(57)【要約】【課題】比較結果をより正確に算出すること。【解決手段】超音波診断装置は、位置合わせ部と、比較結果算出部とを備える。位置合わせ部は、第１の超音波画像データ群に含まれる第１の超音波画像データにおける組織の輪郭に対応する位置に設定された複数の点のアドレスと、第２の超音波画像データ群に含まれる複数の超音波画像データのうち第１の超音波画像データと同一時相の第２の超音波画像データにおける複数の点のアドレスとに基づいて、前記第１の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データと前記第２の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データとの位置合わせを行う。比較結果算出部は、第１及び第２の超音波画像データ群に含まれる同一時相の超音波画像データにおける前記組織の運動を表す運動情報を比較し、比較結果を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１心拍分の複数の超音波画像データをそれぞれ含む第１及び第２の超音波画像データ群について、前記第１の超音波画像データ群に含まれる第１の超音波画像データにおける組織の輪郭に対応する位置に設定された複数の点のアドレスと、前記第２の超音波画像データ群に含まれる複数の超音波画像データのうち前記第１の超音波画像データと同一時相の第２の超音波画像データにおける前記複数の点のアドレスとに基づいて、前記第１の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データと前記第２の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データとの位置合わせを行う位置合わせ部と、
前記第１及び第２の超音波画像データ群に含まれる同一時相の超音波画像データにおける前記組織の運動を表す運動情報を比較し、比較結果を算出する比較結果算出部と、
前記比較結果を出力する出力制御部と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記位置合わせ部は、前記第１及び第２の超音波画像データそれぞれについて、前記複数の点の位置のうち基準となる基準位置を示す情報を表示部に表示させるとともに、操作者から各基準位置を変更する指示を受け付け、当該指示によって変更された前記基準位置に応じて各超音波画像データにおける前記複数の点のアドレスを変更することで、各超音波画像データの位置合わせを行う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】
前記位置合わせ部は、更に、前記超音波画像データがボリュームデータである場合には、前記指示によって前記基準位置が変更されるごとに、変更された基準位置を含む断面を表す超音波画像データを前記表示部に表示させることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記第１の超音波画像データ群に含まれる所定期間と、前記第２の超音波画像データ群において当該所定期間に対応する期間とを同期させる同期部を更に備え、
前記比較結果算出部は、前記同期部による同期が行われた後に、前記第１及び第２の超音波画像データ群に含まれる同一期間の超音波画像データの運動情報を比較し、比較結果を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
第１の超音波画像データ群に含まれる第１の超音波画像データにおける組織の輪郭に対応する位置に設定された複数の点のアドレスと、第２の超音波画像データ群に含まれる複数の超音波画像データのうち前記第１の超音波画像データと同一時相の第２の超音波画像データにおける前記複数の点のアドレスとに基づいて、前記第１の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データと前記第２の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データとの位置合わせを行う位置合わせ部と、
前記第１及び第２の超音波画像データ群に含まれる同一時相の超音波画像データにおける前記組織の運動を表す運動情報を比較し、比較結果を算出する比較結果算出部と、
前記比較結果を出力する出力制御部と
を備えることを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項６】
第１の超音波画像データ群に含まれる第１の超音波画像データにおける組織の輪郭に対応する位置に設定された複数の点のアドレスと、第２の超音波画像データ群に含まれる複数の超音波画像データのうち前記第１の超音波画像データと同一時相の第２の超音波画像データにおける前記複数の点のアドレスとに基づいて、前記第１の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データと前記第２の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データとの位置合わせを行う位置合わせ手順と、
前記第１及び第２の超音波画像データ群に含まれる同一時相の超音波画像データにおける前記組織の運動を表す運動情報を比較し、比較結果を算出する比較結果算出手順と、
前記比較結果を出力する出力制御手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【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、医用画像処理装置及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置を用いて心機能を診断する方法の一つとして、ストレスエコー法という診断方法が行なわれている。このストレスエコー法は、運動負荷や薬物負荷等のストレス負荷を被検体に対して与え、ストレス負荷の前後で収集した超音波画像データを用いて心筋の運動機能を評価する診断方法である。
【０００３】
また、心機能を客観的かつ定量的に評価するために、心臓における組織の変位や歪み等の運動情報を求める技術がある。これは、心臓の超音波画像データを時系列的に収集し、超音波画像上で局所領域のパターンマッチングを行って、局所領域を追跡（トラッキング）することで、心臓の動きを推定するものである。更に、心臓の運動情報をストレス負荷の前後において収集し、これらを比較することで、心臓の運動機能を評価することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０２６１５１号公報
【特許文献２】特開２００９−１０６５４８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、比較結果をより正確に算出することができる超音波診断装置、医用画像処理装置及び制御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】
実施形態に係る超音波診断装置は、位置合わせ部と、比較結果算出部とを備える。位置合わせ部は、少なくとも１心拍分の複数の超音波画像データをそれぞれ含む第１及び第２の超音波画像データ群について、前記第１の超音波画像データ群に含まれる第１の超音波画像データにおける組織の輪郭に対応する位置に設定された複数の点のアドレスと、前記第２の超音波画像データ群に含まれる複数の超音波画像データのうち第１の超音波画像データと同一時相の第２の超音波画像データにおける複数の点のアドレスとに基づいて、前記第１の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データと前記第２の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データとの位置合わせを行う。比較結果算出部は、第１及び第２の超音波画像データ群に含まれる同一時相の超音波画像データにおける前記組織の運動を表す運動情報を比較し、比較結果を算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【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、操作者により設定される初期輪郭の一例を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、ストレス負荷前のボリュームデータ群のポーラーマップの一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ストレス負荷後のボリュームデータ群のポーラーマップの一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る位置合わせ部１８１の処理を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る位置合わせ部１８１の処理を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、第２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８】図８は、第２の実施形態に係る同期部１８４の処理を説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る同期部１８４の処理を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る同期部１８４の処理を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る同期部１８４の処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置、医用画像処理装置及び制御プログラムを説明する。
