(57)【要約】【課題】超音波画像処理において血流中の渦部分を客観的に識別できるようにする。【解決手段】組織画像及び血流画像に基づいて二次元速度ベクトル分布が生成される。二次元速度ベクトル分布に基づいて圧力分布が生成される。圧力分布に基づいて渦部分の輪郭が特定される。圧力分布を示す圧力分布画像９０に対して、渦部分の輪郭を示す輪郭像９４が合成される。【選択図】図９
2020000501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓に対する超音波の送受波により得られたデータに基づいて前記心臓内の血流の圧力分布を演算する圧力分布演算部と、
前記圧力分布に基づいて前記血流に含まれる低圧部分としての渦部分を識別する渦部分識別部と、
を含むことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波画像処理装置において、
前記渦部分識別部は、
前記圧力分布に基づいて渦部分中心を検出する中心検出部と、
前記渦部分中心を取り囲む輪郭を特定する輪郭特定部と、
を含み、
前記輪郭の内部が前記渦部分である、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の超音波画像処理装置において、
前記中心検出部は、前記圧力分布に含まれる極小点の内で前記圧力分布の平均値よりも低い圧力を有する極小点を前記渦部分中心として検出する、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項４】
請求項２記載の超音波画像処理装置において、
前記輪郭特定部は、
前記渦部分中心の圧力に基づいて境界圧力を演算する手段と、
前記圧力分布において前記渦部分中心の周囲であって前記境界圧力を有するところを前記輪郭として特定する手段と、
を含むことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波画像処理装置において、
前記境界圧力は、前記渦部分中心の圧力に対して前記圧力分布の平均値から定まるオフセット圧力を加えることにより演算される、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項６】
請求項４記載の超音波画像処理装置において、
前記圧力分布を示す圧力分布画像を生成する手段と、
前記輪郭を示す輪郭像を生成する手段と、
前記圧力分布画像と前記輪郭像とを合成して表示画像を生成する手段と、
を含むことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項７】
請求項２記載の超音波画像処理装置において、
前記輪郭に基づいて前記渦部分についての評価値を演算する評価値演算部を含む、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項８】
情報処理装置において実行されるプログラムであって、
超音波の送受波により得られたデータに基づいて血流における圧力分布を演算する機能と、
前記圧力分布に基づいて前記血流に含まれる渦部分を識別する機能と、
前記圧力分布及び前記渦部分の輪郭を表す表示画像を生成する機能と、
を含むことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波画像処理装置に関し、特に血流を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓内の血流中には渦が生じる。弁の働きや心筋の運動に応じて、渦の有無や渦の出方が変化するので、血流中の渦を観察することが求められている。超音波診断装置において形成される一般的な血流画像（カラードプラ画像）上において渦を視認することは困難である。そのような血流画像において表現される速度は、真の速度ではなく、超音波ビームに沿った速度成分だからである。
【０００３】
近時、ＶＦＭ（Vector Flow Mapping）と呼ばれる技術が実用化されている。この技術によれば、組織画像（断層画像）及び血流画像（ドプラ情報）に基づいて、心腔内における複数の座標に対応する複数の二次元速度ベクトル（二次元速度ベクトル分布）を求めることが可能である。二次元速度ベクトル分布に基づいて複数の二次元ベクトルを表す複数の矢印からなる矢印画像を形成すれば、その矢印画像を通じて、回転する流れを目視することが可能である。二次元速度ベクトル分布はＶＦＭ以外の技術によっても生成されうる。
