(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて対象組織の断層画像を形成する断層画像形成手段と、
前記断層画像から前記対象組織の内腔領域を抽出し、その内腔領域を表す内腔領域画像を出力する内腔領域抽出手段と、
前記対象組織の内腔領域内に評価対象となる部分領域を設定する部分領域設定手段と、
前記内腔領域画像における前記部分領域の部分面積に基づいて、当該部分領域に対応する部分空間の部分体積を近似的に演算する部分体積演算手段と、
前記部分空間の部分体積又はそれから演算される演算値を部分評価値として出力する出力手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記部分領域設定手段は、前記内腔領域を複数の部分領域に分割し、
前記部分体積演算手段は、前記複数の部分領域のそれぞれについて前記部分体積を演算し、
前記出力手段は、前記複数の部分領域のそれぞれについて部分評価値を出力することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記部分体積演算手段は、
前記内腔領域を複数のスライス領域に区分する区分手段と、
前記複数のスライス領域の中で前記部分領域に対応する対応スライス領域を判定する判定手段と、
前記各対応スライス領域の面積に基づいて、当該各対応スライス領域ごとに前記部分空間に属する要素体積を演算する要素体積演算手段と、
前記演算された各要素体積を加算することによって、前記部分空間の部分体積を演算する要素体積加算手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の超音波診断装置において、
前記部分体積演算手段は、更に、前記各対応スライス領域ごとにその全体の面積の内で前記部分領域に属する面積の割合を指標するパラメータ値を演算するパラメータ値演算手段を有し、
前記要素体積演算手段は、更に、前記各対応スライス領域ごとのパラメータ値に基づいて、前記部分空間に属する要素体積を演算することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波診断装置において、
前記パラメータ値は、前記各対応スライス領域を回転体近似するための中心軸とその中心軸に平行な部分領域境界線との間の距離に相当することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項５記載の超音波診断装置において、
前記部分領域境界線は、前記複数のスライス領域を区分するために設定される長軸に一致することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項６記載の超音波診断装置において、
前記部分領域設定手段は、前記内腔領域を前記長軸を境として分割することによって複数の部分領域を設定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項６記載の超音波診断装置において、
前記部分領域設定手段は、前記内腔領域を前記長軸を境として分割し且つスライス領域を単位として分割することによって複数の部分領域を設定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項３記載の超音波診断装置において、
前記部分領域設定手段は、前記内腔領域をスライス領域を単位として分割することによって複数の部分領域を設定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
左室空間を複数のディスクの集合として近似するモデルに従って、左室の内腔領域を複数のスライス領域に区分し、それに基づいて体積演算を行う超音波診断装置において、
左室断面上でその内腔領域を個別評価対象となる複数の部分領域に分割する手段と、
前記複数のスライス領域の中で前記各部分領域に対応する対応スライス領域を判定し、それらの対応スライス領域の面積に基づいて当該各部分領域に対応する部分空間ごとに部分体積を演算する部分体積演算手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置に係り、特に断層画像から組織内腔の体積等を演算する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
