(57)【要約】【課題】  血管の視認性を向上させること。【解決手段】  実施形態によれば、解析装置は、細線化処理部、分割部、選択部、及び画像処理部を備える。細線化処理部は、複数に分岐する血管を表す血管画像に基づいて、前記血管の細線化画像を生成する。分割部は、前記細線化画像を、前記血管が分岐する位置を基準に、複数のセグメントに分割する。選択部は、前記複数のセグメントの中から、少なくとも１つのセグメントを選択する。画像処理部は、前記少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、前記細線化画像を処理する。【選択図】      図１
2019154571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数に分岐する血管を表す血管画像に基づいて、前記血管の細線化画像を生成する細線化処理部と、
前記細線化画像を、前記血管が分岐する位置を基準に、複数のセグメントに分割する分割部と、
前記複数のセグメントの中から、少なくとも１つのセグメントを選択する選択部と、
前記少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、前記細線化画像を処理する画像処理部と、
を備えた解析装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記少なくとも１つのセグメントに対応する部分と、前記その他のセグメントに対応する部分が区別されるように、前記血管画像を処理する、請求項１に記載の解析装置。
【請求項３】
前記血管画像及び前記細線化画像は、３次元画像であり、
前記画像処理部による処理が行われた前記細線化画像をレンダリングする、レンダリング処理部を備えた、請求項１に記載の解析装置。
【請求項４】
前記血管画像及び前記細線化画像は、３次元画像であり、
前記細線化画像をレンダリングして第１レンダリング画像を生成し、前記画像処理部による処理が行われた前記細線化画像をレンダリングして第２レンダリング画像を生成するレンダリング処理部を備えた、請求項１に記載の解析装置。
【請求項５】
前記血管画像及び前記細線化画像は、３次元画像であり、
前記画像処理部による処理が行われた前記細線化画像、及び前記画像処理部による処理が行われた前記血管画像をレンダリングするレンダリング処理部を備えた、請求項２に記載の解析装置。
【請求項６】
前記血管画像及び前記細線化画像は、３次元画像であり、
前記画像処理部による処理が行われた前記細線化画像、及び前記画像処理部による処理が行われた前記血管画像を合成した合成画像をレンダリングするレンダリング処理部を備えた、請求項２に記載の解析装置。
【請求項７】
前記画像処理部は、前記血管画像を用いて前記血管に関する特徴量を算出し、算出した当該特徴量に基づいて、前記選択部により選択された少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、前記細線化画像に所定の画素値を割り当てる請求項１乃至６のうちいずれかに記載の解析装置。
【請求項８】
前記レンダリング処理部によるレンダリングが行われた前記細線化画像を表示する表示制御部をさらに備え、
前記画像処理部は、前記血管画像、及び、前記細線化画像を用いて前記血管に関する特徴量を算出し、算出した当該特徴量に基づいて、前記血管の分岐点に関する識別情報を生成し、
前記表示制御部は、前記識別情報を、前記血管が分岐する位置、又は当該位置の付近に表示する、
請求項３に記載の解析装置。
【請求項９】
前記選択部は、前記血管画像を用いて前記血管に関する特徴量を算出し、算出した当該特徴量に基づいて、腫瘍に栄養を送っている血管を選択する請求項１乃至３のうちいずれかに記載の解析装置。
【請求項１０】
コンピュータに、
複数に分岐する血管を表す血管画像に基づいて、前記血管の細線化画像を生成する細線化処理機能と、
前記細線化画像を、前記血管が分岐する位置を基準に、複数のセグメントに分割する分割機能と、
前記複数のセグメントの中から、少なくとも１つのセグメントを選択する選択機能と、
前記少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、前記細線化画像を処理する画像処理機能と、
を実現させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、解析装置、及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
肝腫瘍、及び腎腫瘍等の内部を走行する血管の構造が複雑な臓器における腫瘍の診断においては、腫瘍と血管との位置関係や血管形状を正確に把握する必要がある。また、このような腫瘍の治療においては、血管芯線の位置及び血管径等に基づいて腫瘍に栄養を送っている血管の領域を特定し、腫瘍が含まれる臓器の機能を維持できる範囲で適切に治療する必要がある。このため、術前に治療部位を決定するために腫瘍が含まれる臓器を走行する血管の中心経路を詳細に把握することが求められる。
【０００３】
