(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の医用画像を撮像する画像撮像部と、
撮像された被検体の医用画像の画像データを圧縮前の画像データとし、当該圧縮前の画像データの複数の画素に基づいて圧縮して圧縮後の画像データを生成する画像データ圧縮部と、
圧縮後の画像データの探索範囲を設定すると共に、圧縮前の画像データの探索範囲を設定する探索範囲設定部と、
前記圧縮前の画像データの探索範囲と前記圧縮後の画像データの探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定する関心領域設定部と、
を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項２】
前記探索範囲設定部は、前記圧縮前の探索範囲を前記圧縮後の探索範囲に等しい大きさで設定することを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記探索範囲設定部は、輪郭抽出処理で設定された特徴部位の座標値である基準座標を前記探索範囲の中心として設定することを特徴とする請求項2に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記関心領域の位置の基準となる基準座標を記憶する基準座標記憶部を備え、
前記探索範囲設定部は、前記探索範囲を前記基準座標に基づいて設定することを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記探索範囲設定部は、サンプルデータに基づく関心領域の座標値の平均である前記基準座標を中心とし、前記関心領域の前記座標値の標準偏差を前記探索範囲として設定することを特徴とする請求項3に記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記関心領域の位置の基準となる基準座標を記憶する基準座標記憶部を備え、
前記探索範囲設定部は、設定された前記関心領域の座標と前記基準座標との座標差に基づいて前記探索範囲を設定することを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記探索範囲設定部は、前記座標差が最小になるように前記探索範囲を設定することを特徴とする請求項6に記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
前記関心領域設定部は、複数の前記探索範囲が重複する範囲において第1の関心領域が設定された場合、前記第1の関心領域の位置に基づいて、前記探索範囲の一部に限定して第2の関心領域を設定することを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
【請求項９】
前記関心領域設定部は、
心臓の第1の弁輪部を含む領域を前記第1の関心領域とし、
心臓の第2の弁輪部を含む領域を前記第2の関心領域とし、
前記第1の弁輪部が前記第2の弁輪部の左側に位置する場合は、前記第1の弁輪部の右側の前記探索範囲に限定して前記第2の弁輪部を設定し、前記第1の弁輪部が前記第2の弁輪部の右側に位置する場合は、前記第1の弁輪部の左側の前記探索範囲に限定して前記第2の弁輪部を設定することを特徴とする請求項8に記載の医用画像診断装置。
【請求項１０】
設定された前記関心領域において計測項目を計測する計測部を備え、
前記計測部は、前記圧縮後の探索範囲及び前記圧縮前の探索範囲の少なくとも1つにおいて前記関心領域を設定した後に、前記計測項目の計測結果を出力することを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
【請求項１１】
前記関心領域設定部は、前記計測結果の適正値に基づいて、関心領域の設定を終了することを特徴とする請求項10に記載の医用画像診断装置。
【請求項１２】
前記画像データ圧縮部は前記圧縮後の画像データを異なる圧縮比で複数生成し、
前記探索範囲設定部は、複数生成された圧縮後の画像データにそれぞれ探索範囲を設定し、
前記関心領域設定部は、複数生成された圧縮後の画像データの探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定することを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
【請求項１３】
前記関心領域設定部は、複数生成された圧縮後の画像データの探索範囲を任意に選択し、選択された探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定することを特徴とする請求項12に記載の医用画像診断装置。
【請求項１４】
前記関心領域設定部は、複数生成された圧縮後の画像データの探索範囲を圧縮比に応じて並べた複数の段階を形成し、形成された段階より任意に段階を選択し、選択された段階の探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定することを特徴とする請求項12に記載の医用画像診断装置。
【請求項１５】
画像撮像部によって被検体の医用画像を撮像し、
画像データ圧縮部によって撮像された被検体の医用画像の画像データを圧縮前の画像データとし、当該圧縮前の画像データの複数の画素に基づいて圧縮して圧縮後の画像データを生成し、
探索範囲設定部によって圧縮後の画像データの探索範囲を設定すると共に、圧縮前の画像データの探索範囲を設定し、
関心領域設定部によって前記圧縮前の画像データの探索範囲と前記圧縮後の画像データの探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定する。
ことを特徴とする医用画像診断装置の関心領域設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像診断装置に関し、特に、特徴部位又は計測位置を含む関心領域を設定する医用画像診断装置及びその関心領域設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の生体組織の物理量情報は、医用画像診断装置で計測され、病変の程度を診断する重要な情報である。物理量情報とは、被検体の生体組織の長さ、面積、容積、及び動きなどである。【０００３】
従来の技術では、検者が医用画像診断装置の入力装置(例えば、マウスやトラックボール)を用いて、計測したい位置や領域(関心領域)を表示部の画面に表示された医用画像上の所望の領域に手動設定する。【０００４】
関心領域の手動設定は、検者の主観でなされるため、すべての検者による関心領域の手動設定が同一の条件下で同じ関心領域を設定するとは限らない。【０００５】
そこで、医用画像診断装置が医用画像の全体の画像データに対して臓器領域の輪郭を探索し、その探索結果に基づきテンプレートマッチング等に応じて関心領域を設定して、心臓の弁輪部の位置を基準にした左心室内膜の輪郭を抽出する手法が特許文献1に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2005-218796号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献1の医用画像の全体の画像データに対するテンプレートマッチングだけでは、リアルタイムで関心領域を設定する場合、関心領域の設定のための探索時間短縮は未解決の問題であると思料する。【０００８】
そこで、本発明の目的は、リアルタイムで関心領域を設定する場合、関心領域の設定のための探索時間短縮を達成する医用画像診断装置及びその関心領域設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、画像撮像部によって被検体の医用画像を撮像し、画像データ圧縮部によって撮像された被検体の医用画像の画像データを圧縮前の画像データとし、当該圧縮前の画像データの複数の画素に基づいて圧縮して圧縮後の画像データを生成し、探索範囲設定部によって圧縮後の画像データの探索範囲を設定すると共に、圧縮前の画像データの探索範囲を設定し、関心領域設定部によって前記圧縮前の画像データの探索範囲と前記圧縮後の画像データの探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、設定された圧縮前後の画像データの探索範囲を用いて関心領域を設定することで、リアルタイムで関心領域を設定する場合、関心領域の設定のための探索時間短縮を達成する医用画像診断装置及びその関心領域設定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第1の実施の形態の超音波診断装置(医用画像診断装置)を例示するブロック図。
