(57)【要約】【課題】弁輪部の大きさや形状を適切に解析することである。【解決手段】実施形態に係る超音波診断装置は、取得部と、推定部と、第１算出部と、設定部と、第２算出部と、出力制御部とを備える。取得部は、少なくとも１心周期にわたって被検体の心室を含む領域が撮像された複数のボリュームデータを取得する。推定部は、前記複数のボリュームデータを用いて、前記心室の組織の動きを推定する。第１算出部は、前記推定部による推定結果に基づいて、前記心室に関する壁運動情報及び容積情報のうち少なくとも一方を含む第１算出情報を算出する。設定部は、前記心室における血流の流入又は流出に関する弁の弁輪位置に対応する関心領域を設定する。第２算出部は、前記推定部による推定結果に基づいて、前記関心領域の大きさ又は形状に関する第２算出情報を算出する。出力制御部は、前記第１算出情報及び前記第２算出情報を出力する。【選択図】図１
2020092941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１心周期にわたって被検体の心室を含む領域が撮像された複数のボリュームデータを取得する取得部と、
前記複数のボリュームデータを用いて、前記心室の組織の動きを推定する推定部と、
前記推定部による推定結果に基づいて、前記心室に関する壁運動情報及び容積情報のうち少なくとも一方を含む第１算出情報を算出する第１算出部と、
前記心室における血流の流入又は流出に関する弁の弁輪位置に対応する関心領域を設定する設定部と、
前記推定部による推定結果に基づいて、前記関心領域の大きさ又は形状に関する第２算出情報を算出する第２算出部と、
前記第１算出情報及び前記第２算出情報を出力する出力制御部と
を備える、超音波診断装置。
【請求項２】
前記推定部は、前記心室の輪郭に沿って配置された複数の追跡点の位置を推定し、
前記第２算出部は、前記複数の追跡点のうち前記関心領域に含まれる複数の追跡点の位置に基づいて、前記第２算出情報を算出する、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記取得部は、前記心室として、右心室を含む領域が撮像された前記複数のボリュームデータを取得する、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記弁輪位置として、三尖弁輪又は肺動脈弁輪のうち少なくとも一方に対応する位置に、前記関心領域を設定する、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記出力制御部は、前記関心領域を表示させ、
前記設定部は、表示された前記関心領域を変更する入力操作を操作者から受け付けて、受け付けた前記入力操作に応じて前記関心領域を変更する、
請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記出力制御部は、前記ボリュームデータから生成されたレンダリング画像上に、前記関心領域を表示させる、
請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記第２算出部は、前記第２算出情報として、弁輪周囲長、所定位置での弁輪径、弁輪部の断面積、平均的な弁輪径、及び弁輪部の局所的な高低差のうち少なくとも一つ以上のパラメータを、心時相ごとに算出する、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記第２算出部は、操作者により指定されたＭＰＲ（Multi  Planer  Reconstruction）断面画像上における前記関心領域の位置での弁輪径を算出する、
請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記第２算出部は、前記関心領域に含まれる複数の追跡点の重心位置と、各追跡点の位置とを用いて、前記弁輪部の曲面としての断面積を算出する、
請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記第２算出部は、前記弁輪部の断面積が円の面積に等しいと仮定して、前記平均的な弁輪径を算出する、
請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記出力制御部は、前記第２算出情報を、時間変化曲線、所定の心時相での値、前記１心周期内での最大値、及び前記１心周期内での最小値のうち少なくとも一つ以上の情報として出力する、
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記第１算出部は、前記壁運動情報として、右心室の全体的又は局所的に定義される、所定方向の変位、所定方向のストレイン、及び面積変化率のうち少なくとも一つを算出する、
請求項１〜１１のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
少なくとも１心周期にわたって被検体の心室を含む領域が撮像された複数のボリュームデータを取得する取得部と、
前記複数のボリュームデータを用いて、前記心室の組織の動きを推定する推定部と、
前記推定部による推定結果に基づいて、前記心室に関する壁運動情報及び容積情報のうち少なくとも一方を含む第１算出情報を算出する第１算出部と、
前記心室における血流の流入又は流出に関する弁の弁輪位置に対応する関心領域を設定する設定部と、
前記推定部による推定結果に基づいて、前記関心領域の大きさ又は形状に関する第２算出情報を算出する第２算出部と、
前記第１算出情報及び前記第２算出情報を出力する出力制御部と
を備える、医用情報処理装置。
【請求項１４】
少なくとも１心周期にわたって被検体の心室を含む領域が撮像された複数のボリュームデータを取得し、
前記複数のボリュームデータを用いて、前記心室の組織の動きを推定し、
前記推定する処理による推定結果に基づいて、前記心室に関する壁運動情報及び容積情報のうち少なくとも一方を含む第１算出情報を算出し、
前記心室における血流の流入又は流出に関する弁の弁輪位置に対応する関心領域を設定し、
前記推定する処理による推定結果に基づいて、前記関心領域の大きさ又は形状に関する第２算出情報を算出し、
前記第１算出情報及び前記第２算出情報を出力する
各処理をコンピュータに実行させる、医用情報処理プログラム。
【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、医用情報処理装置、医用情報処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体の部位（例えば心臓等の臓器）の機能を客観的かつ定量的に評価するために、部位が撮像された３次元動画データを解析する技術が種々提案されている。例えば、超音波診断装置においては、心機能を評価するために、心臓壁の動きを解析する壁運動解析（Wall  Motion  Tracking：ＷＭＴ）がある。ＷＭＴでは、例えば、超音波プローブを用いて収集された心臓の３次元動画データに対し、局所領域のパターンマッチングを用いた追跡処理（トラッキング）が行われる。この結果、心臓の左心室や右心室に関する心筋ストレイン（strain）や心臓容積等の解析結果が出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０９３３０２号公報
【特許文献２】特表２００２−１４０６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、弁輪部の大きさや形状を適切に解析することができる超音波診断装置、医用情報処理装置、医用情報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】
【０００５】
実施形態に係る超音波診断装置は、取得部と、推定部と、第１算出部と、設定部と、第２算出部と、出力制御部とを備える。取得部は、少なくとも１心周期にわたって被検体の心室を含む領域が撮像された複数のボリュームデータを取得する。推定部は、前記複数のボリュームデータを用いて、前記心室の組織の動きを推定する。第１算出部は、前記推定部による推定結果に基づいて、前記心室に関する壁運動情報及び容積情報のうち少なくとも一方を含む第１算出情報を算出する。設定部は、前記心室における血流の流入又は流出に関する弁の弁輪位置に対応する関心領域を設定する。第２算出部は、前記推定部による推定結果に基づいて、前記関心領域の大きさ又は形状に関する第２算出情報を算出する。出力制御部は、前記第１算出情報及び前記第２算出情報を出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の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、第１の実施形態に係る推定機能により設定される初期輪郭について説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る設定機能の処理を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る設定機能の処理を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る出力制御機能の処理を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る出力制御機能の処理を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る第２算出機能の処理を説明するための図である。