心機能を評価する指標として駆出率（Ｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ：ＥＦ）が知られている。ＥＦは、拡張末期の左室体積（ＥＤＶ）および収縮末期の左室体積（ＥＳＶ）により定義されるものである。具体的には、ＥＦ＝［（ＥＤＶ−ＥＳＶ）／ＥＤＶ］×１００（％）の演算式により、駆出率が演算される。
【０００３】
二次元の断層画像から左室体積を近似計算する手法として、シンプソン（Ｓｉｍｐｓｏｎ）法が公知である。この手法では、断層画像上において左室の内腔領域を抽出した状態で、まず、左室に対してユーザーにより設定された長軸方向に沿ってその内腔領域を２０個の帯状のスライス領域に区分し、各スライス領域の面積（画素数）を求め、それに基づいて各スライス領域ごとに回転体近似を行うことにより、各スライス領域の面積に対応する体積を計算し、それらを加算することで最終的に左室の体積を近似的に求めるものである。つまり、左室を２０個に区分されたディスク体の集合として近似するものである。
【０００４】
このシンプソン法を用いることで、断層画像の形成と並行して実質的にリアルタイムで体積演算を行って、駆出率を求め、左室の壁運動異常の定量的評価を行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、左室の壁運動異常は局所的に発生する場合も多いが、局所的な壁運動異常による左室の局所的体積変化は、左室全体の体積変化に対して相対的に小さいものである。この場合、上記の駆出率評価法では、左室全体の駆出率のみを演算するので、かかる局所的体積変化が左室全体の体積変化に埋もれてしまい、局所的体積変化そのものの評価が困難である。
【０００６】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、対象組織の部分領域についての評価、すなわち局所的な評価を可能とする超音波診断装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る超音波診断装置は、超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて対象組織の断層画像を形成する断層画像形成手段と、前記断層画像から前記対象組織の内腔領域を抽出し、その内腔領域を表す内腔領域画像を出力する内腔領域抽出手段と、前記対象組織の内腔領域内に評価対象となる部分領域を設定する部分領域設定手段と、前記内腔領域画像における前記部分領域の部分面積に基づいて、当該部分領域に対応する部分空間の部分体積を近似的に演算する部分体積演算手段と、前記部分空間の部分体積又はそれから演算される演算値を部分評価値として出力する出力手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、対象組織の断層画像から内腔領域を抽出して内腔領域画像として出力し、その内腔領域内に評価対象となる部分領域が人為的にあるいは自動的に設定される。そして、内腔領域画像における部分領域の部分面積に基づいて、部分領域に対応する部分空間の部分体積を近似的に演算し、部分体積又はそれから演算される演算値を部分評価値として出力する。
【０００９】
例えば左室を対象組織とし、内腔領域である心内膜領域内に部分領域を設定し、その部分体積を近似的に演算することで、左室全体の体積変化に埋もれることなく、部分領域における体積変化等の局所的評価が可能となる。対象組織は左室のほか、内腔領域を有する他の対象組織でもよい。
【００１０】
また、望ましくは、前記部分領域設定手段は、前記内腔領域を複数の部分領域に分割し、前記部分体積演算手段は、前記複数の部分領域のそれぞれについて前記部分体積を演算し、前記出力手段は、前記複数の部分領域のそれぞれについて部分評価値を出力する。
【００１１】
この構成により、例えば部分領域相互間の対比評価を行うことができ、またそれぞれの部分領域の個別的な異常を発見できる。
【００１２】
また、望ましくは、前記部分体積演算手段は、前記内腔領域を複数のスライス領域に区分する区分手段と、前記複数のスライス領域の中で前記部分領域に対応する対応スライス領域を判定する判定手段と、前記各対応スライス領域の面積に基づいて、当該各対応スライス領域ごとに前記部分空間に属する要素体積を演算する要素体積演算手段と、前記演算された各要素体積を加算することによって、前記部分空間の部分体積を演算する要素体積加算手段と、を含むことが好ましい。
【００１３】
