(57)【要約】【課題】人工弁を装着する被検体に与える負担を軽減することができる超音波診断装置及び画像処理装置を提供する。【解決手段】被検体Ｐに対して超音波の送受波を行う超音波プローブ１０と、超音波プローブ１０を駆動して被検体Ｐの心臓領域に超音波を走査する送受信部２０と、送受信部２０からの受信信号に基づき心臓画像データを生成する画像データ生成部４０と、被検体Ｐに装着される人工弁ＡＶを３次元画像化した動画再生が可能な人工弁画像データ８０を保存する画像データ記憶部５１と、画像データ記憶部５１から人工弁画像データ８０を読み出して前記心臓画像データと合成する画像データ処理部５２と、画像データ処理部５２で合成された合成画像データを表示する表示部５３とを備え、画像データ処理部５２は、合成画像データ５６の人工画像データ８０を被検体ＰのＥＣＧ信号に同期して表示部５３に動画表示させる。【選択図】  図１
2011234863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して超音波の送受波を行う超音波プローブと、
前記超音波プローブを駆動して前記被検体の心臓の領域に超音波を走査する送受信手段と、
前記送受信手段からの受信信号に基づいて３次元画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記被検体に装着される人工弁を３次元画像化した動画再生が可能な人工弁画像データを、前記３次元画像データと合成して前記心臓の活動に伴い発生する生体信号に同期して動画再生させるための合成画像データを生成する画像データ処理手段と、
前記合成画像データの動画を表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
被検体に対して超音波の送受波を行う超音波プローブと、
前記超音波プローブを駆動して前記被検体の心臓の領域に超音波を走査する送受信手段と、
前記送受信手段からの受信信号に基づいてドプラ画像データ及び３次元画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記被検体に装着される人工弁を３次元画像化した動画再生が可能な人工弁画像データを、前記３次元画像データと合成して前記ドプラ画像データに基づき得られる血流データに同期して動画再生させるための合成画像データを生成する画像データ処理手段と、
前記合成画像データの動画を表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
前記画像データ処理手段は、前記合成画像データを切断したときの断面を示す互いに直交する少なくとも２つの断面画像データを生成し、
前記表示手段は、前記画像データ処理手段により生成された前記断面画像データを表示するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置
【請求項４】
前記人工弁画像データは、前記人工弁の弁膜を画像化した弁膜データ及び前記弁膜を支持する支持体を画像化した支持体データにより構成され、
前記画像データ処理手段は、前記３次元画像データに含まれる弁膜部位データの装着領域に前記支持体データを貼り付けて前記３次元画像データと前記人工弁画像データを合成し、
前記表示手段は、前記支持体データが前記装着領域の動きに合わせて移動し、前記弁膜データが前記装着領域の動きに合わせて移動しながら開閉している動画を表示するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記人工弁画像データは、前記人工弁の弁膜を画像化した弁膜データ及び前記弁膜を支持する支持体を画像化した支持体データにより構成され、
前記画像データ処理手段は、前記３次元画像データに含まれる弁膜部位データの装着領域に前記支持体データを貼り付けて前記３次元画像データと前記人工弁画像データを合成し、合成した前記合成画像データの前記支持体データ及び前記装着領域の位置を固定し、固定した前記装着領域に対して前記３次元画像データの装着領域以外の領域を相対的に移動させると共に、前記支持体データの位置を固定した状態で前記弁膜データを開閉させる動画像データを前記表示手段に表示させるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
被検体に装着される人工弁を３次元画像化した動画再生が可能な人工弁画像データを保存する画像データ記憶手段と、
前記画像データ記憶手段から前記人工弁画像データを読み出し、読み出した前記人工弁画像データを、前記被検体の心臓の領域への超音波の走査により生成された３次元画像データと合成して前記心臓の活動に伴い発生する生体信号に同期して動画再生させるための合成画像データを生成する画像データ処理手段と、