【図２】本発明の第1の実施の形態に係る医用画像診断装置の動作について説明するフローチャート。
【図３】出力・表示部が表示する生体組織の画像データの一例を示した図。
【図４】第1の実施の形態との比較例を示した図。
【図５】画像データの圧縮率(縮小率)を変化させながら、探索範囲設定部が、圧縮された画像データにおいて探索範囲を設定することを示す図。
【図６】画像縮小部(画像データ圧縮部)が、探索範囲内の画像データやテンプレートを縮小(圧縮)することを示した図。
【図７】テンプレートが、中心点からスタートして渦巻き状に移動することを示す図。
【図８】本発明の第1の実施の形態の画像データの縮小率と累積探索画素数の関係を示す図。
【図９】複数の探索範囲に基づいて座標差が算出され、座標差が最も小さくなるように探索範囲が設定されることを示す図。
【図１０】一方の弁輪部が設定された場合は、その弁輪部の位置よりも左側又は右側の探索範囲に限定して他方の弁輪部を設定することを示した図。
【図１１】IMT計測アプリケーションを用いる場合に、Bモード画像データ上に関心領域が設定されることを示した図。
【図１２】本発明の第2の実施の形態に係る医用画像診断装置の動作について説明するフローチャート。
【図１３】2方向ドプラ計測の例を示した図。
【図１４】Mモードの画像データにおける左室計測の例を示した図。
【図１５】計測結果を逐次出力して、計測結果に応じて関心領域の設定を終了するか否かを判断するフローチャート。
【図１６】輪郭抽出方法を用いた関心領域の設定を説明するフローチャート。
【図１７】輪郭抽出処理によって探索範囲設定部が輪郭抽出し、探索範囲設定部が探索範囲を設定することを示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態の医用画像診断装置について、医用画像診断装置の1例である超音波診断装置を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態の被検体の医用画像を撮像する画像撮像部20の一例として超音波診断装置(医用画像診断装置)1を例示するブロック図である。
【００１３】
図1に示す超音波診断装置1は、探触子2と、超音波信号生成部3と、超音波画像生成部4と、記憶部5と、出力・表示部6と、入力部7と、関心領域設定部8と、基準座標記憶部を含む関心領域データベース12と、計測部13と、制御部14とを備える。また、関心領域設定部8は、探索範囲設定部9と、画像縮小部(画像データ圧縮部)10と、関心領域設定部11とを含む。
【００１４】
探触子2は、振動子から対象組織に向かって超音波を送信し受信する装置であり、リニア型、コンベックス型、及びセクタ型などの走査方法を実施する。超音波信号生成部3は、探触子2との間で、電気化された超音波信号を送信する。超音波信号生成部3が制御部14から送受信のパワーやタイミングの情報を受け取ることにより、所望の超音波信号が生成されるように、探触子2を介する超音波の送受信が制御される。
【００１５】
超音波画像生成部4は、超音波信号生成部3により生成された超音波信号から、装置の撮像設定(例えば、超音波ビームの走査範囲やゲイン設定など)に基づいて超音波画像を生成する。この超音波画像は、撮像設定によって決定されるフレームレートに従って常時更新され、出力・表示部6によって映像として超音波診断装置の画面に表示される。
【００１６】
記憶部5は、生成された超音波信号、超音波画像(医用画像)、及び心電図などの被検体から取得された信号データ及び画像データが記憶されている。また、記憶部5は、超音波診断装置1を構成する種々のシステムを動作させるためのプログラムを格納する。例えば、記憶部5は、半導体メモリ、ハードディスク、光ディスクなどの記憶媒体である。さらには、記憶部5は、ネットワークを通した外部記憶媒体でもよい。
【００１７】
出力・表示部6は、装置の画面上に超音波画像(医用画像)を表示したり、関心領域設定部8で設定された関心領域を超音波画像上に重畳して表示したり、計測部13で計測された生体組織の計測値を超音波画面上に表示したりする。また、出力・表示部6は、超音波画像(医用画像)や計測値を記憶したり、超音波画像(医用画像)や計測値を計測レポートとして出力したりする。
【００１８】
入力部7は、超音波診断装置1の各種操作を行うインターフェイスである。特に、本実施の形態では、検者が計測したい項目を計測メニューから選択するために、入力部7が用いられる。例えば、入力部7は、キーボード、トラックボール、スイッチ、ダイヤルなどの入力機器である。また、入力部7は、音声入力機能を含んでいてもよい。
【００１９】
関心領域設定部8は、入力部7により設定された計測項目に基づいて、計測のための関心領域を設定する。関心領域データベース12に予め記憶されている関心領域設定値(関心領域の位置の基準となる基準座標など)に基づいて探索範囲を設定し、縮小率(圧縮率)の異なる複数の画像データ上で再帰的に関心領域を設定し、関心領域の設定位置の空間分解能を上げながら、特徴部位を含む関心領域の設定の正確性を向上させるように機能する。この機能を実施するために、関心領域設定部8は、探索範囲設定部9と画像縮小部(画像データ圧縮部)10と関心領域設定部11とを含み、探索範囲設定部9、画像縮小部10、及び関心領域設定部11の動作は、画像データの縮小率(圧縮率)を変化させながら、画像データに繰り返し実施される。探索範囲設定部9、画像縮小部10、及び関心領域設定部11の動作は、縮小率(圧縮率)の小さい(高い)画像データから大きい(低い)画像データに繰り返し実施される。
【００２０】
探索範囲設定部9は、画像データにおいて探索範囲を設定する。探索範囲設定部9は、画像データにおいてテンプレートマッチングを行うための探索範囲を決定する。最初の探索範囲(初期探索範囲)を決定するために用いられる探索範囲の初期値(例えば、関心領域の位置の基準となる基準座標)は、関心領域データベース12から読み出して使用される。また、探索範囲設定部9は、画像の縮小率(圧縮率)に応じて探索範囲を変化させる。さらには、探索範囲設定部9は、関心領域を設定するために、画像データに輪郭抽出処理を実施する。
【００２１】
画像縮小部(画像データ圧縮部)10は、複数の画素に基づいて画像データの圧縮を行い、画像データの圧縮率を変化させる。画像縮小部(画像データ圧縮部)10は、縮小率(圧縮率)の異なる複数の縮小画像データ(圧縮画像データ)を生成する。縮小方法(圧縮方法)は、最近傍法やバイキュービック法など既存の方法が利用される。
【００２２】
関心領域設定部11は、探索範囲設定部9により設定された探索範囲において特徴部位(心臓の弁輪部など)を含む関心領域を設定する。関心領域設定部11は、パターン識別(テンプレートマッチングなど)を用いて、探索範囲の中で関心領域である可能性が最も高い位置を設定する。画像縮小部(画像データ圧縮部)10により生成された縮小画像(圧縮画像)上で探索範囲設定部9により設定された探索範囲において、関心領域の設定が実施される。例えば、テンプレートマッチングの方法として、SAD(Sum of Absolute Difference)法や、部分空間法などの主成分分析を基礎とした方法や、Boostingによる方法などがある。また、パターン認識として、k-最近傍識別法、部分空間法、識別関数の最適化による方法、決定木による方法、及びニューラルネットワークによる方法などがある。
【００２３】
