(57)【要約】【課題】超音波の送受波により得られたボリュームデータにおいて、胎児の心臓像の向きを特定する。【解決手段】調整部６２は、仮四腔断面９２に含まれる仮四腔断面像９２ａの向き及びサイズが規定の向き及びサイズとなるように、テンプレートデータ６４を用いて、ボリュームデータ４０の姿勢を規定する処理を行う。代表断面探索手段としての代表断面検出部６６は、仮四腔断面９４近傍において真の四腔断面を探索する。このように特定された四腔断面に含まれる四腔断面像の心尖方向が、調整後ボリュームデータ９６における心臓立体像の心尖方向を示す。特徴点・サイズ検出部６８は、四腔断面に直交するｒｚ方向における心臓立体像の端部を示す２つの特徴点を検出する。そして、心臓立体像の一方の端部から四腔断面までの区間長と、心臓立体像の他方の端部から四腔断面までの区間長に基づいて、心臓立体像の上下方向（頭側胃側）を特定することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受波により得られ、胎児の心臓立体像を含むボリュームデータにおける代表断面に含まれる代表断面像に基づいて、前記代表断面と平行な方向である第１方向における前記心臓立体像の向きを特定する第１方向特定手段と、
前記ボリュームデータにおいて、前記代表断面を基準とした一方側に位置する一方側部分心臓立体像と、前記代表断面を基準とした他方側に位置する他方側部分心臓立体像との比較に基づいて、前記代表断面と直交する方向である第２方向における前記心臓立体像の向きを特定する第２方向特定手段と、
を備えることを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項２】
前記第１方向特定手段は、前記第１方向における規定の向きを示すテンプレートデータと、前記代表断面像とをマッチングさせることで、前記第１方向における前記心臓立体像の向きを特定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像処理装置。
【請求項３】
前記代表断面像は四腔断面像であり、
前記テンプレートデータは、前記四腔断面像の中隔に対応するスリットを含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波画像処理装置。
【請求項４】
前記第２方向特定手段は、
前記ボリュームデータにおいて、前記心臓立体像の前記一方側の端部である一方側端部、及び前記心臓立体像の前記他方側の端部である他方側端部を特定する端部特定手段と、
前記代表断面の位置から前記一方側端部までの区間長と、前記代表断面の位置から前記他方側端部までの区間長との比較に基づいて、前記第２方向における前記心臓立体像の向きを判定する判定手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像処理装置。
【請求項５】
前記第１方向特定手段及び前記第２方向特定手段による向きの特定処理に先立って、前記ボリュームデータに対して二値化処理を行う二値化処理手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像処理装置。
【請求項６】
コンピュータを、
超音波の送受波により得られ、胎児の心臓立体像を含むボリュームデータにおける代表断面に含まれる代表断面像に基づいて、前記代表断面と平行な方向である第１方向における前記心臓立体像の向きを特定する第１方向特定手段と、
前記ボリュームデータにおいて、前記代表断面を基準とした一方側に位置する一方側部分心臓立体像と、前記代表断面を基準とした他方側に位置する他方側部分心臓立体像との比較に基づいて、前記代表断面と直交する方向である第２方向における前記心臓立体像の向きを特定する第２方向特定手段と、
として機能させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像処理装置及びプログラムに関し、特に、ボリュームデータを処理するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置を用いて被検体に対して超音波ビームを送受波することで超音波画像を得ることができる。従来、３次元空間内において超音波ビームをスキャン（走査）して３次元空間内からエコーデータを逐次収集し、収集したエコーデータに基づいて３次元超音波データ（ボリュームデータ）、あるいはボリュームデータが時間方向に並んだ４次元超音波データを得るＳＴＩＣ（Spatio-Temporal Image Correlation）法が知られている。また、２次元アレイ振動子を有する超音波プローブにおいて超音波ビームを送受波することでリアルタイムに四次元超音波データを取得する技術も知られている。
【０００３】
特に、従来、胎児に対して超音波を送受波することで、胎児の立体像を含むボリュームデータが取得されている（例えば特許文献１〜３）。当該ボリュームデータによれば、胎児の顔などを３次元的に表示することが可能になり、医師などのユーザは、母体内にいる胎児の様子をより好適に観察あるいは診断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−８７５１２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４８８２８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７８９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ボリュームデータに含まれる胎児の心臓立体像に対して観察あるいは診断が行われる場合がある。ここで、取得されるボリュームデータにおける胎児の心臓立体像の向き（姿勢）を常に一定に保つことは実質的に不可能である。なぜならば、母体内において胎児自体が様々な体勢を取り得ることから、母体表面の規定位置に超音波プローブを当てて超音波を送受波したとしても、ボリュームデータにおける胎児（胎児の心臓）の向きが様々に変化し得るからである。
【０００６】
ボリュームデータにおける胎児の心臓の向きが様々であることで、胎児の心臓の観察あるいは診断が煩雑になる。換言すれば、ボリュームデータにおける胎児の心臓の向きが規定の向きであれば、ユーザは胎児の心臓の観察あるいは診断をより容易に行うことができる。
【０００７】
本発明の目的は、超音波の送受波により得られたボリュームデータにおいて、胎児の心臓像の向きを特定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る超音波画像処理装置は、超音波の送受波により得られ、胎児の心臓立体像を含むボリュームデータにおける代表断面に含まれる代表断面像に基づいて、前記代表断面と平行な方向である第１方向における前記心臓立体像の向きを特定する第１方向特定手段と、前記ボリュームデータにおいて、前記代表断面を基準とした一方側に位置する一方側部分心臓立体像と、前記代表断面を基準とした他方側に位置する他方側部分心臓立体像との比較に基づいて、前記代表断面と直交する方向である第２方向における前記心臓立体像の向きを特定する第２方向特定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、第１方向特定手段により、ボリュームデータにおける胎児の心臓立体像の第１方向の向きが特定される。第１方向の向きの特定は、例えば、代表断面像に対して画像認識処理を施すことで、あるいは後述のテンプレートデータを用いることで行われてよい。心臓立体像は文字通り立体像であるため、第１方向の向きのみでは、心臓立体像全体としての向きが決定されない。例えば、代表断面が四腔断面であり、第１方向として心尖部側の向きが決定されたとしても、心臓の長軸を中心とする回転方向の向きが定まらない。そこで、上記構成においては、さらに、第２方向特定手段が、心臓立体像の第２方向の向きを特定する。胎児の心臓の構造から、代表断面を基準とした一方側部分心臓立体像と、他方側部分心臓立体像に基づいて、心臓立体像の第２方向における向きを特定できる。例えば、代表断面が四腔断面である場合は、一方側部分心臓立体像と他方側部分心臓立体像のうち、代表断面からより遠い位置まで延伸する像が代表断面に対して頭側に位置する像となる。以上のように、心臓立体像の第１及び第２方向が特定されることで、ボリュームデータにおける心臓立体像の向きが特定される。
【００１０】
望ましくは、前記第１方向特定手段は、前記第１方向における規定の向きを示すテンプレートデータと、前記代表断面像とをマッチングさせることで、前記第１方向における前記心臓立体像の向きを特定する。
【００１１】
第１方向における規定の向きを示すテンプレートデータを予め用意しておき、代表断面像とテンプレートデータをマッチングさせることで、より容易に心臓立体像の第１方向の向きを特定することができる。
【００１２】
望ましくは、前記代表断面像は四腔断面像であり、前記テンプレートデータは、前記四腔断面像の中隔に対応するスリットを含む。
【００１３】
代表断面として四腔断面を用いた場合、当該四腔断面に含まれる四腔断面像は個体差によって様々な大きさあるいは形状を取り得る。テンプレートデータと四腔断面像とのマッチングにおいては、両者が完全に一致しない場合も当然あるため、その場合は両者のマッチング度がより高くなるときの向きが第１方向として特定される。そのとき、テンプレートデータが中隔に対応するスリットを有していることで、マッチング処理をスリット（中隔）基準で行うことができる。これにより、より正確に四腔断面像の第１方向の向きを特定することができる。