前記合成画像データの動画を表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波により被検体の体内を画像化した画像データを表示させて診断を行う超音波診断装置及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波を送受波する超音波プローブを用いて被検体内に超音波を走査し、走査領域における組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射波に基づく画像データをモニタ上に表示するものである。この超音波による診断方法では、超音波プローブを体表面に接触させるだけの簡単な操作で、画像データをリアルタイムに表示することができるため、生体内の心臓、血管、腹部、泌尿器、産婦人科などの検査に広く用いられている。
【０００３】
ところで、心臓には血液の逆流を防止する弁膜があり、この弁膜が開いたときの口面積が狭くなる狭窄や閉じたときの閉塞不全を来した心臓弁膜症の被検体に対する外科療法として、弁膜を切除して人工弁に取り替える人工弁置換手術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この手術では、超音波診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等の画像診断装置を用いて予め疾患の内容が確認される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２０６７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、人工弁置換手術においては、手術前に様々な大きさの人工弁を用意し、被検体の胸を切開したときに、心臓の人工弁を装着する部分を採寸して人工弁の大きさを決める必要があるため、術前の被検体に精神的な負担を与えている。また、手術に時間がかかるため、術中の被検体に肉体的な負担を与えている。
【０００６】
本発明の実施形態は、上記問題点を解決するためになされたもので、人工弁を装着する被検体に与える負担を軽減することができる超音波診断装置及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、実施形態の超音波診断装置は、被検体に対して超音波の送受波を行う超音波プローブと、前記超音波プローブを駆動して前記被検体の心臓の領域に超音波を走査する送受信手段と、前記送受信手段からの受信信号に基づいて３次元画像データを生成する画像データ生成手段と、前記被検体に装着される人工弁を３次元画像化した動画再生が可能な人工弁画像データを、前記３次元画像データと合成して前記心臓の活動に伴い発生する生体信号に同期して動画再生させるための合成画像データを生成する画像データ処理手段と、前記合成画像データの動画を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例に係る画像データ記憶部に保存された人工弁画像データの一例を示す図。
【図３】本発明の実施例に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施例に係る表示部に表示された心臓画像データ及び人工弁画像データの画面の一例を示す図。
【図５】本発明の実施例に係る表示部に表示された合成画像データの画面の一例を示す図。
【図６】本発明の実施例に係る合成画像データの断面位置の一例を示す図。
【図７】本発明の実施例に係る表示部に表示される２つの断面画像データ及びマーカの画面の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明の超音波診断装置の実施例を図１乃至図７を参照して説明する。  
図１は、実施例に係る超音波診断装置の構成を示したブロック図である。この超音波診断装置１００は、被検体Ｐに対して超音波の送受波を行う超音波プローブ１０と、超音波プローブ１０を駆動して被検体Ｐ内に超音波を走査する送受信部２０と、送受信部２０からの受信信号を処理してＢモードデータやドプラデータ等の各データを生成する信号処理部３０と、被検体Ｐの生体信号を計測する生体信号計測部３３とを備えている。
【００１１】
また、超音波診断装置１００は、信号処理部３０で生成された各データに基づいて画像データを生成する画像データ生成部４０と、画像データ生成部４０で生成された画像データの表示、保存、合成等を行う画像処理部５０と、各種コマンド信号等の入力を行う操作部６０と、送受信部２０、信号処理部３０、生体信号計測部３３、画像データ生成部４０、及び画像処理部５０の各ユニットを統括して制御するシステム制御部７０とを備えている。
【００１２】