しかしながら、肝臓、及び腎臓等では複雑かつ複数の血管が重なり合った構造をしていることから、それぞれの血管の走行状態を、視認により詳細に把握することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３３４９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、血管の視認性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、解析装置は、細線化処理部、分割部、選択部、及び画像処理部を備える。細線化処理部は、複数に分岐する血管を表す血管画像に基づいて、前記血管の細線化画像を生成する。分割部は、前記細線化画像を、前記血管が分岐する位置を基準に、複数のセグメントに分割する。選択部は、前記複数のセグメントの中から、少なくとも１つのセグメントを選択する。画像処理部は、前記少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、前記細線化画像を処理する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る解析装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示される処理回路がレンダリング細線化画像を表示する際の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示される処理回路が表示機器に表示するレンダリング細線化画像を表す図である。
【図４】図４は、図１に示される処理回路が色情報の付加に関するデータ処理が施されたレンダリング細線化画像を表示する際の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図１に示される処理回路が表示機器に表示するレンダリング細線化画像を表す図である。
【図６】図６は、図１に示される処理回路が表示機器に表示するレンダリング細線化画像の他の例を表す図である。
【図７】図７は、図１に示される処理回路が表示機器に重畳表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像を表す図である。
【図８】図８は、図１に示される処理回路が表示機器に並列表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像を表す図である。
【図９】図９は、図１に示される処理回路が細線化血管データからセグメントを選択し、選択したセグメントを表示する際の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、選択された一部のセグメントについて図１に示される処理回路が表示機器に並列表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像を表す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、選択された一部のセグメントについて図１に示される処理回路が表示機器に重畳表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像を表す図である。
【図１１】図１１は、選択された一部のセグメントについて図１に示される処理回路が表示機器に並列表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の他の例を表す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、選択された一部のセグメントについて図１に示される処理回路が表示機器に重畳表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の他の例を表す図である。
【図１２】図１２は、図１に示される処理回路が血管の分岐点に関する識別情報を表示する際の動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１に示される処理回路が表示機器に表示するレンダリング細線化画像、及び血管の分岐点に関する識別情報を表す図である。
【図１４】図１４は、図１に示される処理回路が表示機器に表示するレンダリング細線化画像、及び血管の分岐点に関する識別情報の他の例を表す図である。
【図１５】図１５は、図１に示される処理回路が腫瘍に栄養を送る目的血管を選択し、当該目的血管を表示する際の処理回路の動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、図１に示される処理回路が表示機器に表示するレンダリング細線化画像を表す図である。
【図１７】図１７は、図１に示される処理回路が表示機器に表示するレンダリング細線化画像、及び腫瘍を表す図である。
【図１８】図１８は、他の実施形態に係るワークステーションを含む医用情報システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る解析装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１では、解析装置の一例として超音波診断装置１を説明する。図１に示されるように、超音波診断装置１は、装置本体１０、超音波プローブ７０、表示機器５０、及び入力装置６０を備える。装置本体１０は、ネットワーク９０を介して外部装置４０と接続される。また、装置本体１０は、表示機器５０、及び入力装置６０と接続される。