【０００９】
（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１は、超音波プローブ１１と、入力装置１２と、モニタ１３と、心電計１４と、装置本体１００とを有する。
【００１０】
超音波プローブ１１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１００が有する送受信部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１１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１１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１１は、装置本体１００と着脱自在に接続される。
【００１１】
超音波プローブ１１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１１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】
例えば、本実施形態では、被検体Ｐの２次元走査用に、複数の圧電振動子が一列で配置された１Ｄアレイプローブが超音波プローブ１１として装置本体１００と接続される。例えば、超音波プローブ１１としての１Ｄアレイプローブは、セクタ走査を行なうセクタプローブや、オフセットセクタ走査を行なうコンベックスプローブ、リニア走査を行なうリニアプローブ等である。或いは、例えば、本実施形態では、被検体Ｐの３次元走査用に、メカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブが超音波プローブ１１として装置本体１００と接続されても良い。メカニカル４Ｄプローブは、１Ｄアレイプローブのように一列で配列された複数の圧電振動子を用いて２次元走査が可能であるとともに、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３次元走査が可能である。また、２Ｄアレイプローブは、マトリックス状に配置された複数の圧電振動子により３次元走査が可能であるとともに、超音波を集束して送信することで２次元走査が可能である。
【００１３】
入力装置１２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１００に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１４】
モニタ１３は、超音波診断装置の操作者が入力装置１２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１００において生成された超音波画像データ等を表示したりする。
【００１５】
心電計１４は、超音波走査される被検体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１４は、取得した心電波形を装置本体１００に送信する。
【００１６】
装置本体１００は、超音波プローブ１１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１００は、超音波プローブ１１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、図１に示す装置本体１００は、超音波プローブ１１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１００は、図１に示すように、送受信部１１０と、Ｂモード処理部１２０と、ドプラ処理部１３０と、画像生成部１４０と、画像メモリ１５０と、内部記憶部１６０と、画像処理部１７０と、制御部１８０とを有する。
【００１８】
送受信部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１１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１１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１１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１１０は、後述する制御部１８０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１１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】
送受信部１１０は、被検体Ｐを２次元走査する場合、超音波プローブ１１から２次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１０は、超音波プローブ１１が受信した２次元の反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、送受信部１１０は、被検体Ｐを３次元走査する場合、超音波プローブ１１から３次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１０は、超音波プローブ１１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。
【００２３】
Ｂモード処理部１２０は、送受信部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。
【００２４】
ドプラ処理部１３０は、送受信部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。
【００２５】
なお、第１の実施形態に係るＢモード処理部１２０及びドプラ処理部１３０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、ドプラ処理部１３０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。
【００２６】
画像生成部１４０は、Ｂモード処理部１２０及びドプラ処理部１３０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１４０は、Ｂモード処理部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Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４０は、ドプラ処理部１３０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、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。また、画像生成部１４０は、ドプラ処理部１３０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。
【００２７】
ここで、画像生成部１４０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１４０は、超音波プローブ１１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１４０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１４０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１４０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１４０は、Ｂモード処理部１２０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１４０は、ドプラ処理部１３０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１４０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次元超音波画像データ（ボリュームデータ）」として生成する。