【図９】図９は、その他の実施形態に係る医用情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置、医用情報処理装置、医用情報処理プログラムを説明する。なお、以下に説明する実施形態は、以下の説明に限定されるものではない。以下に説明する実施形態は、処理内容に矛盾が生じない範囲で他の実施形態や従来技術との組み合わせが可能である。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０１、入力インタフェース１０２、ディスプレイ１０３、心電計１０４、及び装置本体１０５を有する。超音波プローブ１０１、入力インタフェース１０２、ディスプレイ１０３、及び心電計１０４は、装置本体１０５と通信可能に接続される。
【０００９】
超音波プローブ１０１は、複数の振動子を有し、これら複数の振動子は、装置本体１０５が有する送受信回路１１０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１０１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１０１は、振動子に設けられる整合層と、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１０１は、装置本体１０５と着脱自在に接続される。
【００１０】
超音波プローブ１０１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１０１が有する複数の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。
【００１１】
入力インタフェース１０２は、操作者から各種の指示及び情報の入力操作を受け付ける。具体的には、入力インタフェース１０２は、操作者から受け付けた入力操作を電気信号へ変換して装置本体１０５の処理回路１７０に出力する。例えば、入力インタフェース１０２は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、入力インタフェース１０２は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１０２の例に含まれる。
【００１２】
ディスプレイ１０３は、各種の情報及び画像を表示する。具体的には、ディスプレイ１０３は、処理回路１７０から送られる情報及び画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイ１０３は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。なお、超音波診断装置１００が備える出力装置としては、ディスプレイ１０３に限らず、例えば、スピーカーを備えていても良い。例えば、スピーカーは、装置本体１０５の処理状況を操作者に通知するために、ビープ音などの所定の音声を出力する。
【００１３】
心電計１０４は、被検体Ｐの生体信号として、被検体Ｐの心電波形（Electrocardiogram：ＥＣＧ）を取得する。心電計１０４は、取得した心電波形を装置本体１０５に送信する。なお、本実施形態では、被検体Ｐの心臓の心時相に関する情報を取得する手段の一つとして、心電計１０４を用いる場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１は、心音図の第ＩＩ音（第二音）の時間若しくはスペクトラムドプラによる心臓の駆出血流の計測により求まる大動脈弁閉鎖（Aortic  Valve  Close：ＡＶＣ）時間を取得することで、被検体Ｐの心臓の心時相に関する情報を取得してもよい。
【００１４】
装置本体１０５は、超音波プローブ１０１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。図１に示す装置本体１０５は、超音波プローブ１０１が受信した２次元の反射波データに基づいて２次元の超音波画像データを生成可能な装置である。また、装置本体１０５は、超音波プローブ１０１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。
【００１５】
装置本体１０５は、図１に示すように、送受信回路１１０、信号処理回路１２０、画像生成回路１３０、画像メモリ１４０、記憶回路１５０、ネットワーク（network：ＮＷ）インタフェース１６０、及び処理回路１７０を有する。送受信回路１１０、信号処理回路１２０、画像生成回路１３０、画像メモリ１４０、記憶回路１５０、ＮＷインタフェース１６０、及び処理回路１７０は、互いに通信可能に接続される。
【００１６】
送受信回路１１０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１０１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１０１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１０１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、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。
【００１７】
なお、送受信回路１１０は、処理回路１７０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。
【００１８】
また、送受信回路１１０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１０１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。
【００１９】
ここで、送受信回路１１０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。
【００２０】
信号処理回路１２０は、送受信回路１１０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。また、信号処理回路１２０は、送受信回路１１０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。
【００２１】
なお、図１に例示する信号処理回路１２０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、信号処理回路１２０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、信号処理回路１２０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。
【００２２】
画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０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、画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０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で表した２次元のＢモード画像データを生成する。また、画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０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次元のドプラ画像データを生成する。２次元のドプラ画像データは、速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらを組み合わせた画像である。また、画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０が生成した１走査線上のＢモードデータの時系列データから、Ｍモード画像データを生成することも可能である。また、画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０が生成したドプラデータから、血流や組織の速度情報を時系列に沿ってプロットしたドプラ波形を生成することも可能である。
【００２３】