【００１０】
超音波プローブ７０は、複数の圧電振動子、圧電振動子に設けられる整合層、及び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。超音波プローブ７０は、装置本体１０と着脱自在に接続される。複数の圧電振動子は、装置本体１０が有する超音波送信回路１１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７０には、後述するオフセット処理や、超音波画像のフリーズなどの際に押下されるボタンが配置されてもよい。
【００１１】
超音波プローブ７０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（エコー）として超音波プローブ７０が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波により発生する受信信号の振幅は、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などの表面で反射された場合の受信信号は、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。超音波プローブ７０は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号（受信信号）に変換する。これにより、受信信号が発生される。なお、受信信号は、反射波信号と換言してもよい。超音波プローブ７０は、例えば、複数の圧電振動子が所定の方向に沿って配列された１Ｄアレイプローブ、複数の圧電振動子がマトリックス状に配列された２Ｄアレイプローブ、又は圧電振動子列をその配列方向と直交する方向に機械的に煽りながら超音波走査を実行可能なメカニカル４Ｄプローブ等である。
【００１２】
図１に示される装置本体１０は、超音波プローブ７０が受信した受信信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体１０は、図１に示すように、超音波送信回路１１、超音波受信回路１２、処理回路１５、内部記憶回路１７、画像メモリ１８、画像データベース１９、入力インターフェース２０、及び通信インターフェース２１を含む。
【００１３】
超音波送信回路１１は、超音波プローブ７０に駆動信号を供給するプロセッサである。超音波送信回路１１は、例えば、トリガ発生回路、遅延回路、及びパルサ回路等により実現される。トリガ発生回路は、処理回路１５の制御の下、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。遅延回路は、超音波プローブ７０から発生される超音波をビーム状に集束して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、トリガ発生回路が発生する各レートパルスに対し与える。パルサ回路は、処理回路１５の制御の下、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ７０に駆動信号（駆動パルス）を印加する。遅延回路により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、圧電振動子面からの送信方向が任意に調整可能となる。
【００１４】
超音波受信回路１２は、超音波プローブ７０が受信した受信信号に対して各種処理を施すプロセッサである。超音波受信回路１２は、例えば、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、受信遅延回路、及び加算器等により実現される。アンプ回路は、超音波プローブ７０が受信した受信信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された受信信号をデジタル信号に変換する。受信遅延回路は、デジタル信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、遅延時間が与えられた複数のデジタル信号を加算する。加算器の加算処理により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調された受信信号が発生する。この受信信号には、例えば、組織間の音響インピーダンスの差を反映した振幅情報と、生体組織の動き、例えば運動又は移動速度等を反映した位相情報とが含まれる。
【００１５】
処理回路１５は、例えば、超音波診断装置１の中枢として機能するプロセッサである。処理回路１５は、内部記憶回路１７に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、処理回路１５は、信号処理機能１５１、画像生成機能１５３、細線化処理機能１５５、分割機能１５７、選択機能１５９、データ処理機能１６１、レンダリング処理機能１６３、表示制御機能１６５、及びシステム制御機能１６７を有する。