【０００４】
特許文献１には、二次元速度ベクトル分布に基づいて渦を検出する超音波診断装置が開示されている。具体的には、流線が回帰条件を満たしたことに基づいて渦が検出されている。回帰条件が満たされない場合、渦があってもそれは検出されない。
【０００５】
なお、血流の圧力分布を演算する幾つかの技術が提案されている（例えば特許文献２〜特許文献４を参照）。それらの技術は、公知のナビエ・ストークス（Navier-Stokes）方程式又はそれを発展させた方程式に従って、血流中の各座標での圧力を演算するものである。ナビエ・ストークス方程式は、速度と圧力の関係を示すものであり、その方程式を用いれば、例えば、速度ベクトル分布から圧力分布を求めることが可能である。圧力分布に基づく渦の検出はいずれの特許文献にも記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許５７５０１８１号公報
【特許文献２】国際公開２０１５／１２９３３６号公報
【特許文献３】特開２００４−１２１７３５号公報
【特許文献４】特開２０１１−２３５００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
心臓の機能を評価しあるいは心臓の疾患を診断する上で、心腔内で生じる渦を定量的に評価することが求められているところ、その外縁は一般に不明瞭あるいは曖昧である。そこで、渦について輪郭を客観的に定めることが要望されている。なお、以下において、渦についての輪郭の内部を渦部分と表現する。換言すれば、渦部分とその周囲との境界が輪郭である。
【０００８】
本発明の目的は、超音波画像処理において渦部分を客観的に識別することにある。あるいは、本発明の目的は、超音波画像処理において渦部分を安定的に識別することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係る超音波画像処理装置は、心臓に対する超音波の送受波により得られたデータに基づいて前記心臓内の血流の圧力分布を演算する圧力分布演算部と、前記圧力分布に基づいて前記血流に含まれる低圧部分としての渦部分を識別する渦部分識別部と、を含むものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、超音波画像処理において渦部分を客観的に識別できる。あるいは、本発明によれば、超音波画像処理において渦部分を安定的に識別できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。
【図２】二次元速度ベクトルの演算を説明するための図である。
【図３】二次元速度ベクトル分布を示す図である。
【図４】矢印画像を示す図である。
【図５】圧力分布画像を示す図である。
【図６】カラーバーを示す図である。
【図７】表示画像の一例を示す図である。
【図８】渦部分の検出方法を示す図である。
【図９】輪郭像を示す図である。
【図１０】実施形態に係る画像処理方法を示すフローチャートである。
【図１１】輪郭像生成方法を示すフローチャートである。
【図１２】２つの輪郭像を示す図である。
【図１３】輪郭像列を示す図である。
【図１４】回転方向を表した輪郭像を示す図である。
【図１５】渦部分に対して設定される解析ラインを示す図である。
【図１６】圧力プロファイルを示す図である。
【図１７】評価値グラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（１）実施形態の概要
実施形態に係る超音波画像処理装置は、圧力分布演算部、及び、渦部分識別部を有する。圧力分布演算部は、心臓に対する超音波の送受波により得られたデータに基づいて、心臓内の血流の圧力分布を演算するものである。渦部分識別部は、圧力分布に基づいて、血流に含まれる低圧部分としての渦部分を識別するものである。
【００１４】