ここで望ましくは公知のシンプソン法に従い内腔領域を複数のスライス領域に区分する。そのことで、同法で用いられるスライス領域の面積の算出方法と、スライス領域ごとに回転体近似を行うことによりスライス領域の面積に対応する体積の算出方法とを基礎とし、その原理を生かしつつ求めたい部分空間の部分体積を算出することができる。各対応スライス領域と部分領域の関係は、部分領域の全体が各対応スライス領域の全体である全部重複であってもよく、部分領域の全体が各対応スライス領域の全体でなくその一部である一部重複であってもよい。
【００１４】
また、望ましくは、前記部分体積演算手段は、更に、前記各対応スライス領域ごとにその全体の面積の内で前記部分領域に属する面積の割合を指標するパラメータ値を演算するパラメータ値演算手段を有し、前記要素体積演算手段は、更に、前記各対応スライス領域ごとのパラメータ値に基づいて、前記部分空間に属する要素体積を演算する。
【００１５】
この構成により、各対応スライス領域において部分領域が及ぶ割合を上記面積の割合を指標するパラメータ値で規定し、そのパラメータ値を用いて、シンプソン法により算出される各対応スライス領域自体の要素体積（ディスク体積）を利用し、求めたい部分空間に属する要素体積を算出できる。
【００１６】
また、本発明に係る超音波診断装置において、前記パラメータ値は、前記対応スライス領域を回転体近似するための中心軸とその中心軸に平行な部分領域境界線との間の距離に相当することが好ましい。
【００１７】
この構成により、前記パラメータ値は、回転体近似のための中心軸と部分領域境界線との間のずれを表す。その値を用い例えば三角関数演算をすることで、各対応スライス領域を回転体近似して求めたディスク体積のうち、求めたい部分空間に属する要素体積を容易かつ迅速に算出できる。
【００１８】
回転体近似のための中心軸すなわち回転中心軸は、各対応スライス領域の重心を求め、重心を通る軸として定めることができる。この場合、前記パラメータ値は、重心から部分領域境界線への垂直距離として求めることができる。
【００１９】
また、望ましくは、前記部分領域境界線は、前記複数のスライス領域を区分するために設定される長軸に一致する。
【００２０】
この構成により、前記パラメータ値は、各対応スライス領域の重心座標から長軸への垂直距離として用いることができ、演算が容易となる。
【００２１】
また、望ましくは、前記部分領域設定手段は、前記内腔領域を前記長軸を境として分割することによって２つの部分領域を設定する。また、望ましくは、前記部分領域設定手段は、前記内腔領域を前記長軸を境として分割し且つスライス領域を単位として分割することによって複数の部分領域を設定する。また、望ましくは、前記部分領域設定手段は、前記内腔領域をスライス領域を単位として分割することによって複数の部分領域を設定する。
【００２２】
これらの分割により複数の部分領域を設定することで、シンプソン法で用いられる算出方法からの発展が容易で、求めたい部分空間の部分体積を容易に算出することができる。
【００２３】
また、本発明に係る超音波診断装置は、左室空間を複数のディスクの集合として近似するモデルに従って、左室の内腔領域を複数のスライス領域に区分し、それに基づいて体積演算を行う超音波診断装置において、左室断面上でその内腔領域を個別評価対象となる複数の部分領域に分割する手段と、前記複数のスライス領域の中で前記各部分領域に対応する対応スライス領域を判定し、それらの対応スライス領域の面積に基づいて当該各部分領域に対応する部分空間ごとに部分体積を演算する部分体積演算手段と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
この構成により、シンプソン法の算出法を発展させ、左室を複数の部分領域に分割し、各部分領域に対応する部分空間ごとに部分体積を演算する。このことで、左室全体の体積変化に埋もれることなく、部分領域における体積変化等の局所的評価が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態につき詳細に説明する。最初に本発明の基礎となるシンプソン法について図１および図２に従って説明する。図１には、表示画面上に表された左室の内腔領域１２が示される。シンプソン法の理解を容易にするため、内腔領域１２の形状は長手方向に対称軸を持つ対称図形であるものとして示されている。内腔領域１２は、Ｂモード断層画像などの超音波断層画像から抽出される。例えば、内腔領域１２の抽出は、心臓の超音波画像に対し、左室の内腔領域１２内の各画素データに値として１を付与し、それ以外の領域１４の各画素データに値として０を付与する二値化処理により行うことができる。なお符号１６は、このようにして抽出された内腔領域１２の輪郭線に相当するものである。また、二値化処理は、左室を含むＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：関心領域）内で行われる。