超音波プローブ１０は、被検体Ｐの体表面にその先端面を接触させた状態で超音波の送受波を行なうものであり、例えば２次元に配列された複数個の振動子を先端部分に有している。この振動子は、送受信部２０から出力される駆動信号である電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換して被検体Ｐ内に送波する。また、被検体Ｐ内で反射した超音波（受信超音波）を電気信号に変換する。そして、電気信号に変換した受信信号を送受信部２０に出力する。
【００１３】
送受信部２０は、超音波プローブ１０で送信超音波を発生させるための駆動信号を生成する送信部２１と、超音波プローブ１０の振動子から得られる複数チャンネルの受信信号に対して整相加算を行なう受信部２２とを備えている。
【００１４】
送信部２１は、レートパルス発生器、送信遅延回路、及びパルサ等を備えている。そして、レートパルス発生器は、被検体Ｐに放射する超音波パルスの繰り返し周期（Ｔｒ）を決定するレートパルスを送信遅延回路に出力する。また、送信遅延回路は、被検体Ｐ内の各深さ方向の所定の深さで超音波ビームを集束させるための集束用遅延時間と各深さ方向への送波により超音波を走査するための偏向用遅延時間を前記レートパルスに与えてパルサに出力する。更に、パルサは、送信遅延回路により出力されたレートパルスから駆動パルスを生成する。
【００１５】
受信部２２は、プリアンプ、受信遅延回路、及び加算器等を備えている。そして、プリアンプは、超音波プローブ１０からの微小な受信信号を増幅して十分なＳ／Ｎを確保する。また、受信遅延回路は、被検体Ｐ内における各深さ方向の所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と深さ方向に超音波ビームの受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をプリアンプからの増幅された受信信号に与える。更に、加算器は、受信遅延回路からの受信信号を加算して１つに纏めて信号処理部３０に出力する。
【００１６】
信号処理部３０は、送受信部２０の受信部２２から出力された受信信号に基づいてＢモードデータを生成するＢモードデータ生成部３１及びドプラデータを生成するドプラデータ生成部３２を備えている。そして、Ｂモードデータ生成部３１は、受信部２２からの整相加算された信号に対して包絡線検波を行った後、対数変換する。そして、対数変換した信号をＡ／Ｄ変換してＢモードデータを生成し、生成したＢモードデータを画像データ生成部４０に出力する。また、ドプラデータ生成部３２は、受信部２２からの整相加算された信号に対してドプラ偏移周波数を検出してＡ／Ｄ変換した後、血流や心臓壁の移動情報に関する信号を抽出して、その抽出したドプラ信号に対して自己相関処理を行う。そして、この自己相関処理結果に基づいて血液の流速や心臓壁の速度等を表すドプラデータの生成を行い、画像データ生成部４０に出力する。
【００１７】
生体信号計測部３３は、被検体Ｐの心臓の活動に伴う心音、血圧、心電図（ＥＣＧ）等の生体信号を計測する。以下では、例えばＥＣＧ信号を計測し、計測したＥＣＧ信号を増幅してＡ／Ｄ変換した後、その変換したＥＣＧ信号から例えばＲ波を検出する。そして、検出したＲ波に基づいて、ＥＣＧ信号に同期させるための１心拍に要する時間（心拍時間）の算出やトリガ信号の生成を行う。
【００１８】
ここで、心拍時間の算出及びトリガ信号の生成の一例を説明する。互いに隣り合うＲ波間の時間（Ｒ−Ｒ間隔）をＲ波の検出毎に求め、求めた所定数のＲ―Ｒ間隔の平均である平均Ｒ−Ｒ間隔を算出して心拍時間とする。また、平均Ｒ−Ｒ間隔の算出に用いた最新のＲ波の位置を０％とし、次に検出するＲ波の位置を１００％とすると、０％のＲ波の位置から予め設定されたＸ％（０＜Ｘ≦１００）で表わされる位置における位相（遅延位相）をトリガとするトリガ信号を生成する。例えば、算出した平均Ｒ−Ｒ間隔を１０００ｍｓとし、設定された遅延位相を４５％とすると、０％のＲ波の位置から１０００ｍｓの４５％である４５０ｍｓ後に、トリガ信号及び１０００ｍｓをシステム制御部７０に出力する。
【００１９】
画像データ生成部４０は、信号処理部３０から出力された各データに基づいて画像データを生成し、生成した画像データを画像処理部５０に出力する。そして、信号処理部３０のＢモードデータ生成部３１で生成された各フレームのＢモードデータを画像表示のための走査変換を行って、被検体Ｐ内の超音波を走査した２次元の走査領域を画像化したＢモード画像データを生成する。また、信号処理部３０のドプラデータ生成部３２で生成されたドプラデータを画像表示のための走査変換を行って、血液の流速や心臓壁の速度等を経時的に表わすドプラ画像データを生成する。
【００２０】
また、画像データ生成部４０は、被検体Ｐの心臓の領域の超音波走査により信号処理部３０のＢモードデータ生成部３１で生成された複数フレームのＢモードデータをフレーム毎に走査変換を行って、複数フレームのＢモード画像データを生成する。次いで、生成した複数フレームのＢモード画像データを再構成して超音波を走査した３次元の走査領域における３次元画像データ（心臓画像データ）を生成する。そして、システム制御部７０から供給されるトリガ信号を、このトリガ信号が生成されたときの位相における心臓の状態を示す心臓画像データに付加する。