上記構成は、圧力分布における低圧部分が渦部分に相当するという知見に基づいて、圧力分布に含まれる渦部分を識別するものである。低圧部分は渦部分の別表現であり、相対的に見て低い圧力（所定の圧力よりも低い圧力）を有する部分が低圧部分である。圧力という客観的な指標に基づいて渦部分を識別できるので、渦部分を客観的又は安定的に検出することが可能である。ここで示す圧力分布は相対圧力分布である。
【００１５】
実施形態において、圧力分布は、二次元速度ベクトル分布に基づいて生成される。他の方法により圧力分布が生成されてもよい。圧力分布の生成に際しては、二次元流を前提とした圧力分布演算、及び、三次元流を前提とした圧力分布演算のいずれも利用可能である。実施形態においては、渦部分の識別結果に基づいて、渦部分の輪郭像が形成され、あるいは、渦部分について評価値が演算される。
【００１６】
実施形態において、渦部分識別部は、圧力分布に基づいて渦部分中心を検出する中心検出部と、渦部分中心を取り囲む輪郭を特定する輪郭特定部と、を含み、輪郭の内部が渦部分である。渦部分が局所的な低圧部分であることから、渦部分の識別に際しては、まず渦部分中心が検出され、それに基づいて輪郭が特定される。上記構成によれば、複数の渦部分が発生しても、個々の渦部分を識別することが容易となる。
【００１７】
実施形態において、中心検出部は、圧力分布に含まれる極小点の内で圧力分布の平均値よりも低い圧力を有する極小点を渦部分中心として検出する。この構成によれば、圧力分布の平均値（又はそれに基づく値）が基準値とされるので、例えば、高圧部分に含まれる極小点を渦部分中心と誤認してしまうことを防止できる。
【００１８】
実施形態において、輪郭特定部は、渦部分中心の圧力に基づいて境界圧力を演算する手段と、圧力分布において渦部分中心の周囲であって境界圧力を有するところを輪郭として特定する手段と、を含む。この構成によれば、渦部分中心の圧力を基準として境界圧力が定められるので、輪郭を客観的に特定することが可能となる。境界圧力に代えて又はそれと共に、圧力の空間勾配等を利用することも考えられる。一般に渦の境界は不明瞭又は曖昧であるが、上記構成によれば、渦に視認可能な形態が与えられるので、渦を目視観察することが可能となる。輪郭は評価上又は診断上の目安として機能するものであり、輪郭の外側に回転する流れが存在していてもよい。
【００１９】
実施形態において、境界圧力は、渦部分中心の圧力に対して圧力分布の平均値から定まるオフセット圧力を加えることにより演算される。この構成によれば、境界圧力を客観的に定めることが可能となる。
【００２０】
実施形態に係る超音波画像処理装置は、圧力分布を示す圧力分布画像を生成する手段と、輪郭を示す輪郭像を生成する手段と、圧力分布画像と輪郭像とを合成して表示画像を生成する手段と、を含む。この構成によれば、圧力分布を背景としつつ渦部分を観察することが可能となる。輪郭像が表示されるので、渦部分の形態を容易に認識できる。表示画像は静止画像であってもよいし動画像であってもよい。後者の場合、渦部分について、その発生、消滅等を含む渦部分の時間的変化を観察することが可能となる。輪郭像は閉ループとして構成されてもよいし、ペイントされた領域として構成されてもよい。
【００２１】
実施形態に係る超音波画像処理装置は、輪郭に基づいて渦部分についての評価値を演算する評価値演算部を含む。この構成によれば、評価値を心臓の機能の評価や疾病の診断に役立てることが可能となる。
【００２２】
実施形態に係る超音波画像処理方法は、超音波の送受波により得られたデータに基づいて血流における圧力分布を演算する工程と、圧力分布に基づいて血流に含まれる渦部分を識別する工程と、圧力分布及び渦部分の輪郭を表す表示画像を生成する工程と、を含むものである。この超音波画像処理方法は、ハードウエア又はソフトウエアの機能として実現され得る。後者の場合、超音波画像処理方法を実行するプログラムが、ネットワークを介して又は可搬型記憶媒体を介して、超音波画像処理装置としての情報処理装置にインストールされる。
【００２３】
（２）実施形態の詳細
図１には、実施形態に係る超音波診断装置の構成がブロック図として示されている。この超音波診断装置は超音波画像処理装置として機能するものである。超音波診断装置は、病院等の医療機関において設置され、生体（被検者）に対する超音波の送受波により得られた受信データに基づいて超音波画像を形成する医療用の装置である。実施形態に係る超音波診断装置は、後に詳述するように、心臓内の血流に含まれる渦部分を識別してその輪郭像を表示する機能を備えている。