【００１４】
望ましくは、前記第２方向特定手段は、前記ボリュームデータにおいて、前記心臓立体像の前記一方側の端部である一方側端部、及び前記心臓立体像の前記他方側の端部である他方側端部を特定する端部特定手段と、前記代表断面の位置から前記一方側端部までの区間長と、前記代表断面の位置から前記他方側端部までの区間長との比較に基づいて、前記第２方向における前記心臓立体像の向きを判定する判定手段と、を含む。
【００１５】
上述のように、代表断面を基準とした一方側部分心臓立体像と、他方側部分心臓立体像に基づいて、心臓立体像の第２方向における向きを特定できる。特に、代表断面の位置から心臓立体像の一方側端部までの距離と、代表断面の位置から心臓立体像の他方側端部までの距離との比較に基づいて、心臓立体像の第２方向における向きを特定できる。例えば、代表断面が四腔断面である場合は、一方側端部と他方側端部のうち、四腔断面からの距離がより大きい方の端部が頭側となる。
【００１６】
望ましくは、前記第１方向特定手段及び前記第２方向特定手段による向きの特定処理に先立って、前記ボリュームデータに対して二値化処理を行う二値化処理手段と、をさらに含む。
【００１７】
ボリュームデータを二値化することで、より好適に画像認識処理あるいはテンプレートデータとのマッチング処理を行うことができる。つまり、より好適に心臓立体像の第１方向の向きを特定することができる。また、ボリュームデータを二値化することで、一方側心臓立体像と他方側心臓立体像との比較をより好適に行うことができる。つまり、より好適に心臓立体像の第２方向の向きを特定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、超音波の送受波により得られたボリュームデータにおいて、胎児の心臓像の向きを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置の構成概略図である。
【図２】本実施形態における３次元的な走査を説明するための図である。
【図３】各時相に対応する複数のボリュームデータを示す図である。
【図４】胎児の心臓における観察断面を示す図である。
【図５】ボリュームデータ処理部の詳細な構成を示す図である。
【図６】仮四腔断面に対する反転２値化処理の様子を示す図である。
【図７】２値化処理のための閾値を示すグラフである。
【図８】テンプレートデータを示す図である。
【図９】仮四腔断面タとテンプレートデータとのマッチング処理の様子を示す図である。
【図１０】仮四腔断面データ近傍において四腔断面を探索する処理の様子を示す図である。
【図１１】四腔断面像において検出された複数の特徴点を示す図である。
【図１２Ａ】特徴点Ａ近傍の拡大図である。
【図１２Ｂ】特徴点Ｃ近傍の拡大図である。
【図１３】心臓領域面を示す図である。
【図１４】ｒｚ軸方向における心臓立体像の端部を検索する処理の様子を示す図である。
【図１５】心臓空間領域を示す図である。
【図１６】正規化座標系を示す図である。
【図１７Ａ】正規化座標系におけるｎｘ軸及びｎｙ軸方向のスケールを示す図である。
【図１７Ｂ】正規化座標系におけるｎｙ軸及びｎｚ軸方向のスケールを示す図である。
【図１８】正規化座標系におけるスケールの異なる８つの領域を示す図である。
【図１９】第１変換関数における補正項の説明のための図である。
【図２０】正規化座標系から実座標系への変換処理の様子を示す図である。
【図２１】実データ観察断面の断層画像の第１の表示例を示す図である。
【図２２】実データ観察断面の断層画像の第２の表示例を示す図である。
【図２３】実データ観察断面の断層画像の第３の表示例を示す図である。
【図２４】実データ観察断面の断層画像の第４の表示例を示す図である。
【図２５】正規化座標系において定義されたラベル空間領域を示す図である。
【図２６】ラベル空間領域を横断する規格化観察断面に対応する実データ観察断面上のラベル平面領域を示す図である。
【図２７Ａ】第１のラベル表示例を示す図である。
【図２７Ｂ】第２のラベル表示例を示す図である。
【図２８】ラベル空間領域の３次元リージョングローイング処理の様子を示す図である。
【図２９】３次元リージョングローイング処理の詳細な様子を示す図である。
【図３０】３次元リージョングローイング処理における弁部の境界生成処理の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る超音波画像処理装置の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、超音波画像処理装置としての超音波診断装置１０の構成概略図である。超音波診断装置１０は、一般に、病院などの医療機関に設置され、生体に対して超音波診断を実行する医療上の機器である。なお、以下においては、対象組織を胎児の心臓とし、胎児の心臓における観察断面の断層画像を形成する例において本実施形態を説明するが、本発明はそれに限定されるものではない。
【００２２】
プローブ１２は、胎児の心臓に対して超音波の送受波を行う超音波プローブである。プローブ１２は、ケーブルあるいは無線により、送受信部１４以下を含む装置本体と通信可能に接続される。プローブ１２は、複数の振動素子を含む振動子アレイを有しており、当該振動子アレイにより超音波が送受波される。振動子アレイから超音波が送受波されることで胎児の心臓を含む空間内において走査面が形成される。本実施形態では、例えば１次元的に配列された複数の振動素子（１Ｄアレイ振動子）によって電子的に形成される走査面を機械的に動かすことにより、被検体である胎児の心臓を含む３次元空間において超音波ビームが走査される。あるいは、２次元的に配列された複数の振動素子（２Ｄアレイ振動子）を電子的に制御して超音波ビームを３次元的に走査してもよい。
【００２３】
図２は、本実施形態における３次元的な走査を説明するための図である。図２において胎児の心臓を含む３次元空間は実座標系であるｘｙｚ座標系で表現されている。本実施形態では、ｘｙ平面に対してほぼ平行となるように走査面Ｓが形成され、その走査面Ｓをｚ軸方向にゆっくりと移動させつつ、ｚ軸方向に沿って複数の走査面Ｓが形成される。走査面Ｓは、胎児の心臓の複数の心周期（拍動周期）に亘って、ｚ軸方向にゆっくりと移動される。
【００２４】
図１に戻り、送受信部１４は、プローブ１２の振動子アレイに含まれる各振動子に対応した送信信号を供給することにより超音波の送信ビームを形成する。また、送受信部１４は、プローブ１２の振動子アレイに含まれる各振動子から複数の受信信号を受信する。
【００２５】
整相加算部１６は、送受信部１４が受信した複数の受信信号に対して整相加算処理を施して超音波の受信ビームを形成し、受信ビームに沿って得られるエコーデータを出力する。
【００２６】
ビーム処理部１８は、整相加算部１６が出力したエコーデータに対して、ゲイン補正処理、対数増幅処理、包絡線検波処理、及びフィルタ処理などの各種信号処理を行う。これにより、各エコーデータに対応するビームデータが形成される。
【００２７】
ＤＳＣ（Digital Scan Converter）２０は、補間機能及び座標変換機能を有し、ビーム処理部１８から出力される複数のビームデータに基づいて、表示フレームすなわち超音波画像を形成する。本実施形態では断層画像であるＢモード画像が形成される。ここで、ＤＳＣ２０は、走査面Ｓ（図２参照）毎に超音波画像を形成する。これにより、ｚ軸方向に並ぶ複数の超音波画像が形成される。複数の超音波画像は、後述の記憶部２２に記憶される。なお、ＤＳＣ２０が形成した超音波画像は直接画像合成部３２（後述）に出力されてもよい。
【００２８】
記憶部２２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはハードディスクなどで構成される。記憶部２２には、超音波診断装置１０の各部を動作させるためのプログラムが記憶される。また、図１に示される通り、記憶部２２内には、前メモリ２４及びデータメモリ２６が構築される。前メモリ２４には、ＤＳＣ２０により形成された複数の超音波画像が記憶される。データメモリ２６には、後述の再構成処理部２８により形成される４次元ボリュームデータ（時間方向に並ぶ複数のボリュームデータ）が記憶される。
【００２９】
再構成処理部２８は、前メモリ２４に記憶された複数の超音波画像の中から、胎児の心臓の心周期に対応したフレーム間隔（画像の間隔）で複数の基準画像を探索する。そして、複数の基準画像が探索されると、再構成処理部２８は、複数の基準画像の各々を分割の単位とすることにより、前メモリ２４に記憶された複数の超音波画像を複数の画像群に分割する。そして、複数の画像群の各々から心周期における各時相に対応した複数の断層画像データを抽出することにより、再構成処理（再構築処理）を実現する。当該再構成処理により、前メモリ２４に記憶された複数の超音波画像から、対象組織像としての胎児の心臓立体像を含む複数のボリュームデータが形成される。当該複数のボリュームデータは、心周期における各時相に対応したものである。複数のボリュームデータは時間方向に並ぶものであるから、再構成処理部２８により４次元ボリュームデータが形成されるといえる。再構成処理部２８により形成された４次元ボリュームデータはデータメモリ２６に記憶される。
【００３０】