【００２６】
次に、抽出された内腔領域１２に対し、内腔領域１２全体の中心を通る長手方向の軸である長軸１８を設定する。上記前提から、内腔領域１２は長軸１８を境として右側形状と左側形状は対称をなす。図１において角度θは、Ｙ軸に対する長軸１８の傾き角である。長軸１８の軸線上において、中心から両端に向かって二値化データの値の変化を順次読み取るエッジ検出により、内腔領域１２の両端の点Ａ，Ｂの座標が自動的に決定される。そして、長軸１８上の点Ａ，Ｂの間の長さを２０等分する一定の軸線幅の値ｈが求められる。この一定の軸線幅ｈを有し、長軸１８に直交する２０個の帯状スライス領域により、内腔領域１２が区分される。
【００２７】
２０個の各スライス領域の面積ｄＳi（ｉ＝１〜２０）は、各スライス領域に含まれる画素数で表すことができる。表示画面上の画像データはラスタスキャンに従って伝送されるので、この画素数の計算にあたっては、最初に表示画面上の各水平ラインに沿って画素数がカウントされる。次に各水平ラインに沿ってカウントされた画素数を、２０個の各スライス領域ごとに加算することで、各スライス領域に含まれる画素数が得られる。画素数と面積との換算を行うことで各スライス領域の面積ｄＳiを求めることができる。
【００２８】
次に面積がｄＳiで高さｈの各スライス領域を、一辺がｈ、他辺がｄＳi／ｈの矩形にそれぞれ近似する。近似した２０個の矩形を長軸１８の周りに回転して、２０個のディスク（ディスク体）を得る。各ディスク体の体積は、各スライス領域の面積ｄＳiと軸線幅ｈとから算出できる。図２は、２０個の各ディスク体の体積Ｖ1からＶ20を全部加算し、左室全体の近似体積Ｖが求められる様子を示す図である。
【００２９】
このように、従来用いられていたシンプソン法では、内腔領域を複数のスライス領域に区分し、スライス領域ごとに回転体近似を行って得られる各ディスクの体積を全部加算することにより、内腔領域に対応する左室体積のみを算出している。したがって、左室の部分領域に対応する局所的体積変化が左室全体の体積変化に埋もれてしまい、局所的体積変化そのものの評価が困難であった。そこで、局所的体積変化の評価が可能となる部分体積算出について、以下に説明する。
【００３０】
まず、図１の内腔領域１２を長軸方向に二分割し、２個の部分領域を設定することを考える。２個の部分領域は、それぞれ１０個のスライス領域からなるものとする。この場合は、図３に示すように、シンプソン法で求められる２０個のディスク体を、長軸に直角な分割境界面２４でそれぞれ１０個のディスク体の集合に分割する。すなわち、内腔領域１２内で下側に設定した部分領域に対応する部分空間の部分体積Ｖａは、図３における下側１０個のディスク体についてそれぞれの体積Ｖi（ｉ＝１〜１０）を加算して得られる。また、内腔領域１２の上側に設定した部分領域に対応する部分空間の部分体積Ｖｂは、図３における上側１０個のディスク体についてそれぞれの体積Ｖi（ｉ＝１１〜２０）を加算して得られる。なお、２個の部分領域を構成するスライス領域の数は１０個ずつでなくてもよい。
【００３１】
また、図１の内腔領域１２において長軸方向に４個の部分領域を設定した場合を考える。各部分領域は、それぞれ５個のスライス領域からなるものとする。この場合は、図４に示すように、シンプソン法で求められる２０個のディスク体を、長軸に直角な部分領域境界線に対応する３個の境界面で各５個ずつのディスク体の集合に分割する。すなわち、各部分領域に対応する部分空間の部分体積Ｖc，Ｖd，Ｖe，Ｖfは、それぞれ対応する５個のディスク体の体積を加算して得ることができる。なお、４個の部分領域を構成するスライス領域の数は５個ずつでなくてもよい。
【００３２】
このように、内腔領域を長軸方向に数個に分割して部分領域を設定し、シンプソン法で用いられる算出方法を有効に利用することで、それぞれの部分領域に対応する部分空間の部分体積を求めることができる。
【００３３】
次に、図１の内腔領域１２において長軸１８を境として左右に２個の部分領域を設定した場合を考える。この場合は、内腔領域が長軸に対し対称形であるので、２個の部分領域に対応する部分空間の部分体積は同じになることを利用できる。すなわち図５に示すように、長軸１８を含む分割境界面２６の両側の部分空間の体積Ｖg，Ｖhは等しく、それぞれ左室体積の半分となる。したがって、この場合は、シンプソン法で算出された左室体積に、二分演算を行うことで部分領域に対応する部分空間の部分体積を算出できる。なお、内腔領域が長軸に対し非対称形の場合についての算出法については後述する。