【００１６】
信号処理機能１５１は、超音波受信回路１２により生成された受信信号に対して各種の信号処理を行う機能である。
【００１７】
例えば、信号処理機能１５１の実行により処理回路１５は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号に対して包絡線検波処理、及び対数増幅処理等を施し、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。生成されたＢモードデータは、２次元又は３次元的に分布する超音波走査線上のＢモードＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。
【００１８】
また、信号処理機能１５１の実行により処理回路１５は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号を解析して、例えば、関心領域内の複数のサンプル点それぞれにおける移動体（血液又は組織）の移動速度を計算し、計算した移動速度に基づいてドプラデータを生成する。生成されたドプラデータは、２次元又は３次元的に分布する超音波走査線上のドプラＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。
【００１９】
画像生成機能１５３は、信号処理機能１５１の実行により生成されたデータに基づき、各種超音波画像データを生成可能な機能である。画像生成機能１５３の実行により処理回路１５は、例えば、ＲＡＷデータメモリに記憶されたＢモードＲＡＷデータに基づいて、被検体Ｐ内の構造物の形態を表すＢモード画像データを生成する。Ｂモード画像データは、音波の集束などの超音波プローブの特性や超音波ビーム（例えば、送受信ビーム）の音場特性などが反映された画素値（輝度値）を有する。例えば、Ｂモード画像データにおいて、超音波のフォーカス付近では、非フォーカス部分よりも相対的に高輝度となる。
【００２０】
また、画像生成機能１５３の実行により処理回路１５は、ＲＡＷデータメモリに記憶されたドプラＲＡＷデータに基づいて、移動体の情報を表すドプラ画像データを生成する。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。
【００２１】
また、画像生成機能１５３の実行により処理回路１５は、例えば、ＲＡＷデータメモリに記憶されたＢモードＲＡＷデータ、又は、ドプラＲＡＷデータに対し、空間的な位置情報を加味した補間処理を含むＲＡＷ−ボクセル変換を実行することで、所望の範囲のボクセルから構成されるボリュームデータを生成する。そして、処理回路１５は、生成したボリュームデータに対し、二値化処理等を施すことによって、血管領域が抽出された３次元の血管データを生成する。生成された血管データは、例えば、画像データベース１９に記憶される。また、血管データは、特許請求の範囲に記載の血管画像の一例である。なお、血管データは、２次元のＢモード画像データ、又は２次元のドプラ画像データに基づく２次元データであってもよい。
【００２２】
細線化処理機能１５５は、複数に分岐する血管を表す血管データに基づいて、細線化された血管（芯線）を表す細線化血管データを生成する機能である。細線化処理機能１５５の実行により処理回路１５は、例えば、画像生成機能１５３により生成された３次元の血管データに対して細線化処理を行い、細線化血管データを生成する。また、細線化血管データは、特許請求の範囲に記載の細線化画像の一例である。なお、細線化血管データは、２次元の血管データに基づいて生成される２次元データであってもよい。
【００２３】
分割機能１５７は、細線化血管データに基づく細線化血管を複数のセグメントに分割する機能である。分割機能１５７の実行により処理回路１５は、例えば、細線化された細線化血管が分岐する位置を基準に、細線化血管データに基づく細線化血管を複数のセグメントに分割する。
【００２４】
選択機能１５９は、分割機能１５７により分割された複数のセグメントの中から、少なくとも１つのセグメントを選択する機能である。選択機能１５９の実行により処理回路１５は、複数のセグメントの中から、例えば入力インターフェース２０介して操作者により選択された少なくとも１つのセグメントを選択する。
【００２５】
また、選択機能１５９の実行により処理回路１５は、複数のセグメントの中から、例えば、腫瘍に栄養を送る目的血管に対応するセグメントを少なくとも１つ選択する。具体的には、処理回路１５は、分割された複数のセグメントについて、例えば、時系列の血管データを用いて、腫瘍の有無や種類によって変化する血管に関する特徴量、例えば腫瘍と血管との距離、腫瘍に対する血管の向き、血流の速度、及び血流の方向等を算出する。そして、処理回路１５は、算出した複数のセグメントそれぞれの血管に関する特徴量に基づいて、腫瘍に栄養を送る目的血管に対応するセグメントを少なくとも１つ選択する。
【００２６】