関心領域データベース12は、関心領域の位置の基準となる基準座標を記憶する基準座標記憶部を含む。例えば、関心領域データベース12は、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標データを基準座標として記憶する。また、関心領域データベース12は、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域のテンプレートデータを格納する。関心領域設定部11がSAD法を用いる場合には、このテンプレートデータとの相関を計算すればよいし、関心領域設定部11が部分空間法やBoostingを用いる場合には、学習結果を関心領域データベース12に格納しておき、マッチング演算に利用すればよい。
【００２４】
計測部13は、入力部7により設定された計測項目について計測値を算出する。本実施の形態では、主に心臓の計測を例に説明するが、心臓の他にも血管や腫瘍の計測にも利用可能である。例えば、臓器のサイズや動きが計測される。計測値は、出力・表示部6によって、超音波画像(医用画像)とともに装置の画面上に表示される。
【００２５】
制御部14は、システム全体を制御するとともに、計測項目の設定から、関心領域設定部8、関心領域データベース12、計測部13、出力・表示部6の一連の処理の同期を制御する。例えば、制御部14は、CPU等の制御装置を用いたものである。
【００２６】
次に、本実施の形態に係る超音波診断装置(医用画像診断装置)1の動作について説明する。本実施の形態では、心臓における特徴部位を含む関心領域の設定について、心臓の容積や速度などの物理量を計測する場合を説明する。
【００２７】
図2は、本実施の形態に係る超音波診断装置1の動作について説明するフローチャートである。図2に示すように、本実施の形態では、検者が設定した計測項目に従って関心領域を設定する方法であって、関心領域データベース12に格納される基準座標に基づいてテンプレートマッチングの探索範囲を決定し、複数の縮小画像(圧縮画像)上で再帰的に関心領域の設定を行って、関心領域の設定位置の空間分解能を上げながら、特徴部位を含む関心領域の設定の正確性を向上させる方法を説明する。
【００２８】
図2に示すように、出力・表示部6が、対象とする生体組織が描出された画像を、表示画面上に表示する(ステップS101)。例えば、図3に示すように、左室の計測を目的とする場合、出力・表示部6が、心尖部4腔像202を表示画面201に表示する。
【００２９】
入力部7が計測項目を設定する(ステップS102)。例えば、図3の計測項目(計測値欄)204に示すように、入力部7が、LV(Left Ventricle)Volume(左室容積)を、計測項目として設定する。Modified Simpson法を用いる場合、左室容積を計測するために、左室の輪郭線208の抽出が要求される。超音波画像(医用画像)において左室輪郭線を抽出する場合、弁輪部(中隔側弁輪部205、側壁側弁輪部206)及び心尖部207のような特徴部位を含む関心領域を設定して、設定された関心領域に基づいて輪郭線を抽出することで、左心室内膜の輪郭を抽出する輪郭抽出の正確性が向上する。
【００３０】
探索範囲設定部9が、画像データにおいて探索範囲の初期値を設定することで、テンプレートマッチングを行うための初期探索範囲の設定を行う(ステップS103)。初期探索範囲は、関心領域を確実に含むように広く設定されると、関心領域を確実に設定することができるが、関心領域を設定するための探索画素数が過剰になり、探索の計算時間が長くなる。したがって、初期探索範囲は、関心領域を確実に含み、且つ可能な限り狭いほうがよい。本実施の形態では、関心領域を確実に含み、且つ可能な限り狭い初期探索範囲を設定するために、関心領域データベース12の基準座標記憶部から基準座標(例えば、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標データなど)が読み出され、初期探索範囲が基準座標に基づいて設定される。初期探索範囲は、基準座標(例えば、サンプルデータの座標値の平均)を中心とし、所定の画素数の範囲に設定されればよい。また、所定の画素数の範囲は、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標値の標準偏差であればよい。
【００３１】
図4は、本実施の形態との比較例を示した図である。図4に示す探索方法では、画像データを縮小(圧縮)せずに関心領域を設定する。図4に示すように、探索範囲402の中でテンプレート403を移動させながらマッチング演算を行い、最も良く適合する位置が関心領域として設定される。なお、探索範囲の形状は円形や矩形など特定の形状に限定されないが、本実施の形態では矩形を例に説明する。比較例では、探索範囲に含まれる画素数が多いので、莫大な回数のマッチング演算を行う必要がある。つまり、探索画素数が過剰になり、探索の計算時間が長くなる。比較例のように、探索範囲を広くすれば確実に探索範囲内に関心領域を設定することができるが、関心領域を設定する計算時間が長くなり好ましくない。
【００３２】
本実施の形態では、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が、複数の画素に基づいて画像データの圧縮を行い、画像データの圧縮率を変化させ、探索範囲設定部9が、縮小(圧縮)された画像データにおいて探索範囲を設定し、関心領域設定部11が、特徴部位を含む関心領域の設定を探索範囲において行う。つまり、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が第1の圧縮率(例えば、データ量1/4＝圧縮率1/4)で画像データを圧縮し、探索範囲設定部9が第1の圧縮率で圧縮された画像データにおいて、第1の探索範囲(例えば、初期探索範囲)を設定し、関心領域設定部11が第1の探索範囲において関心領域(特徴部位を含む)を設定する。そして、画像データの圧縮率を変化させて、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が第2の圧縮率(例えば、データ量1/2＝圧縮率1/2)で画像データを圧縮し、探索範囲設定部9が第2の圧縮率で圧縮された画像データにおいて、第1の探索範囲で設定された関心領域を含む第2の探索範囲を設定し、関心領域設定部11が第2の探索範囲において関心領域(特徴部位を含む)を設定する。
【００３３】
画像縮小部(画像データ圧縮部)10は、複数の画素に基づいて画像データの圧縮を行い、画像データの圧縮率を変化させる。画像縮小部(画像データ圧縮部)10が画像データを縮小(圧縮)するとき、単純に画素を間引く方法(単純間引法)を用いてもよいし、近傍の重み付け平均に基づいて輝度変化を滑らかにする方法を用いてもよい。前者であれば、計算時間が短くなり、後者であれば、テンプレートマッチングの正確性が向上する。
【００３４】
この他、画像データを縮小(圧縮)する手法として、バイキュービック法(双三次補間)、バイリニア法(双一次補間)、ニアレストネイバー法(最近傍補間)などがある。
【００３５】
図2に示すように、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が、画像データを圧縮して縮小画像(圧縮画像)を生成する(ステップS104)。例えば、図5に示すように、画像データ501は、超音波診断装置1により取得された医用画像の画像データを1/4(＝圧縮率1/4)に圧縮した画像データである。つまり、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が、超音波画像生成部4により生成される超音波画像(医用画像)の画像データを1/4(縦横辺長をそれぞれ1/2)に圧縮し、画像データ501を生成する。この圧縮画像上に、ステップS103で作成された初期探索範囲が1/4に圧縮され、探索範囲504として設定される。つまり、超音波診断装置1により取得された圧縮前の画像データと同じ範囲をカバーするように、圧縮後の画像データに探索範囲(初期探索範囲)504が設定される。
【００３６】