図３に、データメモリ２６に記憶される複数のボリュームデータ４０が示されている。本実施形態においては、データメモリ２６には１心周期分の複数のボリュームデータ４０が記憶されるが、それ以上の期間に亘るボリュームデータ４０が記憶されてもよい。また、本実施形態においては、医師などのユーザによりプローブ１２の位置及び姿勢が調整されることで、各ボリュームデータを構成する各走査面Ｓ群において、少なくとも四腔断面近傍の断面（仮四腔断面）が含まれるようにしている。仮四腔断面は正確な四腔断面である必要はなく、正確な四腔断面からｘｙｚ軸方向に複合的にずれた断面であってもよい。あるいは、仮四腔断面のｘｙ平面における向き（回転方向）及びサイズも特定のものである必要はない。なお、比較的広い領域において超音波を送受波させ、それにより得られたボリュームデータから心臓立体像を検出し、画像処理により走査面Ｓとして少なくとも仮四腔断面を含むボリュームデータを自動的に切り出すようにしてもよい。
【００３１】
図１に戻り、ボリュームデータ処理部３０は、データメモリ２６に記憶された４次元ボリュームデータに対して処理を行い、各ボリュームデータにおいて、ユーザが所望する１又は複数の実データ観察断面を自動的に特定し、当該実データ観察断面における断層画像を形成するものである。ボリュームデータ処理部３０の詳細な構成、及び処理の詳細については後述する。
【００３２】
画像合成部３２は、ボリュームデータ処理部３０が形成した実データ観察断面の断層画像（Ｂモード画像）に対して種々の情報を示す画像あるいは文字などを合成して表示画面データを形成するものである。当該表示画面データには、ＤＳＣ２０が形成した超音波画像を含んでいてもよい。
【００３３】
表示部３４は、例えば液晶パネルあるいは有機ＥＬパネルなどから構成される。表示部３４には、画像合成部３２が形成した表示画面データが表示される。
【００３４】
制御部３６は、例えばＣＰＵあるいはマイクロコントローラなどから構成され、記憶部２２に記憶されたプログラムに従って超音波診断装置１０の各部を制御するものである。
【００３５】
超音波診断装置１０の構成概略は以上の通りである。なお、図１に示す構成のうち、送受信部１４、整相加算部１６、ビーム処理部１８、ＤＳＣ２０、再構成処理部２８、ボリュームデータ処理部３０、及び画像合成部３２の各部は、例えば電気電子回路やプロセッサなどのハードウェアを利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリなどのデバイスが利用されてもよい。また、上記各部に対応した機能が、ＣＰＵやプロセッサやメモリなどのハードウェアと、ＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により実現されてもよい。
【００３６】
以下、ボリュームデータ処理部３０の詳細について説明するに先立って、胎児の心臓における観察断面（主要断面）について説明する。観察断面とは、医師などが診断あるいは観察のために主に用いる断面を意味する。
【００３７】
図４には、胎児の心臓の概略図が示されている。図４には、胎児の心臓４２、大動脈４４、肺動脈４６、上大静脈４８、及び肺５０が示されている。通常、成人の心臓は心尖部が胃側（図４における下側）を向いているが、胎児の場合、肺５０内に空気が入っておらず、心臓４２が横隔膜（図４において不図示）により押し上げられるため、心臓４２の向きは、心尖部４２ａが横を向いた向きとなるのが一般的である。そのような胎児の心臓において、例えば、図４の符号５２で示される観察断面（紙面と直交する断面）が四腔断面を示している。そこから頭側に平行移動した符号５４で示す観察断面が五腔断面を示している。さらに、そこから頭側に平行移動した符号５６で示す観察断面が三血管断面（肺動脈、大動脈、及び上大静脈を含む断面）を示しており、さらに、そこから頭側に平行移動した符号５８で示す観察断面が三血管気管断面（肺動脈、大動脈、上大静脈及び気管を含む断面）を示している。なお、図４に示された観察断面は一部であり、その他にも種々の観察断面（例えば四腔断面とは平行でない観察断面）が存在する。ボリュームデータ処理部３０によれば、データメモリ２６に記憶された４次元ボリュームデータにおいて、１又は複数の実データ観察断面が自動的に特定される。
【００３８】
図５には、ボリュームデータ処理部３０の詳細な構成が示されている。以下、処理の流れに沿って、ボリュームデータ処理部３０の処理の詳細を説明する。
【００３９】
フィルタ部６０は、データメモリ２６に記憶された複数のボリュームデータ４０（図３参照）の中から、特定時相のボリュームデータ４０を抽出する。本実施形態では、心周期のうち拡張末期に対応するボリュームデータ４０を抽出する。これは、後に基準断面として四腔断面を特定する関係上、心腔が最も大きくなる拡張末期のボリュームデータ４０が後の処理により適するためである。フィルタ部６０は、各ボリュームデータ４０に対して画像処理を行うことにより、特定時相のボリュームデータ４０を抽出する。例えば、各ボリュームデータ４０における胎児の心臓の血流部（例えば心腔内）の容積を検出し、当該血流部の容積に基づいて拡張末期に対応するボリュームデータ４０を検出することができる。具体的には、各ボリュームデータ４０において、３次元画像処理により心臓の輪郭を抽出し、その内側空間である心腔の容積が一番大きいボリュームデータ４０を拡張末期のボリュームデータ４０であると特定することができる。
【００４０】
さらに、フィルタ部６０は、抽出した拡張末期のボリュームデータ４０に対して、データ上の組織の抜けあるいは境界部を滑らかにするための平滑化フィルタなどの処理を行う。当該フィルタ処理により、後の処理における誤検出あるいは誤判定の可能性が低減される。
【００４１】
調整部６２は、まず、フィルタ部６０により抽出されフィルタ処理された拡張末期のボリュームデータ４０において、仮代表断面としての仮四腔断面を特定する。本実施形態では、図６に示される通り、ボリュームデータ４０のうち、ｚ軸方向中心のｘｙ断面が仮四腔断面９０として特定される。このように特定された仮四腔断面９０は、一般的に正確な四腔断面ではない。つまり、正確な四腔断面像を含むものではない。なお、仮四腔断面９０としては、ｚ軸方向中心の断面に限られず、ボリュームデータ４０のうち、仮四腔断面９０を特定できる限りにおいて他の基準で特定されてもよい。
【００４２】
調整部６２は、次に、ボリュームデータ４０に対して二値化処理を行う。つまり、調整部６２は、二値化処理手段としても機能する。当該二値化処理により、後段の処理を簡略化することができる。本実施形態では、調整部６２は、ボリュームデータ４０に対して反転二値化処理を行う。図６には、反転二値化処理されたボリュームデータ４０における仮四腔断面９２が示されている。なお、二値化処理の閾値は、ボリュームデータ４０における各ボクセルの輝度分布を解析することにより決定される。一般的に、ボリュームデータ４０における各ボクセルの輝度分布は図７に示すように二峰性のグラフを示す。本実施形態では、調整部６２は、当該二峰性のグラフにおける第１変曲点（輝度値０から最も近い変曲点）に相当する輝度を閾値として二値化処理を行う。
【００４３】
さらに、調整部６２は、仮四腔断面９２に含まれる仮四腔断面像９２ａ（図６参照）の向き及びサイズが規定の向き及びサイズとなるように、ボリュームデータ４０の姿勢を規定する処理を行う。つまり、調整部６２は、姿勢規定手段としても機能する。本実施形態では、調整部６２は、記憶部２２に予め記憶されたテンプレートデータ６４に基づいて姿勢を規定する処理を行う。
【００４４】
図８にテンプレートデータ６４の概略図が示されている。テンプレートデータ６４は、四腔断面像の向き及びサイズを規定するものである。テンプレートデータ６４を用いて、仮四腔断面像９２ａの向き及びサイズが規定される。本実施形態におけるテンプレートデータ６４は画像データである。テンプレートデータ６４は、四腔断面像の心腔部に対応する卵型部６４ａを有している。卵型部６４ａは、上下方向において非対称形状となっており、これにより四腔断面像の規定の方向、特に第１方向としての左右方向の向きが示されている。本明細書において、左右方向とは、胎児の心臓を正面から見たとき（図４参照）の左右方向を意味する。本実施形態では、テンプレートデータ６４においては心尖部の向きが示されている。詳しくは、卵型部６４ａの一方の端部が細端部６４ｂとなっており、他方の端部が太端部６４ｃとなっており、細端部６４ｂ側が四腔断面像の心尖部側を示している。
【００４５】
また、卵型部６４ａのサイズ（面積）が四腔断面像の規定のサイズ（面積）を示している。さらに、テンプレートデータ６４は、卵型部６４ａの細端部６４ｂから太端部６４ｃに向けて伸張するスリット６４ｄを含んでいる。スリット６４ｄは四腔断面像の中隔に対応するものである。
【００４６】
テンプレートデータ６４において、卵型部６４ａの画素には輝度値として「１」が設定され、スリット６４ｄを含むその他の部分の画素には輝度値として「０」が設定されている。
【００４７】
本実施形態では、調整部６２は、このようなテンプレートデータ６４を用いて、仮四腔断面像９２ａが規定の向き及び所定のサイズとなるように、ボリュームデータ４０に対して回転処理、拡大・縮小処理、あるいはボリュームデータ４０に含まれる心臓立体像の平行移動処理を行う。ここでは、これらの各処理を総称してマッチング処理と呼ぶ。
【００４８】