ここで、画像生成回路１３０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、画像生成回路１３０は、超音波プローブ１０１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、画像生成回路１３０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、画像生成回路１３０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。
【００２４】
更に、画像生成回路１３０は、ボリュームデータをディスプレイ１０３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う。画像生成回路１３０が行うレンダリング処理としては、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi  Planer  Reconstruction）を行ってボリュームデータからＭＰＲ断面画像データを生成する処理がある。また、画像生成回路１３０が行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」を行う処理や、ボリュームデータに対して「Maximum  Intensity  Projection」を行う処理がある。また、画像生成回路１３０が行うレンダリング処理としては、ボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume  Rendering）処理やサーフェスレンダリング（ＳＲ：Surface  Rendering）処理がある。
【００２５】
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、画像生成回路１３０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。画像生成回路１３０は、スキャンコンバート処理前の２次元超音波画像データである「２次元のＢモードデータや２次元のドプラデータ」から、表示用の２次元超音波画像データである「２次元のＢモード画像データや２次元ドプラ画像データ」を生成する。
【００２６】
画像メモリ１４０は、画像生成回路１３０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１４０は、信号処理回路１２０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１４０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、画像生成回路１３０を経由して表示用の超音波画像データとなる。
【００２７】
なお、画像生成回路１３０は、超音波画像データと、当該超音波画像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１０４から送信された心電波形に対応付けて画像メモリ１４０に格納する。後述する処理回路１７０は、画像メモリ１４０に格納されたデータを参照することで、超音波画像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。
【００２８】
記憶回路１５０は、各種のデータを記憶する。例えば、記憶回路１５０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、記憶回路１５０は、必要に応じて、画像メモリ１４０が記憶する画像データの保管等にも使用される。例えば、記憶回路２０４は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク（Hard  Disk  Drive：ＨＤＤ）、光ディスク等によって実現される。また、記憶回路１５０が記憶するデータは、ＮＷインタフェース１６０を経由して、外部装置へ転送することができる。なお、外部装置は、例えば、画像診断を行う医師が使用するＰＣ（Personal  Computer）やタブレット端末、画像を保管する記憶装置、プリンター等である。
【００２９】
ＮＷインタフェース１６０は、装置本体１０５と外部装置との間で行われる通信を制御する。具体的には、ＮＷインタフェース１６０は、外部装置から各種の情報を受信し、受信した情報を処理回路１７０に出力する。例えば、ＮＷインタフェース１６０は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network  Interface  Controller）等によって実現される。
【００３０】
なお、第１の実施形態では、超音波診断装置１００がネットワークＮＷを介して外部装置（情報処理装置や記憶装置等）と通信可能に接続される場合を説明するが、これに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１００は、ネットワークＮＷを介さずとも、記憶媒体、又は、取り外し可能な記憶装置（外付けＨＤＤ装置等）等を介して外部装置と情報の受け渡しを行うことが可能である。
【００３１】
処理回路１７０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１７０は、入力インタフェース１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路１５０から読み込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路１１０、信号処理回路１２０、及び画像生成回路１３０の処理を制御する。また、処理回路１７０は、画像メモリ１４０や記憶回路１５０が記憶する表示用の超音波画像データをディスプレイ１０３にて表示するように制御する。
【００３２】
また、処理回路１７０は、取得機能１７１、推定機能１７２、第１算出機能１７３、設定機能１７４、第２算出機能１７５、及び出力制御機能１７６を実行する。ここで、取得機能１７１は、取得部の一例である。推定機能１７２は、推定部の一例である。第１算出機能１７３は、第１算出部の一例である。設定機能１７４は、設定部の一例である。第２算出機能１７５は、第２算出部の一例である。出力制御機能１７６は、出力制御部の一例である。なお、処理回路１７０が実行する取得機能１７１、推定機能１７２、第１算出機能１７３、設定機能１７４、第２算出機能１７５、及び出力制御機能１７６の処理内容については、後述する。
【００３３】
ここで、例えば、図１に示す処理回路１７０の構成要素である取得機能１７１、推定機能１７２、第１算出機能１７３、設定機能１７４、第２算出機能１７５、及び出力制御機能１７６が実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１５０に記録されている。処理回路１７０は、各プログラムを記憶回路１５０から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１７０は、図１の処理回路１７０内に示された各機能を有することとなる。
【００３４】
なお、本実施形態においては、単一の処理回路１７０にて、以下に説明する各処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。
【００３５】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００の構成について説明した。かかる構成のもと、超音波診断装置１００は、弁輪部の大きさや形状を適切に解析するために、以下の処理を実行する。
【００３６】
なお、以下の説明では、超音波診断装置１００が３次元画像を用いた壁運動解析（Wall  Motion  Tracking：ＷＭＴ）により右心室の壁運動を解析する場合について説明するが、左心室の壁運動を解析することも可能である。
【００３７】
取得機能１７１は、少なくとも１心周期にわたって被検体Ｐの心室を含む領域が撮像された複数のボリュームデータを取得する。例えば、取得機能１７１は、被検体Ｐの心室として、右心室を含む領域が撮像された複数のボリュームデータを取得する。
【００３８】
例えば、操作者は、超音波プローブ１０１により、被検体Ｐの右心室を含む領域の３次元走査を行って、心筋が描出された３次元の超音波画像データの動画像データの撮像を行う。この動画像データは、例えば、Ｂモード用の輝度信号として収集された時相ごとの超音波画像データを含む超音波画像データ群である。ここで、「時相」とは、心臓の周期的な運動における任意の１時点（タイミング）を指し、「心時相」とも称される。
【００３９】
そして、画像生成回路１４０は、心臓の右心室の動画像データを生成し、生成した動画像データを画像メモリ１５０に格納する。そして、操作者は、処理対象の区間として、例えば、心電図におけるＲ波から次のＲ波までの１心拍分の区間を設定する。なお、本実施形態は、処理対象の区間が２心拍分の区間や３心拍分の区間として設定される場合であっても適用可能である。
【００４０】
