波診断装置１０の機能について説明する。

【0030】

図２は、第１実施形態に係る超音波診断装置１０の機能を示すブロック図である。

【0031】

処理回路３１がプログラムを実行することによって、超音波診断装置１０は、エッジ抽出機能３１１、エッジトラッキング機能３１２、タイミング決定機能３１３、逸脱隙間算出機能３１４、及び逸脱隙間集計機能３１５として機能する。なお、機能３１１〜３１５がソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、それら機能３１１〜３１５の一部又は全部は、超音波診断装置１０にハードウェア的にそれぞれ設けられるものであってもよい。

【0032】

エッジ抽出機能３１１は、基準信号発生回路３５を介して超音波プローブ１１の動作を制御してＢモードの４Ｄスキャンを開始させ、画像生成回路３８によって生成される３Ｄ画像に基づいて心臓弁（弁輪）のエッジを抽出する機能である。心臓弁としては、僧帽弁、大動脈弁、三尖弁、及び肺動脈弁が挙げられる。以下、僧帽弁が抽出される場合を例にとって説明するが、その場合に限定されるものではない。

【0033】

エッジトラッキング（追跡）機能３１２は、画像生成回路３８によって生成される複数フレームの３Ｄ画像に基づいて、エッジ抽出機能３１１によって抽出された僧帽弁のエッジをトラッキングする機能である。エッジトラッキング機能３１２は、僧帽弁のエッジのトラッキングにおいて、従来技術のＷＭＴ（ｗａｌｌ ｍｏｔｉｏｎ ｔｒａｃｋｉｎｇ）を用いた心臓壁のトラッキングと同様に、パターンマッチング技術を僧帽弁のエッジに応用すればよい。

【0034】

図３は、僧帽弁のエッジのトラッキングの概念を示す図である。

【0035】

図３は、左心室ＬＶを含む複数フレームの３Ｄ画像を示す。僧帽弁Ｍのエッジのトラッキング技術では、開始フレームの３Ｄ画像上に動きを解析する部分である僧帽弁Ｍのエッジにテンプレート画像が設定される。そして、僧帽弁Ｍのエッジが次のフレームの３Ｄ画像でどこに移動したかについて、テンプレート画像のスペックルパターンが最もマッチする領域が次のフレームの３Ｄ画像内で探索されることにより推定される。さらに、この推定処理が次々と連続する２のフレームの３Ｄ画像の間で繰り返されれば、時間に伴って変化する僧帽弁Ｍのエッジがトラッキングされる。

【0036】

図２の説明に戻って、タイミング決定機能３１３は、僧帽弁が閉鎖すべきタイミング、例えば、収縮末期を決定する機能である。タイミング決定機能３１３は、収縮末期を、心電図（ＥＣＧ：ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）信号から決定する。なお、タイミング決定機能３１３は、複数フレームの３次元画像について、心臓弁の弁尖間の複数の逸脱隙間をそれぞれ算出し、複数フレームに係る複数の逸脱隙間のうち最大の逸脱隙間をもつフレームを収縮末期として決定してもよい。

【0037】

収縮末期は、心電図信号に基づくＳ波時相とＥ波時相との間において設定される所定期間において、心筋速度の絶対値が最小となる時相とされることが好適である。収縮末期の決定方法については、例えば、特開２００５−３４２００６号公報などに挙げられる。

【0038】

逸脱隙間算出機能３１４は、タイミング決定機能３１３によって決定された収縮末期に相当するフレームの３Ｄ画像に基づいて、収縮末期における僧帽弁の弁尖間の隙間を逸脱隙間（Ｐｒｏｌａｐｓｅ Ｇａｐ）として算出する機能である。逸脱隙間算出機能３１４は、収縮末期における僧帽弁の弁尖間の逸脱隙間をディスプレイ３４に表示させる機能を備えてもよい。

【0039】

第１例として、逸脱隙間算出機能３１４は、収縮末期における僧帽弁の前尖（ａｎｔｅｒｉｏｒ ｌｅａｆｌｅｔ）上の１点と、後尖（ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ ｌｅａｆｌｅｔ）上の１点との間の１個の逸脱隙間を算出する。

【0040】

第２例として、逸脱隙間算出機能３１４は、収縮末期における僧帽弁の前尖上の複数点と、後尖上の複数点との間の複数の逸脱隙間を算出し、それらの代表値を弁尖間の逸脱隙間とする。代表値としては、複数の逸脱隙間における平均値や最大値などが挙げられる。