【００２４】
超音波プローブ１０は、超音波を送受波する手段又は送受波器として機能するものである。心臓の超音波診断に際しては、超音波プローブの１０の送受波面（音響レンズ表面）が被検者の胸部に当接され、その状態で超音波が送受波される。より詳しくは、超音波プローブ１０は、一次元配列された複数の振動素子からなる振動素子アレイを備えている。振動素子アレイによって超音波ビーム１４が形成され、超音波ビーム１４の電子的な走査により走査面１２が形成される。走査面１２は観察面であり、すなわち二次元データ取込領域である。図１において、ｒは深さ方向を示しており、θは電子走査方向を示している。超音波ビームの電子走査方式として、電子セクタ走査方式、電子リニア走査方式等が知られている。超音波プローブ内に２Ｄ振動素子アレイを設け、生体内からボリュームデータが取得されてもよい。食道内に挿入されて心臓に対する超音波診断を行う超音波プローブが利用されてもよい。なお、後述する二次元速度ベクトル分布の演算のために、所定シーケンスに従って、組織画像形成用の電子走査と血流画像形成用（ドプラ情報取得用）の電子走査とが時分割で実行される。
【００２５】
送信部１６は、送信時において、複数の振動素子に対して複数の送信信号を並列的に供給する送信ビームフォーマーであり、それは電子回路として構成される。受信部１８は、受信時において、複数の振動素子から並列的に出力される複数の受信信号を整相加算（遅延加算）する受信ビームフォーマーであり、それは電子回路として構成される。受信部１８は、複数のＡ／Ｄ変換器、検波回路等を備えている。受信部１８での複数の受信信号の整相加算によりビームデータが生成される。ちなみに、１回の電子走査当たり、電子走査方向に並ぶ複数のビームデータが生成され、それらが受信フレームデータを構成する。個々のビームデータは深さ方向に並ぶ複数のエコーデータにより構成される。
【００２６】
組織画像（断層画像）形成用の各ビームデータが組織画像形成部２２へ送られ、血流画像（カラードプラ画像）形成用の各ビームデータが血流画像形成部２４へ送られている。
【００２７】
組織画像形成部２２は、対数変換器、相関処理器等を有し、またＤＳＣ（Digital Scan Converter）を有している。ＤＳＣは、座標変換機能、補間機能等を有し、ビーム走査方向に並ぶ複数のビームデータに基づいて表示用の組織画像（Ｂモード断層画像）を形成する。その組織画像（組織画像データ）が表示処理部２６へ送られている。実施形態においては、組織画像形成部２２において生成された座標変換前のフレームデータが速度ベクトル演算部２８へ送られている。そのフレームデータの実体は生体組織（具体的には心臓）の断面を表す画像であり、そのフレームデータは組織画像と言いうるものである。なお、座標変換後のフレームデータ（表示用の組織画像）が速度ベクトル演算部２８へ送られてもよい。
【００２８】
血流画像形成部２４は、自己相関器、速度演算器等を有し、また上記ＤＳＣと同様の機能をもったＤＳＣを有している。血流画像形成部２４は、ビーム走査方向に並ぶ複数のビームデータに含まれるドプラ情報に基づいて血流画像を形成するものである。具体的には、血流画像は心臓内の血流の速度を表す画像である。但し、血流画像を構成する個々の速度は、真の速度ではなく、超音波ビームに沿った速度成分である。血流画像（血流画像データ）が表示処理部２６へ送られている。実施形態においては、血流画像形成部２４において生成された座標変換前のフレームデータが速度ベクトル演算部２８へ送られている。そのフレームデータの実体は走査面上における血流速度分布であり、それは血流画像と言いうるものである。なお、座標変換後のフレームデータが速度ベクトル演算部２８へ送られてもよい。
【００２９】