【００２１】
画像処理部５０は、画像データ生成部４０で生成された画像データ等を保存する画像データ記憶部５１と、画像データ生成部４０で生成された画像データや画像データ記憶部５１に保存された画像データの合成等を行う画像データ処理部５２と、画像データ生成部４０で生成された画像データ等を表示する表示部５３とを備えている。
【００２２】
画像データ記憶部５１は、画像データ生成部４０で生成されたＢモード画像データ、ドプラ画像データ、及び心臓画像データ等の各画像データを静止画像データ又は動画像データとして保存する。また、外部の装置で作成された被検体Ｐに装着される人工弁を３次元画像化した動画再生が可能な人工弁画像データを保存する。更に、画像データ処理部５２で合成された動画再生が可能な合成画像データを保存する。
【００２３】
画像データ処理部５２は、画像データ生成部４０から出力されたＢモード画像データやドプラ画像データ等を用いて計測や計算を行う。そして、例えばドプラ画像データから指定された領域における単位時間当たりの血液の流量（血流量）や圧力等の血流データを得る。また、画像データ記憶部５１に保存された人工弁画像データを読み出し、読み出した人工弁画像データを、心臓画像データと合成して被検体Ｐから得られたＥＣＧ信号に同期して動画再生させるための合成画像データを生成する。更に、画像データ記憶部５１から読み出した人工弁画像データを、心臓画像データと合成して血流データに同期して動画再生させるための合成画像データを生成する。そして、生成した合成画像データを画像データ記憶部５１や表示部５３に出力する。
【００２４】
表示部５３はＣＲＴや液晶パネル等のモニタを備え、画像データをＤ／Ａ変換及びテレビフォーマット変換により映像信号に変換して表示する。そして、画像データ生成部４０で生成された各画像データをリアルタイムに表示する。また、画像データ記憶部５１に保存されたＢモード画像データ、ドプラ画像データ、心臓画像データ、及び人工弁画像データの静止画又は動画を再生表示する。更に、画像データ処理部５２で合成された合成画像データの動画又は静止画を再生表示する。
【００２５】
操作部６０は、ボタン、スイッチ、キーボード、トラックボール、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを備え、これらの入力デバイスを用いて撮像条件（ゲイン、送受信周波数、パルス繰り返し周波数、視野深度、フレームレート、生成モード（Ｂモード画像データを生成する２Ｄモード、ドプラ画像データを生成するドプラモード、３次元画像データを生成する３Ｄモードなど）等を設定するための入力、検査開始及び検査終了の入力、画像データの合成を可能にする画像合成モードの入力等の様々な入力を行う。
【００２６】
システム制御部７０はＣＰＵ及び記憶回路を備え、操作部６０から入力された入力情報に基づいて、送受信部２０、信号処理部３０、生体信号計測部３３、画像データ生成部４０、及び画像処理部５０の各ユニットの制御や、システム全体の制御を統括して行う。
【００２７】
次に、図１及び図２を参照して、画像データ記憶部５１に保存された人工弁画像データの一例を説明する。  
図２は、画像データ記憶部５１に保存された人工弁画像データの一例を示した図である。この人工弁画像データ８０は、人工弁ＡＶの人工弁膜が最大に閉じて血液の逆流を防止する開口率０％のときの状態を示し、人工弁ＡＶの開閉する人工弁膜を３次元画像化した人工弁膜データ８１及び人工弁膜を支持する支持体を３次元画像化した支持体データ８２から成る。そして、開口率０％から最大に開いて血液が通過する開口率１００％まで達した後、開口率０％に戻るまでの１心拍分の各位相における開口率の状態を示す動画再生させるための複数フレームからなる開口率の情報が付加された３次元画像データ（３Ｄ画像データ）により構成される。
【００２８】
人工弁画像データ８０には、操作部６０からの心電図同期のモードの入力に応じて、生体信号計測部３３で計測されるＥＣＧ信号に同期して動画再生させるためのフラグが付加されている。また、操作部６０からの血流同期のモードの入力に応じて、ドプラ画像データに基づいて得られる血流量や血圧等の血流データに同期して動画再生させるための血流情報が付加されている。
【００２９】