【００３０】
更に、画像生成部１４０は、ボリュームデータをモニタ１３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１４０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１４０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。また、画像生成部１４０が行な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）処理がある。
【００３１】
画像メモリ１５０は、画像生成部１４０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１５０は、Ｂモード処理部１２０やドプラ処理部１３０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１５０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１４０を経由して表示用の超音波画像データとなる。
【００３２】
なお、画像生成部１４０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１４から送信された心電波形に対応付けて画像メモリ１５０に格納する。後述する画像処理部１７０及び制御部１８０は、画像メモリ１５０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。
【００３３】
内部記憶部１６０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１６０は、必要に応じて、画像メモリ１５０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１６０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、画像処理用の高性能なワークステーションや、画像診断を行なう医師が使用するＰＣ（Personal  Computer）、ＣＤやＤＶＤ等の記憶媒体、プリンター等である。
【００３４】
画像処理部１７０は、周期的に運動する組織の運動情報を提供するために、装置本体１００に設置される。例えば、画像処理部１７０は、画像メモリ１５０に格納された心臓の超音波画像データを取得して、画像処理による心臓の壁運動解析（Wall  Motion  Tracking、ＷＭＴ）を行って心臓壁の運動情報を算出する。そして、画像処理部１７０は、生成した運動情報を、画像メモリ１５０や内部記憶部１６０に格納する。なお、画像処理部１７０が運動情報を算出する処理については、後述する。
【００３５】
制御部１８０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１８０は、入力装置１２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１６０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１１０、Ｂモード処理部１２０、ドプラ処理部１３０、画像生成部１４０及び画像処理部１７０の処理を制御する。また、制御部１８０は、画像メモリ１５０や内部記憶部１６０が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ１３にて表示するように制御する。また、制御部１８０は、画像処理部１７０の処理結果をモニタ１３に表示するように制御したり、外部装置に出力したりするように制御する。
【００３６】
ここで、第１の実施形態に係る画像処理部１７０が運動情報を算出する処理について説明する。なお、以下では、画像処理部１７０が心臓の壁運動解析を行って心臓壁の運動情報を算出する場合について説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、画像処理部１７０は、周期的に運動する組織の運動情報を生成可能である。また、画像処理部１７０の処理対象となる画像データは、２次元超音波画像データ群であっても、３次元超音波画像データ群であっても良い。また、心臓の壁運動解析を行う技術としては、例えば、特開２０１０−１９４２９８号公報に開示の技術等、公知の技術が適用可能である。
【００３７】
具体的には、第１の実施形態に係る画像処理部１７０は、図１に示すように、取得部１７１と、設定部１７２と、追跡部１７３と、運動情報算出部１７４とを有する。
【００３８】
取得部１７１は、少なくとも１心拍分の複数の超音波画像データを含む超音波画像データ群を取得する。例えば、操作者は、セクタプローブにより、被検体Ｐの心臓を含む領域を２次元走査、又は、３次元走査を行なって、心筋が描出された２次元又は３次元の超音波画像データの動画像データの撮影を行なう。この動画像データは、例えば、Ｂモードで収集された超音波画像データ群である。これにより、画像生成部１４０は、心筋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。
【００３９】
例えば、取得部１７１は、ボリュームデータ群を画像メモリ１５０から取得する。このボリュームデータ群は、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超音波ボリュームデータを含む。
【００４０】
設定部１７２は、超音波画像データ群に含まれる少なくとも１つの超音波画像データにおける組織の輪郭に対応する位置に複数の構成点を設定する。なお、周期的に運動する心臓壁の運動情報を提供する場合には、組織の輪郭は、例えば、心臓の内膜の輪郭と、心臓の外膜の輪郭である。本実施形態では、設定部１７２は、操作者が用手的に設定した情報により、心臓の初期輪郭に対応する位置に、輪郭を構成する構成点を複数設定する。
【００４１】
まず、操作者は、取得部１７１によって取得されたボリュームデータ群について、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）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、設定部１７２は、指定された心時相における心臓のボリュームデータのＭＰＲ処理を画像生成部１４０に対して実行させ、初期輪郭の設定において基準となるＭＰＲ断面（基準ＭＰＲ断面）をモニタ１３に表示させる。なお、ここでは、任意の心時相として拡張末期時相が指定される場合を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、収縮末期時相等であっても良い。
【００４２】
例えば、操作者は、１つ目の基準ＭＰＲ断面（ＭＰＲ１）として長軸心尖断面（心尖部四腔像、apical  four-chamber  view、Ａ４Ｃ）を、２つ目の基準ＭＰＲ断面（ＭＰＲ２）として長軸二腔断面（apical  two-chamber  view、Ａ２Ｃ）をそれぞれ表示させる旨を指定する。そして、操作者は、表示された長軸心尖断面と長軸二腔断面とに対してそれぞれ初期輪郭を入力する。なお、ＭＰＲ断面上には心臓の内膜や外膜のみならず、乳頭筋や腱索等も表示されているので、操作者は、拡張末期時相において、表示された基準ＭＰＲ断面を観察しながら、描出されている乳頭筋や腱索等が含まれないように初期輪郭を指定する。
【００４３】
設定部１７２は、複数の基準ＭＰＲ断面に対して初期輪郭が入力されると、既知の方法によって、入力された２次元的な初期輪郭から３次元の初期輪郭を生成する。具体的には、設定部１７２は、ＭＰＲ１及びＭＰＲ２上で指定された心臓の内膜の初期輪郭から、３次元の初期輪郭Ｐ＿ｅｎｄｏを生成する。また、設定部１７２は、ＭＰＲ１及びＭＰＲ２上で指定された心臓の外膜の初期輪郭から、３次元の初期輪郭Ｐ＿ｅｐｉを生成する。
【００４４】
そして、設定部１７２は、心臓の内膜及び外膜の３次元における初期輪郭を構成する複数の構成点に対して、アドレスをそれぞれ付与する。このアドレスは、各構成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構成点の位置に基づいて定義される。
【００４５】
例えば、設定部１７２は、心臓の内膜の各構成点の位置をＰ＿ｅｎｄｏ（ｔ、ｈ、ｄ）と定義し、心臓の外膜の各構成点の位置を、Ｐ＿ｅｐｉ（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）を表し、ｈは、長軸方向のアドレス番号を表し、ｄは、円周方向のアドレス番号を表す。なお、ここでは最初のＲ波時相を用いて初期断面を設定しているので、ｔ＝０である。