マッチング処理の様子が図９に示されている。反転二値化された仮四腔断面９２の心腔部に対応する各画素の輝度値は概ね「１」となっており、その他の部分（心筋あるいは中隔など）に対応する画素の輝度値は「０」となっている。一方において、テンプレートデータ６４の心腔部に対応する卵型部６４ａの画素の輝度値は「１」であり、その他の部分に対応する画素の輝度値は「０」となっている。調整部６２は、仮四腔断面９２とテンプレートデータ６４とを重ね合わせ、仮四腔断面９２とテンプレートデータ６４との間において、対応する画素同士の輝度値の積の総和が最大となるように、仮四腔断面９２を回転、拡大・縮小、又は、平行移動させる。それに応じて、ボリュームデータ４０も回転、拡大・縮小され、またボリュームデータ４０に含まれる心臓立体像が平行移動される。各座標の輝度値の積の総和を取る際に、テンプレートデータ６４の水平方向（図８における左右方向）において、スリット６４ｄから近い程重み付けを大きくし、スリット６４ｄから離れるほど重み付けを小さくして値を加算するのが好適である。これにより、スリット６４ｄと仮四腔断面像９２ａの中隔の位置を基準に仮四腔断面像９２ａの向き及びサイズを決定することができる。以上の処理により、仮四腔断面像９２ａの向き及びサイズをテンプレートデータ６４に示された規定のものとなるように、ボリュームデータ４０の姿勢を規定することができる。図９に、マッチング処理された仮四腔断面像９４ａを含む仮四腔断面９４が示されている。
【００４９】
ボリュームデータ４０の回転処理は、四元数（クォータニオン）を用いた式で表すことができる。四元数は、１つの実部と３つの虚部である４つの要素により以下の式により表現される。
【数１】
2018068495.tif 000003
ここで、tが実部でありｘ，ｙ，ｚが虚部である。
座標系におけるある座標(Ｘ，Ｙ，Ｚ)は、四元数によれば以下のように表現される。
【数２】
2018068495.tif 000004
【００５０】
以上の前提において、四元数を用いることにより、３次元座標系における任意の回転軸を中心とした回転処理を簡易的に表現することができる。具体的には、原点を始点とする単位ベクトル(α,β,γ)を回転軸とした角度θの回転処理は、以下の２つの四元数（共役四元数）により表現される。
【数３】
2018068495.tif 000005
【数４】
2018068495.tif 000006
上述の２つの四元数Ｑ及びＲによれば、当該回転処理後の座標Ｐの値は、以下の式の解の虚部（ＸＲ，ＹＲ，ＺＲ）により表される。
【数５】
2018068495.tif 000007
なお、回転軸が座標原点を始点とするものではない場合には、回転処理後の座標を求める場合は、回転軸及び回転処理の対象の座標を平行移動させて回転軸を座標原点を始点とするものとした上で、上述の式により回転処理後の座標を求め、当該座標を逆方向に平行移動させることで目的の座標を求めることができる。
【００５１】
調整部６２は、ボリュームデータ４０の回転処理に関する各パラメータを記憶部２２に保持しておく。具体的には、回転軸を表す単位ベクトル(α,β,γ)、回転角度を示すθを保持しておく。また、ボリュームデータ４０の拡大・縮小処理を行った場合は、その拡大・縮小率を保持しておく。さらに、心臓立体像に対するに平行移動を行った場合は当該平行移動を示すベクトルを保持しておく。
【００５２】
本実施形態では、上記マッチング処理を行うためにテンプレートデータ６４を用いていたが、仮四腔断面９２に対して画像認識処理を行うことで、仮四腔断面像９２ａの向き及びサイズを調整するようにしてもよい。例えば、仮四腔断面像９２ａに含まれる特徴点（例えば心尖部、中隔の中心部など）を検出し、それに基づいて、仮四腔断面像９２ａ（ひいてはボリュームデータ４０）を規定の向きとする処理を行うようにしてもよい。そのような処理の際には、蓄積された過去の調整処理の結果を利用する機械学習手法が用いられてもよい。
【００５３】
代表断面探索手段としての代表断面検出部６６は、調整部６２によりマッチング処理された仮四腔断面９４を基準に、調整後ボリュームデータ内において代表断面としての（真の）四腔断面を探索する処理を行う。図１０に、代表断面検出部６６の処理の流れが示されている。図１０の左上図においては、調整部６２よって姿勢が調整された調整後ボリュームデータ９６、及び調整処理された仮四腔断面像９４ａを含む仮四腔断面９４が示されている。
【００５４】
まず、代表断面検出部６６は、仮四腔断面９４に含まれる仮四腔断面像９４ａとテンプレートデータ６４を重ね合わせ、テンプレートデータ６４における下端（太端部６４ｃの下端）の接線である回転軸９８ａ（図１０右上図参照）を中心に、仮四腔断面９４とテンプレートデータ６４を共に回転させる。そして、仮四腔断面９４及びテンプレートデータ６４を回転させながら、図９に示すマッチング処理と同様に、回転された仮四腔断面９４に含まれる断面像とテンプレートデータ６４の対応する各座標の輝度値の積の総和を演算し、調整後ボリュームデータ９６において、当該総和が最大となる（つまり心腔内の面積が最大となる）断面である第１検出断面１００（図１０左下図参照）を検出する。
【００５５】
次いで、代表断面検出部６６は、第１検出断面１００におけるテンプレートデータ６４における上端（細端部６４ｂの上端）の接線である回転軸９８ｂを中心に、第１検出断面１００とテンプレートデータ６４を共に回転させる。そして、第１検出断面１００及びテンプレートデータ６４を回転させながら、回転された第１検出断面１００とテンプレートデータ６４の対応する各座標の輝度値の積の総和を演算し、調整後ボリュームデータ９６において、当該総和が最大となる断面である第２検出断面１０２（図１０右下図参照）を検出する。なお、テンプレートデータ６４の下端を基準とする回転処理と上端を基準とする回転処理はいずれを先に行うようにしてもよい。
【００５６】
さらに、代表断面検出部６６は、第２検出断面１０２におけるテンプレートデータ６４の中心軸（スリット６４ｄに沿った軸）９８ｃを中心に、第２検出断面１０２とテンプレートデータ６４を共に回転させる。そして、第２検出断面１０２及びテンプレートデータ６４を回転させながら、回転された第２検出断面１０２とテンプレートデータ６４の対応する各座標の輝度値の積の総和を演算し、調整後ボリュームデータ９６において、当該総和が最大となる断面を検出する。
【００５７】
上述の処理により、調整後ボリュームデータ９６内の仮四腔断面９４の近傍範囲において、より心腔面積の大きい断面が探索される。このようにして探索された心腔面積最大となる断面が四腔断面として特定される。このように特定された四腔断面に含まれる四腔断面像の心尖方向が、調整後ボリュームデータ９６における心臓立体像の心尖方向を示している。上述の通り、本実施形態では、調整部６２及び代表断面検出部６６が代表断面特定手段あるいは第１方向特定手段を構成する。
【００５８】
なお、代表断面検出部６６による各回転処理も、四元数を含む式を用いて実行され、代表断面検出部６６は、上記各回転処理に関する各パラメータを記憶部２２に保持しておく。具体的には、各回転軸を表す単位ベクトル(α,β,γ)、各回転角度を示すθをそれぞれ保持しておく。
【００５９】
特徴点・サイズ検出部６８は、代表断面検出部６６により検出された四腔断面に対して画像処理を施すことにより、四腔断面に含まれる四腔断面像において複数の特徴点を検出する。図１１に、四腔断面１０４に含まれる四腔断面像１０４ａにおいて検出された特徴点が示されている。なお、図１１には、四腔断面をｒｘｒｙ平面とし、ｒｘｒｙ平面に直交する方向をｒｚ軸とする回転実座標系の座標軸が示されている。
【００６０】
本実施形態では、四腔断面像１０４ａにおいて７点の特徴点を検出する。具体的には、図１１に示す通り、四腔断面像１０４ａの上下端、左右端、及び基準点としての中心を示す３つの特徴点を含む全部で７つの特徴点Ａ〜Ｇを検出する。
【００６１】
特徴点Ａは、四腔断面像１０４ａの上端を示すものである。図１２Ａに示される通り、四腔断面像１０４ａの上端近傍におけるエッジ探索の結果検出された複数の点（図１２Ａにおいてｘマークで表されている）を通る近似曲線を演算し、当該近似曲線の頂点が特徴点Ａとして特定される。特徴点Ｂは、四腔断面像１０４ａの下端を示すものであり、特徴点Ａと同様の手法で特定される。
【００６２】
特徴点Ｃは、四腔断面像１０４ａの中心を示すものである。特徴点Ｃは、特徴点Ｄと特徴点Ｅの中点として定義される。特徴点Ｄは、左室又は右室の一方の中隔側及び弁側の端部を示すものである。図１２Ｂに示される通り、四腔断面像１０４ａの上端から下端に向かって中隔の右側のエッジ探索をしていき、変曲点が検出された場合に当該変曲点が特徴点Ｄとして特定される。変曲点は、１つ前に検出されたエッジ点と今回検出されたエッジ点のｒｙ座標の変化量が０又は負となる点として検出可能である。また、特徴点Ｅは、左室又は右室の他方の中隔側及び弁側の端部を示すものである。四腔断面像１０４ａの上端から下端に向かって中隔の左側のエッジ探索をしていき、変曲点が検出された場合に当該変曲点が特徴点Ｅとして特定される。
【００６３】
特徴点Ｆは、四腔断面像１０４ａの左端を示すものである。図１２Ｂに示される通り、四腔断面像１０４ａの上端から下端に向かって左側のラインに沿ってエッジ探索をしていき、変曲点が検出された場合に当該変曲点が特徴点Ｆとして特定される。特徴点Ｇは、四腔断面像１０４ａの右端を示すものである。四腔断面像１０４ａの上端から下端に向かって右側のラインに沿ってエッジ探索をしていき、変曲点が検出された場合に当該変曲点が特徴点Ｇとして特定される。