そして、取得機能１７１は、例えば、超音波画像データ群を画像メモリ１５０から読み出す。この超音波画像データ群は、操作者が設定した１心拍分の区間に含まれる複数のフレームの３次元の超音波画像データ（ボリュームデータ）を含む。
【００４１】
推定機能１７２は、複数のボリュームデータを用いて、心室の組織の動きを推定する。例えば、推定機能１７２は、３次元のＷＭＴ（３ＤＷＭＴ）により、右心室の組織の動き情報を推定する。
【００４２】
まず、推定機能１７２は、以下のような処理手順により、ボリュームデータに含まれる対象部位（右心室）に初期輪郭を設定する。ここで、右心室の領域は、右心室以外の領域との境界部位により規定される。本実施形態において、境界部位は、右心室へ血液を流入させるための「三尖弁輪を含む管状の流入部：Inlet」、及び、右心室から血液を流出させるための「肺動脈弁輪を含む管状の流出部：RVOT」である。
【００４３】
例えば、操作者は、取得機能１７１によって取得された時系列のボリュームデータについて、任意の心時相を指定する。ここで指定される任意の心時相は、１心拍分の区間に含まれるフレームのうちの任意のフレームであり、例えば、拡張末期時相（最初のＲ波時相）が好適である。そして、操作者によって任意の心時相が指定されると、推定機能１７２は、指定された心時相における超音波画像データに対して、３次元的な初期輪郭を設定する。
【００４４】
ここで、３次元的な初期輪郭は、例えば、複数の基準ＭＰＲ断面それぞれに対して入力された２次元的な輪郭線の補間処理により生成される。例えば、操作者は、複数の基準ＭＰＲ断面それぞれに対して、右心室の内膜の輪郭を表す輪郭線を入力する。そして、推定機能１７２は、それぞれの基準ＭＰＲ断面に入力された輪郭線の位置を３次元の超音波画像データの座標に変換する。そして、推定機能１７２は、３次元の超音波画像データにおける各輪郭線の間の３次元的な輪郭形状（初期輪郭）を、各輪郭線間の空間的な補間処理により生成する。このように、推定機能１７２は、右心室の内膜の初期輪郭を設定する。また、右心室の外膜の初期輪郭は、内膜面から所定の壁厚（４〜６ｍｍ程度）位置として設定するのが好適である。
【００４５】
図２は、第１の実施形態に係る推定機能１７２により設定される初期輪郭について説明するための図である。図２には、右心室に設定される初期輪郭（ＶＥ）を例示する。図２において、実線で示すメッシュ状構造は、右心室の内膜に設定される初期輪郭（ＶＩ）に対応し、破線で示すメッシュ状構造は、右心室の外膜に設定される初期輪郭（ＶＯ）に対応する。
【００４６】
図２に示すように、推定機能１７２は、初期時相における超音波画像データのうち、右心室の内膜に対応する位置に３次元的な初期輪郭（ＶＥ）を設定する。ここで、初期時相としては、任意の心時相を適用可能であるが、拡張末期（End-Diastole：ＥＤ）時相が好適である。また、初期輪郭（ＶＥ）におけるメッシュの交点は、右心室の内輪郭若しくは外輪郭を構成する「構成点」である。この構成点は、組織の動き情報を算出するために経時的に追跡される追跡点に対応する。
【００４７】
そして、推定機能１７２は、初期輪郭上の複数の位置にアドレス番号を設定する。例えば、推定機能１７２は、設定された初期輪郭（ＶＥ）を構成する複数の追跡点に対して、アドレス番号を設定する。アドレス番号は、各追跡点を識別するために付与される番号であり、例えば、心臓の内膜における各追跡点の位置に基づいて定義される。なお、アドレス番号は、番号（数字）に限らず、例えば、文字、記号等、各追跡点の位置を識別可能な識別情報であればよい。
【００４８】
例えば、推定機能１７２は、心臓の内膜の各追跡点の位置をＰ＿ｅｎｄｏ（ｔ、ｈ、ｄ）と定義する。ここで、ｔは、１心拍分の区間に含まれるフレーム（心時相）を表す。また、ｈは、長軸方向（高さ）のアドレス番号を表す。また、ｄは、円周方向（方位）のアドレス番号を表す。具体的には、推定機能１７２は、初期時相であるＥＤ時相をｔ＝０として設定する。また、推定機能１７２は、円周方向の基準位置として、例えば、右心室の三尖弁側の端部を設定し、その位置の追跡点のｄを０とする。つまり、この基準位置にある追跡点の位置は、Ｐ＿ｅｎｄｏ（０、ｈ、０）と表される。そして、推定機能１７２は、基準位置の追跡点から円周方向にある追跡点を順に、ｄ＝０，１，２，３・・・とアドレス番号を設定する。また、推定機能１７２は、３次元の初期輪郭のうち、心尖部から最も遠い環状輪郭の位置を長軸方向の基準位置として、その位置の追跡点のｈを０とする。つまり、この基準位置にある追跡点の位置は、Ｐ＿ｅｎｄｏ（０、０、ｄ）と表される。そして、推定機能１７２は、基準位置の追跡点から心尖方向にある追跡点を順に、ｈ＝０，１，２，３・・・とアドレス番号を設定する。
【００４９】
このように、推定機能１７２は、ボリュームデータにおける右心室の内膜に対応する位置に、アドレス番号が付与された追跡点（構成点）を複数設定する。なお、初期輪郭の設定は、上記の用手的な操作に限定されるものではなく、内膜輪郭形状のデータベース（例えば、過去に設定された輪郭の統計データベース）を用いて、推定機能１７２が自動的もしくは半自動的に画像中の境界を検出することとしても良い。
【００５０】
例えば、推定機能１７２は、複数の追跡点が設定された初期時相におけるボリュームデータと、次の時相におけるボリュームデータとを用いてパターンマッチングを含む追跡処理を行うことで、ボリュームデータ群に含まれる複数の超音波画像データにおける複数の追跡点の位置を追跡する。
【００５１】
例えば、推定機能１７２は、ボリュームデータ群に含まれるフレームｔ＝０のボリュームデータに対して、初期輪郭に対応する位置に複数の追跡点が設定されると、パターンマッチングを含む処理によって、他のフレームｔにおける各追跡点の位置を追跡する。具体的には、推定機能１７２は、複数の追跡点が設定済みのフレームのボリュームデータと、そのフレームと隣り合うフレームのボリュームデータとの間で、繰り返しパターンマッチングを行う。すなわち、推定機能１７２は、ｔ＝０のボリュームデータにおける心臓の内膜の各追跡点Ｐ＿ｅｎｄｏ（０、ｈ、ｄ）を起点として、ｔ＝０，１，２，３・・・の各フレームのボリュームデータにおける各追跡点Ｐ＿ｅｎｄｏ（ｔ、ｈ、ｄ）の位置を追跡する。この結果、推定機能１７２は、１心拍分の区間に含まれる各フレームについて、心臓の内膜を構成する各追跡点の座標情報を求める。
【００５２】
そして、推定機能１７２は、ボリュームデータ群に含まれる複数の超音波画像データにおける複数の追跡点の位置を用いて、超音波画像データごとに組織の動きを表す動き情報を算出する。推定機能１７２によって算出される動き情報は、算出に用いた各追跡点（追跡点）に与えられる。具体的には、例えば、心臓の内膜の各追跡点から算出される動き情報は、Ｖ＿ｅｎｄｏ（ｔ、ｈ、ｄ）と定義される。そして、推定機能１７２は、算出した動き情報を画像メモリ１５０に格納する。
【００５３】
このように、推定機能１７２は、心室の輪郭に沿って配置された複数の追跡点を経時的に追跡することで、動き情報を推定する。なお、ここでは、一例として、右心室の内膜に対する処理を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、内膜に限らず、外膜若しくは内膜と外膜の中間層に対して上述した処理が実行されてもよい。また、推定機能１７２は、例えば、右心室に限らず、左心室や左心房、右心房、若しくは心臓全体等、任意の所定領域に対して処理を実行してもよい。
【００５４】
第１算出機能１７３は、推定機能１７２による推定結果に基づいて、心室に関する壁運動情報及び容積情報のうち少なくとも一方を含む第１算出情報を算出する。例えば、第１算出機能１７３は、壁運動情報として、右心室の全体的又は局所的に定義される、所定方向の変位、所定方向のストレイン、及び面積変化率のうち少なくとも一つを算出する。
【００５５】
具体的には、第１算出機能１７３は、壁運動情報として、例えば、各追跡点の１フレームごとの局所心筋変位［ｍｍ］、２点間の距離の変化率である局所心筋ストレイン［％］、或いはこれらの時間変化である局所心筋速度［ｃｍ／ｓ］及び局所心筋ストレインレート［１／ｓ］等を算出する。しかしながら、壁運動情報は、これらのパラメータに限定されるものではなく、各フレームにおける複数の追跡点の座標情報を用いて算出可能なパラメータであればよい。例えば、これらの壁運動情報は、成分分離されてもよい。右心室の場合には、例えば、長軸（Longitudinal）方向に成分分離されたLongitudinal  Strain（ＬＳ）や、円周（Circumferential）方向に成分分離されたCircumferential  Strain（ＣＳ）等の指標が用いられる。これらの指標は、右心室の２次元画像（長軸像や短軸像）を用いた２次元のスペックルトラッキング法により算出される。また、３次元のスペックルトラッキング法においては、局所的な面積変化率（ＡＣ：Area  Change  ratio）が定義されてもよい。ＡＣは成分分離が不要であるため、右心室のように複雑な形状であっても安定的な解析を可能にする。
【００５６】