【0041】

図４（Ａ）〜（Ｄ）は、収縮末期における僧帽弁の弁尖間の逸脱隙間を示す図である。

【0042】

図４（Ａ）〜（Ｄ）の上段は、僧帽弁を上方（左心房）から見た図であり、図４（Ａ）〜（Ｄ）の下段は、僧帽弁を側方から見た図である。

【0043】

図４（Ａ），（Ｂ）に示す収縮末期のタイミングでは、上段に示すように、僧帽弁を上方（左心房）から見ても弁尖間の逸脱隙間はないようにも見える。しかしながら、下段に示すように、側方から見ると、僧帽弁を上方から見ても弁尖間の逸脱隙間が存在する。よって、３次元画像に基づいて、収縮末期における弁尖間の逸脱隙間を算出することが好適である。

【0044】

一方で、図４（Ｃ），（Ｄ）に示す収縮末期のタイミングでは、僧帽弁を上方から見ても、側方から見ても、弁尖間の逸脱隙間は存在する。

【0045】

図５（Ａ）〜（Ｃ）は、収縮末期における僧帽弁の弁尖間の複数の逸脱隙間の算出方法を説明するための図である。

【0046】

図５（Ａ）は、収縮末期における正常な僧帽弁の状態を示す。図５（Ｂ），（Ｃ）は、僧帽弁閉鎖不全症の状態を示す。

【0047】

図５（Ｂ）に示すように、前交連ＡＣ及び後交連ＰＣの間における前尖ＡＬのエッジの中点と、前交連ＡＣ及び後交連ＰＣの間における後尖ＰＭのエッジ上の中点との間（線分Ｌ）が収縮末期における弁尖間の逸脱隙間として算出される。

【0048】

又は、前交連ＡＣ及び後交連ＰＣの間における前尖ＡＬのエッジ上と、前交連ＡＣ及び後交連ＰＣの間における後尖ＰＭのエッジ上とに、線分Ｌとそれに平行な複数の線分が求められ、複数の線分の長さが複数の逸脱隙間として算出される。それらの代表値、例えば、最大の逸脱隙間が弁尖間の逸脱隙間とされる。

【0049】

図５（Ｃ）に示すように、前交連ＡＣ（又は後交連ＰＣ）から同割合にある前尖ＡＬ及び後尖ＰＭのエッジ上の点を結ぶ複数の線分が求められ、複数の線分の長さが複数の逸脱隙間として算出される。それらの代表値、例えば、最大の逸脱隙間が弁尖間の逸脱隙間とされる。

【0050】

図２の説明に戻って、逸脱隙間算出機能３１４は、算出した収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間の位置を算出することもできる。

【0051】

図６は、複数の逸脱隙間の位置と、位置ごとの逸脱隙間との関係をグラフとして示す図である。

【0052】

図６は、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）によって算出された複数の逸脱隙間の位置ごとに逸脱隙間をプロットしたグラフを示す。図６に示すように、前交連ＡＣに近い側に、最大の逸脱隙間をもつ。

【0053】

ここで、心臓弁としての大動脈弁、三尖弁、及び肺動脈弁については、僧帽弁とは異なり、３個の弁尖から成る。大動脈弁、三尖弁、及び肺動脈弁の弁尖間の逸脱隙間が算出される場合、第１及び第２の弁尖の間と、第２及び第３の弁尖の間と、第３及び第１の弁尖の間についてそれぞれ逸脱隙間や、最大の逸脱隙間の位置が算出される。

【0054】

図２の説明に戻って、逸脱隙間集計機能３１５は、逸脱隙間算出機能３１４によって複数心拍に係る複数の逸脱隙間が算出された場合、それらを複数の逸脱隙間要素として集計して、複数心拍に係る１の逸脱隙間を算出する機能である。逸脱隙間集計機能３１５は、複数心拍に係る複数の逸脱隙間要素を平均し、平均化後の逸脱隙間要素の最大値を複数心拍に係る逸脱隙間とする。

【0055】

図７は、逸脱隙間要素の集計方法を説明するための図である。図７の上段は、複数心拍（第１心拍〜第Ｎ心拍）における、逸脱隙間要素の位置と逸脱隙間要素との関係をグラフとして示す図である。図７の下段は、逸脱隙間要素の位置と、時間（心拍）と、最大の逸脱隙間要素との関係をグラフとして示す図である。