【００６４】
次に、特徴点・サイズ検出部６８は、調整後ボリュームデータ９６における心臓立体像のサイズを検出する処理を行う。具体的には、特徴点・サイズ検出部６８は、調整後ボリュームデータ９６において、心臓立体像に外接する直方体形状の領域（以下「心臓立体領域」と記載する）を検出する処理を行う。
【００６５】
サイズ検出処理にあたって、まず、特徴点・サイズ検出部６８は、図１３に示されるように、四腔断面１０４において、四腔断面像１０４ａの左右端のｒｘ座標を特定する。上述の通り、四腔断面像１０４ａの左右端は特徴点・サイズ検出部６８により検出されている。具体的には、特徴点Ｆのｒｘ座標を四腔断面像１０４ａの左端のｒｘ座標（ｍｉｎ＿ｒｘ）とし、特徴点Ｇのｒｘ座標を四腔断面像１０４ａの右端のｒｘ座標（ｍａｘ＿ｒｘ）とする。同様に、特徴点・サイズ検出部６８は、四腔断面１０４において、四腔断面像１０４ａの上下端のｒｙ座標を特定する。上述の通り、四腔断面像１０４ａの上下端も特徴点・サイズ検出部６８により検出されている。具体的には、特徴点Ａのｒｙ座標を四腔断面像１０４ａの上端のｒｘ座標（ｍｉｎ＿ｒｙ）とし、特徴点Ｂのｒｙ座標を四腔断面像１０４ａの下端のｒｙ座標（ｍａｘ＿ｒｙ）とする。
【００６６】
上述の処理により、四腔断面１０４において、心臓立体領域を構成する１つの面である心臓領域面１０６が特定される。具体的には、ｒｘ＝ｍｉｎ＿ｒｘ、ｒｘ＝ｍａｘ＿ｒｘ、ｒｙ＝ｍｉｎ＿ｒｙ、ｒｙ＝ｍａｘ＿ｒｙ、で規定される長方形が心臓領域面１０６となる。
【００６７】
次に、特徴点・サイズ検出部６８は、ｒｚ軸方向における心臓立体像の両端を検出する処理を行う。図１４に、当該処理を行う様子が示されている。特徴点・サイズ検出部６８は、上述のように四腔断面１０４において特定された心臓領域面１０６と平行且つ同サイズの処理面をｒｚ軸の負方向に平行移動させながら、当該処理面における輝度値「１」の画素数をモニタする。そして、輝度値「１」の画素数が０、つまり処理面が真っ黒の画像となる直前の処理面１０６ａにおける輝度値「１」の点を特徴点Ｈとして特定する。なお、処理面１０６ａにおいて輝度値「１」の点が複数ある場合は、それら複数の点の重心を求めて特徴点Ｈとする。そして、特徴点Ｈ（つまり処理面１０６ａ）のｒｚ座標を心臓立体領域のｒｚ軸負方向の端部であるｍｉｎ＿ｒｚとして特定する。同様に、心臓領域面１０６と平行且つ同サイズの処理面をｒｚ軸の正方向に平行移動させながら、当該処理面における輝度値「１」の画素数をモニタし、輝度値「１」の画素数が０となる直前の処理面１０６ｂにおける輝度値「１」の点を特徴点Ｉとして特定する。処理面１０６ｂにおいて輝度値「１」の点が複数ある場合の処理は特徴点Ｈの特定方法と同様である。そして、特徴点Ｉ（処理面１０６ｂ）のｒｚ座標を心臓立体領域のｒｚ軸正方向の端部であるｍａｘ＿ｒｚとして特定する。以上のように、本実施形態では、四腔断面像１０４ａにおいて７点、及びｒｚ軸方向の両端部を示す２点を含む９点の特徴点が心臓立体像において特定される。
【００６８】
ここで、胎児の心臓の構造上の特徴から、心臓領域面１０６を基準として、ｒｚ軸方向の一方側における一方側部分心臓立体像と、ｒｚ軸方向の他方側における他方側部分心臓立体像との形状が互いに異なる。このことから、一方側部分心臓立体像と他方側部分心臓立体像との比較により、第２方向としての上下方向における心臓立体像の向きを特定することができる。本明細書において、上下方向とは、胎児の心臓を正面から見たとき（図４参照）の上下方向であって、左右方向に直交する方向を意味する。図１４においては、上下方向はｒｚ軸方向により示されている。具体的には、心臓立体領域の一方の端部から心臓領域面１０６（四腔断面）までの区間長（つまりｍｉｎ＿ｒｚから心臓領域面１０６のｒｚ座標までのｒｚ軸に沿った長さ）と、心臓立体領域の他方の端部から心臓領域面１０６までの区間長（つまり心臓領域面１０６のｒｚ座標からｍａｘ＿ｒｚまでのｒｚ軸に沿った長さ）に基づいて、心臓立体像の上下方向を特定することができる。詳しくは、当該区間長が長い方が頭側であり、当該区間長が短い方が胃側となる。このように、特徴点・サイズ検出部６８は、第２方向特定手段としても機能する。
【００６９】
上述の処理によって、図１５に示す通り、調整後ボリュームデータ９６内において心臓立体領域１０８が特定される。具体的に、心臓立体領域１０８は、ｒｘ座標がｍｉｎ＿ｒｘ〜ｍａｘ＿ｒｘ、ｒｙ座標がｍｉｎ＿ｒｙ〜ｍａｘ＿ｒｙ、ｒｚ座標がｍｉｎ＿ｒｚ〜ｍａｘ＿ｒｚを取る領域である。このように、本実施形態では、心臓立体像において特定された９つの特徴点（特徴点Ａ〜Ｉ）のうち、６つの特徴点（特徴点Ａ、Ｂ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、及びＩ）に基づいて心臓立体領域１０８が特定される。
【００７０】
特徴点・サイズ検出部６８は、ｍｉｎ＿ｒｘ、ｍａｘ＿ｒｘ、ｍｉｎ＿ｒｙ、ｍａｘ＿ｒｙ、ｍｉｎ＿ｒｚ、及びｍａｘ＿ｒｚの各値を記憶部２２に記憶させて保持しておく。さらに、特定した特徴点のうち、少なくとも特徴点Ａ、Ｂ、及びＣの回転座標系における座標を記憶部２２に保持しておく。ここでは、特徴点Ａの座標を（ａｘ，ａｙ，ａｚ）とし、特徴点Ｂの座標を（ｂｘ，ｂｙ，ｂｚ）とし、特徴点Ｃの座標を（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）とする。なお、ａｙ＝ｍｉｎ＿ｒｙであり、ｂｙ＝ｍａｘ＿ｒｙであり、ａｚ＝ｂｚ＝ｃｚである。
【００７１】
正規化座標設定部７０は、特徴点・サイズ検出部６８が特定した心臓立体領域１０８において正規化座標系を設定する。具体的には、心臓立体領域１０８における回転実座標系の座標を正規化座標系の座標とを対応付ける処理を行う。図１６に、正規化座標に変換された心臓立体領域１１０が示されている。正規化座標系は、回転実座標系における特徴点Ｃ（四腔断面像の中心点）を原点としている。つまり、回転実座標系における座標（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）が正規化座標系における座標（０，０，０）に対応する。また、回転実座標系における座標（ｍｉｎ＿ｒｘ，ｍｉｎ＿ｒｙ，ｍｉｎ＿ｒｚ）が正規化座標系における（−１，−１，−１）に対応し、回転実座標系における座標（ｍａｘ＿ｒｘ，ｍａｘ＿ｒｙ，ｍａｘ＿ｒｚ）が正規化座標系における（１，１，１）に対応する。つまり、回転実座標系における心臓立体領域１０８の各軸における両端部が、正規化座標系における各軸の−１及び１に対応する。
【００７２】
ここで、正規化座標系における原点（つまり特徴点Ｃ）は、心臓立体領域１１０の正確な中心とはなっていない。図１７Ａには、ｎｘｎｚ平面における原点（特徴点Ｃ）の位置が示されている。図１７Ａに示される通り、ｎｘ軸についてみれば、特徴点Ｃ（ｎｘ＝０）は、ｎｘ＝１とｎｘ＝−１の中点とはなっていない。ｎｙ軸についても同様である。また、図１７Ｂには、ｎｙｎｚ平面における原点（特徴点Ｃ）の位置が示されている。上述の通り、回転実座標系において、心臓領域面１０６のｒｚ座標は、ｍｉｎ＿ｒｚとｍａｘ＿ｒｚとの中点とはなっていないことから、図１７Ｂに示される通り、ｎｚ軸についてみても、特徴点Ｃ（ｎｚ＝０）も、ｎｚ＝１とｎｚ＝−１の中点とはなっていない。
【００７３】
つまり、正規化座標系は複数のスケールを有している。具体的には、ｎｘ軸方向、ｎｙ軸方向、及びｎｚ軸方向のそれぞれについて、原点の両側において異なるスケールを有している。詳細は後述するが、正規化座標系が複数のスケールを有していることにより、胎児の心臓の個体差をうまく吸収した上で、実データ観察断面を特定することができる。
【００７４】
対応関係生成手段としての変換関数生成部７２は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸で規定される実座標系（図３、図６参照）と、ｎｘ軸、ｎｙ軸、ｎｚ軸で規定される正規化座標系（図１６参照）との対応関係としての変換関数を生成する。本実施形態では、変換関数生成部７２は、正規化座標系と回転実座標系（図１５など参照）との間の変換関数である第１変換関数、及び、回転実座標系と実座標系との間の変換関数である第２変換関数を生成する。第１変換関数は、正規化座標系における座標を、回転実座標系における座標に変換するものであり、第２変換関数は、回転実座標系における座標を実座標系における座標に変換するものである。
【００７５】
まず、図１８を用いて、第１変換関数について説明する。第１変換関数は、回転実座標系における特徴点の座標と、正規化座標系における当該特徴点の座標との対応関係に基づいて生成される。図１８に示されるように、正規化座標系において、心臓立体領域１１０は、ｎｘ＝０で表される面と、ｎｙ＝０で表される面と、ｎｚ＝０で表される面により８つの領域（図１８におけるＲ１〜Ｒ８）に区分される。当該８つの領域は、それぞれスケールが異なる領域である。これに応じて、各領域において、正規化座標系の座標を回転実座標系に変換するための変換式がそれぞれ異なる。本実施形態では、８つの領域に対応する８つの変換式をまとめて第１変換関数と呼ぶ。
【００７６】
正規化座標系の座標を（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）とし、それに対応する回転実座標系の座標を（Ｘｒ、Ｙｒ、Ｚｒ）とすると、各領域における変換式は以下の様に表される。
【００７７】