【００４６】
図２は、操作者により設定される初期輪郭の一例を示す図である。図２に示す例では、心臓の内膜の輪郭２１に対して初期輪郭を設定する場合を例示する。図２に示す各構成点は、心臓の内膜の輪郭２１と、長軸方向２２を通る各断面と、長軸方向２２に直交する各断面（短軸断面）との交点に配置される。なお、平面２３は、ＭＰＲ１（Ａ４Ｃ）であり、平面２４は、ＭＰＲ２（Ａ２Ｃ）である。
【００４７】
図２に示すように、設定部１７２は、初期輪郭とＭＰＲ１が交差する位置のうち一方を円周方向の基準位置として、その位置の構成点のｄを０とする。つまり、この基準位置にある構成点の位置は、Ｐ＿ｅｎｄｏ（０、ｈ、０）と表される。そして、設定部１７２は、基準位置の構成点から円周方向にある構成点を順に、ｄ＝１，２，３・・・とアドレス番号を設定する。また、設定部１７２は、３次元の初期輪郭のうち、心尖部２５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、その位置の構成点のｈを０とする。つまり、この基準位置にある構成点の位置は、Ｐ＿ｅｎｄｏ（０、０、ｄ）と表される。そして、設定部１７２は、基準位置の構成点から心尖方向にある構成点を順に、ｈ＝１，２，３・・・とアドレス番号を設定する。また、設定部１７２は、心臓の外膜の輪郭についても同様に、円周方向の基準位置と長軸方向の基準位置とを設定し、アドレスを付与する。
【００４８】
なお、ここでは、２つの基準ＭＰＲ断面を用いて初期輪郭が指定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、設定部１７２に２つ以上の基準ＭＰＲ断面を用いて初期輪郭が指定されても良い。また、ここでは基準ＭＰＲ断面として、長軸心尖断面と長軸二腔断面とが用いられる場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、心内腔中心軸を通る他の長軸断面として、長軸三腔断面（Ａ３Ｃ）が用いられても良いし、長軸断面と直交する短軸断面（ＳＡＸＡ、ＳＡＸＭ、ＳＡＸＢ等）、更には、これらの断面と所定の位置関係によって定義される断面が用いられても良い。また、複数の基準ＭＰＲ断面を表示する処理は、上記のような用手的な操作に限定されるものではなく、例えば、ボリュームデータから任意の断面を自動的に検出して表示する自動断面検出により自動的に表示されてもよい。また、初期輪郭の指定は、上記の用手的な操作に限定されるものではなく、内膜輪郭形状及び外膜輪郭形状の辞書データ（例えば、過去に設定された輪郭の統計データ）を用いて、設定部１７２が自動的もしくは半自動的に指定することとしても良い。更に、初期輪郭の指定は、画像中の境界を検出する境界検出方法等を用いて自動的もしくは半自動的に行っても良い。
【００４９】
追跡部１７３は、複数の構成点が設定された超音波画像データと他の超音波画像データとを用いてパターンマッチングを含む処理を行うことで、超音波画像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構成点の位置を追跡する。
【００５０】
例えば、追跡部１７３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構成点が設定されると、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における各構成点の位置を追跡する。具体的には、追跡部１７３は、複数の構成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、追跡部１７３は、ｔ＝０のボリュームデータにおける心臓の内膜の各構成点Ｐ＿ｅｎｄｏ（０、ｈ、ｄ）を起点として、ｔ＝１，２，３・・・の各フレームのボリュームデータにおける各構成点Ｐ＿ｅｎｄｏ（ｔ、ｈ、ｄ）の位置を追跡する。また、追跡部１７３は、心臓の外膜の各構成点Ｐ＿ｅｐｉ（ｔ、ｈ、ｄ）の位置についても心臓の内膜の各構成点の位置と同様に追跡する。この結果、追跡部１７３は、１心拍分の区間に含まれる各フレームについて、心臓の内膜及び外膜を構成する各構成点の座標情報を求める。
【００５１】
運動情報算出部１７４は、各超音波画像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構成点の位置を用いて、複数の超音波画像データごとに組織の運動を表す運動情報を算出する。
【００５２】
ここで、追跡部１７３によって算出される運動情報としては、例えば、各構成点の１フレームごとの移動距離（Displacement）、移動距離の時間微分によって定義される速度（Velocity）等のパラメータが挙げられる。しかしながら、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、１心拍分の区間に含まれる各フレームにおける複数の構成点の座標情報を用いて算出可能なパラメータであれば良い。具体的には、２点間の距離の変化率である歪み（Strain）、歪みの時間微分によって定義される歪み速度（Strain  Rate）、心臓内膜面の局所の面積、ｔ＝０からの面積の変化率、心臓の内膜の構成点と外膜の構成点とから定義される体積、体積の変化率等、種々のパラメータが挙げられる。更には、「ある運動情報がピーク値となるまでの時間」等、操作者が任意のパラメータを設定することも可能である。
【００５３】
以下では、一例として、運動情報算出部１７４が「内膜面の局所面積変化率の時間微分値」を運動情報として算出する場合を説明する。なお、算出された運動情報は、算出に用いた各構成点に与えられる。具体的には、例えば、心臓の内膜の各構成点のみから算出される運動情報は、Ｖ＿ｅｎｄｏ（ｔ、ｈ、ｄ）と定義され、心臓の外膜の各構成点のみから算出される運動情報は、Ｖ＿ｅｐｉ（ｔ、ｈ、ｄ）と定義される。また、内膜及び外膜の各構成点から算出される運動情報は、Ｖ（ｔ、ｈ、ｄ）と定義される。そして、運動情報算出部１７４は、算出した運動情報をボリュームデータ群ごとに画像メモリ１５０に格納する。
【００５４】
このように、画像処理部１７０は、取得部１７１、設定部１７２、追跡部１７３及び運動情報算出部１７４の処理により、超音波画像データ群について、心臓の内膜及び外膜の運動情報を算出する。
【００５５】
以上、第１の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、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、以下に説明する処理により、異なる２つの超音波画像データ群について算出された運動情報を比較する場合に、比較結果を正確に算出することが可能となるように構成されている。
【００５６】
例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１において、ストレス負荷の前後で収集された超音波画像データ群を用いて組織の運動機能を評価するストレスエコー法が行われる場合には、画像処理部１７０は、少なくとも異なる２つの超音波画像データ群について上記の処理を実行することとなる。
【００５７】
具体的に、画像処理部１７０は、被検体Ｐのストレス負荷前のボリュームデータ群、及び、ストレス負荷後のボリュームデータ群のそれぞれについて、任意の心時相のボリュームデータにおいて組織の輪郭に対応する位置に複数の構成点を設定する。そして、画像処理部１７０は、各ボリュームデータ群について、複数の構成点が設定されたボリュームデータと他の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処理を行うことで、各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点の位置を追跡する。そして、画像処理部１７０は、各ボリュームデータ群について、各超音波画像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構成点の位置を用いて、複数の超音波画像データごとに組織の運動情報を算出する。
【００５８】
ところで、異なる２つの超音波画像データ群について算出された運動情報が比較される場合に、比較対象となる２つの超音波画像データ群について設定された各構成点のアドレスと解剖学的な位置が一致しているとは限らない。例えば、複数の構成点が設定される場合に、初期輪郭の設定を受け付ける基準ＭＰＲ断面の解剖学的な位置が２つの超音波画像データ群において一致していなければ、２つの超音波画像データ群の各構成点に付与されるアドレスと解剖学的な位置にズレが生じてしまう。
【００５９】