データ処理機能１６１は、分割機能１５７により分割された複数のセグメントのうち、選択機能１５９により選択された少なくとも１つのセグメントと、他のセグメントが区別されるように、細線化血管データ、又は、血管データを処理する機能である。また、データ処理機能１６１は、特許請求の範囲に記載の画像処理部の一例である。
【００２７】
データ処理機能１６１の実行により処理回路１５は、例えば、分割された複数のセグメントについて、時系列の血管データを用いて、血管に関する特徴量、例えば、腫瘍、又は肝表と血管との距離、血流の速度、血流の方向、血管の長さ、血管の太さ、及び血管の位置等を算出する。処理回路１５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、例えば、分割された複数のセグメントのうち、選択された少なくとも１つのセグメントが、他のセグメントと比べて太い線で表示されるように、細線化血管データを処理する。
【００２８】
なお、処理回路１５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、例えば、分割機能１５７により分割された複数のセグメントのうち、少なくとも１つのセグメントと、他のセグメントとがお互いに異なる色で表示されるように、細線化血管データを処理してもよい。また、処理回路１５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、分割機能１５７により分割された複数のセグメントのうち、選択された少なくとも１つのセグメントのみが表示され、他のセグメントは非表示となるように、細線化血管データを処理してもよい。
【００２９】
また、データ処理機能１６１の実行により処理回路１５は、血管の分岐点が識別可能な血管の分岐点に関する識別情報を生成する。例えば、処理回路１５は、細線化処理機能１５５により生成された細線化血管データに基づいて、血管の分岐点と観察対象となる腫瘍との距離を算出する。処理回路１５は、算出した距離に応じて、血管の分岐点に関する識別情報を生成する。
【００３０】
また、データ処理機能１６１の実行により処理回路１５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、分割機能１５７により分割された複数のセグメントのうち、選択機能１５９により選択された少なくとも１つのセグメントに対応する部分と、他のセグメントに対応する部分が区別されるように、細線化血管データに対する処理と同様に、血管データを処理する。
【００３１】
レンダリング処理機能１６３は、各種３次元画像をレンダリングする機能である。レンダリング処理機能１６３の実行により処理回路１５は、３次元の血管データ、又はデータ処理機能１６１により所定のデータ処理が行われた３次元の血管データをレンダリングする。これにより、レンダリングされた血管画像であるレンダリング血管画像を表すレンダリング血管画像データが生成される。また、処理回路１５は、３次元の細線化血管データ、又はデータ処理機能１６１により所定のデータ処理が行われた３次元の細線化血管データをレンダリングする。これにより、レンダリングされた細線化画像であるレンダリング細線化画像を表すレンダリング細線化画像データが生成される。
【００３２】
表示制御機能１６５は、血管を表す各種画像を表示機器５０に表示させる機能である。表示制御機能１６５の実行により処理回路１５は、例えば、血管の分岐点に関する識別情報、レンダリング血管画像、及びレンダリング細線化画像等を表示機器５０に表示させる。このとき、処理回路１５は、例えば、表示機器５０を制御し、表示するレンダリング細線化画像、及び／又は、レンダリング血管画像に、血管が分岐する位置、又は血管が分岐する位置の付近に血管の分岐点に関する識別情報を重畳表示する。
【００３３】
ここで、表示制御機能１６５の実行により処理回路１５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、処理回路１５は、超音波プローブ７０による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用の超音波画像データを生成する。
【００３４】
また、表示制御機能１６５の実行により処理回路１５は、生成した各種超音波画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度（ブライトネス）、コントラスト、γカーブ補正、及びＲＧＢ変換などの各種処理を実行してもよい。また、処理回路１５は、生成した各種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、ボディマーク等の付帯情報を付加してもよい。
【００３５】
なお、表示制御機能１６５の実行により処理回路１５は、操作者（例えば、術者）が入力インターフェース２０により各種指示を入力するためのユーザインタフェース（ＧＵＩ：Graphical User Interface）を生成し、ＧＵＩを表示機器５０に表示させてもよい。表示機器５０としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【００３６】