心電図同期のモードにおいては、生体信号計測部３３から出力されるトリガ信号をトリガとして表示部５３に表示させる３Ｄ画像データにフラグが付加されている。ここで、被検体Ｐの心臓の例えば僧帽弁が人工弁ＡＶに置換される場合にフラグを付加する一例を説明する。例えば僧帽弁が開いて左心房から左心室に血液が流れ込むときの心位相をトリガとする場合、人工弁画像データ８０の人工弁ＡＶが開くときの開口率の状態を示す３Ｄ画像データにフラグを付加する。また、僧帽弁が開くときの心位相は心臓の拡張期の初めに当たるＥＣＧ信号のＴ波の末端付近における位置であるため、その位置における位相を遅延位相として操作部６０から入力して設定する。そして、生体信号計測部３３からトリガ信号が出力されたとき、フラグが付加された３Ｄ画像データ（フラグ画像データ）を表示部５３に表示させ、生体信号計測部３３で算出された心拍時間を１周期とする人工弁画像データ８０の動画を表示部５３に再生表示させる。これにより、人工弁画像データ８０をＥＣＧ信号に同期して動画再生させることができる。
【００３０】
血流同期のモードにおいては、画像データ生成部４０で生成されるドプラ画像データに基づいて得られる血流データである例えば弁膜を通過する血流量に同期して人工弁画像データ８０を動画再生させるための流量等の血流情報が付加されている。この血流情報の求め方について説明する。閉じた人工弁ＡＶで仕切られる２つの空間を設け、この空間に血液と同様の物性を有する流体を充填する。次いで、流体を様々の圧力で加圧したときの人工弁ＡＶの開口率とこの開口率で開口した人工弁膜を通過する流体の単位時間当たりの流量の関係を求める。そして、求めた加圧したときの圧力、開口率、及び流量の関係に基づいて、各開口率の状態を示す３Ｄ画像データにその開口率のときの圧力及び流量の血流情報を付加する。そして、心臓画像データと同じ位相におけるドプラ画像データに基づいて血流量を計算し、計算した血流量と同じ流量の情報が付加された３Ｄ画像データを前記心臓画像データの表示に同期して表示部５３に表示させる。
【００３１】
また、人工弁画像データ８０には、人工弁ＡＶのサイズの情報が付加され、表示部５３に表示される拡大及び縮小前の人工弁画像データ８０は標準サイズの人工弁ＡＶに対応している。そして、人工弁画像データ８０と心臓画像データを合成するとき、心臓画像データのサイズに合わせて人工弁画像データ８０を拡大又は縮小する入力が操作部６０から行われると、画像データ処理部５２は人工弁画像データ８０を拡大又は縮小すると共に、拡大又は縮小した人工弁画像データ８０に対応する人工弁ＡＶのサイズを計算する。そして計算した人工弁ＡＶの拡大サイズ又は縮小サイズの情報を拡大又は縮小した人工弁画像データ８０に付加する。このため、人工弁画像データ８０には人工弁ＡＶの拡大サイズ及び縮小サイズにおける圧力及び流量に変換する変換テーブルも付加されている。
【００３２】
なお、人工弁には人工弁膜の形状、構造、材質等が異なる様々な種類があるので、人工弁毎に求めた血流情報がその人工弁の画像データに付加される。
【００３３】
以下、図１乃至図７を参照して、実施例に係る超音波診断装置１００の動作の一例を説明する。  
図３は、超音波診断装置１００の動作を示したフローチャートである。画像処理部５０の画像データ記憶部５１には、図２に示した人工弁画像データ８０が保存されている。そして、人工弁ＡＶへの置換手術が行われる被検体Ｐの識別情報、３Ｄモードを含む撮像条件等を設定する入力が操作部６０から行われる。次いで、生体信号計測部３３のＥＣＧ信号を計測するための電極が被検体Ｐに装着された後、操作部６０から被検体Ｐの検査開始の入力が行われると、超音波診断装置１００は動作を開始する（ステップＳ１）。
【００３４】
システム制御部７０は、送受信部２０、信号処理部３０、生体信号計測部３３、画像データ生成部４０、及び画像処理部５０に検査を指示する。そして、被検体Ｐの画像データを収集するために、操作部６０から収集開始の入力が行われると、システム制御部７０は、送受信部２０、信号処理部３０、生体信号計測部３３、画像データ生成部４０、及び画像処理部５０に画像データの生成及び表示の開始を指示する。
【００３５】
生体信号計測部３３は、被検体ＰのＥＣＧ信号を計測し、計測したＥＣＧ信号に基づいて心拍時間の算出及びトリガ信号の生成を行う。次いで、算出した心拍時間Ｔ及び生成したトリガ信号をシステム制御部７０に出力する。超音波診断装置１００の操作者が超音波プローブ１０を被検体Ｐの心臓近傍の体表面に当てることにより、被検体Ｐに対して超音波の送受波が行われ、送受信部２０は被検体Ｐ内の心臓を含む領域に超音波を走査する。信号処理部３０は、送受信部２０の受信部２２から出力された受信信号に基づいてＢモードデータを生成し、生成したＢモードデータを画像データ生成部４０に出力する。
【００３６】
画像データ生成部４０は、信号処理部３０から出力されたＢモードデータに基づいて心臓画像データを生成し、システム制御部７０から供給されたトリガ信号及び心拍時間Ｔを、生成した心臓画像データの内のそのトリガ信号が生成されたときの位相における心臓の状態を示す心臓画像データに付加する。そして、生成した心臓画像データをフレーム毎に画像処理部５０の表示部５３に出力する。表示部５３は、画像データ生成部４０から出力された心臓画像データをリアルタイムに表示する（ステップＳ２）。