また、右心室の機能評価のために臨床で良く用いられている壁運動情報としては、Ｍモードで計測するＴＡＰＳＥ（三尖弁輪収縮期移動量）がある。Ｍモードは１次元の解析であるため、ＴＡＰＳＥでは三尖弁輪付近の一部について、超音波プローブ１０１の方向へ向かう変位成分が観察される。一方、３次元スペックルトラッキング法であれば、右心室の全領域をカバーする変位の情報が得られる。この際の変位の方向としては、超音波プローブ１０１を基準とするのではなく、右心室を基準とした長軸方向や、壁厚（Radial）方向の変位成分が検出可能である。また、右心室の複雑な形状に左右され難い指標として、方向への成分分離を行わない移動距離Ｄ（Ｄ＝ｓｑｒｔ（（Ｐｘ（ｎ）−Ｐｘ（ｎ０））＾２＋（Ｐｙ（ｎ）−Ｐｙ（ｎ０））＾２＋（Ｐｚ（ｎ）−Ｐｚ（ｎ０））＾２））を用いてもよい。ただし、（Ｐｘ（ｎ），Ｐｙ（ｎ），Ｐｚ（ｎ）)は追跡点Ｐの位置を示し、ｎは時相を示し、ｎ０は基準時相を示す。
【００５７】
また、第１算出機能１７３は、心臓のポンプ機能の指標として、容積情報を算出する。例えば、第１算出機能１７３は、容積情報として、心腔内と弁の部位（境界位置）とで囲まれた３次元領域の容積を算出する。これにより、第１算出機能１７３は、拡張末期容積（End-Diastolic  Volume：ＥＤＶ）、収縮末期容積（End-Systolic  Volume：ＥＳＶ）、及び駆出率（Ejection  Fraction：ＥＦ）等を算出する。なお、第１算出機能１７３が容積情報を算出する場合の心時相及び領域は、適宜変更可能である。
【００５８】
このように、第１算出機能１７３は、推定機能１７２による推定結果に基づいて、第１算出情報として、右心室に関する壁運動情報及び／又は容積情報を算出する。なお、第１算出機能１７３により算出される壁運動情報及び容積情報としては、上記の例に限定されるものではなく、公知の如何なるパラメータも算出可能である。また、第１算出機能１７３により算出されるパラメータの種類は、プリセットされていても良いし、操作者により適宜選択されても良い。
【００５９】
設定機能１７４は、心室における血流の流入又は流出に関する弁の弁輪位置に対応する関心領域（Region  Of  Interest：ＲＯＩ）を設定する。例えば、設定機能１７４は、弁輪位置として、三尖弁輪又は肺動脈弁輪のうち少なくとも一方に対応する位置に、関心領域を設定する。
【００６０】
図３及び図４は、第１の実施形態に係る設定機能１７４の処理を説明するための図である。図３には、右心室の内輪郭（内膜面）に対してサーフェスレンダリング処理を行ったレンダリング画像を例示する。図４には、心房側（頭側）から心室側（足側）を見た弁輪位置（弁輪レベル）における断面図を例示する。なお、図３に示すレンダリング画像は、例えば、特許文献１に開示の技術により生成される。ここで、レンダリング画像上のメッシュの交点は、右心室の内輪郭に配置された追跡点に対応する。また、レンダリング画像には、上述した任意の壁運動情報に応じたカラーがマッピングされる。
【００６１】
例えば、設定機能１７４は、断面画像上で弁輪部の位置（点）の指定を操作者から受け付けることで、関心領域を設定する。三尖弁輪（Inlet）の位置を指定する場合、図３及び図４に示すように、操作者は、基準断面であるＡ面（Ａ４Ｃ像）に対応する断面画像上で中隔側の弁輪位置（Ｓ）及び側壁側の弁輪位置（Ｌ）の２点を指定する。また、操作者は、Ｂ面（Colonal像）に対応する断面画像上で下壁側の弁輪位置（Ｉ）及び室上稜側の弁輪位置（Ｃ）の２点を指定する。そして、設定機能１７４は、操作者により指定された４点の弁輪位置（Ｓ），（Ｌ），（Ｉ），（Ｃ）の間を線形的又は非線形的に補間することで、曲線形のＲＯＩ１を設定する。なお、弁輪部は鞍（saddle）形であることが知られているため、この形状に沿って補間処理を行うのが好適である。
【００６２】
このように、設定機能１７４は、三尖弁輪に対応する輪状の境界位置にＲＯＩ１を設定する。なお、同様の処理により、設定機能１７４は、肺動脈弁輪（RVOT）に対応する輪状の境界位置にＲＯＩ２を設定する。
【００６３】
なお、図３及び図４では、２つの断面画像（Ａ面及びＢ面）を用いて三尖弁輪に対応する関心領域を設定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、設定機能１７４は、任意の３つ以上の断面画像を用いて関心領域を設定しても良いし、任意の１つの断面画像を用いて関心領域を設定しても良い。
【００６４】
また、輪状の境界位置を設定及び変更する処理としては、例えば、特許文献１に開示の技術を適用可能である。すなわち、設定機能１７４は、推定機能１７２において設定された初期輪郭の端部（心房側の端部）をそのままＲＯＩ１及びＲＯＩ２として設定することができる。或いは、設定機能１７４は、初期輪郭の端部に設定されたＲＯＩ１及びＲＯＩ２のそれぞれについて、輪状レベルを変更する入力操作を操作者から受け付けて、受け付けた入力操作に応じて輪状レベルを変更することもできる。
【００６５】
第２算出機能１７５は、推定機能１７２による推定結果に基づいて、関心領域の大きさに関する第２算出情報を算出する。例えば、第２算出機能１７５は、複数の追跡点のうち関心領域に含まれる複数の追跡点の位置（座標情報）に基づいて、第２算出情報を算出する。第２算出機能１７５は、第２算出情報として、所定位置での弁輪径、弁輪周囲長、弁輪部の断面積、及び平均的な弁輪径のうち少なくとも一つ以上のパラメータを、心時相ごとに算出する。
【００６６】
以下では一例として、三尖弁輪に対応するＲＯＩ１について、所定位置での弁輪径、弁輪周囲長、弁輪部の断面積、及び平均的な弁輪径がそれぞれ算出される場合を順に説明する。なお、所定位置での弁輪径、弁輪周囲長、弁輪部の断面積、及び平均的な弁輪径は、「弁輪サイズ情報」の一例である。
【００６７】
まず、「所定位置での弁輪径」の算出について説明する。例えば、第２算出機能１７５は、操作者により指定されたＭＰＲ断面画像上における関心領域の位置での弁輪径を算出する。例えば、第２算出機能１７５は、Ａ面に対応する断面画像上に設定された中隔側の弁輪位置（Ｓ）及び側壁側の弁輪位置（Ｌ）の２点間の距離を、弁輪径「ｉＤｉａ＿Ａ」として算出する。また、第２算出機能１７５は、Ｂ面に対応する断面画像上に設定された下壁側の弁輪位置（Ｉ）及び室上稜側の弁輪位置（Ｃ）の２点間の距離を、弁輪径「ｉＤｉａ＿Ｂ」として算出する。なお、２点間の距離は、例えば、３ＤＷＭＴにおける追跡点間の位置の差分として算出可能である。
【００６８】
ここで、弁輪径「ｉＤｉａ＿Ａ」及び弁輪径「ｉＤｉａ＿Ｂ」は、各心時相「ｔ」において定義可能であるので、時間変化を表す関数として算出可能である。つまり、第２算出機能１７５は、３ＤＷＭＴにおける初期時相「ｔ＝０」において、中隔側の弁輪位置（Ｓ）及び側壁側の弁輪位置（Ｌ）にそれぞれ対応する２つの追跡点を設定する。そして、第２算出機能１７５は、設定した２つの追跡点の位置を各心時相「ｔ」において追跡しながら２点間の距離を算出することで、弁輪径「ｉＤｉａ＿Ａ（ｔ）」を取得する。また、同様の処理により、第２算出機能１７５は、弁輪径「ｉＤｉａ＿Ｂ（ｔ）」を取得する。
【００６９】
なお、操作者は、Ａ面及びＢ面に対応する断面位置をそれぞれ個別に調整することができる。ここで、各断面位置は、中心軸（Ａ面とＢ面との交点）に対して回転させることで変更されるのが好適である。第２算出機能１７５は、操作者により断面位置が変更される度に、変更後の断面位置における弁輪径を算出する。これにより、操作者は、ＭＰＲ断面画像を確認しながら、弁輪径を算出するための２点の位置を変更することができる。
【００７０】
次に、「弁輪周囲長」の算出について説明する。例えば、第２算出機能１７５は、輪状の弁輪位置の周囲の長さ「ＣＬ」を算出する。周囲の長さ「ＣＬ」は、例えば、関心領域に含まれる複数の追跡点それぞれの間の距離の総和として算出可能である。
【００７１】
具体的には、第２算出機能１７５は、３ＤＷＭＴにおいて設定された複数の追跡点のうち、ＲＯＩ１を構成する複数の追跡点を特定する。そして、第２算出機能１７５は、特定した複数の追跡点のうち隣り合う追跡点間の距離をそれぞれ算出し、算出したそれぞれの距離の総和を周囲の長さ「ＣＬ」として算出する。なお、周囲の長さ「ＣＬ」についても各心時相「ｔ」において定義可能であるので、第２算出機能１７５は、各心時相「ｔ」について周囲の長さ「ＣＬ」を算出することで、周囲の長さ「ＣＬ（ｔ）」を取得する。
【００７２】
続いて、「弁輪部の断面積」の算出について説明する。例えば、第２算出機能１７５は、関心領域に含まれる複数の追跡点の重心位置と、各追跡点の位置とを用いて、弁輪部の曲面としての断面積を算出する。
【００７３】