図１において、画像処理モジュール２５は、速度ベクトル演算部２８、圧力分布演算部３０、渦部分識別部３２及び表示処理部２６を有している。画像処理モジュール２５が有する各機能は、ＣＰＵによって実行されるプログラムによって実現される。画像処理モジュール２５が画像処理プロセッサによって構成されてもよい。画像処理モジュール２５がＰＣ等の情報処理装置に組み込まれてもよい。その場合、超音波診断装置から情報処理装置へ組織画像データ及び血流画像データが転送されてもよい。なお、シネメモリ等の記憶装置上に記憶された組織画像及び血流画像が画像処理モジュール２５において処理されてもよい。
【００３０】
速度ベクトル演算部２８は、組織画像及び血流画像に基づいて、心腔内における複数の座標（格子点）で、複数の二次元速度ベクトルを演算するものである。その演算はＶＦＭ（Vector Flow Mapping）とも呼ばれている。複数の二次元速度ベクトルにより二次元速度ベクトル分布が構成される。二次元速度ベクトル分布を示すデータが表示処理部２６及び圧力分布演算部３０へ送られている。
【００３１】
圧力分布演算部３０は、ナビエ・ストークス（Navier-Stokes）方程式に基づいて、血流の圧力分布を演算するものである。ナビエ・ストークス方程式は、流体の運動を記述する方程式であり、特に、速度と圧力との関係を定めるものである。その方程式によれば、二次元速度ベクトルから圧力分布が導かれる。実施形態においては、その計算に際して、二次元流が前提とされており、ビーム走査面を貫く速度成分については計算上、無視されている。三次元流を推定し、それに基づいて圧力分布が演算されてもよい（例えば特許文献２を参照）。圧力分布を構成する個々の圧力は相対圧力である。圧力分布を示すデータが表示処理部２６及び渦部分識別部３２へ送られている。
【００３２】
渦部分識別部３２は、圧力分布に基づいて、そこに含まれる渦部分を識別するものである。実施形態においては、圧力分布に含まれる所定の低圧部分が渦部分として識別されている。回転流の内部においては、その外部よりも圧力が低くなる。特に回転流の中心に近づく程、圧力が低くなる。そのような現象を利用して渦部分識別部３２が渦部分を識別する。具体的な識別方法については後に詳述する。渦部分を示す座標情報が渦部分識別部３２から表示処理部２６へ送られている。
【００３３】
表示処理部２６は、画像生成機能、画像合成機能、カラー処理機能等を備えている。具体的には、表示処理部２６は、二次元速度ベクトル分布に基づいてグラフィック画像としての矢印画像を生成する機能、圧力分布に基づいて圧力分布画像を生成する機能、及び、渦部分を示す座標情報に基づいて輪郭像を生成する機能、を有している。図１においては、輪郭像を生成する機能が輪郭像生成部２７として明示されている。輪郭像生成部２７は、後に詳述するように、中心検出部及び輪郭特定部として機能する。
【００３４】
表示部３４には超音波画像が表示される。例えば、ＣＦＭ（Color Flow Mapping）モードにおいては、組織画像（Ｂモード断層画像）上に血流画像（カラー血流速度画像）が重畳されたものが表示される。ＶＦＭモードにおいては、例えば、組織画像上に矢印画像が重畳されたものが表示される。ＶＦＭモードにおいて、組織画像、圧力画像及び矢印画像からなる画像が表示されてもよい。渦表示モードにおいては、組織画像、圧力画像及び渦輪郭像からなる画像が表示される。それらの画像に加えて矢印画像が更に表示されてもよい。組織画像、カラードプラ画像及び渦輪郭像からなる画像が表示されてもよい。同時表示する画像をユーザーにより選択できるように構成するのが望ましい。表示部３４は、ＬＣＤ、有機ＥＬ表示デバイス等によって構成される。
【００３５】
制御部２０は、図１に示されている各構成要素の動作を制御するものである。制御部２０は、実施形態において、ＣＰＵ及びプログラムによって構成される。入力部３６は操作パネルによって構成される。操作パネルは、複数のスイッチ、複数のボタン、トラックボール、キーボード等を有する。
【００３６】
図２には、二次元速度ベクトルの演算方法が示されている。以下に説明する処理は上記の速度ベクトル演算部において実行されるものである。
【００３７】
組織画像４０は例えば心臓における左室４４の断面を示すものである。左室４４から得られたドプラ情報に基づいて血流画像４１が形成される。但し、図１においては血流画像４１の図示は省略されている。実際には、組織画像４０が繰り返し形成され、同時に、血流画像４１が繰り返し形成される。
【００３８】