【0056】

図７の下段によると、心拍の変化に従って、最大の逸脱隙間要素の位置が変化することがわかる。

【0057】

図８は、逸脱隙間要素の集計結果をグラフとして示す図である。

【0058】

図８は、複数心拍に係る複数の逸脱隙間要素が平均化された後の逸脱隙間要素の曲線を示す。その曲線の最大値が、複数心拍に係る１の逸脱隙間として算出される。また、図８に示すように、曲線の最大値の位置に、複数心拍に係る複数の逸脱隙間要素のばらつき（標準偏差又は分散）を示すライン（２点間の太線）が示される。

【0059】

図８に示すグラフや、又は、複数心拍に係る１の逸脱隙間の位置と、複数心拍に係る１の逸脱隙間の値及びばらつきを示す値とを表す文字情報を表示することで、操作者は、複数心拍に係る１の逸脱隙間を視認することができる。

【0060】

続いて、図１及び図９を用いて超音波診断装置１０の動作について説明する。

【0061】

図９は、第１実施形態に係る超音波診断装置１０の動作を示すフローチャートである。

【0062】

超音波診断装置１０は、ある心拍において、基準信号発生回路３５を介して超音波プローブ１１の動作を制御してＢモードの４Ｄスキャンを開始させ、画像生成回路３８によって生成される３Ｄ画像に基づいて僧帽弁のエッジを抽出する（ステップＳＴ１）。超音波診断装置１０は、画像生成回路３８によって生成される複数フレームの３Ｄ画像に基づいて、ステップＳＴ１によって抽出された僧帽弁のエッジをトラッキングする（ステップＳＴ２）。

【0063】

超音波診断装置１０は、僧帽弁が閉鎖すべきタイミング、例えば、収縮末期を決定する（ステップＳＴ３）。超音波診断装置１０は、ステップＳＴ３によって決定された収縮末期に相当するフレームの３Ｄ画像に基づいて、収縮末期における僧帽弁の前尖上の複数点と、後尖上の複数点との間の複数の逸脱隙間要素を算出する（ステップＳＴ４）。

【0064】

超音波診断装置１０は、ステップＳＴ４によって算出された複数の逸脱隙間要素における最大値を、収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間要素として算出し、最大の逸脱隙間要素の位置を算出する（ステップＳＴ５）。

【0065】

超音波診断装置１０は、次の心拍において、収縮末期における最大の逸脱隙間要素の位置を算出するか否かを判断する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６の判断にてＹＥＳ、すなわち、次の心拍において、収縮末期における最大の逸脱隙間要素の位置を算出すると判断される場合、超音波診断装置１０は、次の心拍において、基準信号発生回路３５を介して超音波プローブ１１の動作を制御してＢモードの４Ｄスキャンを開始させ、画像生成回路３８によって生成される３Ｄ画像に基づいて僧帽弁のエッジを抽出する（ステップＳＴ１）。

【0066】

一方、ステップＳＴ６の判断にてＮＯ、すなわち、次の心拍において、収縮末期における最大の逸脱隙間要素の位置を算出しないと判断される場合、超音波診断装置１０は、ステップＳＴ４によって算出された複数心拍に係る複数の逸脱隙間要素を集計して、複数心拍に係る１の逸脱隙間を算出する（ステップＳＴ７）。超音波診断装置１０は、ステップＳＴ５によって算出された各心拍に係る逸脱隙間要素や、ステップＳＴ７によって算出された複数心拍に係る１の逸脱隙間をディスプレイ３４に表示させる（ステップＳＴ８）。

【0067】

第１実施形態に係る超音波診断装置１０によると、正確で精度のよい、収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間を操作者に提供することができる。さらに、第１実施形態に係る超音波診断装置１０によると、１心拍のみならず複数心拍に係る逸脱隙間要素から算出された１の逸脱隙間を操作者に提示できるので、さらに正確で精度のよい、収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間を操作者に提供することができる。

【0068】

このように、第１実施形態に係る超音波診断装置１０によると、心臓弁の弁尖間をクリップで挟みこむＭｉｔｒａｌ Ｃｌｉｐの術式に先立って、Ｍｉｔｒａｌ Ｃｌｉｐが適用可能であるかどうかや、適用可能である場合のクリップの数を判断する上で重要な僧帽弁の逸脱隙間の情報を提示できる。