初期探索範囲504の中心点505の座標は、関心領域データベース12に格納された基準座標である。中心点505の座標は、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位(弁輪部や心尖部など)の座標である。つまり、超音波診断装置1により取得された圧縮前の画像データと同じ位置(例えば、同じ特徴部位の位置)に、圧縮後の画像データの中心点505が設定される。本実施の形態では、関心領域データベース12に記憶されている関心領域の基準座標から、探索範囲を決定するようにする。例えば、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標値の平均(基準座標)を中心点505とし、座標値の標準偏差を探索範囲とするような探索範囲が設定される。その他、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標データの全て又は一部(例えば、座標データの70％)が含まれるような探索範囲を設定してもよい。
【００３７】
関心領域データベース12に格納されたテンプレートデータに基づいて、1/4に圧縮されたテンプレート506が設定される。つまり、超音波診断装置1により取得された圧縮前の画像データと同じ範囲をカバーするように、圧縮後の画像データにテンプレート506が設定される。
【００３８】
なお、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が画像データを縮小(圧縮)するとき、図6に示すように、超音波診断装置1により取得された画像データの全てを縮小(圧縮)する代わりに、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が、探索範囲内の画像データやテンプレートを縮小(圧縮)すればよい。例えば、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が、探索範囲やテンプレートの画素(ピクセル)を間引くことで、画像データを縮小(圧縮)してもよい。この場合、画像データの1/2縮小ならば、2画素ごとに1画素を間引けばよいし、画像データの1/4縮小ならば、4画素ごとに3画素を間引けばよい。図6は、画像データの1/4縮小の例を示した図である。図6の探索範囲602は、4画素(縦2画素×横2画素)のうち3画素が取り除かれた(間引かれた)探索範囲であり、64画素(縦8画素×横8画素)の画像データが16画素(縦4画素×横4画素)に圧縮されている。また、図6のテンプレート604は、4画素(縦2画素×横2画素)のうち3画素が取り除かれた(間引かれた)テンプレートであり、16画素(縦4画素×横4画素)の画像データが4画素(縦2画素×横2画素)に圧縮されている。実質的には、上述の単純間引法による画像縮小と同様であるが、実装の容易さなどを考慮してこの方法が選択されてもよい。
【００３９】
超音波診断装置1の関心領域設定部11が、縮小(圧縮)された画像データに対して、特徴部位を含む関心領域の設定を探索範囲において行う(ステップS105)。例えば、図5に示すように、関心領域設定部11は、1/4に圧縮された画像データ501の探索範囲(初期探索範囲)504でテンプレート506を移動させて、最も適合する位置を関心領域の位置として設定する。マッチング演算としては、SAD法、部分空間法、Boostingなどの公知の方法が用いられ、これに用いられる学習データは、関心領域データベース12に予め記憶されてもよい。
【００４０】
図5に示すように、テンプレート506は、探索範囲504の左上からスタートして、左から右へ且つ上から下へ移動する。ただし、図7に示すように、テンプレート702が、探索範囲701の中心点703からスタートして、渦巻き状に移動してもよい。中心点703は、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標(基準座標)であるので、探索範囲701の中心点703の近傍に関心領域位置が設定される可能性が高い。したがって、テンプレート702を渦巻き状に移動させて関心領域を探索して、テンプレート702と所定の閾値以上の相関性を有する位置を関心領域位置と設定し、探索を終了してもよい。この結果、関心領域設定の探索時間を短縮することができる。
【００４１】
超音波診断装置1の関心領域設定部8が、関心領域又は特徴部位の設定を終了するか判断する(ステップS106)。関心領域設定部11が、1/4に縮小(圧縮)された画像データに対して、特徴部位を含む関心領域の設定を行う場合、設定分解能も1/4となる。したがって、縮小率(圧縮率)が小さいほど設定分解能が小さくなり、関心領域又は特徴部位の設定位置は粗く設定される。関心領域又は特徴部位の設定を終了するか否かは、縮小率(圧縮率)、設定分解能、設定処理時間、及び設定処理回数のうち少なくとも1つによって判断されればよい。
【００４２】
ステップS106において、関心領域又は特徴部位の設定を継続すると判断された場合は、探索範囲設定部9が、ステップS105において設定された関心領域(特徴部位)を含むように、探索範囲の設定を行う(ステップS107)。この探索範囲は、上述のように、第1の圧縮率(例えば、データ量1/4＝圧縮率1/4)で圧縮された画像データについて、第1の探索範囲(例えば、初期探索範囲)で関心領域(特徴部位を含む)を設定したあと、第2の圧縮率(例えば、データ量1/2＝圧縮率1/2)で圧縮された画像データについて、第1の探索範囲で設定された関心領域の座標を含む第2の探索範囲を設定する条件の下に決定される。例えば、図5に示すように、圧縮率1/4(第1の圧縮率)で圧縮された画像データ501の初期探索範囲(第1の探索範囲)504で設定された関心領域(特徴部位)の座標を、圧縮率1/2(第2の圧縮率)で圧縮された画像データ502における探索範囲(第2の探索範囲)507の中心点508の座標とする。
【００４３】
探索範囲507は、中心点508を中心とする所定の画素数の範囲に設定されればよい。また、所定の画素数は、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標値の標準偏差よりも小さくてもよい。その他、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標データの一部(例えば、座標データの60％)が含まれるような探索範囲を設定してもよい。この場合、探索範囲(第2の探索範囲)507がカバーする範囲は、探索範囲(第1の探索範囲)504がカバーする範囲よりも小さくてもよい。また、探索範囲(第2の探索範囲)507がカバーする座標データ数(例えば、座標データの60％)は、探索範囲(第1の探索範囲)504がカバーする座標データ数(例えば、座標データの70％)よりも小さくてもよい。なぜなら、探索範囲(第1の探索範囲)504で関心領域又は特徴部位の設定位置が粗く設定されているので、粗く設定された位置である中心点508の近傍に関心領域又は特徴部位の位置が存在する可能性が高いからである。
【００４４】
次に、ステップS104に戻り、画像縮小部(画像データ圧縮部)10は、複数の画素に基づいて画像データの圧縮を行い、画像データの圧縮率を変化させる。本実施の形態では、図5に示すように、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が、超音波画像生成部4により生成される超音波画像(医用画像)の画像データを1/2に圧縮し、画像データ502を生成する。つまり、第2の圧縮率(圧縮率1/2)は、第1の圧縮率(圧縮率1/4)より大きい。
【００４５】
関心領域設定部11は、第2の探索範囲において関心領域を設定する。例えば、図5に示すように、関心領域設定部11は、1/2に圧縮された画像データ502の探索範囲(第2の探索範囲)507でテンプレート509を移動させて、最も適合する位置を関心領域の位置として設定する(ステップS105)。
【００４６】
超音波診断装置1の関心領域設定部8が、関心領域又は特徴部位の設定を終了するか判断する(ステップS106)。本実施の形態では、超音波画像生成部4により生成される超音波画像(医用画像)の画像データ(データ量1/1＝圧縮率1/1)になるまで、縮小率(圧縮率)を変化させて関心領域又は特徴部位を設定する。ただし、データ量1/4(圧縮率1/4)又はデータ量1/2(圧縮率1/2)で、十分に要求を満たす程度の位置の正確性が得られる場合は、途中の縮小率(圧縮率)で関心領域又は特徴部位の設定の処理を終えてもよい。圧縮率1/1の画像データまで設定を実施する場合は、さらにステップS107、S104、及びS105を実施することにより、縮小率(圧縮率)を変化させて、関心領域(特徴部位)の位置を設定する。