【００３４】
また、図１の内腔領域１２において長軸１８を境として左右に分け、さらに長軸１８の方向に二分割し、合計４個の部分領域を設定した場合を考える。この場合は、上記の図３と図５との組み合わせに相当し、図６に示すように、長軸１８を含む分割境界面２６と、長軸１８に直角な分割境界面２４により、４個の部分空間の体積Ｖp，Ｖq，Ｖr，Ｖsを求めることになる。内腔領域が長軸に対し対称形であるので、Ｖp＝Ｖq、Ｖr＝Ｖsとなる。また、Ｖp＋ＶqおよびＶr＋Ｖsの算出は図３で述べた方法を用いることができる。したがって、この場合は、シンプソン法の過程で算出された結果と二分演算により、部分領域に対応する部分空間の部分体積を算出できる。
【００３５】
以上のように、それぞれの局所的体積変化そのものの部分評価が可能となる。次に、やや複雑な内腔領域が非対称図形である場合について以下に説明する。
【００３６】
図７は、上述の図１に対応する図であるが、内腔領域３０において長軸３２を挟む一方側と他方側が対称でないところが相違している。図７に示す内腔領域３０内において、長軸３２を境として左右に二分し、さらに長軸３２に直角な分割線３４の方向に二分割し、合計４個の部分領域を設定した場合を考える。ここで、分割線３４の方向の二分割はそれぞれ１０個のスライス領域で分割するものとする。なお、図７では、説明の便宜上、スライス領域の数を一部省略した。また、Ｘ軸、Ｙ軸、傾き角θ、点Ａ、点Ｂ、軸線幅ｈ、スライス領域の面積ｄＳi等は、図１と同様であるので同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
図７におけるように、内腔領域３０が長軸３２を挟む一方側と他方側とで対称でないときは、各スライス領域を回転軸の周りに回転してディスク体を得る際の回転軸が長軸３２と一致しない。そこで、各スライス領域の重心Ｇiを求め、その重心Ｇiを通り長軸３２に平行な軸を回転軸３６とする。各スライス領域の重心Ｇiの座標の算出は、スライス領域内の全画素についてその座標を順次積算し、その座標の全積算値を全画素数で除して得た値を重心Ｇiの座標とする、公知の方法を用いることができる。
【００３８】
各スライス領域の面積ｄＳiは、シンプソン法の説明で述べた算出方法を利用して求めることができるので、次に面積がｄＳiで高さｈの各スライス領域を、一辺がｈ、他辺がｄＳi／ｈの矩形にそれぞれ近似する。近似した２０個の矩形をそれぞれの回転軸の周りに回転して、２０個のディスク体を得る。各ディスク体の体積は、各スライス領域の面積ｄＳiと軸線幅ｈとから算出できる。この方法自体も公知である。
【００３９】
図８は、このようにして得た各ディスク体の集合としての左室の全体体積４０を示す図である。いま、４個の部分領域の設定に対応し、長軸３２を含む分割境界面４２と、長軸に直角な境界線に対応する分割境界面４４とにより分割される４個の部分空間の部分体積ＶLU，ＶLD，ＶRU，ＶRDを求めたい。そのためには、左室の全体体積４０を構成する各ディスク体４６において、分割境界面４２を挟む一方側（左側）の要素体積ＶLと、他方側（右側）の要素体積ＶRを算出し、各部分空間ごとに対応する各要素体積をそれぞれ加算することが必要である。
【００４０】
図９は、ディスク体４６の左側の要素体積ＶLと、右側の要素体積ＶRを算出する手順を説明する図である。図９（ａ）には、回転軸３６の周りに回転して得られた高さｈのディスク体４６が示されている。分割境界面４２により左側の要素体積ＶLと右側の要素体積ＶRが分けられる。図９（ｂ）は、ディスク体４６の上面図である。ディスク体４６の厚みはスライス領域の軸線幅ｈで一定値であるから、左側の要素体積ＶLと右側の要素体積ＶRを求めるには、ディスク体の断面の円における左側の面積ＳLと右側の面積ＳRとの面積割合を求めればよい。図９（ｃ）に示すように、左側の面積ＳLは、回転軸３６から分割境界面４２を見込む扇形の面積ＳFから三角形部分の面積ＳTを減算して求めることができる。図９（ｄ）において、回転軸３６に対する長軸３２のずれ量、つまり長軸３２と回転軸３６との間の鉛直距離をａとする。三角形部分の面積ＳTは、このａの値とディスク体４６の半径ｒとを用いることで三角関数演算により算出できる。また、扇形の面積ＳFは、回転軸３６から分割境界面４２を見込む角度２αと全円周角３６０度との比から算出できる。ここで２α＝２ＣＯＳ-1（ａ／ｒ）で与えられる。
【００４１】