図３Ａは、ストレス負荷前のボリュームデータ群のポーラーマップの一例を示す図であり、図３Ｂは、ストレス負荷後のボリュームデータ群のポーラーマップの一例を示す図である。ここで、ポーラーマップ（polar  map、極座標表示）とは、心臓の内膜の輪郭２１のうち、ｈ＝０から心尖部２５までの短軸断面を、心尖部２５を中心として重ね合わせた表示態様である。すなわち、図３Ａ及び図３Ｂに例示のポーラーマップは、図２に示した心臓の内膜の輪郭２１を、長軸方向２２の心尖側から見た図に対応する。また、図３Ａ及び図３Ｂには、ＭＰＲ１（Ａ４Ｃ）の位置２６（長軸心尖断面の位置）と、ＭＰＲ２（Ａ２Ｃ）の位置２７（長軸二腔断面の位置）とを示す。
【００６０】
なお、ポーラーマップにおいては、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、アメリカ心エコー図学会やアメリカ心臓協会が推奨する分割領域を用いて、短軸断面の左心室心筋を、「ａｎｔ−ｓｅｐｔ（前壁中隔）、ａｎｔ（前壁）、ｌａｔ（側壁）、ｐｏｓｔ（後壁）、ｉｎｆ（下壁）、ｓｅｐｔ（中隔）」の６つのセグメントに分けて表示される。
【００６１】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ストレス負荷前のボリュームデータ群において設定されたＭＰＲ１位置２６と、ストレス負荷後のボリュームデータ群において設定されたＭＰＲ１位置２６とでは、解剖学的な断面の位置が異なる場合がある。この場合、ＭＰＲ１を基準として設定された円周方向の位置ｄの値と解剖学的な位置にズレが生じてしまう。
【００６２】
そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、異なる２つの超音波画像データ群について算出された運動情報を比較する場合に、比較結果を正確に算出するために、以下に説明する制御部１８０の処理を実行する。
【００６３】
以下、第１の実施形態では、異なる２つの超音波画像データ群について算出された運動情報を比較する場合として、ストレスエコー法が行われる場合を説明することとし、説明に用いる各種パラメータを下記のように定義する。
ストレス負荷前の心臓の内膜の構成点Ｐ＿ｅｎｄｏ＿１（ｔ、ｈ、ｄ）
ストレス負荷後の心臓の内膜の構成点Ｐ＿ｅｎｄｏ＿２（ｔ、ｈ、ｄ）
ストレス負荷前の心臓の外膜の構成点Ｐ＿ｅｐｉ＿１（ｔ、ｈ、ｄ）
ストレス負荷後の心臓の外膜の構成点Ｐ＿ｅｐｉ＿２（ｔ、ｈ、ｄ）
ストレス負荷前の心臓の内膜の運動情報Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１（ｔ、ｈ、ｄ）
ストレス負荷後の心臓の内膜の運動情報Ｖ＿ｅｎｄｏ＿２（ｔ、ｈ、ｄ）
ストレス負荷前の心臓の外膜の運動情報Ｖ＿ｅｐｉ＿１（ｔ、ｈ、ｄ）
ストレス負荷後の心臓の外膜の運動情報Ｖ＿ｅｐｉ＿２（ｔ、ｈ、ｄ）
【００６４】
なお、実施形態は、ストレスエコー法が行われる場合のみならず、例えば、治療前と治療後、治療直後と治療数ヶ月後、或いは前回の健康診断時と今回の健康診断時等、２つの超音波画像データ群から算出された運動情報が比較される場合に広く適用されるものである。
【００６５】
第１の実施形態に係る制御部１８０は、図１に示すように、位置合わせ部１８１と、比較結果算出部１８２と、出力制御部１８３とを有する。
【００６６】
位置合わせ部１８１は、第１の超音波画像データ群に含まれる第１の超音波画像データにおける複数の構成点のアドレスと、第２の超音波画像データ群に含まれる複数の超音波画像データのうち第１の超音波画像データと同一時相の第２の超音波画像データにおける複数の構成点のアドレスとに基づいて、第１の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データと第２の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データとの位置合わせを行う。
【００６７】
例えば、位置合わせ部１８１は、比較対象となる２つのボリュームデータ群を画像メモリ１５０から取得する。そして、位置合わせ部１８１は、取得した各ボリュームデータ群に設定された各構成点のアドレスを定義する基準位置を変更する。
【００６８】
具体的には、位置合わせ部１８１は、異なる２つのボリュームデータ群にそれぞれ含まれるボリュームデータそれぞれについて、複数の構成点の位置のうち基準となる基準位置を示す情報をモニタ１３に表示させる。そして、位置合わせ部１８１は、操作者から各基準位置を変更する指示を受け付け、指示によって変更された基準位置に応じて各ボリュームデータにおける複数の構成点のアドレスを変更することで、各ボリュームデータの位置合わせを行う。また、位置合わせ部１８１は、指示によって基準位置が変更されるごとに、変更された基準位置を含む断面を表す超音波画像データをモニタ１３に表示させる。
【００６９】
図４は、第１の実施形態に係る位置合わせ部１８１の処理を説明するための図である。図４には、位置合わせ部１８１の処理によってモニタ１３に表示される表示画像の一例を示す。図４に示す例では、モニタ１３に表示される表示画像は、ストレス負荷後のポーラーマップ２８と、ストレス負荷前の断層像を表示する表示領域２９と、ストレス負荷後の断層像を表示する表示領域３０とを含む。なお、ポーラーマップ２８は、ストレス負荷前のものであっても良い。また、ストレス負荷前のポーラーマップと、ストレス負荷後のポーラーマップとをそれぞれモニタ１３に表示させても良い。
【００７０】
図４に示すように、位置合わせ部１８１は、ポーラーマップ２８上に、基準ＭＰＲ断面（ｄ＝０）の位置を表すマーカを表示させる。具体的に、位置合わせ部１８１は、ストレス負荷前の構成点Ｐ＿ｅｎｄｏ＿１（ｔ１、ｈ、０）の位置を示すマーカ３１と、ストレス負荷後の構成点Ｐ＿ｅｎｄｏ＿２（ｔ２、ｈ、０）の位置を示すマーカ３２とを画像生成部１４０に生成させ、モニタ１３に表示させる。そして、位置合わせ部１８１は、マーカ３１の位置を含む長軸断面の断層像を画像生成部１４０に生成させ、表示領域２９に表示させる。また、位置合わせ部１８１は、マーカ３２の位置を含む長軸断面の断層像を画像生成部１４０に生成させ、表示領域３０に表示させる。このとき、表示領域２９の断層像は、ストレス負荷前のＭＰＲ１の断層像に対応し、表示領域３０の断層像は、ストレス負荷後のＭＰＲ１の断層像に対応する。ここで、表示領域３０に描出された左心室（図中ＬＶ）は、表示領域２９に描出された左心室に比べて狭く描出されているので、操作者は、表示領域３０の断層像が表示領域２９の断層像とは解剖学的に異なる位置であると判断できる。
【００７１】
ここで、位置合わせ部１８１は、操作者からマーカ３１及びマーカ３２の位置を変更する指示を受け付ける。例えば、操作者がマウスのドラッグアンドドロップ操作によってマーカ３２の位置を矢印の方向へ移動させる指示を受け付ける。
【００７２】
図５は、第１の実施形態に係る位置合わせ部１８１の処理を説明するための図である。図５には、図４に例示の表示画像に対してマーカ３２の位置を変更する指示を受け付けた場合の表示画像の一例を示す。なお、図５において、移動後のマーカ３３が表示されていれば、移動前のマーカ３２は表示されなくても良いが、ここでは説明の便宜上、両者を表示した場合を例示する。
【００７３】
図５に示すように、位置合わせ部１８１は、操作者から受け付けた指示に応じて、マーカ３２の位置をマーカ３３の位置に移動させ、移動後のマーカ３３の位置に基準位置を変更する。つまり、位置合わせ部１８１は、マーカ３３の位置が移動したアドレス数に応じて、基準位置を短軸断面の円周方向に回転させる。これに伴い、位置合わせ部１８１は、移動後のマーカ３３の位置を含む長軸断面の断層像を画像生成部１４０に生成させ、表示領域３０に表示させる。これにより、操作者は、表示領域２９及び表示領域３０を参照し、表示領域２９の断層像と表示領域３０の断層像とが一致していると判断されるまで、繰り返しマーカ３３の位置を変更する。そして、操作者は、図５に示すように、表示領域２９の断層像と表示領域３０の断層像とが一致していると判断される場合のマーカ３３の位置を用いて、基準位置の変更を確定する指示を行う。なお、ここでは、ストレス負荷後の基準位置を表すマーカ３２の位置を移動させる場合を例示したが、ストレス負荷前の基準位置を表すマーカ３１の位置を移動させても良い。
【００７４】
位置合わせ部１８１は、基準位置の変更を確定する指示を受け付けると、変更されたアドレス数に応じて構成点のアドレスを変更する。例えば、移動後のマーカ３３が移動前のマーカ３２に対してαアドレス分増加する方向へ移動していた場合には、位置合わせ部１８１は、各構成点のｄをｄ＋αに変更することで、円周方向にある各構成点のアドレスをαアドレス分移動させる。
【００７５】
例えば、ｄが０番から９９番までの１００個のアドレスであり、５アドレス分減少する方向へ移動していた場合には、位置合わせ部１８１は、ｄ＝５０のアドレスをｄ’＝５０−５＝４５として求める。また、位置合わせ部１８１は、ｄ＝０のアドレスを５アドレス分減少させると、ｄ’＝０−５＝−５となるが、０番の隣は９９番なので、９５番となる。なお、位置合わせ部１８１は、計算式としては、（ｄ−α＋１００）を１００で割ったときの余りを求めることとする。