【００３７】
次に、超音波プローブ１０を移動して、表示部５３に所望の心臓画像データが表示されたとき、操作部６０から心臓画像データを動画像データとして保存する入力が行われると、画像データ生成部４０は、システム制御部７０から供給されるトリガ信号に基づいて、動画像として例えば１心拍分の心臓画像データを画像データ記憶部５１に出力する。画像データ記憶部５１は、画像データ生成部４０から出力された心臓画像データを保存する（ステップＳ３）。
【００３８】
画像データ記憶部５１に心臓画像データが保存され、操作部６０から収集終了の入力が行われると、システム制御部７０は、送受信部２０、信号処理部３０、生体信号計測部３３、画像データ生成部４０、及び画像処理部５０に画像データの生成及び表示の終了を指示する。
【００３９】
次に、画像データ記憶部５１に保存された心臓画像データと人工弁画像データ８０の合成を行うために、操作部６０から画像合成モードを選択する入力が行われた後、画像データ記憶部５１に保存された心臓画像データ及び人工弁画像データ８０の動画を再生表示させる入力が行われると、画像データ処理部５２は、画像データ記憶部５１から心臓画像データ及び人工弁画像データ８０を読み出し、読み出した心臓画像データ及び人工弁画像データ８０を動画像データとして表示部５３に出力する。表示部５３は、画像データ処理部５２から出力された心臓画像データ及び人工弁画像データ８０の動画を再生表示する（ステップＳ４）。
【００４０】
図４は、表示部５３に表示された心臓画像データ及び人工弁画像データ８０の画面の一例を示した図である。この画面５４には、心臓画像データ５５及び人工弁画像データ８０の動画が再生表示されている。そして、心臓画像データ５５には、例えば人工弁ＡＶへの置換対象となる被検体Ｐの心臓の弁膜部位に当たる弁膜部位データ５５１が含まれている。このように、表示部５３に人工弁画像データ８０の動画を再生表示することができる。
【００４１】
次に、操作部６０から例えば心電図同期のモードの入力が行われると、画像データ処理部５２は、心臓画像データ５５のトリガ信号が付加された心臓画像データ（トリガ画像データ）及び人工画像データ８０のフラグが付加されたフラグ画像データを同じタイミングで表示部５３に出力し、心臓画像データ５５に付加された心拍時間Ｔを１周期として繰り返し再生表示させるための心臓画像データ５５及び人工画像データ８０の動画像データを表示部５３に出力する。表示部５３は、画像データ処理部５２から出力された心臓画像データ５５及び人工弁画像データ８０の動画を再生表示する（図３のステップＳ５）。
【００４２】
このように、ＥＣＧ信号に同期して人工弁画像データ８０の動画を表示部５３に再生表示させることができる。
【００４３】
次に、表示部５３に表示された心臓画像データ５５と人工弁画像データ８０を合成するために、操作部６０からの入力により人工弁画像データ８０を心臓画像データ５５の弁膜部位データ５５１の位置まで移動する。
【００４４】
なお、図３のステップＳ２の後に、例えば図４の画面５４に表示された心臓画像データ５５が表示部５３にリアルタイムに表示されているとすると、表示部５３に人工弁画像データ８０を表示させて弁膜部位データ５５１上に重畳させた後、心電図同期のモードの入力を行うことにより、心臓画像データ５５を表示部５３にリアルタイムに表示すると共に、弁膜部位データ５５１上でＥＣＧ信号に同期して人工弁画像データ８０の動画を再生表示することができる。
【００４５】
人工弁画像データ８０を移動した後、心臓画像データ５５及び人工弁画像データ８０を静止させて、弁膜部位データ５５１の人工弁ＡＶを装着する位置に当たる装着領域と支持体データ８２が重なるように人工弁画像データ８０の視点の位置を心臓画像データ５５の視点の位置と合わせる入力を操作部６０から行う。なお、視点の位置を合わせた後、弁膜部位データ５５１と人工弁画像データ８０のサイズが異なり重ならない場合には、弁膜部位データ５５１と重なるサイズになるまで人工弁画像データ８０を拡大又は縮小する入力を行う。
【００４６】
心臓画像データ５５の弁膜部位データ５５１に支持体データ８２を重ね合わせた後、弁膜部位データ５５１の装着領域又は支持体データ８２の領域を指定して貼り付ける入力が操作部６０から行われると、画像データ処理部５２は、弁膜部位データ５５１の位置情報に基づいて、弁膜部位データ５５１の装着領域に支持体データ８２を貼り付けて心臓画像データ５５と人工弁画像データ８０を合成し、合成した合成画像データを静止画像データとして表示部５３に出力する。表示部５３は、画像データ処理部５２から出力された合成画像データを表示する。
【００４７】