このようにして、回転軸３６に対する長軸３２のずれ量ａを用いることで、扇形の面積ＳFと三角形部分の面積ＳTを求め、これらの差から左側の面積ＳLを求めることができる。左側の面積ＳLに高さｈを乗じ、左側部分の要素体積ＶLとを求め、ディスク体４６全体の体積から左側部分の要素体積ＶLを減ずることで、右側部分の要素体積ＶRを求めることができる。詳しくは、左側部分の要素体積ＶLは式（１）により、右側部分の要素体積ＶRは式（２）により算出できる。
【数１】
ＶL＝ｈ＊[（πｒ2＊２α／３６０）−ａ＊（ｒ2−ａ2）1/2]・・・（１）
【数２】
0003723149.tif 000002
【００４２】
このように、三角関数演算を用いることで、各ディスク体４６における分割境界面４２を挟む左側部分の要素体積ＶLと、右側部分の要素体積ＶRとをそれぞれ算出できる。
【００４３】
図８に示した４個の部分空間の部分体積ＶLU，ＶLD，ＶRU，ＶRDを求めるには、各部分空間ごとに対応する各要素体積をそれぞれ加算する。例えば、分割境界面４４に関し上半分の部分体積ＶLUとＶRUについては、分割境界面４４の上側１０個の各ディスク体について左側の要素体積ＶLを加算してＶLUを算出する。また、分割境界面４４の上側１０個の各ディスク体について右側の要素体積ＶRを加算してＶRUを算出することができる。同様にして、分割境界面４４に関し下半分の部分体積ＶLDとＶRDについては、分割境界面４４の下側１０個の各ディスク体について左側の要素体積ＶLを加算してＶLDを算出する。また、分割境界面４４の下側１０個の各ディスク体について右側の要素体積ＶRを加算してＶRDを算出することができる。
【００４４】
上記説明は、４個の部分領域の設定について行ったが、部分領域の設定数はそれ以上であってもよく、また、長軸以外の部分領域境界線を用いるときも、本発明が実施できる。
【００４５】
図１０は、図７から図９で説明した演算を行う超音波診断装置５０の要部構成図である。ここでは、図８に示すように、４個の部分領域の設定に対応する４個の部分空間の部分体積を算出する演算をする場合について説明する。二値化演算器５２は、図示されていないＢモード断層画像形成部からＢモード画像データ１５０を受取り二値化画像データ１５２に変換する。この二値化演算処理により抽出された内腔領域に対し、入力器５４は、ＲＯＩの設定、長軸の設定、部分領域の設定等を行う。また、超音波診断装置５０は、シンプソン法を利用して内腔領域を区分した各スライス領域の要素面積を算出する要素面積算出器５６と、部分領域の部分面積に対応する部分空間の部分体積を算出する部分体積算出器５８を備える。さらに、超音波診断装置５０は、部分体積を駆出率（ＥＦ）等の部分評価値に換算する部分評価値算出器６０と、部分評価値をＢモード断層画像等とともに表示する表示処理部６２と、システム全体を制御する制御部６４とを備える。
【００４６】
要素面積算出器５６内の座標パラメータ演算器７０は、内腔領域が表示される表示画面のＸ軸、Ｙ軸の座標系に関し、図１で説明した方法に従い、後述する要素面積と要素体積の演算に必要な座標パラメータを演算する。必要な座標パラメータとしては、長軸上の内腔領域の両端の点Ａ，Ｂの座標Ｘａ，Ｘｂ、および長軸とＹ軸との傾き角θ等である。また要素面積算出器５６は、図１で説明したシンプソン法に従って、内腔領域を２０個の帯状スライス領域に区分するスライス領域区分部７２を備える。
【００４７】
スライス領域区分部７２は、演算器８０により、点Ａの座標Ｘａから点Ｂの座標Ｘｂを減算し、傾き角θを用いて１／ｓｉｎθ演算器８２により１／ｓｉｎθを算出し、演算器８０の演算結果と１／ｓｉｎθ演算器８２の演算結果とを乗算器８４により乗算し、長軸上の点Ａから点Ｂの長さを算出する。ついでこの長さを１／２０演算器８６により１／２０してスライス領域の軸線幅ｈを算出し、さらに、ラスタスキャンによる画素数の算出の容易化のため、乗算器８８により軸線幅ｈに１／ｓｉｎθを乗じてＸ軸方向の軸線幅成分ｄを算出する。算出された軸線幅ｈは、乗算器８８および要素体積演算回路９４に出力され、Ｘ軸方向の軸線幅成分ｄは、要素面積計測回路７４および要素重心演算回路９０に出力される。
【００４８】
さらに要素面積算出器５６内の要素面積計測回路７４は、図１で説明した方法に従い、表示画面の水平軸方向に画素数を順次加算し、各スライス領域の要素面積ｄＳを計測する。要素面積ｄＳの算出の際の各スライス領域の切換えは制御部６４からの切換信号１６０で行われる。計測された各スライス領域の要素面積ｄＳは、後述の要素体積演算回路９４に出力される。
【００４９】