左室４４の内膜（心筋と血流の境界）４５上に、トラッキングポイント列４６が自動的に又はマニュアル指定に基づいて半自動的に定められる。トラッキングポイント列４６は複数のトラッキングポイント４８からなるものである。例えば、速度ベクトル演算領域としての関心領域の外縁の一部（図２において下辺）５０が血流部である場合、その一部５０上に複数のトラッキングポイント５２が定められてもよい。
【００３９】
各トラッキングポイント４８において、複数のフレームにわたってトラッキングが実施される。その場合、例えば、パターンマッチング技術等が利用される。トラッキングの結果として、トラッキングポイント４８ごとに二次元変位が求められ、それをフレーム間隔に相当する時間で割ることにより、トラッキングポイント４８ごとに二次元速度ベクトルが演算される。
【００４０】
複数のトラッキングポイント４８に対応する複数の二次元速度ベクトルを境界条件として利用しつつ、質量保存則に基づいて、複数の座標に対応した複数のビーム方向速度成分（つまり血流画像４１）から、複数の座標に対応した複数の走査方向（直交方向）速度成分が演算される。例えば、ある深さ及びある方位で特定される座標５４について、走査方向速度成分ｖθが演算される。既に求まっているビーム方向速度成分ｖｒと、求められた走査方向速度成分ｖθとから、座標５４について二次元速度ベクトルＶが演算される。
【００４１】
図３には、以上のように演算された二次元速度ベクトル分布５６が例示されている。二次元速度ベクトル分布５６は、複数の格子点に対応する複数の二次元速度ベクトルＶ１１，Ｖ１２，・・・，Ｖ２１，・・・，Ｖ４４により構成されている。
【００４２】
図４には、上記表示処理部によって形成される矢印画像６０が例示されている。背景画像としての組織画像４０も表示されている（以下、各図の説明において背景画像の説明は省略する）。矢印画像６０は、二次元速度ベクトル分布に基づいて生成され、それは複数の表示要素としての複数の矢印からなるものである。各矢印の向きがベクトルの向きを示しており、各矢印の長さが速度の大きさを示している。矢印画像６０の観察により渦の存在を認識可能ではあるが、渦の大きさ等を具体的に特定することは困難である。
【００４３】
図５には、上記表示処理部によって形成される圧力分布画像６２が模式的に示されている。例えば、図６に示されるカラーバー（カラーマップ）６４に従って圧力分布画像６２が形成される。上記のように二次元速度ベクトル分布に基づいて圧力分布が形成される。圧力分布は複数の座標に対応する複数の圧力（相対圧力）からなるものである。圧力分布の平均値がカラーバー６４の中間位置に対応付けられる。カラーバー６４は、図示の例において、連続的な色相の変化であるグラデーションとして構成され、それは紺、青、緑、黄、橙、赤を含んでいる。それに対して、圧力（相対圧力）が対応付けられる。各圧力はそれに対応する色相で表現される。
【００４４】
図５に示した圧力分布画像６２において、低圧部分としての渦部分は概ね青系の色相で表示される部分であるが、その外縁はぼやけておりあるいはなだらかに色相が変化しているところとなり、肉眼によってその外縁を認識することは困難である（図５は模式図のため各部分の境界が見て取れるが実際には各境界はかなり不鮮明である）。
【００４５】
図７には、圧力分布画像６６と矢印画像６８とからなる表示画像が示されている。この表示画像は上記表示処理部によって生成されるものである。マーカー７０は相対的圧較差を求めるための基準点を示している。圧力分布画像６６に含まれる低圧部分７２が青系の色で表現されており、それと矢印画像６８とを同時観察することにより、渦部分の存在を一応認識できる。しかし、渦部分の形態やサイズは不明瞭であり、心臓の機能の評価又は疾病の診断に際して、渦部分を利用し難い状況にある。そこで、実施形態においては、上記のように渦部分識別部により渦部分が識別され、その識別結果に基づいて輪郭像生成部により渦部分の輪郭像が生成されている。以下にその処理について詳述する。
【００４６】
図８には、渦部分を識別する方法が示されている。この方法は上記の渦部分識別部において実行されるものである。図８においては、説明の都合上、当該方法が一次元処理として示されているが、実際には当該方法は二次元処理である。