【0069】

（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示す概略図である。

【0070】

図１０は、第２実施形態に係る医用画像処理装置５０を示す。

【0071】

医用画像処理装置５０は、例えば、専用又は汎用コンピュータである。例えば、医用画像処理装置５０の機能は、医用画像に画像処理を施すＰＣ（ワークステーション）や、医用画像を保存・管理する医用画像管理装置（サーバ）などに含むものであってもよい。

【0072】

以下、医用画像処理装置５０が専用又は汎用のコンピュータである場合を例にとって説明する。

【0073】

医用画像処理装置５０は、処理回路５１、記憶回路（記憶部）５２、入力回路（入力部）５３、ディスプレイ（表示部）５４、及びＩＦ（通信部）５５を備える。

【0074】

処理回路５１は、図１に示す処理回路３１と同等の構成である。記憶回路５２は、図１に示す記憶回路３２と同等の構成である。入力回路５３は、図１に示す入力回路３３と同等の構成である。ディスプレイ５４は、図１に示すディスプレイ３４と同等の構成である。

【0075】

ＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５４は、所定の通信規格にしたがって、外部装置との通信動作を行なう。医用画像処理装置５０がネットワーク上に設けられる場合、ＩＦ５４は、ネットワーク上の外部装置と情報の送受信を行なう。例えば、ＩＦ５４は、ＭＲＩ装置等の医用画像診断装置（図示しない）による撮像で得られたデータを医用画像診断装置や医用画像管理装置（図示しない）等から受信したり、医用画像処理装置５０によって生成されたデータを医用画像管理装置や読影端末（図示しない）に送信したりして、外部装置と通信動作を行なう。

【0076】

続いて、第２実施形態に係る医用画像処理装置５０の機能について説明する。

【0077】

図１１は、第２実施形態に係る医用画像処理装置５０の機能を示すブロック図である。

【0078】

処理回路５１がプログラムを実行することによって、医用画像処理装置５０は、エッジ抽出機能３１１Ａ、エッジトラッキング機能３１２、タイミング決定機能３１３、逸脱隙間算出機能３１４、及び逸脱隙間集計機能３１５として機能する。なお、機能３１１Ａ〜３１５がソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、それら機能３１１Ａ〜３１５の一部又は全部は、医用画像処理装置５０にハードウェア的にそれぞれ設けられるものであってもよい。

【0079】

なお、図１１において、図２に示す機能と同一機能には同一符号を付して説明を省略する。

【0080】

エッジ抽出機能３１１Ａは、記憶回路５２に記憶されたＢモードの３Ｄ画像を取得し（読み出し）、Ｂモードの３Ｄ画像に基づいて僧帽弁（弁輪）のエッジを抽出する機能である。心臓弁としては、僧帽弁、大動脈弁、三尖弁、及び肺動脈弁が挙げられる。以下、僧帽弁が抽出される場合を例にとって説明するが、その場合に限定されるものではない。

【0081】

第２実施形態に係る医用画像処理装置５０によると、正確で精度のよい、収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間を操作者に提供することができる。さらに、第２実施形態に係る医用画像処理装置５０によると、１心拍のみならず複数心拍に係る逸脱隙間要素から算出された１の逸脱隙間を操作者に提示できるので、さらに正確で精度のよい、収縮末期における僧帽弁の逸脱隙間を操作者に提供することができる。

【0082】

このように、第２実施形態に係る医用画像処理装置５０によると、心臓弁の弁尖間をクリップで挟みこむＭｉｔｒａｌ Ｃｌｉｐの術式に先立って、Ｍｉｔｒａｌ Ｃｌｉｐが適用可能であるかどうかや、適用可能である場合のクリップの数を判断する上で重要な僧帽弁の逸脱隙間の情報を提示できる。

【0083】

以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

【符号の説明】

【0084】

１０ 超音波診断装置
１１ 超音波プローブ
１２ 装置本体
３１，５１ 処理回路
３４，５４ ディスプレイ
５０ 医用画像処理装置
３１１，３１１Ａ エッジ抽出機能
３１２ エッジトラッキング機能
３１３ タイミング決定機能
３１４ 逸脱隙間算出機能
３１５ 逸脱隙間集計機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】