弁輪部の形状は心時相「ｔ」に応じて動的に変化し得る３次元的な曲面形状となるため、弁輪断面積「ｉＡｒｅａ（ｔ）」は、例えば以下のように定義される。まず、第２算出機能１７５は、心時相「ｔ」において、弁輪部に対応するＲＯＩ１を構成する複数の追跡点（追跡点群）「ＣＰ（ｔ，ｉ）」を特定する。ここで、「ｉ」は、ＲＯＩ１を構成する追跡点の数（１〜Ｎ）に対応する。そして、第２算出機能１７５は、追跡点群「ＣＰ（ｔ，ｉ）」の重心「Ｇ（ｔ）」を算出する。そして、第２算出機能１７５は、隣り合う追跡点のペアである追跡点「ＣＰ（ｔ，ｉ）」と追跡点「ＣＰ（ｔ，ｉ＋１）」、及び重心「Ｇ（ｔ）」により構成される三角形の面積「ｓ（ｔ，ｉ）」を算出する。この三角形の面積「ｓ（ｔ，ｉ）」は、例えば、ヘロンの公式により算出されるのが好適である。そして、第２算出機能１７５は、算出される全て（Ｎ個）の三角形の面積「ｓ（ｔ，ｉ）」を加算することで、弁輪断面積「ｉＡｒｅａ（ｔ）＝Σｓ（ｔ，ｉ）」を算出する。
【００７４】
続いて、「平均的な弁輪径」の算出について説明する。例えば、第２算出機能１７５は、弁輪部の断面積が円の面積に等しいと仮定して、平均的な弁輪径を算出する。
【００７５】
例えば、第２算出機能１７５は、弁輪断面積「ｉＡｒｅａ（ｔ）＝πＲ（ｔ）＾２」を満たす半径「Ｒ（ｔ）」を用いて、平均的な弁輪径「ｉＤｉａ＿ｍｅａｎ（ｔ）」を算出する。つまり、平均的な弁輪径は、「ｉＤｉａ＿ｍｅａｎ（ｔ）＝２＊Ｒ（ｔ）＝２＊ｓｑｒｔ（ｉＡｒｅａ（ｔ）／π）」により定義される。なお、第２算出機能１７５は、弁輪径「ｉＤｉａ＿Ａ（ｔ）」及び弁輪径「ｉＤｉａ＿Ｂ（ｔ）」の平均値を、平均的な弁輪径「ｉＤｉａ＿ｍｅａｎ（ｔ）」として算出しても良い。
【００７６】
このように、第２算出機能１７５は、推定機能１７２による推定結果に基づいて、所定位置での弁輪径、弁輪周囲長、弁輪部の断面積、及び平均的な弁輪径のうち少なくとも一つ以上のパラメータを、心時相ごとに算出する。
【００７７】
なお、上記の説明では、三尖弁輪に対応するＲＯＩ１について第２算出情報を算出する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２算出機能１７５は、肺動脈弁輪に対応するＲＯＩ２について第２算出情報を算出することも可能である。
【００７８】
また、上記の説明では、第２算出機能１７５により算出される各パラメータは、複数の心時相「ｔ」における動的な情報として算出される場合を説明したが、これに限らず、任意の一時相についての静的な情報として算出されても良い。また、第２算出機能１７５により算出されるパラメータは、上記の定義に限らず、追跡点を用いて任意に定義可能である。
【００７９】
出力制御機能１７６は、第１算出情報及び第２算出情報を出力する。例えば、出力制御機能１７６は、第２算出情報を、時間変化曲線、所定の心時相での値、１心周期内での最大値、及び１心周期内での最小値のうち少なくとも一つの情報として出力する。
【００８０】
図５及び図６は、第１の実施形態に係る出力制御機能１７６の処理を説明するための図である。図５には、第２算出情報の表示例を示す。また、図６には、第１算出情報の表示例を示す。一例としては、出力制御機能１７６は、図５に示す第２算出情報と、図６に示す第１算出情報とを同時にディスプレイ１０３に表示させる。
【００８１】
図５に示すように、出力制御機能１７６は、弁輪断面積「ｉＡｒｅａ」、平均的な弁輪径「ｉＤｉａ＿ｍｅａｎ」、Ａ面に対応する（Ｓ）−（Ｌ）間の弁輪径「ｉＤｉａ＿Ａ」、及びＢ面に対応する（Ｉ）−（Ｃ）間の弁輪径「ｉＤｉａ＿Ｂ」の各パラメータを、１心周期にわたる時間変化曲線としてディスプレイ１０３に表示させる。図５に示す例では、弁輪径「ｉＤｉａ＿Ｂ」は、１心周期にわたって弁輪径「ｉＤｉａ＿Ａ」よりも大きい。また、弁輪径「ｉＤｉａ＿ｍｅａｎ」は、１心周期にわたって弁輪径「ｉＤｉａ＿Ａ」及び弁輪径「ｉＤｉａ＿Ｂ」の中庸の大きさ（サイズ）である。また、図５に示す弁輪断面積「ｉＡｒｅａ」は、右室内腔容積の時間変化曲線（図６の領域Ｒ２のグラフ参照）と類似の変化を示している。
【００８２】
なお、図５にて説明した内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図５では、第２算出情報を時間変化曲線として表示する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、出力制御機能１７６は、第２算出情報を、所定の心時相（例えばＥＤ、ＥＳ等）での値、１心周期内での最大値、及び１心周期内での最小値等の数値情報を表示してもよい。なお、これらの数値情報は、数値を示すテキスト情報として表示されても良いし、任意のグラフ（例えば図５の時間変化曲線）上にプロットして表示しても良い。
【００８３】
また、例えば、図５では、弁輪断面積、平均的な弁輪径、及び所定位置での弁輪径を表示する場合を説明したが、弁輪周囲長を表示しても良い。つまり、出力制御機能１７６は、１７５によって算出された第２算出情報を任意に選択して表示することができる。
【００８４】
また、図６に示すように、出力制御機能１７６は、右心室の３ＤＷＭＴで用いられる基準断面のＭＰＲ断面画像として、Ａ面、Ｂ面、及び４つのＣ面の各断面画像をディスプレイ１０３に表示させる。各断面画像には、互いの断面取得位置を示すラインマーカーとともに、右心室心筋の輪郭（内輪郭及び外輪郭）に相当する位置が破線で描出される。なお、各断面画像は、動画像として表示されるのが好適であるが、静止画（例えば、操作者によって指定された心時相の静止画）としても表示可能である。
【００８５】
また、図６の領域Ｒ１に示すように、出力制御機能１７６は、第１算出機能１７３によって算出された壁運動情報（若しくは容積情報）をカラーコードに変換し、レンダリング画像上にマッピングする。このレンダリング画像としては、右心室の内輪郭に対するサーフェスレンダリング処理により生成された画像が好適であるが、これに限らず、他の部位（右心室の外輪郭等）に対する任意のレンダリング処理が適用可能である。また、領域Ｒ１の表示画像としては、特許文献１に開示の技術を適用可能である。具体的には、特許文献１に開示の技術により、出力制御機能１７６は、右心室の内輪郭に加えて、三尖弁輪を含む管状の流入部（Inlet）、及び、肺動脈弁輪を含む管状の流出部（RVOT）を表示することも可能である。ここで、右心室の内輪郭と管状の流入部との間の輪状の境界位置（つまり図３のＲＯＩ１）、及び、右心室の内輪郭と管状の流出部との間の輪状の境界位置（つまり図３のＲＯＩ２）は、操作者がレンダリング画像を確認しながら変更（調整）することも可能である。なお、壁運動情報がマッピングされたレンダリング画像は、動画像として表示されるのが好適であるが、静止画（例えば、操作者によって指定された心時相の静止画）としても表示可能である。
【００８６】
また、図６の領域Ｒ２に示すように、出力制御機能１７６は、第１算出機能１７３によって算出された壁運動情報（若しくは容積情報）を時間変化曲線として表示する。図６に示す例では、出力制御機能１７６は、右心室の領域を予め規定された７つのセグメント（小領域）における局所的な壁運動情報の値を平均した７つの時間変化曲線と、ＡＣ（Area  Change  ratio）の時間変化曲線と、右心室の容積の時間変化曲線とを表示させる。これにより、操作者は、各壁運動情報のピーク値の程度を評価したり、ピーク値が検出されるタイミングを評価したりすることができる。なお、出力制御機能１７６は、全てのセグメントの局所的な時間変化曲線を平均化することで、全体的（Global）な心筋機能の指標として表示することもできる。全体的な心筋機能の指標の代表例としては、ＧＬＳ（Global  Longitudinal  Strain）、ＧＣＳ（Global  Circumferential  Strain）、ＧＡＣ（Global  Area  Change  ratio）等が挙げられる。
【００８７】
なお、図６にて説明した内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図６には図示しないが、出力制御機能１７６は、第１算出情報（壁運動情報、容積情報）を数値の一覧（Table）として表示することもできる。例えば、出力制御機能１７６は、右心室の容積情報として、ＥＤＶ、ＥＳＶ、及びＥＦ等を一覧として表示する。また、出力制御機能１７６は、図示の形態に限らず、特許文献１に開示の技術や他の公知の技術を利用して第１算出情報を表示することもできる。
【００８８】
このように、出力制御機能１７６は、第１算出情報及び第２算出情報を同時にディスプレイ１０３に表示させる。なお、ここでは第１算出情報及び第２算出情報を同時に出力する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、出力制御機能１７６は、第１算出情報及び第２算出情報を個別に出力することも可能である。この場合、出力制御機能１７６は、操作者からの切り替え操作に応じて、第１算出情報の表示と第２算出情報の表示とを切り替えて表示するのが好適である。
【００８９】
なお、出力制御機能１７４が情報を出力する出力先は、ディスプレイ１０３に限定されるものではない。例えば、出力制御機能１７４は、ネットワークを経由して接続された任意の装置に送信してもよい。具体的には、出力制御機能１７４は、病院内のデータを集中的に管理しているサーバ装置や、診断レポートを作成するための装置（レポート作成装置など）に情報を送信しても良い。また、例えば、出力制御機能１７４は、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）などの記録メディアに情報を格納しても良い。