領域Ｒ１（ｎｘ≧０、ｎｙ≧０、ｎｚ≧０）
【数６】
2018068495.tif 000008
【００７８】
領域Ｒ２（ｎｘ＜０、ｎｙ≧０、ｎｚ≧０）
【数７】
2018068495.tif 000009
【００７９】
領域Ｒ３（ｎｘ≧０、ｎｙ≧０、ｎｚ＜０）
【数８】
2018068495.tif 000010
【００８０】
領域Ｒ４（ｎｘ＜０、ｎｙ≧０、ｎｚ＜０）
【数９】
2018068495.tif 000011
【００８１】
領域Ｒ５（ｎｘ≧０、ｎｙ＜０、ｎｚ≧０）
【数１０】
2018068495.tif 000012
【００８２】
領域Ｒ６（ｎｘ＜０、ｎｙ＜０、ｎｚ≧０）
【数１１】
2018068495.tif 000013
【００８３】
領域Ｒ７（ｎｘ≧０、ｎｙ＜０、ｎｚ＜０）
【数１２】
2018068495.tif 000014
【００８４】
領域Ｒ８（ｎｘ＜０、ｎｙ＜０、ｎｚ＜０）
【数１３】
2018068495.tif 000015
【００８５】
図１５及び図１８を参照しながら、領域Ｒ１を例に、Ｘｒ、Ｙｒ、及びＺｒに関する各変換式について説明する。まず、ｎｘ座標からｒｘ座標への変換式について説明する。回転実座標系における特徴点Ｃのｒｘ座標ｃｘは、正規化座標系におけるｎｘ座標の原点（０）に対応しており、回転実座標系におけるｒｘ座標ｍａｘ＿ｒｘは、正規化座標系におけるｎｘ座標の１に対応している。つまり、正規化座標系における領域Ｒ１においては、ｎｘ座標は０〜１の値を取る。
【００８６】
領域Ｒ１におけるＸｒを示す式の右辺第１項によれば、ｍａｘ＿ｒｘとｃｘの差が算出され、当該差に正規化座標系のｎｘ座標Ｘｎが乗算される。これにより、回転実座標系におけるｒｘ＝ｃｘからｒｘ＝Ｘｒまでの距離を示す値が算出される。当該値に、特徴点Ｃのｒｘ座標であるｃｘを加算することで（右辺第２項）、Ｘｒの基本値が算出される。
【００８７】
上述のように算出された基本値に対して、さらに、中隔のずれあるいは歪みを考慮した補正項（右辺第３項）が加えられる。中隔のずれあるいは歪みとは、テンプレートデータ６４に対するずれあるいは歪みである。これは、左室、左房、右室、右房といった胎児の心臓における各部位の位置ずれや、大きさのバランスずれなどによって生じるものである。胎児の心臓においては、個体差などにより、中隔のラインが回転実座標系のｒｙ軸とは平行とならない場合、つまりテンプレートデータ６４のスリット６４ｄからずれている場合がある。このような場合、回転実座標系における四腔断面像（図１５など参照）において特定された特徴点Ａ、Ｃ、Ｂを結ぶラインがｒｙ軸に平行にならず、あるいは、そもそも特徴点Ａ、Ｃ、Ｂが一直線上にない場合もある。領域Ｒ１におけるＸｒを示す式においては、回転実座標系における特徴点Ｃと特徴点Ｂとのｒｘ軸方向のずれ量に基づいてＸｒ座標が補正される。
【００８８】
図１９に、当該補正項を説明するための図が示されている。図１９においては、回転実座標系における特徴点Ｂ及びＣ、及びｒｘ＝ｍａｘ＿ｒｘの位置関係を示す図である。図１９に示される通り、ｒｘ＝ｍａｘ＿ｒｘと特徴点Ｃのｒｘ座標であるｒｘ＝ｃｘとの間のｒｘ軸方向の距離は（ｍａｘ＿ｒｘ−ｃｘ）で表される。同様に、ｒｘ＝ｍａｘ＿ｒｘと特徴点Ｂのｒｘ座標であるｒｘ＝ｂｘとの間のｒｘ軸方向の距離は（ｍａｘ＿ｒｘ−ｂｘ）で表される。これらに基づいて、特徴点Ｂのｒｘ座標であるｒｘ＝ｂｘと特徴点Ｃのｒｘ座標であるｒｘ＝ｃｘとの間のｒｘ軸方向の距離（ずれ量）は（ｍａｘ＿ｒｘ−ｃｘ）−（ｍａｘ＿ｒｘ−ｂｘ）で表される。当該補正項は、特徴点Ｃと特徴点Ｂとのｒｘ軸方向のずれ量に正規化座標系のｎｙ座標であるＹｎが乗算されたものを表している。領域Ｒ１においては、Ｙｎは０〜１の値を取るから、例えば、Ｙｎ＝１の場合は、補正項として、特徴点Ｃと特徴点Ｂとのｒｘ軸方向のずれ量そのものが加算される。また、例えば、Ｙｎ＝０．５の場合は、補正項として、特徴点Ｃと特徴点Ｂとのｒｘ軸方向のずれ量の半分が加算される。このように、特徴点Ｃと特徴点Ｂとのｒｘ軸方向のずれ量が大きい程（つまり中隔のずれが大きい程）、Ｙｎの値に応じて、より多くの補正値がＸｒに加えられることになる。つまり、中隔のずれに応じたＸｒが算出される。
【００８９】
ｎｙ座標からｒｙ座標への変換式、及びｎｚ座標からｒｚ座標への変換式については、ｎｘ座標からｒｘ座標への変換式における補正項を除いたものと同様の概念であるため、ここでは説明を省略する。また、他の領域（Ｒ２〜Ｒ８）についても各座標の変換式も上述した領域Ｒ１における変換式と同様に説明できるため、ここでは説明を省略する。なお、領域Ｒ５〜Ｒ８におけるｎｘ座標からｒｘ座標への変換式における補正項は、回転実座標系における特徴点Ａと特徴点Ｃを結ぶ直線のｒｙ軸に対する傾きに基づくＸｒ座標の補正を示すものである。
【００９０】
上述の各領域に対応する各変換式は予め記憶部２２に記憶されていてよい。変換関数生成部７２は、特徴点・サイズ検出部６８が検出した、ｍｉｎ＿ｒｘ、ｍａｘ＿ｒｘ、ｍｉｎ＿ｒｙ、ｍａｘ＿ｒｙ、ｍｉｎ＿ｒｚ、ｍａｘ＿ｒｚ、ａｘ、ｂｘ、ｃｘ、ｃｙ、及びｃｚの各値を上記変換式に当て嵌めることで、第１変換関数を生成する。ｍｉｎ＿ｒｘは特徴点Ｆにより定められ、ｍａｘ＿ｒｘは特徴点Ｇにより定められ、ｍｉｎ＿ｒｙ及びａｘは特徴点Ａにより定められ、ｍａｘ＿ｒｙ及びｂｘは特徴点Ｂにより定められ、ｍｉｎ＿ｒｚは特徴点Ｈにより定められ、ｍａｘ＿ｒｚは特徴点Ｉにより定められ、ｃｘ、ｃｙ、及びｃｚは特徴点Ｃにより定められる。このように、第１変換関数は、回転実座標系の心臓立体像において検出された特徴点群により生成されるといえる。
【００９１】
第１変換関数によれば、正規化座標系において定義された正規化観察断面（詳しくは観察断面を示す少なくとも３つの正規化座標）が回転実座標系における実データ回転観察断面（詳しくは実データ回転観察断面を示す３つの回転実座標）が算出される。
【００９２】
上述のように、第１変換関数は、観測あるいは診断対象の胎児の心臓像において特定された複数の特徴点に基づいて生成される。つまり、第１変換関数は、観測あるいは診断対象に応じて異なるものとなる。一方において、正規化座標系においては、胎児の心臓像が既定の向きあるいはサイズで定義されていることから、各観察断面が一意に特定される。以上のようであるから、本実施形態によれば、正規化座標系において各観察断面を一意に特定することができながらも、観測あるいは診断対象毎に演算される第１変換関数によって、診断対象の個体差が吸収されて、回転実座標系において回転実データ観察断面を特定することができる。しかも、正規化座標系においては複数のスケールを有している。例えば本実施形態では四腔断面の中心を基準として各正規化軸方向に異なるスケールを有している。これにより、第１変換関数による座標変換において、診断対象の各部位のバランスを考慮した変換が行われる。つまり、本実施形態によれば、診断対象の外形形状の個体差のみならず、それに含まれる各部位の形状の個体差までもが吸収された好適な回転実データ観察断面が特定される。さらに、第１変換関数においては、診断対象の各部位の位置のずれ、あるいは形状の歪みが考慮された補正項が加えられている。上述の例では、中隔のずれあるいは歪みを考慮した補正項が加えられている。したがって、第１変換関数によれば、診断対象の各部位の位置のずれ、あるいは大きさのバランスずれといった個体差も解消されて好適な回転実データ観察断面が特定される。
【００９３】
次に、第２変換関数について説明する。第２変換関数は、図９において説明したマッチング処理（回転処理、拡大・縮小処理、及び平行移動処理）、及び図１０において説明した回転処理を逆方向に行う３次元アフィン変換を実現する関数である。すなわち、第２変換関数は、マッチング処理及び代表断面探索のための回転処理を逆方向に行う回転処理を示す変換式、マッチング処理における拡大・縮小処理を逆方向に行う変換式、及び、マッチング処理における平行移動処理を逆方向に行う変換式により構成される。第２変換関数により、回転実座標系が実座標系に変換され、つまり回転実データ観察断面（詳しくは回転実データ観察断面を示す３つの回転実座標）が実データ観察断面（詳しくは実データ観察断面を示す３つの実座標）に変換される。
【００９４】
まず、第２変換関数のうち、回転処理に示す変換式ついて説明する。まず、図１０において説明した各回転処理を逆方向に行う処理について説明する。当該回転処理は、当該各回転処理と同じ回転軸において、逆方向に同じ角度だけ回転させる処理となる。上述のように、マッチング処理における回転処理は、２つの四元数Ｑ及びＲによって表される。代表断面探索時において、代表断面検出部６６は、各回転（上述では３種類の回転）についての四元数Ｑ及びＲにおけるパラメータα、β、γ、及びθを記憶部２２に保持しているから、変換関数生成部７２は、当該各パラメータを用いて、当該各回転処理の逆回転を示す各変換式を生成する。具体的には、上述の各四元数Ｑ及びＲのパラメータα、β、及びγはそのまま維持して（つまり各回転軸は代表断面探索処理と同じであり）、θを−θとした（つまり代表断面探索処理とは逆方向への回転を示す）各四元数Ｑ’及びＲ’を生成する。第２変換関数には、当該各四元数Ｑ’及びＲ’が含まれる。さらに、第２変換関数の回転処理を示す変換式には、図９において説明したマッチング処理における回転処理と同じ回転軸において、逆方向に同じ角度だけ回転させるための変換式が含まれる。これについても同様に、変換関数生成部７２は、調整部６２がマッチング処理にあたって記憶部２２に保持した上述の四元数Ｑ及びＲのパラメータα、β、及びγはそのまま維持して（つまり回転軸はマッチング処理と同じであり）、θを−θとした（つまりマッチング処理とは逆方向への回転を示す）四元数Ｑ’及びＲ’を生成する。第２変換関数には、さらに、当該四元数Ｑ’及びＲ’が含まれる。