【００４７】
例えば、図5に示すように、圧縮率1/2(第1の圧縮率)で圧縮された画像データ502の探索範囲(第1の探索範囲)507で設定された関心領域(特徴部位)の座標を、圧縮率1/1(第2の圧縮率)で圧縮された画像データ503における探索範囲(第2の探索範囲)510の中心点511の座標とし、関心領域設定部11は、圧縮率1/1の画像データ503の探索範囲(第2の探索範囲)511でテンプレート512を移動させて、最も適合する位置を関心領域の位置として設定する(ステップS105)。
【００４８】
最終的に設定された位置が、図3における特徴部位(弁輪部205、206及び心尖部207)を含む関心領域の位置である。本実施の形態では、画像データの縮小率(圧縮率)を1/4、1/2、及び1/1の3段階にした例について説明したが、任意の縮小率(圧縮率)を設定することが可能である。
【００４９】
次に、縮小率(圧縮率)と探索画素数の関係について説明する。図8は、本実施の形態の画像データ(例えば128×128画素、256×256画素で構成される)の縮小率と累積探索画素数の関係を示している。図8の縮小率は、1/50、1/40、1/30、1/20、1/10、及び1/1の6段階である。探索画素数は、探索範囲内の画素数であり、縦5画素×横5画素の探索範囲であれば25画素である。
【００５０】
ここでは、いずれの縮小率でも探索画素数が5×5画素＝25画素であるとして説明する。図8に示すように、探索画素数が25画素の場合、累積探索画素数は、縮小率1/50から1/1へ向かって、25(縮小率1/50)、50(縮小率1/40)、75(縮小率1/30)、100(縮小率1/20)、125(縮小率1/10)、150(縮小率1/1)となる。したがって、縮小率1/50から1/1の画像データまで関心領域又は特徴部位の設定を実施する場合は、マッチング演算回数は合計150となる。
【００５１】
一方、図4に示すような比較例において、縮小率1/50における5×5画素の探索範囲と同じ範囲の探索範囲で、画像データを縮小(圧縮)せずに(縮小率1/1で)関心領域を設定すると、探索範囲画素数が(5画素×50)×(5画素×50)＝62500となり、62500回のマッチング演算回数が必要となる。したがって、本実施の形態によれば、縮小率(圧縮率)の異なる複数の画像データ上で再帰的に関心領域を設定することで、関心領域設定の探索時間を短縮することができる。
【００５２】
また、図8の例では縮小率を6段階としたが、任意の段階数(例えば、1/40、1/30、1/20、及び1/10の4段階)とすることもできるつまり、複数生成された圧縮後の画像データの探索範囲を任意に選択し、選択された探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定することができる。この場合のマッチング演算回数は、50(縮小率1/40)、75(縮小率1/30)、100(縮小率1/20)、125(縮小率1/10)となる。したがって、縮小率1/40から1/10の画像データまで関心領域又は特徴部位の設定を実施する場合は、マッチング演算回数は合計125となる。このように、要求される設定精度や許容される計算時間に応じて、縮小率の段階数を変更することができる。換言すれば、複数生成された圧縮後の画像データの探索範囲を圧縮比に応じて並べた複数の段階を形成し、形成された段階より任意に段階を選択し、選択された段階の探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定することができる。縮小率(圧縮率)の段階数は、図2のステップS106において、関心領域設定部8が、関心領域又は特徴部位の設定を終了するか判断するときに用いられる。
【００５３】
また、図8に示すように、探索画素数が10×10画素＝100画素の場合、縮小率1/1の画像データまで関心領域又は特徴部位の設定を実施すると、マッチング演算回数は600回となる。また、探索画素数が20×20画素＝400画素の場合、マッチング演算回数は2400回となる。このように、探索時間短縮や正確性などの要求に応じて、探索範囲と縮小率(圧縮率)を任意に選択することが可能である。
【００５４】
ステップS106において、関心領域又は特徴部位が設定され、設定を終了すると判断された場合は、設定された関心領域が所望の関心領域として設定される(ステップS108)。つまり、計測部13による計測のために、関心領域が設定される。所望の関心領域又は特徴部位が点である場合は、ステップS105で設定された点が関心領域の位置となる。また、関心領域が線や領域である場合は、所定の関心領域生成処理が実施される。例えば、計測部13が心臓の容積を計測する場合は、心臓の輪郭を抽出する関心領域生成処理が実施される。図3に示すように、弁輪部205、206と心尖部207が関心領域(特徴部位)として設定された場合、弁輪部205、206と心尖部207を通るような輪郭線(曲線)208が生成される。曲線208を生成する手法として、多項式曲線や動的輪郭モデルなどがある。
【００５５】
計測部13が、入力部7により設定された計測項目について計測演算を行う(ステップS109)。本実施の形態では、上述の心臓の輪郭を利用して、Modified Simposon法を適用することによって、計測部13が左室の容積値を算出する。
【００５６】
出力・表示部6が計測結果を表示する(ステップS110)。例えば、図3に示すように、計測部13により算出された左室容積値が、計測値欄204に表示される。設定された弁輪部205、206、心尖部207、及び輪郭線208が超音波画像上に重畳的に表示されてもよい。
【００５７】
以上、本発明にかかる第1の実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。
【００５８】
例えば、図2のステップS103及びS107で、探索範囲が設定される。この場合、基準座標記憶部を含む関心領域データベース12が関心領域の位置の基準となる基準座標を記憶し、探索範囲は、設定された関心領域の座標と基準座標との座標差に基づいて設定されてもよい。そして、探索範囲は、座標差が最小になるように設定されてもよい。
【００５９】
関心領域又は特徴部位の位置は、過去の複数のサンプルデータにおける関心領域位置(基準座標)の近傍に存在する可能性が高い。しがたって、探索範囲は、過去の複数のサンプルデータに基づく基準座標と設定された関心領域との座標差が最も小さくなるように決定されればよい。
【００６０】
図9は、縮小率1/40の画像データにおいて探索範囲を決定する例を示した図である。図9に示すように、探索範囲設定部9が、縮小率1/40の画像データで探索範囲設定する。例えば、探索範囲設定部9が、縮小率がより小さい縮小率1/48の画像データで設定された探索範囲の座標値を48/40倍に拡大して、縮小率1/48と同範囲の探索範囲を縮小率1/40の画像データに設定する。関心領域データベース12に記憶されている基準座標(例えば、サンプルデータの座標値の平均)が読み出される。基準座標の位置は、縮小率1/1のときに(x，y)＝(120，120)である場合、縮小率1/40の画像データのときには(x，y)＝(3，3)に相当する。関心領域設定部11が、関心領域(特徴部位)の設定位置と基準座標との座標差(誤差)を計算する。例えば、関心領域の設定位置が(x，y)＝(4，4)であって、基準座標の位置が(x，y)＝(3，3)である場合、座標差はユークリッド距離として算出され、となる。
【００６１】
関心領域設定部11が、複数のサンプルデータを用いて、サンプルデータごとにサンプルデータの関心領域の位置(基準座標)と設定された関心領域の位置との座標差を計算してもよい。この場合、複数の座標差の平均が算出される。複数の探索範囲に基づいて、座標差が算出され、座標差が最も小さくなるように、探索範囲が設定される。他の縮小率でも同様に探索範囲が設定される。
【００６２】