【００７６】
なお、ここでは、ある短軸断面において、円周方向にある各構成点のアドレスを変更する（回転させる）場合を例示したが、この操作によって、他の短軸断面についてもアドレスを変更できる。すなわち、位置合わせ部１８１は、この短軸断面において変更された基準位置の、他の短軸断面における位置を求めることで、他の短軸断面において変更するアドレスが求まるからである。
【００７７】
また、ここでは、操作者が、マーカの位置を変更した後に、基準位置の変更を確定する指示を行うことで、位置合わせ部１８１に構成点のアドレスを変更させ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、マーカの位置を変更する操作そのものが確定する指示を含んでいても良い。すなわち、位置合わせ部１８１は、マーカの位置が操作者によって変更されるごとに、変更されたマーカの位置に基づいて構成点のアドレスを変更しても良い。
【００７８】
比較結果算出部１８２は、第１及び第２の超音波画像データ群に含まれる同一時相の超音波画像データの運動情報を比較し、比較パラメータを算出する。なお、比較パラメータは、比較結果の一例である。
【００７９】
例えば、比較結果算出部１８２は、位置合わせ部１８１によって位置合わせが行われた同一アドレスを有する運動情報について、比較パラメータを算出する。具体的には、比較結果算出部１８２は、少なくとも１つ以上の所定の心時相で得られる運動情報を用いて比較パラメータを算出する。ここで言う所定の心時相とは、例えば、拡張早期において運動情報がピークになる時相であるが、これに限定されるものではなく、収縮期において運動情報がピークになる時相、収縮末期時相、拡張後期において運動情報がピークになる時相、一心周期において運動情報がピークになる時相等が挙げられる。
【００８０】
ここで、比較結果算出部１８２が、拡張早期において運動情報がピークになる時相において、心臓内膜面の局所面積変化率の時間微分値の拡張早期におけるピーク値を用いて比較パラメータを算出する場合を説明する。この拡張早期におけるピーク値は、心筋の拡張能を表す指標であり、この値が小さくなることは、心筋が拡張するスピードが遅くなることを意味する。具体的には、ストレス負荷前に正常な拡張運動をしている被検体に対して負荷を与えていくと、正常心筋部位では心臓のポンプ機能を増大させるために、ピーク値の絶対値がストレス負荷前に比べて大きくなる。これに対して、ストレス負荷を与えることで心筋虚血等が誘発され拡張能が低下する部位では、その部位における拡張速度が低下するため、ピーク値の絶対値はストレス負荷前に比べて小さくなる。すなわち、拡張早期におけるピーク値をストレス負荷の前後で比較することで、心臓の正常部位と拡張能低下部位とを区別することが可能となる。
【００８１】
ここで、拡張早期における運動情報のピーク値を検出する処理について説明する。例えば、比較結果算出部１８２は、追跡部１７３によって求められた心臓内膜の各構成点の時間変化から、内膜内の体積が最も小さくなる時相を収縮末期時相として特定する。そして、比較結果算出部１８２は、特定した収縮末期時相から次のＲ波までの間を拡張期として特定する。そして、比較結果算出部１８２は、拡張期におけるピーク値を検出し、検出した最大値と２番目に大きい値のうち、早い時相のものを、拡張早期のピーク値として検出する。なお、最大値と２番目に大きい値のうち早い時相のものを拡張早期のピーク値とするのは、拡張後期の左心房収縮によって起こる左室壁の動きを表すピーク値を検出してしまう可能性があるからである。また、収縮末期時相は、ＥＣＧ信号から検出したＴ波の終わりの時相を収縮末期としても良い。なお、この処理は、運動情報算出部１７４によって実行されても良い。
【００８２】
例えば、比較結果算出部１８２は、下記の式（１）から式（３）のうち少なくとも一つを用いることで、比較パラメータを算出する。ここで、式（１）は、ストレス負荷前に対するストレス負荷後の比率を表し、式（２）は、ストレス負荷前及びストレス負荷後における差分を表し、式（３）は、ストレス負荷前に対するストレス負荷後の変化率を表す。
Ｖ＿ｅｎｄｏ＿２＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）／Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）・・・（１）
Ｖ＿ｅｎｄｏ＿２＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）−Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）・・・（２）
｛Ｖ＿ｅｎｄｏ＿２＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）−Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）｝／Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）・・・（３）
【００８３】
式（１）から（３）において、Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）は、ストレス負荷前の拡張早期におけるピーク値を示し、Ｖ＿ｅｎｄｏ＿２＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）は、ストレス負荷後の拡張早期におけるピーク値を示す。
【００８４】
例えば、比較結果算出部１８２は、式（１）から式（３）のうち、予め指定した任意の式について自動的に比較パラメータを算出する。或いは、例えば、比較結果算出部１８２は、比較パラメータを算出する度に、式（１）から式（３）の少なくとも一つを指定する指示を操作者から受け付けて、指定された式による比較パラメータのみを算出する。
【００８５】
なお、例えば、比較結果算出部１８２は、運動情報Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１＿ｍａｘ及びＶ＿ｅｎｄｏ＿２＿ｍａｘ（ｈ、ｄ）の両方について空間方向に平均してから、上述した比較パラメータの算出を行っても良い。例えば、比較結果算出部１８２は、円周方向の各運動情報について平均化処理を行ってから、比較パラメータの算出を行う。これは、解剖学的な位置ずれが起こる可能性のある方向に平均化処理を行うことで、比較パラメータにおける位置ずれの影響を軽減することができるからである。
【００８６】
また、拡張早期における運動情報のピーク値は、上記の方法のみならず、用手的な方法によっても検出可能である。例えば、操作者がピーク値を検出したい区間として、例えば、画面上に表示されているＥＣＧ上で、区間のスタートとエンドの時相を指定する。Ｒ波の頂点からＴ波の終わりまでが心室の収縮期で、Ｔ波の終わりから次のＲ波の頂点までが拡張期に相当する。また、Ｐ波では左心房収縮が起こる。よって、ピーク値を検出したい区間のスタート時相はＴ波の終わり付近を指定し、エンド時相はＴ波の終わり付近からＰ波の間の任意の時相を指定する。これにより、拡張早期のピーク値を検出することができる。
【００８７】
出力制御部１８３は、比較パラメータを出力する。例えば、出力制御部１８３は、比較パラメータの大きさに対応する色を決定し、各構成点の座標情報と、その構成点に割り当てられた色を示す情報を用いて、比較パラメータをカラー表示するためのカラー画像を画像生成部１４０に生成させる。そして、出力制御部１８３は、生成されたカラー画像を、例えば、ボリューム像（プラスチックバッグ、レンダリング画像）、ＭＰＲ画像、ポーラーマップ等に重畳させてモニタ１３に表示させる。
【００８８】
例えば、出力制御部１８３は、上記の式（３）を用いて比較パラメータが算出された場合、変化率の符号の「＋」を暖色系の色（例えば赤色）、「−」を寒色系の色（例えば青色）、変化率の大きさを色相（あるいは輝度であっても良い）で表現する。このため、ストレス負荷前は正常な壁運動を行う患者に対して、ストレス負荷を与えてゆくと、正常な心筋では心臓のポンプ機能が増大するため、比較パラメータは０以上となり、暖色系で表示される。これに対して、心筋虚血が誘発され壁運動の低下部位が出現すると、その領域での比較パラメータが負の値になるため寒色系で表示される。これにより、正常な心筋と壁運動の低下部位とを容易に区別することができる。
【００８９】
なお、出力制御部１８３が比較パラメータを出力する出力形態は、上記のカラー画像に限定されるものではない。例えば、出力制御部１８３は、比較パラメータを数値としてモニタ１３に表示出力しても良いし、比較パラメータの時間変化を表すグラフを生成してグラフとして表示出力しても良い。また、例えば、出力制御部１８３は、比較パラメータを各種記録媒体に格納しても良いし、外部装置に送信しても良い。