【００９５】
また、第２変換関数のうち拡大・縮小処理を示す変換式は、マッチング処理における拡大・縮小処理を元に戻す処理を示す変換式であり、これは調整部６２により記憶部２２に保持されたマッチング処理における拡大・縮小率に基づいて決定される。さらに、第２変換関数のうち平行移動処理を示す変換式は、マッチング処理における平行移動処理を元に戻す処理を示す変換式であり、これは調整部６２により記憶部２２に保持されたマッチング処理における平行移動を示すベクトルに基づいて決定される。
【００９６】
上述のようにして第２変換関数が生成される。第２変換関数も、第１変換関数同様に、観測あるいは診断対象に応じて異なるものとなる。
【００９７】
第１変換関数及び第２変換関数が生成されることにより、正規化座標系における各座標に対応する実座標系の座標が演算できることになる。つまり、正規化座標系と実座標系とが対応付けられる。
【００９８】
断面特定手段としての断面特定部７４は、第１変換関数及び第２変換関数に基づいて、断面テーブル７６に記憶された正規化座標系において定義された正規化観察断面から、実座標系において実データ観察断面を特定する。断面テーブル７６には、１又は複数の観察断面に対応する１又は複数の正規化観察断面が定義されている。本実施形態では、上述のように、各正規化観察断面は３つの座標により定義される。例えば、三血管断面に対応する正規化観察断面は、（ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ）＝（−１，１，０．７２）、（−１，−１，０．７２）、及び（１，１，０．７２）の３つの座標で定義されている。なお、当該三血管断面は、代表断面として特定された四腔断面を平行移動させた断面となるが、正規化観察断面としては、四腔断面に平行な断面でなくてもよい。
【００９９】
図２０に、正規化観察断面から実データ観察断面へ変換される様子が示されている。ユーザから選択されるなどして、ある正規化観察断面が選択されると、断面特定部７４は、変換関数生成部７２が生成した第１及び第２変換関数を用いて、選択された正規化観察断面を定義する正規化座標系における３つの座標を実座標系における３つの座標に変換する。例えば、図１９に示される通り、正規化座標系において、三血管断面を示す（ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ）＝（−１，１，０．７２）、（−１，−１，０．７２）、及び（１，１，０．７２）の３つの座標が選択されると、第１変換関数により、当該３つの座標が回転実座標系における座標（ｒｘ１，ｒｘ２，ｒｘ３）、（ｒｘ１，ｒｘ２，ｒｘ３）、及び（ｒｘ１，ｒｘ２，ｒｘ３）が特定される。これにより、回転実座標系において、向き及びサイズが規定のものである回転実データとしての三血管断面１１２が特定される。さらに、三血管断面１１２に対して、第２変換関数を用いて回転、平行移動、及び拡大・縮小処理を行うことで、実座標系における実データ観察断面としての三血管断面１１４が特定される。
【０１００】
断面位置補正部７８は、ユーザの指示に基づいて、断面特定部７４により特定された実データ観察断面の位置を補正する。ユーザは、後述の断層画像形成部８０により形成され表示部３４に表示された実データ観察断面の断層画像を確認して、それが目的の観察断面からずれていると判断した場合は、操作部（不図示）を用いて実データ観察断面の位置の修正を指示することができる。断面位置補正部７８は当該ユーザからの指示を受けて、実データ観察断面の位置を修正する。
【０１０１】
画像形成手段としての断層画像形成部８０は、データメモリ２６に記憶された複数のボリュームデータ４０（図３参照）それぞれにおいて、断面特定部７４が特定し、あるいは断面位置補正部７８により補正された実データ観察断面における断層画像を形成する。これにより、例えば三血管断面の実データ観察断面が特定された場合、各時相における三血管断面の複数の断層画像が形成される。このように生成された複数の断層画像は画像合成部３２により処理され、表示部３４に表示される。
【０１０２】
以下、断面特定部７４などにより特定された実データ観察断面の断層画像の表示態様について説明する。
【０１０３】
図２１には、実データ観察断面の断層画像の第１の表示例が示されている。第１の表示例では、特定された実データ観察断面（図２１においては四腔断面）の断層画像１２０が拡大表示される。時間方向に並ぶ複数のボリュームデータ４０それぞれにおいて実データ観察断面が特定されているから、各ボリュームデータ４０に対応する断層画像を連続的に切り替えることで、断層画像１２０として動画を表示することもできる。また、断層画像１２０においては、心臓の各部位（例えば左室、左房、右室、右房など）を示すラベル１２０ａが表示されてもよい。ラベル１２０ａの表示処理については後述する。
【０１０４】
また、断層画像１２０と共に、観察断面の位置を示すガイド画像１２２が表示される。ガイド画像１２２には、予め用意された心臓の３次元モデル、及び心臓に対する実データ観察断面の位置を示す断面指標１２２ａが示されている。ガイド画像１２２は、正規化座標系に基づいて表示されてよい。例えば、心臓の３次元モデルに対する断面指標１２２ａの位置及び向きは、選択された正規化観察断面に基づいて決定されてよい。ガイド画像１２２が表示されることで、ユーザは、表示された断層画像１２０がどの断面に対応するものであるか好適に把握することができる。
【０１０５】
また、ガイド画像１２２には、断層画像１２０の回転方向を示す方向指標１２２ｂが含まれる。本実施形態では、断面指標１２２ａが矩形の面で示されており、方向指標１２２ｂは、当該面の１つの角に付されている。また、断層画像１２０の矩形の枠の１つの角にも方向指標１２０ｂが付されている。方向指標１２０ｂと１２２ｂは対応するものであり、ユーザは方向指標１２０ｂ及び１２２ｂを確認することで、断層画像１２０の回転方向を把握することができる。方向指標１２０ｂ及び１２２ｂが付される位置は、第２変換関数における回転角度に応じて決定されてよい。
【０１０６】
図２２には、実データ観察断面の断層画像の第２の表示例が示されている。第２の表示例では、各ボリュームデータ４０において、複数の実データ観察断面が特定され、特定された複数の実データ観察断面に対応する断層画像群１２４が並列表示される。このように、本実施形態では、複数の正規化観察断面を選択することが可能であり、選択された複数の正規化観察断面に対応する実データ観察断面を同時に表示することができる。第２の表示例においてもガイド画像１２６が表示される。当該ガイド画像１２６には、心臓の３次元モデルと、複数の実データ観察断面の位置を示す複数の断面指標１２６ａが示されている。なお、複数の断層画像と複数の断面指標１２６ａの対応が示されてよい。例えば、各断層画像の枠の色と断面指標１２６ａの色を対応させるなどしてもよい。
【０１０７】
また、図２３に示されるように、代表断面としての四腔断面に対して平行な複数の観察断面（平行多断面）に対応する断層画像群１２８を表示するようにしてもよい。平行多断面表示においてもガイド画像１３０が示され、四腔断面及びそれと平行な複数の観察断面の位置を示す複数の断面指標１３０ａが表示される。さらに、図２４に示されるように、代表断面としての四腔断面と、それに直交する２つの観察断面（直交断面）に対応する断層画像群１３２を表示するようにしてもよい。直交断面表示においてもガイド画像１３４が示され、四腔断面及びそれに直交する２つの観察断面の位置を示す複数の断面指標１３４ａが表示される。
【０１０８】
以下、ラベル処理部８２及び画像合成部３２によるラベルの表示処理について説明する。
【０１０９】
図２５には、正規化座標系の心臓立体領域１１０内に定義される複数のラベル空間領域（１４０ａ〜ｂ（以下総称してラベル空間領域１４０と記載する場合がある。他の符号についても同様である））が示されている。各ラベル空間領域１４０は３次元領域であり、胎児の心臓の各部位に対応するものである。図２４の例では、ラベル空間領域１４０ａは左心室に対応するものであり、ラベル空間領域１４０ｂは右心室に対応するものであり、ラベル空間領域１４０ｃは左心房に対応するものであり、ラベル空間領域１４０ｄは右心房に対応するものである。
【０１１０】
上述の通り、正規化座標系においては、胎児の心臓の向き及びサイズが規定されているため、正規化座標系において、各部位に対応するラベル空間領域１４０の位置を定義することができる。なお、ラベル空間領域１４０は、予め定められた形状であってもよいが、後述のように、正規化座標系に変換された心臓立体像（図１６参照）に応じて（つまり被検体毎に応じて）その形状が適宜調整されてもよい。
【０１１１】
各ラベル空間領域１４０は、対応する心臓の各部位を示すラベル情報を有している。例えば、左心室に対応するラベル空間領域１４０ａには左心室を示す「ＬＶ」の文字データがラベル情報として含まれ、右心室に対応するラベル空間領域１４０ｂには右心室を示す「ＲＶ」の文字データがラベル情報として含まれる。
【０１１２】