【００４７】
圧力分布７４には山部分や谷部分が生じている。回転流が存在する場合、その内部においては、その中心に近付くに伴って圧力が減少する。実施形態においては、低圧部分としての渦部分を特定するために、最初に極小点が探索される。例えば、圧力分布に対する極小点探索フィルタ７６のスキャンにより、極小点が特定される。極小点探索フィルタ７６は実際には二次元フィルタであり、勾配の形態から（例えば傾きが反転する地点として）極小点を特定するものである。図８に示す例では、極小点７８，８０が特定されている。それらは渦部分中心候補である。なお、個々の谷部分をパターンマッチングその他の技術により特定してもよい。
【００４８】
続いて、探索された極小点７８，８０の中から、渦部分中心条件を満たす極小点８０が特定され、それが渦部分中心８０とされる。例えば、極小点の圧力が圧力分布の平均値以下である場合、つまりそのような渦部分中心条件が満たされる場合、その極小点が渦部分中心であると判定される。平均値ではなく、平均値に基づく他の圧力値が判定基準とされてもよい。このような処理によれば、例えば、高圧部分に含まれる極小点を渦部分中心として誤認してしまうことを防止できる。
【００４９】
次に、渦部分中心８０を取り囲み且つ所定の圧力を有するところが渦部分の輪郭（符号８２，８４を参照）であると特定される。例えば、平均値Ｖａと渦部分中心８０での圧力Ｐｃとの圧力差ΔＰが演算され、その圧力差ΔＰに対して係数ｋ（例えば０．５）を乗算することによりオフセット圧力ΔＰ１が演算される。渦部分中心８０の圧力Ｐｃに対してオフセット圧力ΔＰ１を加えることにより、境界圧力Ｐｂ（＝Ｐｃ＋ΔＰ１）が演算される。渦部分中心８０の周囲において、境界圧力Ｐｂを有する座標列又はラインが輪郭であると特定される。図８において輪郭は２点８２，８４で表現されているが、実際には輪郭は閉ループとして構成される。このような処理によれば、平均値Ｖａ及び渦部分中心の圧力Ｐｃを基準として客観的に輪郭が定めうる。輪郭は厳密な意味での渦部分の外縁である必要はなく、渦部分を定量的に評価できるものであれば足りる。その意味で輪郭は目安として機能するものである。そうであっても臨床上、価値ある情報を提供できる。
【００５０】
図９には、上記の輪郭像生成部によって生成される輪郭像９４が例示されている。図示の例において、輪郭像９４は以上のように特定された輪郭をそのまま表現した図形（楕円）として構成されている。背景画像としてカラーの圧力分布画像９０も表示されている。圧力分布画像９０及び輪郭像９４の観察を通じて、渦部分９２の位置、サイズ、形態等を具体的に客観的に認識することが可能である。通常、渦部分の外縁はぼやけており、それが渦部分の定量評価を妨げていたが、実施形態によれば、輪郭像９４を利用して渦部分を定量評価することが可能となる。また、圧力分布に基づいて輪郭が特定されているので、輪郭像９４を安定的に検出及び表示できるという利点も得られる。
【００５１】
輪郭像９４を閉ループつまりラインとして表示する場合において、そのラインは実線、破線、透過線、その他として構成しうる。背景画像からラインを識別できるように、ラインの太さ、輝度等を適宜設定するのが望ましい。輪郭像９４としてペイントされた図形が表示されてもよい。あるいは、等高線としての多重リングが表示されてもよい。多重リングによれば、渦部分内部の圧力変化を色相変化と共に図形で表現することが可能となる。その場合、一般に、最も外側のリングが輪郭に相当する。複数のフレームにわたって複数の輪郭を平滑化し、平滑化された輪郭を示す輪郭像を表示するようにしてもよい。その場合においては、時定数処理、移動平均処理等を利用しうる。その構成によれば、時間軸方向において輪郭像の位置や形態にばらつきが生じている場合に輪郭像がちらついて見える現象を抑制することが可能となる。
【００５２】
図１０には、図１に示した画像処理モジュールの動作が示されている。図１１には、図１０中のＳ１４の具体的な処理内容が示されている。既に説明した事項を含め、実施形態に係る画像処理方法について説明する。
【００５３】