システム制御機能１６７は、超音波診断装置１の入出力、及び超音波送受信等の基本動作を制御する機能である。システム制御機能１６７の実行により処理回路１５は、例えば、各種撮像モードを開始する開始指示を受け付ける。各種撮像モードには、例えば、Ｂモード、及びドプラモード等が含まれる。また、処理回路１５は、例えば、入力インターフェース２０を介し、血管データに関する各種処理の選択を受け付ける。また、処理回路１５は、例えば、通信インターフェース２１を介し、外部装置４０に記憶されている血管データを取得する。
【００３７】
信号処理機能１５１、画像生成機能１５３、細線化処理機能１５５、分割機能１５７、選択機能１５９、データ処理機能１６１、レンダリング処理機能１６３、表示制御機能１６５、及びシステム制御機能１６７は、制御プログラムとして組み込まれていてもよいし、処理回路１５自体または装置本体１０に処理回路１５が参照可能な回路として、各機能を実行可能な専用のハードウェア回路が組み込まれていてもよい。
【００３８】
内部記憶回路１７は、例えば、磁気的若しくは光学的記録媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。内部記憶回路１７は、超音波送受信を実現するための制御プログラム、画像処理を行うための制御プログラム、及び表示処理を行なうための制御プログラム等を記憶している。また、内部記憶回路１７は、本実施形態に係る各種機能を実現するための制御プログラムを記憶している。また、内部記憶回路１７は、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、ボディマーク生成プログラム、及び映像化に用いるカラーデータの範囲を診断部位ごとに予め設定する変換テーブルなどのデータ群を記憶している。また、内部記憶回路１７は、生体内の臓器の構造に関する解剖学図譜、例えば、アトラスを記憶してもよい。なお、上記プログラムは、例えば、非一過性の記憶媒体に記憶されて配布され、非一過性の記憶媒体から読み出されて内部記憶回路１７にインストールされてもよい。
【００３９】
また、内部記憶回路１７は、入力インターフェース２０を介して入力される記憶操作に従い、画像生成機能１５３の実行により生成された各種超音波画像データを記憶する。なお、内部記憶回路１７は、入力インターフェース２０を介して入力される記憶操作に従い、画像生成機能１５３の実行により生成された各種超音波画像データを、操作順番及び操作時間を含めて記憶してもよい。内部記憶回路１７は、記憶しているデータを、通信インターフェース２１を介して外部装置４０へ転送することも可能である。
【００４０】
画像メモリ１８は、例えば、磁気的若しくは光学的記録媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。画像メモリ１８は、画像生成機能１５３の実行により生成された表示用の画像データを記憶する。画像メモリ１８は、入力インターフェース２０を介して入力されるフリーズ操作直前の複数フレームに対応する画像データを記憶する。画像メモリ１８に記憶されている画像データは、例えば、連続表示（シネ表示）される。画像メモリ１８に記憶されている画像データは、例えば、実際に表示機器５０に表示される画像を表す画像データである。当該画像には、超音波スキャンにより取得された超音波画像データに基づく画像、並びに、ＣＴ画像データ、ＭＲ画像データ、Ｘ線画像データ、及びＰＥＴ画像データ等の他のモダリティにより取得された医用画像データに基づく画像が含まれる場合がある。
【００４１】
また、画像メモリ１８は、信号処理機能１５１の実行により生成されたデータを記憶することも可能である。画像メモリ１８が記憶するＢモードデータ、又はドプラデータは、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、処理回路１５を経由して表示用の超音波画像データとなる。
【００４２】
画像データベース１９は、外部装置４０から転送される画像データを記憶する。例えば、画像データベース１９は、過去の診察において取得された同一患者に関する過去画像データを、外部装置４０から取得して記憶する。過去画像データには、超音波画像データ、ＣＴ（Computed Tomography）画像データ、ＭＲ（Magnetic Resonance）画像データ、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）−ＣＴ画像データ、ＰＥＴ−ＭＲ画像データ及びＸ線画像データが含まれる。また、過去画像データは、例えばボリュームデータ、及びレンダリング画像データとして記憶されている。また、画像データベース１９は、過去の診察において生成された血管データを記憶している。
【００４３】
なお、画像データベース１９は、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどの記録媒体（メディア）に記録された画像データを読み込むことで、所望の画像データを格納してもよい。
【００４４】