例えばユーザにより正規化観察断面が選択されると、図２６に示されるように、正規化座標系の心臓立体領域１１０において正規化観察断面１４２が定義される。定義された正規化観察断面１４２がラベル空間領域１４０を横断する場合、当該正規化観察断面１４２上にはラベル空間領域１４０と交わる領域であるラベル平面領域１４４が生じる。図２６に示す例では、正規化観察断面１４２は、ラベル空間領域１４０ａ及びラベル空間領域１４０ｂを横断しているから、正規化観察断面１４２上において、ラベル空間領域１４０ａに対応するラベル平面領域１４４ａ、及びラベル空間領域１４０ｂに対応するラベル平面領域１４４ｂが生じている。
【０１１３】
ラベル処理部８２は、正規化観察断面１４２がラベル空間領域１４０を横断する場合、つまり、正規化観察断面１４２上にラベル平面領域１４４が生じた場合、正規化座標系におけるラベル平面領域１４４の重心座標１４６を演算する。重心の演算処理は、既知の画像処理技術を用いることができる。図２６に示す例では、ラベル平面領域１４４ａの重心座標１４６ａ、及びラベル平面領域１４４ｂの重心座標１４６ｂが演算される。
【０１１４】
正規化観察断面１４２上において重心座標１４６が演算されると、ラベル処理部８２は、第１変換関数及び第２変換関数を用いて、正規化座標系における重心座標１４６を実座標系の重心座標に変換する。そして、画像合成部３２は、実データ観察断面（実座標系の重心座標は実データ観察断面上に位置する）に対応する断層画像において、変換された実座標系の重心座標を基準とした位置に、ラベル情報を表示させる。
【０１１５】
図２７Ａには、表示部３４に表示される断層画像１４８が示されている。図２７Ａに示す通り、正規化座標系における重心座標１４６ａ（図２６参照）に対応する実座標系における重心座標１５０ａを中心として、ラベル情報１５２ａが表示される。なお、図２７Ａにおいては、重心座標１５０ａが黒点で示されているが、重心座標１５０ａは表示されなくてもよい。本実施形態では、ラベル情報１５２ａとして左心室を示す「ＬＶ」という文字が表示される。同様に、正規化座標系における重心座標１４６ｂに対応する実座標系における重心座標１５０ｂを中心として、ラベル情報１５２ｂが表示される。本実施形態では、ラベル情報１５２ｂとして右心室を示す「ＲＶ」という文字が表示される。
【０１１６】
図２７Ｂには、ラベル情報１５２の他の表示例が示されている。ラベル情報１５２は、図２７Ｂに示される通り、断層画像１４８の外側領域に表示されてもよい。これにより、断層画像の視認性の低下を抑制しつつラベル情報を表示することができる。各ラベル情報１５２がいずれの部位に対応するものであるかを明確にするために、重心座標１５０から引き出し線が引き出され、当該引き出し線の先に対応するラベル情報１５２が表示されるようにしてもよい。
【０１１７】
以下、ラベル空間領域１４０の形状を調整する処理について説明する。本実施形態においては、ラベル処理部８２は、正規化座標系における心臓立体像に基づく３次元リージョングローイング処理によりラベル空間領域１４０の形状を調整する。図２８に、３次元リージョングローイング処理の様子が示されている。なお、図２８においては、心臓立体領域１１０に含まれる心臓立体像における１つの断面が示されている。
【０１１８】
３次元リージョングローイング処理は、心臓立体像の各部位に適合するように、各ラベル空間領域１４０を拡張あるいは縮小させる処理である。図２８の例では、左心室に対応するラベル空間領域１４０ａが心臓立体像の左心室領域に適合するように拡張され、調整後ラベル空間領域１６０ａが形成されている。右心室、左心房、及び右心房に対応する各ラベル空間領域１４０についても同様である。
【０１１９】
以下、図２９を用いて、左心室に対応するラベル空間領域１４０ａを例に３次元リージョングローイング処理について説明する。まず、ラベル空間領域１４０ａを構成する各ボクセルにはデータ値として「１」が設定されている。ラベル処理部８２は、ラベル空間領域１４０ａを構成する各ボクセルのデータ値と、各ボクセルに対応する座標における反転二値化された心臓立体像の輝度値との積を演算する。そして、その演算結果が「０」となったボクセルはラベル空間領域１４０ａから除外する。心臓立体像においては、心腔部の輝度が「１」となっており、その他の位置の輝度値は「０」となっているから、当該処理により、ラベル空間領域１４０ａのうち、心腔部（左心室）から外れている部分が除外されたラベル空間領域１６２ａが生成される（図２９の左図参照）。
【０１２０】
次に、ラベル処理部８２は、ラベル空間領域１６２ａに隣接するボクセルと、当該ボクセルに対応する座標における反転二値化された心臓立体像の輝度値との積を演算する。その演算結果が「１」であれば、当該隣接するボクセルをラベル空間領域１６２ａに追加する。その演算結果が「０」の場合は、当該ボクセルはラベル空間領域１６２ａに追加しない。ラベル空間領域１６２ａの形状が変化しなくなるまで当該処理を繰り返すことで、心腔部（左心室）に適合した調整後ラベル空間領域１６０ａが形成される。なお、予め心臓立体領域において、左心室が取り得る領域（処理境界）を予め定めておき、上記拡張処理は当該処理境界内の限りにおいて行うようにしてもよい。
【０１２１】
例えば左心室のような心腔内の部位に対応するラベル空間領域１４０に対して３次元リージョングローイング処理を行う場合、弁部の処理が問題となる。弁部により部位が区切られる一方において、心臓立体像において弁部が閉じていない場合があるために、３次元リージョングローイング処理により、ある部位に対応するラベル空間領域１６０が弁部を介して隣接する他の部位まで拡張してしまう場合がある。例えば左心室に対応する調整後ラベル空間領域１６０ａが左心房領域まで拡張してしまう場合がある。
【０１２２】
したがって、本実施形態では、ラベル処理部８２は、弁輪部（弁の付け根部分）を基準として心臓立体像の弁部において３次元リージョングローイング処理の境界面を生成する。図３０に、弁部における境界面の生成処理の様子が示されている。
【０１２３】
まず、ラベル処理部８２は、弁輪部を示す特徴点１７０を検出する。特徴点１７０の検出は、例えば心臓立体像の四腔断面上において、図１１に示された特徴点Ｄ〜Ｇの検出処理と同様の手法により検出されてよい。ここでは、僧帽弁の２つの弁輪部を示す特徴点１７０ａ及び１７０ｂが検出されたとする（図３０上段左図参照）。２つの特徴点１７０ａ及び１７０ｂが検出されると、ラベル処理部８２は、当該２つの特徴点を結ぶ直線１７２を生成する（図３０上段中央図参照）。
【０１２４】
次に、ラベル処理部８２は、直線１７２の両側において、直線１７２と直交する方向に対してエッジ探索処理を行う（図３０上段右図参照）。当該エッジ探索処理により、直線１７２の一方側において弁に相当する複数の高輝度画素１７４が検出される（図３０下段左図参照）。さらに、ラベル処理部８２は、複数の高輝度画素１７４に基づく近似曲線（二次曲線）１７６を生成する（図３０下段中央図参照）。最後に、ラベル処理部８２は、生成された近似曲線１７６を直線１７２の中点を通り、直線１７２に直交する回転軸を中心に回転させる（図３０下段右図参照）。これにより、心臓立体領域１１０において、左心室と左心房の間に３次元リージョングローイング処理の処理境界としての境界面が形成される。
【０１２５】
以上説明した本実施形態によれば、超音波の送受波により得られたボリュームデータに含まれる胎児の心臓立体像に基づいて、当該ボリュームデータが有する実座標系と、既定のサイズ及び向きの心臓立体像が定義される正規化座標系との対応関係を示す第１及び第２変換関数が生成される。これにより、胎児の心臓毎に、つまり対象組織毎に第１及び第２変換関するが生成される。そして、第１及び第２変換関数に基づいて、予め正規化座標系において定義された正規化観察断面から実座標系における実データ観察断面を特定する。以上の処理により、胎児の心臓の個体差が吸収されたより好適が実データ観察断面を特定することができる。
【０１２６】
また、本実施形態によれば、ボリュームデータにおいて、胎児の心臓像の規定の向き（姿勢）を特定することができる。上記実施形態では、胎児の心臓の左右方向（心尖部側）、及び上下方向（頭側、胃側）が特定される。したがって、例えば、ボリュームデータに含まれる心臓立体像を３次元表示する場合に、既定の向きの心臓立体像を表示することができる。あるいはボリュームデータから切り出された断層画像を表示する場合において、既定の向きを向いた心臓断層像を表示することができる。これにより、ユーザはより容易にボリュームデータを用いた胎児の心臓像の観察あるいは診断を行うことができる。
【０１２７】
以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  超音波診断装置、１２  プローブ、１４  送受信部、１６  整相加算部、１８  ビーム処理部、２０  ＤＳＣ、２２  記憶部、２４  前メモリ、２６  データメモリ、２８  再構成処理部、３０  ボリュームデータ処理部、３２  画像合成部、３４  表示部、３６  制御部、６０  フィルタ部、６２  調整部、６４  テンプレートデータ、６６  代表断面検出部、６８  特徴点・サイズ検出部、７０  正規化座標設定部、７２  変換関数生成部、７４  断面特定部、７６  断面テーブル、７８  断面位置補正部、８０  断層画像形成部、８２  ラベル処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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