部分体積算出器５８内の要素重心演算回路９０は、各スライス領域の重心座標Ｘi，Ｙiを演算し出力する。重心座標Ｘi，Ｙiの算出は、図７で説明した方法に従い、各スライス領域内の各画素の座標を積算し、その積算値を全画素数で除す方法で行うことができる。各スライス領域内の各画素の座標は、図示されていないアドレス発生器から供給される画素のアドレスＸ，Ｙを用いることができる。このアドレスＸ,Ｙは、二値化画像データ１５２に対応している。また、重心座標Ｘi，Ｙiの算出に必要な座標パラメータＸｂ，Ｙｂ，θは、座標パラメータ演算器７０から、またＸ軸方向の軸線幅成分ｄは、乗算器８８からそれぞれ取得する。
【００５０】
また、部分体積算出器５８内の長軸・回転軸ずれ検出回路９２は、回転軸中心から長軸への鉛直距離ａを算出し出力する。鉛直距離ａの算出に必要な座標パラメータＸａ，Ｘｂ，Ｙａ，Ｙｂ，θは、座標パラメータ演算器７０から、また回転軸中心である重心座標Ｘi，Ｙiは、要素重心演算回路９０からそれぞれ取得する。
【００５１】
また、部分体積算出器５８内の要素体積演算回路９４は、各スライス領域ごとに長軸の左側、右側に対応する部分空間に属する要素体積ｄＶL，ｄＶRを算出する。要素体積演算回路９４は、要素面積計測回路７４から各スライス領域ごとにその要素面積ｄＳを取得する。そして、１／２０演算器８６から軸線幅ｈを、長軸・回転軸ずれ検出回路９２から鉛直距離ａをそれぞれ取得し、上述の式（１）、式（２）に従い、そのスライス領域の要素体積ｄＶL，ｄＶRを算出する。要素体積ｄＶL，ｄＶRの算出の分離切換は、制御部６４からの分離切換信号１６２により行われる。分離切換信号１６２は、入力器５４よりの部分領域設定情報１５４に基づいて出力される。このようにして、例えば要素面積計測回路７４で各スライス領域の要素面積ｄＳが算出されると、そのスライス領域の要素体積ｄＶL，ｄＶRの算出が上記の手順で要素体積演算回路９４により行われ、順次各スライス領域についてこれらの演算が進められる。
【００５２】
つぎに、部分体積算出器５８の中の加算部９６は、順次算出されてくる各スライス領域の要素体積ｄＶL，ｄＶRを、設定された部分領域に対応するスライス領域分だけ加算し、その部分領域に対応する部分空間の部分体積を算出する。加算部９６は、要素体積ｄＶLについての加算部９６ａと、要素体積ｄＶRに対応する加算部９６ｂと、同一の機能の２個の部分を有する。例えば加算部９６ａについて説明すると、過去の加算結果のデータをラッチ１００ａにラッチし、そのラッチされたデータにさらに入力された現在のデータを加算器１０２ａで加算し、その新たな加算結果を再びラッチ１００ａに戻す、順次加算ループを備える。順次加算の開始と終了は、制御部６４からの加算指示信号１６４により行われ、順次加算の開始のときにラッチ１００ａのデータはリセットされ、順次加算の終了のときに全加算結果はメモリ１０４ａに出力される。加算部９６ｂもラッチ１００ｂ、加算器１０２ｂとメモリ１０４ｂを備え、同様の働きをする。
【００５３】
この加算部９６を用いて、図８に示す４個の部分空間の部分体積ＶLU，ＶLD，ＶRU，ＶRDを算出できる。例えば、部分体積ＶLUの算出について説明すると、この部分体積ＶLUは分割境界面４２の左側に属し、分割境界面４４の上側に属する。すなわち加算部９６ａを用い、２０個のスライス領域のうち、下から数えて１１番目から２０番目のスライス領域の要素体積ｄＶLを加算し、その結果をメモリ１０４ａに出力すればよい。上述のように、要素体積演算回路９４においては、各スライス領域につき要素体積ｄＶLを算出し、その結果が順次加算部９６ａに出力される。これを用い、制御部６４から、加算開始を下から数えて１１番目のスライス領域、加算終了を下から数えて２０番目のスライス領域とした加算指示信号１６４を出して所定の加算を行い、その全加算結果をメモリ１０４ａに出力する。このようにして、部分体積ＶLUが算出され、同様に他の部分体積ＶLU，ＶLD，ＶRU，ＶRDも算出でき、それらの結果は、メモリ１０４ａ，１０４ｂに出力され記憶される。
【００５４】
また、部分体積算出器５８内の換算回路９８は、メモリ１０４ａ，１０４ｂに記憶された各部分体積を、表示画面上の次元から、立方センチ等の実際の体積次元に換算する。換算は、２個の加算部９６ａ，９６ｂに対応し２個備えることができる。また、換算は、制御部６４からの換算指示信号１６６にしたがって行う。
【００５５】