Ｓ１０では、組織画像及び血流画像に基づいて、二次元速度ベクトル分布が演算される。Ｓ１２では、二次元速度ベクトル分布に基づいて、圧力分布が演算される。二次元速度ベクトル分布を基礎とせずに圧力分布が演算されてもよい。Ｓ１４では、圧力分布に含まれる渦部分（特にその輪郭）が識別される。Ｓ１６では、渦部分の輪郭を示す輪郭像が形成され、それが表示される。輪郭像と共に、組織画像、圧力分布画像、矢印画像、他の画像（例えばカラードプラ画像）の中の１又は複数の画像が表示されてもよい。
【００５４】
図１１には、上記Ｓ１４で実行される具体的な処理が示されている。Ｓ２０では、圧力分布に含まれる１又は複数の極小点（渦部分中心候補）が探索又は検出される。Ｓ２２では、Ｓ２０で見付かった極小点の中で所定の条件を満たす極小点が選定される。選定された極小点が渦部分中心とみなされる。その選定に際しては圧力部分の平均値Ｖａが利用される。Ｓ２４では、平均値Ｐａから渦部分中心の圧力Ｐｃを減算することにより、圧力差ΔＰが演算される。Ｓ２６では、渦部分中心の圧力Ｐｃに対して、圧力差ΔＰに係数ｋを乗じたものを加えることにより、境界圧力Ｐｂが特定される。Ｓ２８では、境界圧力Ｐｂを利用して輪郭が特定される。係数ｋは例えば０．５である。係数ｋに対して、０．２５，０．７５，１．０又は１．２５等の数値を与えるようにしてもよい。状況に応じて係数ｋの値を適応的に変化させてもよい。
【００５５】
次に幾つかのバリエーションについて説明する。以下の処理は上記の表示処理部又は上記の制御部によって実行されうる。
【００５６】
図１２には、圧力分布画像１００に含まれる２つの渦部分１０２、１０４を表す２つの輪郭像１０６，１０８が例示されている。実施形態の処理によれば、複数の渦部分が存在していても、個々の渦部分を的確に検出することが可能である。このような画像は、動画像として表示され、あるいは、静止画像として表示される。
【００５７】
図１３に示すように、現在の輪郭像１１０に加えて、過去の１又は複数の輪郭像１１０Ａ，１１０Ｂが残像として同時に表示されてもよい。その場合、現在の輪郭像１１０が過去の１又は複数の輪郭像１１０Ａ，１１０Ｂから区別されるように、それぞれの表示態様を定めるのが望ましい。複数のフレームにおいて特定された複数の中心点を繋いで軌跡１１２を表示するようにしてもよい。これによれば渦部分の進路を認識し易くなる。
【００５８】
図１４に示すように、輪郭像１１４の表示に際して、渦の回転方向を示すマーク１１６を付加するようにしてもよい。回転方向は二次元速度ベクトル分布に基づいて特定される。渦の回転方向に応じて輪郭像１１４の内部の色相を異ならせてもよい。例えば、渦の回転方向が時計回りである場合には赤系の色相で渦部分を着色し、渦の回転方向が反時計回りである場合には青系の色相で渦部分を着色してもよい。
【００５９】
図１５に示すように、輪郭１２２の中心つまり渦部分の中心１２０を横断する解析ライン１２４を自動的に設定し、図１６に示すように、その解析ライン上の圧力プロファイル１２６がグラフとして表示されてもよい。その場合、圧力プロファイル１２６において、渦部分中心に相当する位置１２８、輪郭に相当する位置１３０，１３２がマーク等によって特定されてもよい。
【００６０】
図１７に示すように、輪郭（つまり渦部分）に基づいて評価値を演算し、評価値の時間変化を示す評価値グラフ１３４が表示されてもよい。評価値は、例えば、面積、渦度の平均値、扁平率、パワー等である。渦部分の移動速度や移動距離等が演算されてもよい。図１に示した表示処理部は、評価値演算部、及び、評価値グラフ作成部としても機能する。制御部において、評価値が演算され、評価値グラフが作成されてもよい。
【００６１】
実施形態によれば、渦部分の輪郭を的確に特定でき、それに基づいて客観的又は定量的に渦部分を評価することが可能となる。以上説明した画像処理が情報処理装置において実行されてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
２５  画像処理モジュール、２６  表示処理部、２７  輪郭像生成部、２８  速度ベクトル演算部、３０  圧力分布演算部、３２  渦部分識別部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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