次に、操作部６０から動画再生を選択する入力が行われると、画像データ処理部５２は、合成画像データの心臓画像データ５５の動画を再生表示させると共に人工弁画像データ８０をＥＣＧ信号に同期して再生表示させる動画像データとして表示部５３に出力する。表示部５３は、画像データ処理部５２から出力された合成画像データの動画を表示する（図３のステップＳ６）。
【００４８】
図５は、表示部５３に表示された合成画像データの画面の一例を示した図である。この画面５４ａには、合成画像データ５６の動画が表示されている。合成画像データ５６は、弁膜部位データ５５１の装着領域に支持体データ８２を貼り付けて心臓画像データ５５と人工弁画像データ８０を合成したもので、被検体Ｐの心臓に人工弁ＡＶを装着したときの人工弁ＡＶの動きを想定した動画像データである。
【００４９】
合成画像データ５６に含まれる人工弁画像データ８０は、心臓画像データ５５の弁膜部部位データ５５１の装着領域の動きに合わせて支持体データ８２が移動しながら、人工弁膜データ８１が開閉している。これは、心臓の動きに合わせて支持体が移動しながら弁膜が開閉する人工弁の動きを想定した動画像データである。
【００５０】
このように、合成画像データ５６の心臓画像データ５５の動画を表示させると共に人工弁画像データ８０をＥＣＧ信号に同期して再生表示させることができる。これにより、被検体Ｐの心臓に装着される人工弁ＡＶの動きを想定した合成画像データ５６の動画を表示部５３に表示することが可能となり、表示部５３に表示された合成画像データ５６を術前のしかも検査中に見せることにより、被検体Ｐに与える精神的な負担を軽減することができる。
【００５１】
なお、表示部５３の画面５４ａに合成画像データ５６が表示されているとき、支持体データ８２の動きにより移動しながら開閉する人工弁膜データ８１の動きを観察することが難しい場合には、操作部６０から固定モードを選択する入力が行われると、画像データ処理部５２は、合成画像データ５６の支持体データ８２及び弁膜部位データ５５１の装着領域の位置を固定し、固定した装着領域に対して心臓画像データ５５の装着領域以外の領域を相対的に移動させると共に、支持体データ８２の位置が固定された状態で人工弁膜データ８１を開閉させる動画像データを表示部５３に表示させる。これにより、人工弁膜データ８１の動きを容易に観察することができる。また、操作部６０からスロー再生の入力が行われると、画面５４ａに表示された合成画像データ５６の動画をスロー再生表示することができる。また、コマ送り再生の入力が行われると、合成画像データ５６を例えば１フレーム毎にコマ送りして再生表示することができる。
【００５２】
ここで、表示部５３の画面５４ａに表示された合成画像データ５６の例えば人工弁画像データ８０を含む断面位置を指定する入力が操作部６０から行われると、画像データ処理部５２は、図６に示すように、合成画像データ５６の人工弁画像データ８０を通る直線５６１で互いに直交する２つの面５６２，５６３の位置で、合成画像データ５６を切断したときの断面を示す互いに直交する２つの断面画像データを生成する。また、合成画像データ５６に対する面５６２，５６３の位置を示すマーカを生成する。そして、生成した２つの断面画像データ及びマーカを表示部５３に出力する。表示部５３は、画像データ処理部５２から出力された２つの断面画像データ及びマーカを表示する。
【００５３】
図７は、表示部５３に表示される２つの断面画像データ及びマーカの画面の一例を示した図である。この画面５４ｂには、互いに直交する２つの断面画像データ５６４，５６５及びマーカ５６６が表示される。そして、断面画像データ５６４は図６に示した面５６２の位置で切断したときの合成画像データ５６の断面を示し、断面画像データ５６４上の直線５６７は断面画像データ５６４に直交する断面画像データ５６５の位置を示している。また、断面画像データ５６５は図６に示した面５６３の位置で切断したときの合成画像データ５６の断面を示し、断面画像データ５６５上の直線５６８は断面画像データ５６５に直交する断面画像データ５６４の位置を示している。更に、マーカ５６６は、図６に示した合成画像データ５６及び面５６２，５６３を模した模式図を縮小したものである。
【００５４】
なお、図６に示した直線５６１上の人工弁画像データ８０と交わる位置を指定することにより、２つの断面画像データ５６４，５６５と共に、指定した位置を通り面５６２，５６３に直交する面の位置で切断したときの合成画像データ５６の断面を示す断面画像データを表示部５３の画面に表示することができる。また、図７に示した画面５４ｂの各直線５６７，５６８を操作部６０からの入力により左右に移動することにより、図６に示した各面５６２，５６３の合成画像データ５６に対する位置を移動して、合成画像データ５６の様々な断面の画像データを表示部５３に表示させることができる。
【００５５】
このように、合成画像データ５６の人工弁画像データ８０を含む断面画像データ５６４，５６５を表示部５３に表示させることにより、被検体Ｐの心臓や血管の壁面と接触する人工弁ＡＶの位置を確認することができる。