そして求められた４個の部分体積は、部分評価値算出器６０内の拡張末期体積判定回路１１０と収縮末期体積判定回路１１２とにそれぞれ入力される。拡張末期体積判定回路１１０と収縮末期体積判定回路１１２には、図示されていない心拍計から取得したＲ波信号が入力されるので、４個の部分体積の取得タイミングとＲ波信号との同期を取ることで、拡張末期における左室の各部分領域に対応する各部分体積（ＥＤＶに対応する部分体積）および収縮末期における左室の各部分領域に対応する各部分体積（ＥＳＶに対応する部分体積）を判定して取得することができる。そして、ＥＤＶに対応する各部分体積およびＥＳＶに対応する各部分体積を用い、ＥＦ演算回路１１４において、各部分体積における駆出率（ＥＦ）を定義し算出できる。このようにして、局所的体積変化の部分評価値が得られる。
【００５６】
また、４個の部分体積は、部分評価値算出器６０内のグラフ作成器１１６に入力し、例えば時間軸を横軸に取り、縦軸に体積をとり、各部分体積の時間変化をグラフ化して算出することもできる。また、４個の部分体積を表にし、適当なサンプリングタイミング、例えばＲ波に同期したタイミングで更新するグラフ化を行うこともできる。
【００５７】
算出された部分評価値は、表示処理部６２に出力され、別途供給されるＢモード画像データ１５０、二値化画像データ１５２と合わせて表示処理され、図示されていない表示装置に出力される。
【００５８】
部分体積の算出にあたっては、部分領域設定情報１５４は、入力器５４から制御部６４に供給され、それに基づき制御部６４は分離切換信号１６２、加算指示信号１６４を設定できるので、部分領域の設定数は４個の場合に限られず、またその設定するスライス領域の数も１０個の場合に限られない。
【００５９】
したがって、本発明の実施の形態によれば、対象組織の部分領域について局所的な評価を可能とし、局所的な壁運動異常による左室の局所的体積変化が左室全体の体積変化に埋もれることがなく、たとえば左室の冠動脈入り口近傍における局所的な壁運動異常などの局所的体積変化そのものの評価が可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明に係る超音波診断装置によれば、対象組織の部分領域について局所的な評価が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  各スライス領域の面積を求める方法を説明する図である。
【図２】  左室体積を求める方法を説明する図である。
【図３】  本発明に係る実施の形態において、長軸に直角な方向に２個の部分領域に分割し、その部分体積を求める様子を示す図である。
【図４】  本発明に係る実施の形態において、長軸に直角な方向に４個の部分領域に分割し、その部分体積を求める様子を示す図である。
【図５】  本発明に係る実施の形態において、長軸を境に左右の２個の部分領域に分割し、その部分体積を求める様子を示す図である。
【図６】  本発明に係る実施の形態において、４個の部分領域に分割し、その部分体積を求める様子を示す図である。
【図７】  本発明に係る実施の形態において、左室の内腔領域が長軸に対し対称形でないときの各スライス領域の面積を求める方法を説明する図である。
【図８】  本発明に係る実施の形態において、各ディスク体の集合としての全体回転体を示す図である。
【図９】  本発明に係る実施の形態において、ディスク体につき左側の要素体積と、右側の要素体積を求める様子を示す図である。
【図１０】  本発明に係る実施の形態の超音波診断装置の要部構成図である。
【符号の説明】
１２，３０  内腔領域、１４  左室外領域、１６  符号（輪郭線）、１８，３２  長軸、２４，２６，４２，４４  分割境界面、３４  分割線、３６  回転軸、４０  全体体積、４６  ディスク体、５０  超音波診断装置、５２  二値化演算器、５４  入力器、５６  要素面積算出器、５８  部分体積算出器、６０  部分評価値算出器、６２  表示処理部、６４  制御部、７０  座標パラメータ演算器、７２  スライス領域区分部、７４  要素面積計測回路、８０  演算器、８２１／ｓｉｎθ演算器、８４，８８  乗算器、８６  １／２０演算器、９０  要素重心演算回路、９２  長軸・回転軸ずれ検出回路、９４  要素体積演算回路、９６  加算部、９８  換算回路、１００ａ，１００ｂ  ラッチ、１０２ａ，１０２ｂ  加算器、１０４ａ，１０４ｂ  メモリ、１１０  拡張末期体積判定回路、１１２  収縮末期体積判定回路、１１４  ＥＦ演算回路、１１６  グラフ作成器、１５０  Ｂモード画像データ、１５２  二値化画像データ、１６０  切換信号、１６２  分離切換信号、１６４  加算指示信号、１６６  換算指示信号。
【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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