また、図2のステップS105で、複数の前記探索範囲が重複する範囲において第1の関心領域が設定された場合、関心領域設定部11は、設定された第1の関心領域の位置に基づいて、探索範囲の一部に限定して第2の関心領域を設定する。例えば、図10に示すように、探索範囲810が心臓の中隔側弁輪部(第1の関心領域又は第1の弁輪部)205を含み、探索範囲811が心臓の側壁側弁輪部(第2の関心領域又は第2の弁輪部)206を含み、中隔側弁輪部(第1の弁輪部)205が側壁側弁輪部(第2の弁輪部)206の左側に位置する場合は、関心領域設定部11は、中隔側弁輪部(第1の弁輪部)205の右側の探索範囲802に限定して側壁側弁輪部(第2の弁輪部)206を設定する。
【００６３】
通常、中隔側弁輪部205より右側に側壁側弁輪部206が設定されるので、側壁側弁輪部206を探索する場合、中隔側弁輪部205の右側の探索範囲802において、側壁側弁輪部206の設定を実施すればよい。
【００６４】
一方、側壁側弁輪部(第1の弁輪部)206が中隔側弁輪部(第2の弁輪部)205の右側に位置する場合は、関心領域設定部11は、側壁側弁輪部(第1の弁輪部)206の左側の探索範囲に限定して中隔側弁輪部(第2の弁輪部)を設定する。
【００６５】
また、本実施の形態を他のアプリケーションへ応用する例として、IMTの計測アプリケーションにおける関心領域の設定について示す。図11に示すように、IMT計測アプリケーションを用いる場合にも、Bモード画像データ上に関心領域が設定される。したがって、関心領域データベース12が、過去のIMT計測(サンプルデータ)で設定された関心領域の座標(基準座標)とIMT計測画像のテンプレートとを記憶し、図2のフローチャートと同様に、関心領域の設定が実施されればよい。
【００６６】
この結果、IMT計測において、検者により選択された計測項目が入力されると、IMT計測位置に関心領域が設定され、計測値が算出されて表示されるアプリケーションを実現することができる。図11は、頸動脈画像データ1002上で、内膜中膜複合体1004の厚さを計測する関心領域1005が設定される例を示した図である。
【００６７】
本実施の形態によれば、検者が計測項目を設定すると、計測項目に適した関心領域を設定することができる。関心領域データベース12に格納される基準座標に基づいて初期探索範囲を設定し、縮小率(圧縮率)を変更して関心領域の探索(検索)を実施することにより、関心領域が存在する確率の高い探索範囲で関心領域を設定できる。また、縮小率が異なる複数の画像データを用いて再帰的に関心領域の設定を実施することにより、縮小されない画像データ(縮小率1/1画像データ)と比べ、それぞれの縮小画像データにおいて探索範囲を狭くすることができ、マッチング回数が低減することができるので、高速な設定処理を行うことができる。したがって、圧縮された画像データを用いて探索範囲を設定して、テンプレートマッチングなどによって関心領域を設定することで、関心領域設定の正確性向上と探索時間短縮を達成することができるので、検者の関心領域設定の操作負担を低減する医用画像診断装置を提供できる。
【００６８】
本発明は、画像撮像部20によって被検体の医用画像を撮像し、画像データ圧縮部10によって撮像された被検体の医用画像の画像データを圧縮前の画像データとし、当該圧縮前の画像データの複数の画素に基づいて圧縮して圧縮後の画像データを生成し、探索範囲設定部9によって圧縮後の画像データの探索範囲を設定すると共に、圧縮前の画像データの探索範囲を設定し、関心領域設定部8によって前記圧縮前の画像データの探索範囲と前記圧縮後の画像データの探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定する。
【００６９】
具体的には、本発明の医用画像診断装置は、被検体の医用画像を撮像する画像撮像部20と、撮像された被検体の医用画像の画像データを圧縮前の画像データとし、当該圧縮前の画像データの複数の画素に基づいて圧縮して圧縮後の画像データを生成する画像データ圧縮部10と、圧縮後の画像データの探索範囲を設定すると共に、圧縮前の画像データの探索範囲を設定する探索範囲設定部9と、前記圧縮前の画像データの探索範囲と前記圧縮後の画像データの探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定する関心領域設定部8と、を備える。
【００７０】
この構成によれば、圧縮された画像データを用いて探索範囲を設定して、テンプレートマッチングなどによって関心領域を設定することで、リアルタイムで関心領域を設定する場合、関心領域の設定のための探索時間短縮を達成することができる。また、この構成によれば、圧縮率が小さい画像データで関心領域を設定し、圧縮率を徐々に大きくすることで、関心領域設定の正確性を向上することができる。
【００７１】
本発明の医用画像診断装置では、前記探索範囲設定部9は、前記第2の探索範囲を前記第1の探索範囲に等しい大きさで設定する。
【００７２】
この構成によれば、第2の探索範囲を第1の探索範囲の大きさが等しいので、各探索範囲での処理を複数のプロセッサに配分して行う場合、前記複数のプロセッサの処理開始を一斉にすれば終了時間が同じであるので、複数のプロセッサ間での処理終了までの待機処理を行う必要がないから、待機処理が不要な分について、リアルタイムで関心領域を設定する場合、関心領域の設定のための探索時間を短縮することができる。
【００７３】
本発明の医用画像診断装置は、前記関心領域の位置の基準となる基準座標を記憶する基準座標記憶部12を備え、前記探索範囲設定部9は、前記探索範囲を前記準座標に基づいて設定する。
【００７４】
この構成によれば、基準座標を用いることで、初期探索範囲の位置を設定することができ、基準座標を含むように探索範囲を設定することができる。
【００７５】
本発明の医用画像診断装置では、前記探索範囲設定部9は、サンプルデータに基づく関心領域の座標値の平均である前記基準座標を中心とし、前記関心領域の前記座標値の標準偏差を前記探索範囲として設定する。
【００７６】
この構成によれば、基準座標を中心とすることで、探索範囲の位置を設定することができ、サンプルデータに基づく関心領域の座標値の標準偏差を用いることで、探索範囲を設定することができる。
【００７７】
本発明の医用画像診断装置では、前記探索範囲設定部9は、輪郭抽出処理で設定された特徴部位の座標値である基準座標を前記探索範囲の中心として設定する。
【００７８】
この構成によれば、輪郭抽出処理により特徴部位が設定されるので、輪郭抽出処理が高精度でなくても、特徴部位の位置関係を保持しつつ、探索範囲を狭く調整することができ、関心領域を設定する際の正確性も向上する。
【００７９】
本発明の医用画像診断装置は、前記関心領域の位置の基準となる基準座標を記憶する基準座標記憶部12を備え、前記探索範囲設定部は、設定された前記関心領域の座標と前記基準座標との座標差に基づいて前記探索範囲を設定する。
【００８０】
この構成によれば、関心領域の位置は、基準座標の近傍に存在する可能性が高いので、設定された関心領域の座標と基準座標との座標差に基づいて、探索範囲を設定することで、関心領域を設定する際の正確性が向上する。
【００８１】
本発明の医用画像診断装置では、前記探索範囲設定部9は、前記座標差が最小になるように前記探索範囲を設定する。
【００８２】
この構成によれば、基準座標と設定された関心領域との座標差が最も小さくなるように探索範囲が設定されることで、関心領域を設定する際の正確性が向上する。
【００８３】
本発明の医用画像診断装置では、前記関心領域設定部8は、複数の前記探索範囲が重複する範囲において第1の関心領域が設定された場合、前記第1の関心領域の位置に基づいて、前記探索範囲の一部に限定して第2の関心領域を設定する。
【００８４】
この構成によれば、探索範囲が重複する場合、探索範囲の一部に限定して関心領域を設定することで、関心領域の設定時間を短縮することができる。
【００８５】
本発明の医用画像診断装置では、前記関心領域設定部8は、心臓の第1の弁輪部を含む領域を前記第1の関心領域とし、心臓の第2の弁輪部を含む領域を前記第2の関心領域とし、前記第1の弁輪部が前記第2の弁輪部の左側に位置する場合は、前記第1の弁輪部の右側の前記探索範囲に限定して前記第2の弁輪部を設定し、前記第1の弁輪部が前記第2の弁輪部の右側に位置する場合は、前記第1の弁輪部の左側の前記探索範囲に限定して前記第2の弁輪部を設定する。