【００９０】
図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。図７に示す処理手順は、例えば、弁輪部の解析を開始する旨の指示を操作者から受け付けた場合に開始される。
【００９１】
ステップＳ１０１において、処理タイミングか否かを判定する。例えば、入力インタフェース１０２は、弁輪部の解析を開始する旨の指示を操作者から受け付け、受け付けた指示を処理回路１７０へ送る。処理回路１７０は、入力インタフェース１０２により転送された指示を受け付けると、処理タイミングであると判定し（ステップＳ１０１肯定）、ステップＳ１０２以降の処理を開始する。なお、処理タイミングでない場合には（ステップＳ１０１否定）、ステップＳ１０２以降の処理は開始されず、処理回路１７０の各処理機能は待機状態である。
【００９２】
ステップＳ１０１が肯定されると、ステップＳ１０２において、取得機能１７１は、複数のボリュームデータを読み出す。例えば、取得機能１７１は、被検体Ｐの右心室を含む領域が撮像された少なくとも１心周期以上にわたる複数のボリュームデータを、画像メモリ１５０から読み出す。
【００９３】
ステップＳ１０３において、推定機能１７２は、対象部位に初期輪郭を設定する。例えば、推定機能１７２は、操作者によって指定された心時相におけるボリュームデータに含まれる右心室に対して、３次元的な初期輪郭を設定する。この初期輪郭には、複数の追跡点が設定される。
【００９４】
ステップＳ１０４において、推定機能１７２は、３ＤＷＭＴにより組織の動き情報を推定する。例えば、推定機能１７２は、複数の追跡点が設定された初期時相におけるボリュームデータと、次の時相におけるボリュームデータとを用いてパターンマッチングを含む追跡処理を行うことで、複数のボリュームデータにおける複数の追跡点の位置を追跡する。
【００９５】
ステップＳ１０５において、第１算出機能１７３は、第１算出情報を算出する。例えば、第１算出機能１７３は、推定機能１７２による推定結果に基づいて、第１算出情報として、右心室に関する全体的又は局所的なストレイン、面積変化率、及び容積等の情報を算出する。
【００９６】
ステップＳ１０６において、設定機能１７４は、弁輪位置に関心領域を設定する。例えば、設定機能１７４は、弁輪位置として、三尖弁輪又は肺動脈弁輪のうち少なくとも一方に対応する位置に、関心領域を設定する。
【００９７】
ステップＳ１０７において、第２算出機能１７５は、関心領域について第２算出情報を算出する。例えば、第２算出機能１７５は、複数の追跡点のうち関心領域に含まれる複数の追跡点に関する動き情報に基づいて、所定位置での弁輪径、弁輪周囲長、弁輪部の断面積、及び平均的な弁輪径のうち少なくとも一つ以上のパラメータを、心時相ごとに算出する。
【００９８】
ステップＳ１０８において、出力制御機能１７６は、第１算出情報及び第２算出情報を出力する。例えば、出力制御機能１７６は、第２算出情報を、時間変化曲線、所定の心時相での値、１心周期内での最大値、及び１心周期内での最小値のうち少なくとも一つの情報として出力する。
【００９９】
なお、図７にて説明した処理手順はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上記の処理手順は、処理内容に矛盾が生じない範囲で任意の順序に変更可能である。一例としては、ステップＳ１０６の処理は、ステップＳ１０３の処理の直後（ステップＳ１０４の処理の前）に実行されても良い。
【０１００】
上述してきたように、超音波診断装置１００は、全体的又は局所的な壁運動情報や容積情報とともに、弁輪部の大きさの動的変化やその程度を操作者に提示することができる。これにより、操作者は、心室のリモデリングの程度や心機能を定量的に把握しつつ、弁輪部の大きさの動的変化やその程度を同時に把握することが可能となる。この結果として、操作者は、弁輪部の疾患の治療法や治療デバイスの選定を効果的に行うことができる。
【０１０１】
例えば、心機能の低下に伴う代償作用として心臓が拡張し、この拡張によって弁輪部も大きくなる（例えば、弁輪径が拡大する）ことにより、弁の閉塞不全（逆流）が生じる場合がある。このような症例に対しては、例えば、弁の周囲に紐状の医療器具（弁輪結紮デバイス）を埋め込み、それを絞ることで拡大した弁輪径を戻す治療法が適用される。本実施形態に係る超音波診断装置１００は、弁輪径や弁輪周囲長等の情報を提供することで、最適なサイズや種類の弁輪結紮デバイスの選定を支援することができる。また、超音波診断装置１００は、壁運動情報等の定量的な心機能情報を提供することで、適切な治療時期の判断を支援することができる。
【０１０２】
なお、第１の実施形態では、本実施形態に係る超音波診断装置１００が右心室の解析に適用される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１００は、右心室と同様に、左心室の解析にも適用可能である。
【０１０３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、関心領域の大きさに関する第２算出情報を算出する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置１００は、関心領域の形状に関する第２算出情報を算出することも可能である。
【０１０４】
例えば、三尖弁輪の立体構造は、前尖−後尖方向で高く、中隔−側壁方向で低い逆馬蹄形（鞍（saddle）形とも呼ばれる）であることが知られている。ところが、三尖弁閉鎖不全の症例、特に予後の悪い重症例では、健常例と比較して鞍形が平坦化することが知られている。そこで、第２の実施形態では、超音波診断装置１００は、この形状に起因する高低差を、関心領域の形状に関する第２算出情報として算出する。
【０１０５】
第２の実施形態に係る超音波診断装置１００は、図１に例示した超音波診断装置１００と同様の構成を備え、第２算出機能１７５の処理の一部が相違する。そこで、第２の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については説明を省略する。
【０１０６】
第２の実施形態に係る第２算出機能１７５は、推定機能１７２による推定結果に基づいて、関心領域の形状に関する第２算出情報を算出する。ここで、第２算出機能１７５は、関心領域の形状に関する第２算出情報として、弁輪部の局所的な高低差を算出する。つまり、第２算出機能１７５は、複数の追跡点のうち関心領域に含まれる複数の追跡点の位置（座標情報）に基づいて、弁輪部の局所的な高低差を算出する。なお、弁輪部の局所的な高低差は、「弁輪形状情報」の一例である。
【０１０７】
図８は、第２の実施形態に係る第２算出機能１７５の処理を説明するための図である。図８には、三尖弁輪に対応するＲＯＩ１の３次元形状を例示する。なお、ＲＯＩ１の３次元形状は、ＲＯＩ１に含まれる複数の追跡点の位置（座標情報）を結ぶことにより描出される。なお、第２の実施形態では、設定機能１７４は、Ａ面及びＢ面の２つの断面画像と補間処理を用いて鞍形の関心領域を設定するのが好適である。
【０１０８】
図８に示すように、第２算出機能１７５は、ＲＯＩ１に含まれる複数の追跡点の重心位置を算出する。そして、第２算出機能１７５は、算出した重心位置を通る回帰平面を算出し、この回帰平面の法線ベクトルの方向（軸）を用いて弁輪部の局所的な高低差を算出する。具体的には、第２算出機能１７５は、弁輪部（ＲＯＩ１）上の各点について、法線ベクトルの方向に沿って回帰平面からの距離（高さ）を算出する。そして、第２算出機能１７５は、回帰平面と比べて最も高い（心房側に近い）点を最高点「ｈｉｇｈＰ」として特定する。また、第２算出機能１７５は、回帰平面と比べて最も低い（心尖に近い）点を最低点「ｌｏｗＰ」として特定する。最高点「ｈｉｇｈＰ」が正の値である場合、最低点「ｌｏｗＰ」は負の値である。そして、第２算出機能１７５は、法線ベクトルの方向における最高点ｈｉｇｈＰと最低点ｌｏｗＰとの差分を、弁輪部の局所的な高低差「ΔＨ」として算出する。つまり、弁輪部の局所的な高低差「ΔＨ」は、回帰平面から最高点ｈｉｇｈＰまでの距離（絶対値）と、回帰平面から最低点ｌｏｗＰまでの距離（絶対値）との和に対応する。
【０１０９】
ここで、弁輪部の局所的な高低差「ΔＨ」は、各心時相「ｔ」において定義可能であるので、時間変化を表す関数として算出可能である。つまり、第２算出機能１７５は、３ＤＷＭＴにおける初期時相「ｔ＝０」において、上記のように最高点「ｈｉｇｈＰ（ｔ）」と最低点「ｌｏｗＰ（ｔ）」とを定義する。そして、第２算出機能１７５は、最高点「ｈｉｇｈＰ（ｔ）」と最低点「ｌｏｗＰ（ｔ）」との差分により、各心時相（ｔ）における弁輪部の局所的な高低差「ΔＨ（ｔ）」を算出する。
【０１１０】