【００５６】
次に、表示部５３の画面５４ａに表示された合成画像データ５６に含まれる人工弁画像データ８０に対応する人工弁ＡＶのサイズを表示させる入力が行われると、画像データ処理部５２は、合成後の人工弁画像データ８０に付加された標準サイズ、拡大した人工弁画像データ８０に対応する人工弁ＡＶの拡大サイズ、又は縮小した人工弁画像データ８０に対応する人工弁ＡＶの縮小サイズの情報を表示部５３に表示させる。
【００５７】
このように、表示部５３に動画表示される合成画像データ５６や断面画像データ５６４，５６５を観察して、人工弁画像データ８０の大きさに異常がない場合には、その人工弁画像データ８０に対応する人工弁ＡＶのサイズを表示部５３に表示させることにより、術前に準備する人工弁ＡＶのサイズの種類を削減することができる。これにより、準備した人工弁ＡＶと照合して採寸する術中における時間を短縮して被検体Ｐに与える肉体的な負担を軽減することができる。
【００５８】
図３に示したステップＳ６の後に、操作部６０から表示部５３の画面５４ａに表示された合成画像データ５６を保存する入力が行われると、画像データ処理部５２は、図５の画面５４ａに表示された合成画像データ５６を画像データ記憶部５１に保存する（図３のステップＳ７）。
【００５９】
画像データ記憶部５１に合成画像データ５６が保存された後、操作部６０から検査終了の操作が行われると、システム制御部７０が送受信部２０、信号処理部３０、画像データ生成部４０、及び画像処理部５０を停止させることにより、超音波診断装置１００は動作を終了する（図３のステップＳ８）。
【００６０】
被検体Ｐに人工弁ＡＶが装着された後、人工弁ＡＶが装着された心臓の領域の超音波を走査して人工弁装着の心臓画像データを生成し、生成した心臓画像データ及び画像データ記憶部５１に保存された合成画像データ５６を表示部５３に並べて動画表示することができる。そして、合成画像データ５６の周期が人工弁装着の心臓画像データの周期と合わない場合、合成画像データ５６に付加された心拍時間Ｔを変更して人工弁装着の心臓画像データの周期に合わせることができる。更に、周期を合わせた人工弁装着の心臓画像データと心臓画像データを重ね合わせて表示部５３に表示することができる。
【００６１】
なお、画像処理部５０と同様に人工弁画像データ８０の保存、人工弁画像データ８０の合成、合成した画像データの表示等を行う外部画像処理部、各種コマンド等の入力が可能な操作部、操作部からの入力に基づいて外部画像処理部を制御する制御部により構成される画像処理装置を、例えば超音波診断装置１００とネットワークを介して接続可能に設け、外部画像処理部で超音波診断装置１００から得られる心臓画像データ５５と人工弁画像データ８０を合成してＥＣＧに同期して動画再生させるための合成画像データ５６を生成するように実施してもよい。
【００６２】
以上述べた本発明の実施例によれば、心臓画像データ５５を動画像データとして収集して、人工弁ＡＶを３次元画像化した動画再生可能な人工弁画像データ８０と合成し、合成した合成画像データ５６の心臓画像データ５５の動画を表示させると共に人工弁画像データ８０をＥＣＧ信号に同期して表示させることができる。これにより、被検体Ｐの心臓に装着される人工弁ＡＶの動きを想定した合成画像データ５６の動画を表示部５３に表示することが可能となり、表示部５３に表示された合成画像データ５６の動画を見せることにより被検体Ｐに与える精神的な負担を軽減することができる。
【００６３】
また、合成画像データ５６の断面を示す断面画像データ５６４，５６５を生成して表示部５３に表示することができる。そして、表示部５３に表示される合成画像データ５６や断面画像データ５６４，５６５を観察して、人工弁画像データ８０の大きさに異常がない場合には、合成画像データ５６に含まれる人工弁画像データ８０に対応する人工弁ＡＶのサイズを表示部５３に表示させることにより、術前に準備する人工弁ＡＶのサイズの種類を削減することができる。これにより、準備した人工弁ＡＶと照合して採寸する術中における時間を短縮して被検体Ｐに与える肉体的な負担を軽減することができる。
【符号の説明】
【００６４】
Ｐ  被検体
１０  超音波プローブ
２０  送受信部
２１  送信部
２２  受信部
３０  信号処理部
３１  Ｂモードデータ生成部
３２  ドプラデータ生成部
３３  生体信号計測部
４０  画像データ生成部
５０  画像処理部
５１  画像データ記憶部
５２  画像データ処理部
５３  表示部
６０  操作部
７０  システム制御部
１００  超音波診断装置
【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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