【００８６】
この構成によれば、弁輪部は左右にそれぞれ存在するので、一方の弁輪部が設定された場合は、その弁輪部の位置よりも左側又は右側の探索範囲に限定して他方の弁輪部を設定すればよい。この結果、探索範囲を狭くすることができ、関心領域の設定時間を短縮することができる。
【００８７】
本発明の医用画像診断装置は、設定された前記関心領域において計測項目を計測する計測部13を備え、前記計測部は、前記第1の探索範囲及び前記第2の探索範囲の少なくとも1つにおいて前記関心領域を設定した後に、前記計測項目の計測結果を出力する。
【００８８】
この構成によれば、第2の探索範囲において関心領域を設定した後に、計測項目の計測結果を出力してもよく、第1の探索範囲及び第2の探索範囲において関心領域を設定した後に、計測項目の計測結果をそれぞれ出力してもよくなり、出力結果に応じて、所望のタイミングで関心領域の設定を停止することができる。
【００８９】
本発明の医用画像診断装置では、前記関心領域設定部8は、前記計測結果の適正値に基づいて、関心領域の設定を終了する。
【００９０】
この構成によれば、出力結果の適正値に応じて、所望のタイミングで関心領域の設定を停止することができる。
【００９１】
本発明の医用画像診断装置の関心領域設定方法は、画像撮像部20によって被検体の医用画像を撮像し、画像データ圧縮部10によって撮像された被検体の医用画像の画像データを圧縮前の画像データとし、当該圧縮前の画像データの複数の画素に基づいて圧縮して圧縮後の画像データを生成し、探索範囲設定部9によって圧縮後の画像データの探索範囲を設定すると共に、圧縮前の画像データの探索範囲を設定し、関心領域設定部8によって前記圧縮前の画像データの探索範囲と前記圧縮後の画像データの探索範囲に基づき前記医用画像に関心領域を設定する。ことを特徴とする。
【００９２】
(第2の実施の形態)
以下、第2の実施の形態にかかる医用画像診断装置について、図面を用いて説明する。
特に言及しない場合は、他の構成は、第1の実施の形態にかかる医用画像診断装置と同様である。
【００９３】
本実施の形態では、Bモード及び計測値の画像データ上で関心領域を設定して計測を実施するアプリケーションの例を示す。本実施の形態では、ドプラやMモードの画像データを取得するために、Bモードの画像データ上に関心領域が設定される。また、本実施の形態では、ドプラやMモードの計測項目に関する計測値の画像データに、所定の計測位置を含む関心領域が設定される。さらに、Bモード及び計測値に関する画像データを組み合わせて、複数の関心領域が設定されてもよい。
【００９４】
画像縮小部(画像データ圧縮部)10が、複数の画素に基づいて画像データの圧縮を行い、画像データの圧縮率(縮小率)を変化させる。探索範囲設定部9が、圧縮された画像データにおいて探索範囲を設定する。関心領域設定部11が、特徴部位を含む関心領域の設定を探索範囲において行う。そして、画像縮小部(画像データ圧縮部)10が、第1の圧縮率で画像データ(Bモード又は計測値の画像データ)を圧縮し、探索範囲設定部9が、第1の圧縮率で圧縮された画像データにおいて、第1の探索範囲を設定し、関心領域設定部11が、第1の探索範囲において関心領域を設定する。さらに、画像縮小部(画像データ圧縮部)10は、第2の圧縮率で画像データ(Bモード又は計測値の画像データ)を圧縮し、探索範囲設定部9は、第2の圧縮率で圧縮された画像データにおいて、第1の探索範囲で設定された関心領域を含む第2の探索範囲を設定し、関心領域設定部11は、第2の探索範囲において関心領域を設定する。
【００９５】
図12は、本実施の形態に係る医用画像診断装置の動作について説明するフローチャートである。図13は、2方向ドプラ計測の例を示した図である。図14は、Mモードの画像データにおける左室計測の例を示した図である。
【００９６】
図12に示すように、出力・表示部6の表示画面上に、対象である生体組織が描出された画像が表示される(ステップS201)。対象である生体組織として、図13には心尖部4腔像の画像データが示され、図14には傍胸骨長軸像の画像データが示されている。
【００９７】
入力部7を用いて計測項目が検者によって設定される(ステップS202)。例えば、図13の2方向ドプラにおいて、流入血流速度や弁輪運動速度を計測項目とする場合、弁口と弁輪にドプラゲート1203を設定する必要がある。また、図14に示すように、Mモードで左室壁や腔の大きさを計測項目とする場合、Bモード画像データ上でMモードビームライン1303を設定する必要がある。
【００９８】
関心領域設定部8が、ドプラゲート1203やMモードビームライン1303が設定される特徴部位(弁輪及び弁口など)を含む関心領域を設定し、関心領域を設定する。出力・表示部6が、ドプラ画像又はMモード画像を表示する。これらの動作は、ステップS203からステップS207を経て実施され、図2に示すステップS103からステップS107と同様である。ただし、基準座標記憶部を含む関心領域データベース12は、過去の複数のサンプルデータとして取得された弁輪、弁口、及びMモードビームラインの位置(基準座標)やテンプレートを記憶する。関心領域データベース12の基準座標記憶部から基準座標(例えば、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標データなど)が読み出され、探索範囲が基準座標に基づいて設定される。
【００９９】
そして、画像データの縮小率(圧縮率)を変化させながら関心領域を設定し、Bモードの画像データ上に関心領域を設定する(ステップS208)。
【０１００】
また、本実施の形態では、ドプラやMモードの計測項目に関する画像データに、計測項目の計測位置を含む関心領域を設定する(ステップS303〜ステップS308)。
【０１０１】
図13の右上には、Bモード画像に設定された関心領域1207におけるTDI(計測値)の画像データが示され、図13の右下には、パルスドプラ(計測値)の画像データが示されている。また、図14の右には、Bモード画像に設定された関心領域1306のMモードビームライン1303におけるMモードの画像データが表示されている。
【０１０２】
関心領域設定部8が、ドプラやMモードの計測項目に関する計測値の画像データに、所定の計測位置を含む関心領域を設定する。つまり、関心領域設定部8が、画像データにおける関心領域(計測位置)を設定する。図13では、E波、A波、e'波、DT(E波減速時間)の関心領域(計測位置)として、波形位置1206が設定される。図14では、心筋の内外膜の関心領域(計測位置)として、壁位置1308が設定される。これらの動作は、ステップS303からステップS307を経て実施され、ステップS103からステップS107又はステップS203からステップS207と同様である。
【０１０３】
ただし、関心領域データベース12は、ドプラ画像におけるE波、A波、e'波、及びDTの位置(基準座標)やテンプレート1208を記憶し、Mモード画像における内外膜の位置(基準座標)やテンプレート1307を記憶する。関心領域データベース12の基準座標記憶部から基準座標(例えば、過去の複数のサンプルデータに基づく関心領域又は特徴部位の座標データなど)が読み出され、探索範囲が基準座標に基づいて設定される。
【０１０４】
そして、画像データの縮小率(圧縮率)を変化させながら関心領域を設定し、ドプラやMモードの計測項目に関する画像データ上に関心領域(計測位置)を設定する(ステップS308)。本実施の形態では、関心領域(計測位置)が点であるので、関心領域設定部11が設定した関心領域がそのまま計測のための計測位置となる。また、関心領域が線や領域である場合は、所定の関心領域生成処理が実施される。
【０１０５】
次に、計測部13が、設定された関心領域で計測演算を行う(S409)。図13のドプラ計測では、計測部13が、波形位置(計測位置)1206において、ドプラ波形よりE波、A波、e'波、及びDTの値を算出する。また、計測部13は、計測値の組み合わせであるE/e'を算出してもよい。図14のMモード計測では、計測部13が、壁位置(計測位置)1308において、LVEdD(左室拡張末期径)などの心筋、心腔の大きさに関する計測値を算出する。