このように、第２算出機能１７５は、三尖弁輪に対応するＲＯＩ１について、弁輪部の局所的な高低差「ΔＨ（ｔ）」を算出する。なお、ここでは、三尖弁輪の弁輪形状情報を算出する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２算出機能１７５は、肺動脈弁輪や左心室の弁輪部についても同様の弁輪形状情報を算出可能である。
【０１１１】
そして、出力制御機能１７６は、算出された弁輪部の局所的な高低差「ΔＨ（ｔ）」を出力する。弁輪部の局所的な高低差「ΔＨ（ｔ）」の出力形態や出力先としては、第１の実施形態にて説明したものと同様である。つまり、出力制御機能１７６は、弁輪部の局所的な高低差「ΔＨ（ｔ）」を時間変化曲線として表示するのが好適であるが、所定の心時相（例えばＥＤ、ＥＳ等）での値、１心周期内での最大値、及び１心周期内での最小値等の数値情報を表示することもできる。また、これらの数値情報は、数値を示すテキスト情報として表示されても良いし、任意のグラフ（例えば図５の時間変化曲線）上にプロットして表示しても良い。
【０１１２】
また、出力制御機能１７６は、図８に示したように弁輪部（三尖弁輪）の３次元形状をディスプレイ１０３に表示することもできる。
【０１１３】
このように、第２の実施形態に係る超音波診断装置１００は、時系列の弁輪形状情報を算出し、算出した時系列の弁輪形状情報を操作者に提示することができる。これにより、操作者は、鞍形が平坦化しているか否かを容易に判断できるだけでなく、その時間変化も把握することができるので、弁輪部の病態評価を簡便かつ詳細に行うことができる。
【０１１４】
（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。
【０１１５】
（医用情報処理装置）
また、例えば、上述した実施形態では、開示の技術が超音波診断装置１００に適用される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、開示の技術は、医用情報処理装置２００に適用されても良い。医用情報処理装置２００は、例えば、ワークステーションやＰＡＣＳ（Picture  Archiving  Communication  System）ビューワ、他の医用画像診断装置のコンソール装置等に対応する。なお、他の医用画像診断装置とは、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置やＸ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置等に対応する。また、医用情報処理装置としてＭＲＩ装置又はＸ線ＣＴ装置が適用される場合、医用情報処理装置は、各医用画像診断装置により撮像されたボリュームデータ（ＭＲ画像データ、ＣＴ画像データ）を用いて、開示の技術を実行可能である。
【０１１６】
図９は、その他の実施形態に係る医用情報処理装置２００の構成例を示すブロック図である。図９に示すように、医用情報処理装置２００は、入力インタフェース２０１、ディスプレイ２０２、ＮＷインタフェース２０３、記憶回路２０４、及び処理回路２１０を備える。入力インタフェース２０１、ディスプレイ２０２、ＮＷインタフェース２０３、及び処理回路２１０は、相互に通信可能に接続される。
【０１１７】
入力インタフェース２０１は、マウス、キーボード、タッチパネル等、操作者からの各種の指示や設定要求を受け付けるための入力装置である。ディスプレイ２０２は、医用画像を表示したり、操作者が入力インタフェース２０１を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩを表示したりする表示装置である。
【０１１８】
ＮＷインタフェース２０３は、医用情報処理装置２００と外部装置との間で行われる通信を制御する。具体的には、ＮＷインタフェース２０３は、外部装置から各種の情報を受信し、受信した情報を処理回路２１０に出力する。例えば、ＮＷインタフェース２０３は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network  Interface  Controller）等によって実現される。
【０１１９】
記憶回路２０４は、例えば、ＮＡＮＤ（Not  AND）型フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）であり、医用画像データやＧＵＩを表示するための各種のプログラムや、当該プログラムによって用いられる情報を記憶する。
【０１２０】
処理回路２１０は、医用情報処理装置２００における処理全体を制御する電子機器（プロセッサ）である。処理回路２１０は、取得機能２１１、推定機能２１２、第１算出機能２１３、設定機能２１４、第２算出機能２１５、及び出力制御機能２１６を実行する。取得機能２１１、推定機能２１２、第１算出機能２１３、設定機能２１４、第２算出機能２１５、及び出力制御機能２１６は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２０４内に記録されている。処理回路２１０は、各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能（取得機能２１１、推定機能２１２、第１算出機能２１３、設定機能２１４、第２算出機能２１５、及び出力制御機能２１６）を実現する。
【０１２１】
例えば、取得機能２１１は、少なくとも１心周期以上にわたって被検体Ｐの心室を含む領域が撮像された複数のボリュームデータ（超音波画像データ、ＭＲ画像データ、ＣＴ画像データ等）を取得する。推定機能２１２は、複数のボリュームデータを用いて、心室の組織の動きを推定する。第１算出機能２１３は、推定機能１７２による推定結果に基づいて、心室に関する壁運動情報及び容積情報のうち少なくとも一方を含む第１算出情報を算出する。設定機能２１４は、心室における血流の流入又は流出に関する弁の弁輪位置に対応する関心領域を設定する。第２算出機能２１５は、推定機能１７２による推定結果に基づいて、関心領域の大きさ又は形状に関する第２算出情報を算出する。出力制御機能２１６は、第１算出情報及び第２算出情報を出力する。これにより、医用情報処理装置２００は、弁輪部の大きさや形状を適切に解析することができる。
【０１２２】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１５０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１５０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【０１２３】
また、上述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及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、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。
【０１２４】
また、上述した実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１２５】
また、上述した実施形態において説明した医用情報処理方法は、予め用意された医用情報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。この医用情報処理プログラムは、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、この医用情報処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって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。
【０１２６】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、弁輪部の大きさや形状を適切に解析することができる。
【０１２７】
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】
【０１２８】
１００      超音波診断装置
１７０      処理回路
１７１      取得機能
１７２      推定機能
１７３      第１算出機能
１７４      設定機能
１７５      第２算出機能
１７６      出力制御機能
【図１】
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【図２】
2020092941.tif 000004
【図３】
2020092941.tif 000005
【図４】
2020092941.tif 000006
【図５】
2020092941.tif 000007
【図６】
2020092941.tif 000008
【図７】
2020092941.tif 000009
【図８】
2020092941.tif 000010
【図９】
2020092941.tif 000011