【００９０】
図６は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。図６に示す処理は、例えば、処理対象となる超音波画像データ群が指定されることで開始される。
【００９１】
図６に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１において、取得部１７１は、処理対象となる超音波画像データ群を取得する（ステップＳ１０１）。そして、設定部１７２は、超音波画像データ群に含まれる少なくとも１つの超音波画像データにおける組織の輪郭に対応する位置に複数の構成点を設定する（ステップＳ１０２）。
【００９２】
続いて、追跡部１７３は、複数の構成点が設定された超音波画像データと他の超音波画像データとを用いてパターンマッチングを含む処理を行うことで、超音波画像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構成点の位置を追跡する（ステップＳ１０３）。そして、運動情報算出部１７４は、各超音波画像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構成点の位置を用いて、複数の超音波画像データごとに組織の運動を表す運動情報を算出する（ステップＳ１０４）。
【００９３】
続いて、位置合わせ部１８１は、異なる２つの超音波画像データ群それぞれに含まれる各超音波画像データの位置合わせを行う（ステップＳ１０５）。例えば、位置合わせ部１８１は、異なる２つのボリュームデータ群にそれぞれ含まれるボリュームデータそれぞれについて、複数の構成点の位置のうち基準となる基準位置を示す情報をモニタ１３に表示させる。そして、位置合わせ部１８１は、操作者から各基準位置を変更する指示を受け付け、指示によって変更された基準位置に応じて各ボリュームデータにおける複数の構成点のアドレスを変更することで、各ボリュームデータの位置合わせを行う。また、位置合わせ部１８１は、指示によって基準位置が変更されるごとに、変更された基準位置を含む断面を表す超音波画像データをモニタ１３に表示させる。
【００９４】
比較結果算出部１８２は、２つの超音波画像データ群に含まれる同一時相の超音波画像データの運動情報を比較し、比較パラメータを算出する（ステップＳ１０６）。そして、出力制御部１８３は、算出された比較パラメータを出力し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。
【００９５】
なお、上記の処理は一例であり、必ずしも上記の順序で実行されなくても良い。例えば、図６に示したステップＳ１０１からステップＳ１０７までの各処理は、図示のように一連の処理として実行されなくても良い。具体的に、画像処理部１７０が超音波画像データ群について運動情報を算出する処理であるステップＳ１０１からステップＳ１０４までの各処理と、制御部１８０が異なる２つの超音波画像データ群について位置合わせを行って比較する処理であるステップＳ１０５からステップＳ１０６の各処理とは、それぞれ異なるタイミングで行われて良い。
【００９６】
また、例えば、比較結果算出部１８２が比較パラメータを算出する処理であるステップＳ１０６の処理は、必ずしもステップＳ１０５の処理の後に実行されなくても良い。具体的には、位置合わせ部１８１によって位置合わせが行われる前に、異なる２つの超音波画像データ群について同一時相の超音波画像データの運動情報を比較し、比較パラメータを算出しても良い。その後に、位置合わせ部１８１が位置合わせを行うと、比較結果算出部１８２は、位置合わせが行われた２つの超音波画像データ群について、比較パラメータを再び算出しても良い。すなわち、比較結果算出部１８２は、位置合わせ部１８１によって位置合わせが行われるごとに、位置合わせが行われた２つの超音波画像データ群について比較パラメータを算出しても良い。
【００９７】
上述してきたように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、少なくとも１心拍分の複数の超音波画像データをそれぞれ含む第１及び第２の超音波画像データ群について、第１の超音波画像データ群に含まれる第１の超音波画像データにおける組織の輪郭に対応する位置に設定された複数の点のアドレスと、第２の超音波画像データ群に含まれる複数の超音波画像データのうち第１の超音波画像データと同一時相の第２の超音波画像データにおける複数の点のアドレスとに基づいて、第１の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データと第２の超音波画像データ群に含まれる各超音波画像データとの位置合わせを行う。そして、超音波診断装置１は、位置合わせが行われた後に、第１及び第２の超音波画像データ群に含まれる同一時相の超音波画像データにおける前記組織の運動を表す運動情報を比較し、比較結果を算出する。このため、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、比較結果をより正確に算出することができる。
【００９８】
例えば、異なる２つの超音波画像データ群について算出された運動情報が比較される場合に、比較対象となる２つの超音波画像データ群について設定された各構成点のアドレスが一致しているとは限らない。このため、これら２つの超音波画像データ群をそのまま用いて比較パラメータを算出しても、比較パラメータを正確に算出することは難しかった。
【００９９】
これに対して、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、第１の超音波画像データ群に含まれる第１の超音波画像データにおける複数の構成点のアドレスと、第２の超音波画像データ群に含まれる複数の超音波画像データのうち第１の超音波画像データと同一時相の第２の超音波画像データにおける複数の構成点のアドレスとの位置合わせを行う。そして、超音波診断装置１は、位置合わせを行った２つの超音波画像データ群について、比較パラメータを算出する。このため、超音波診断装置１は、異なる２つの超音波画像データ群について算出された運動情報を比較する場合に、比較結果をより正確に算出することができる。
【０１００】
また、例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、異なる２つの超音波画像データ群にそれぞれ含まれる超音波画像データそれぞれについて、複数の構成点の位置のうち基準となる基準位置を示すマーカをモニタ１３に表示させる。そして、超音波診断装置１は、表示したマーカによって操作者から各基準位置を変更する指示を受け付け、指示によって変更された基準位置に応じて各超音波画像データにおける複数の構成点のアドレスを変更することで、各超音波画像データの位置合わせを行う。このため、操作者は、簡易な操作で各超音波画像データ群の位置合わせを行うことができる。
【０１０１】
また、例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、操作者からの指示によって基準位置が変更されるごとに、変更された基準位置を含む断面を表す超音波画像データをモニタ１３に表示させる。このため、操作者は、処理対象となる２つの超音波画像データ群について、基準位置の断層像を確認しながら基準位置を変更させることができるので、基準位置の断層像同士が一致する位置を容易に指定することができる。
【０１０２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、超音波診断装置１が異なる２つの超音波画像データ群に含まれる同一時相のフレームの運動情報から比較パラメータを算出する場合を説明した。そこで、第２の実施形態では、超音波診断装置１が、複数フレームに跨る時系列の比較パラメータを算出する場合を説明する。
【０１０３】
図７は、第２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７に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、図１に示した超音波診断装置１と比較して、同期部１８４を有する点と、比較結果算出部１８２における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について説明することとし、同様の点については説明を省略する。
【０１０４】
第２の実施形態に係る同期部１８４は、異なる２つの超音波画像データ群のうち、一方の超音波画像データ群に含まれる所定期間と、もう一方の超音波画像データ群において所定期間に対応する期間とを同期させる。
【０１０５】