【０１０６】
出力・表示部6が、計測部13により算出された計測値を表示する(ステップS410)。それぞれ、図13の計測値欄1202、図14の計測値欄1302に表示される。また、出力・表示部6は、設定された関心領域(ドプラゲート1203、Mモードビームライン1303、波形位置1206、壁位置1308)を超音波画像上に重畳表示してもよい。
【０１０７】
本実施の形態によれば、ドプラやMモードの画像データを取得するために、Bモードの画像データ上に関心領域が設定される。また、ドプラやMモードの計測項目に関する計測値の画像データに、所定の計測位置を含む関心領域が設定される。つまり、Bモードの画像データに、ドプラやMモードの画像データを取得するための関心領域を設定した後に、ドプラやMモードの画像データに、計測項目の計測を行うための関心領域を設定することができる。この結果、様々な画像データに複数の関心領域の設定が可能になる。したがって、Bモード画像に関心領域を設定して、検者が所望する位置のドプラ画像データ又はMモード画像データが生成されるとともに、検者により入力された計測項目に応じて、所定の計測位置(関心領域)を設定することで、関心領域設定の正確性向上と探索時間短縮を達成することができるので、検者の関心領域設定の操作負担を低減する医用画像診断装置を提供できる。
【０１０８】
以上、本発明にかかる第1及び第2の実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。
【０１０９】
例えば、第1の実施の形態では、縮小率(圧縮率)を1/1まで変化させたが、画像データの縮小率(圧縮率)が徐々に大きくなる過程で、各縮小率(圧縮率)における計測結果を逐次出力し、この計測結果の出力情報を用いて、計測精度を満足する縮小率(圧縮率)で関心領域の設定処理を終了してもよい。つまり、第1の実施の形態では、計測部13は、第2の探索範囲において関心領域を設定した後に、計測項目の計測結果を出力するが、第1の探索範囲及び第2の探索範囲において関心領域を設定した後に、計測項目の計測結果をそれぞれ出力してもよい。
【０１１０】
図15は、計測結果を逐次出力して、計測結果に応じて関心領域の設定を終了するか否かを判断するフローチャートである。図2のフローチャートと比較すると、設定を終了するか否かを判断するステップS106が、計測結果を表示するステップS110の後に実行される。つまり、計測部13は、第1の探索範囲及び第2の探索範囲において関心領域を設定した後に、計測項目の計測結果をそれぞれ出力する。所定の縮小率で設定された関心領域を用いて、計測部13が計測を実行し、出力・表示部6が計測結果を表示する。この計測結果が適切であれば計測を終了し、計測結果が適切でなければステップS107に戻って、次の縮小率(圧縮率)で関心領域の設定が行われる。計測結果が適切か否かの判断は、検者が計測値を確認して行われてもよいし、入力部7により入力された計測結果の適正値(閾値)と比較することで行われてもよいし、記憶部5に記憶された計測結果の適正値(閾値)と比較することで行われてもよい。また、適正値(閾値)に近づいているか否かを判断して、最も適正値(閾値)に近づいたときに設定処理を終了してもよい。関心領域設定部11は、計測結果の適正値に基づいて、関心領域の設定を終了する。
【０１１１】
この結果、縮小率(圧縮率)が1/1に達する前であっても、適正な計測値が計測されると判断された場合は、関心領域の設定処理を終了することができる。したがって、適正な計測精度を確保しつつ、関心領域設定の正確性向上と探索時間短縮を達成することができる。
【０１１２】
また、生体組織の輪郭を抽出する方法を用いてもよい。輪郭抽出方法を用いて関心領域を設定し、その設定位置の周辺を詳細に探索することで、関心領域の設定精度を高めることができる。例えば、心臓の内膜輪郭の抽出方法を用いて、弁輪及び心尖部(特徴部位)を含む関心領域を設定する。
【０１１３】
図16は、輪郭抽出方法を用いた関心領域の設定を説明するフローチャートである。図16に示すように、第1の実施の形態と比較して、輪郭抽出処理を行うステップS502が加わっている。輪郭抽出処理は、動的輪郭モデルのような形状に制約のある輪郭が望ましい。左室の輪郭形状の特徴を捉えたモデルで制約することによって左室特有の輪郭を抽出することができ、弁輪部と心尖部の正しい位置関係を設定することができる。このモデルが、記憶部5に記憶されて、輪郭抽出時に参照されるようにしてもよい。
【０１１４】
探索範囲設定部9が、輪郭抽出処理を行う(ステップS502)。図17に示すように、輪郭抽出処理を行うステップS502において、探索範囲設定部9が輪郭1603を抽出する。抽出された輪郭1603は、高精度ではなくても、弁輪部1601と心尖部1602の位置関係が保持された状態で、輪郭線が内膜にフィットするように抽出されればよい。
【０１１５】
そして、探索範囲設定部9が探索範囲1604を設定する(ステップS107)。探索範囲設定部9は、輪郭抽出処理で設定された弁輪部1601及び心尖部1602の座標値(基準座標)を中心とした探索範囲1604を設定する。探索範囲1604は、第1の実施の形態と同様に、関心領域データベース12の過去のサンプルデータを用いて設定されてもよい。輪郭抽出処理で弁輪部1601と心尖部1602の位置が設定されているので、探索範囲1604の範囲がサンプルデータの標準偏差よりも狭くなるように設定されてもよい。
【０１１６】
関心領域設定部8が、計測部13による計測のための関心領域を設定する(ステップS108)。ここでは、関心領域は輪郭(線)1603である。ステップS108までの処理で、弁輪部1601と心尖部1602の位置が設定されているので、弁輪部2つと心尖部1つの3点を通るように輪郭1603が抽出される。
【０１１７】
この結果、輪郭抽出処理により弁輪部1601及び心尖部1602の位置が設定されるので、輪郭抽出処理が高精度でなくても、弁輪部1601と心尖部1602の位置関係を保持しつつ、設定された弁輪部1601と心尖部1602の位置を用いれば、探索範囲1604を狭く調整することができ、弁輪部1601及び心尖部1602を設定する際の正確性も向上する。したがって、探索範囲1604を狭く設定することができるので、設定精度の向上とともに設定演算時間の短縮を実現することができる。
【０１１８】
以上、本発明にかかる実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。
【０１１９】
第1及び第2の実施の形態では、超音波診断装置における心臓の計測を例に説明したが、本発明は他の診断装置及び生体組織に対しても同様に適用可能である。
【０１２０】
画像データは、被検体の断層画像、弾性画像、及び計測値画像の少なくとも1つであればよい。また、医用画像には、X線画像、CT、MRI、超音波画像(US)、及び血管造影(血管撮影)などがある。つまり、画像撮像部20は、X線画像撮像装置、X線CT装置、MRI装置などである。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明にかかる医用画像診断装置は、圧縮された画像データを用いて探索範囲を設定して、テンプレートマッチングなどによって関心領域を設定することで、関心領域設定の正確性向上と探索時間短縮を達成することができるので、検者の関心領域設定の操作負担を低減する医用画像診断装置を提供できるという効果を有し、特徴部位又は計測位置を含む関心領域を設定する医用画像診断装置などとして有用である。
【符号の説明】
【０１２２】
1  超音波診断装置、2  探触子、3  超音波信号生成部、4  超音波画像生成部、5  記憶部、6  出力・表示部、7  入力部、8  関心領域設定部、9  探索範囲設定部、10  画像縮小部(画像データ圧縮部)、11  関心領域設定部、12  関心領域データベース、13  計測部、14  制御部、20  画像撮像部、203  心臓
【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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