例えば、同期部１８４は、位置合わせ部１８１による位置合わせが行われた後に、異なる２つのボリュームデータ群のうち、少なくとも１つ以上の所定の心時相について同期を行う。ここで言う所定の心時相とは、所定の区間であり、収縮期、拡張期、一心周期等の期間に対応する。
【０１０６】
図８から図１１は、第２の実施形態に係る同期部１８４の処理を説明するための図である。図８には、ストレス負荷前のボリュームデータ群のフレームレートと、ストレス負荷後のボリュームデータ群のフレームレートとを例示する。また、図９には、図８に示した２つのボリュームデータ群をＲ−ＥＳ区間で同期させた場合を例示する。また、図１０には、図８に示した２つのボリュームデータ群をＲ−Ｒ区間で同期させた場合を例示する。また、図１１には、図８に示した２つのボリュームデータ群をＲ−ＥＳ区間及びＥＳ−Ｒ区間でそれぞれ同期させた場合を例示する。なお、Ｒ−ＥＳ区間とは、心電図におけるＲ波から次の収縮末期（ＥＳ：End  Systole）までの区間を示す。また、Ｒ−Ｒ区間とは、Ｒ波から次のＲ波までの区間を示す。また、ＥＳ−Ｒ区間とは、収縮末期から次のＲ波までの区間を示す。
【０１０７】
図８に示すように、異なる２つの超音波画像データ群において、複数フレームに跨って同一の時間に同一時相のフレームが存在するとは限らない。例えば、ストレス負荷前とストレス負荷後で被検体Ｐの心拍数が変化した場合や、超音波画像データ群を収集するフレームレートが異なる場合等には、複数フレームに跨って同一の時間に同一時相のフレームが存在するとは限らない。具体的には、図８に示す例では、２つのボリュームデータ群について、一心周期の最初のＲ波の時間を一致させたとしても、その後、複数フレームに跨って同一の時間に一致するフレームは存在しない。そこで、第２の実施形態に係る同期部１８４は、図９から図１１に示すように、異なる２つの超音波画像データ群を、一心周期のうちの所定区間について同期させる。
【０１０８】
図９に示すように、例えば、同期部１８４は、一心周期のうちのＲ−ＥＳ区間について、ストレス負荷前のフレームレートにストレス負荷後のフレームレートを同期させる。これにより、ストレス負荷前の各フレームに対して、同一の時間に同一時相のフレームがストレス負荷後のボリュームデータ群にあれば、比較結果算出部１８２によって比較可能となる。また、同一の時間に同一時相のフレームがストレス負荷後のボリュームデータ群に無ければ、同期部１８４は、ストレス負荷前のフレームに最も近いフレームを対応付けたり、ストレス負荷前のフレームに対応するフレームを補間したりする。フレームを補間する場合には、例えば、同期部１８４は、補間する時間の前後のフレームの運動情報の平均値又は重み付け平均値を算出し、これを補間フレームとして利用する。
【０１０９】
また、例えば、同期部１８４は、図１０に示すように、一心周期のうちのＲ−Ｒ区間について、ストレス負荷前のフレームレートにストレス負荷後のフレームレートを同期させても良い。また、例えば、同期部１８４は、図１１に示すように、一心周期のうちのＲ−ＥＳ区間及びＥＳ−Ｒ区間それぞれについて、ストレス負荷前のフレームレートにストレス負荷後のフレームレートを同期させる。なお、同期部１８４は、図１０及び図１１に示した場合にも、図９で説明したように、同一の時間のフレームがストレス負荷後のボリュームデータ群に無ければ、同期部１８４は、ストレス負荷前のフレームに最も近いフレームを対応付けたり、ストレス負荷前のフレームに対応するフレームを補間したりしても良い。
【０１１０】
このように、同期部１８４は、異なる２つのボリュームデータ群のうち、Ｒ−ＥＳ区間、Ｒ−Ｒ区間、ＥＳ−Ｒ区間等の所定の心時相について同期を行う。そして、同期部１８４は、同期を行った２つのボリュームデータ群を比較結果算出部１８２へ出力する。
【０１１１】
第２の実施形態に係る比較結果算出部１８２は、同期部１８４による同期が行われた後に、異なる２つの超音波画像データ群に含まれる同一期間の超音波画像データの運動情報を比較し、比較パラメータを算出する。
【０１１２】
例えば、比較結果算出部１８２は、同期部１８４によって同期された所定の心時相に含まれる複数フレームに跨って時系列の比較パラメータを算出する。具体的に、比較結果算出部１８２は、下記の式（４）から式（６）のうち少なくとも一つを用いることで、比較パラメータを算出する。
Ｖ＿ｅｎｄｏ＿２（ｔ２、ｈ、ｄ）／Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１（ｔ１、ｈ、ｄ）・・・（４）
Ｖ＿ｅｎｄｏ＿２（ｔ２、ｈ、ｄ）−Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１（ｔ１、ｈ、ｄ）・・・（５）
｛Ｖ＿ｅｎｄｏ＿２（ｔ２、ｈ、ｄ）−Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１（ｔ１、ｈ、ｄ）｝／Ｖ＿ｅｎｄｏ＿１（ｔ１、ｈ、ｄ）・・・（６）
【０１１３】
なお、ｔ２は、Ｖ＿ｅｎｄｏ＿２が有する時相のうち、同期部１８４によってｔ１に同期された時相に対応する。比較結果算出部１８２は、上記の式（１）から式（３）までのうち少なくとも一つを選択し、同期部１８４によって同期された所定の心時相に含まれる各フレームに跨って比較パラメータを算出する。
【０１１４】
このように、第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、位置合わせが行われた後に、所定の心時相について同期を行い、同期した所定の心時相に含まれる各フレームに跨って比較パラメータを算出することで、時系列の比較パラメータを算出することができる。
【０１１５】
（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、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。
【０１１６】
例えば、上述した実施形態では、超音波プローブ１１によって収集された３次元のボリュームデータについて位置合わせを行う場合を説明したが、必ずしも３次元のボリュームデータでなくても良い。例えば、異なる２つの２次元の短軸画像が取得される場合に、各短軸画像上に基準位置を示すマーカを表示させ、位置合わせを行っても良い。
【０１１７】
また、上記の画像処理方法が適用される臓器は、心臓に限らず、心周期に同期して拡張と収縮を繰り返す頸動脈等の動脈血管であっても良い。
【０１１８】
また、上記の画像処理方法は、Ｘ線診断装置や、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等、テンプレートマッチング処理により関心領域の追跡が可能な医用画像データの２次元又は３次元の動画像データに対して適用される場合であっても良い。すなわち、上記の第１及び第２の実施形態で説明した画像処理方法は、超音波診断装置以外の医用画像診断装置で行なわれる場合であっても良い。また、上記の画像処理方法は、医用画像診断装置とは独立に設置された画像処理装置により実行される場合であっても良い。
【０１１９】
また、上記の実施形態において、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。
【０１２０】
また、上記の実施形態及び変形例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、この画像処理プログラムは、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。
【０１２１】
以上、説明した少なくともひとつの実施形態によれば、比較結果をより正確に算出することができる。
【０１２２】
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】
【０１２３】
１      超音波診断装置
１７０      画像処理部
１７１      取得部
１７２      設定部
１７３      追跡部
１７４      運動情報算出部
１８０      制御部
１８１      位置合わせ部
１８２      比較結果算出部
１８３      出力制御部
【図１】
2014171556.tif 000003
【図２】
2014171556.tif 000004
【図３Ａ】
2014171556.tif 000005
【図３Ｂ】
2014171556.tif 000006
【図４】
2014171556.tif 000007
【図５】
2014171556.tif 000008
【図６】
2014171556.tif 000009
【図７】
2014171556.tif 000010
【図８】
2014171556.tif 000011
【図９】
2014171556.tif 000012
【図１０】
2014171556.tif 000013
【図１１】
2014171556.tif 000014