入力インターフェース２０は、入力装置６０を介して、操作者からの各種指示を受け付ける。入力装置６０には、例えば、マウス、キーボード、パネルスイッチ、スライダースイッチ、ダイヤルスイッチ、トラックボール、ロータリーエンコーダ、操作パネル及びタッチコマンドスクリーン（ＴＣＳ）等が含まれる。また、入力装置６０には、超音波の送受信方式、及び受信信号の処理方式等を含む各種撮像モードを切り替えるためのスイッチ群が含まれる。スイッチ群は、ダイヤルスイッチ、及び／又はトラックボール等の機械的なデバイスのみならず、ＴＣＳ上に表示される操作パネル画像、又は、外部装置４０におけるセカンドコンソール上に表示される操作パネル画像等のいずれであってもよい。
【００４５】
入力インターフェース２０は、例えばバスを介して処理回路１５に接続され、操作者から入力される操作指示を電気信号へ変換し、電気信号を処理回路１５へ出力する。なお、本明細書において入力インターフェース２０は、マウス及びキーボード等の物理的な操作部品と接続するものだけに限られない。例えば、超音波診断装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力される操作指示に対応する電気信号を無線信号として受け取り、この電気信号を処理回路１５へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース２０の例に含まれる。
【００４６】
通信インターフェース２１は、ネットワーク９０等を介して外部装置４０と接続され、外部装置４０との間でデータ通信を行う。外部装置４０は、例えば、各種の医用画像のデータを管理するシステムであるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）のデータベース、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムのデータベース等である。また、外部装置４０は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、及びＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、核医学診断装置、及びＸ線診断装置等、本実施形態に係る超音波診断装置１以外の各種医用画像診断装置である。なお、外部装置４０との通信の規格は、如何なる規格であっても良いが、例えば、ＤＩＣＯＭが挙げられる。
【００４７】
次に、本実施形態に係る超音波診断装置１の動作について、図を参照して説明する。まず、図２を参照して本実施形態に係る超音波診断装置１が行う血管データの細線化処理の流れについて説明する。図２は、図１に示される処理回路１５が細線化血管データに基づく細線化血管を複数のセグメントに分割する分割処理を施し、分割処理が施された細線化血管データをレンダリングして表示する際の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、取得する血管データは３次元データであるものとする。
【００４８】
処理回路１５は、例えば、入力インターフェース２０を介して、ユーザにより指定された血管データを取得する指示が入力されると、指定された血管データを取得する（ステップＳＡ１）。処理回路１５は、例えば、指定された血管データを画像データベース１９から取得する。
【００４９】
処理回路１５は、ステップＳＡ１において取得した血管データについて、細線化画像表示指示を受け付ける（ステップＳＡ２）。なお、処理回路１５は、画像生成機能１５３により生成された血管データについて、細線化画像表示指示を受け付けてもよい。
【００５０】
処理回路１５は、細線化画像表示指示を受け付けると、細線化処理機能１５５を実行し、取得した血管データに対して細線化処理を施す（ステップＳＡ３）。処理回路１５は、種々の公知の手法を用いて取得した血管データに対して細線化処理を施す。細線化処理には種々の公知の手法が用いられてよいが、例えば、処理回路１５は、取得した血管データに対して平滑化フィルタを適用する。処理回路１５は、平滑化フィルタにより平滑化された血管データに対し、任意の閾値、又は、判別分析法などの計算式から算出された閾値を用いて二値化処理を行い、境界ボクセルを繰り返し除去することで芯線を抽出する。これにより、細線化血管データが生成される。
【００５１】
処理回路１５は、分割機能１５７を実行し、血管データに含まれる血管が分岐する位置を表す位置情報に基づいて、細線化処理機能１５５により生成された細線化血管データに対し、当該細線化血管データに基づく細線化血管を複数のセグメントに分割する分割処理を施す（ステップＳＡ４）。
【００５２】
処理回路１５は、レンダリング処理機能１６３を実行し、ステップＳＡ４において分割処理が施された細線化血管データをレンダリングする（ステップＳＡ５）。これにより、レンダリング細線化画像を表すレンダリング細線化画像データが生成される。なお、処理回路１５は、細線化血管データをレンダリングする際に、表示対象となるレンダリング細線化画像に含まれる血管の芯線の太さを任意で変更するようにしてもよい。また、処理回路１５は、レンダリングした細線化血管データに対応する血管データをレンダリングする。これにより、レンダリング血管画像を表すレンダリング血管画像データが生成される。
【００５３】
処理回路１５は、表示制御機能１６５を実行し、例えば、ステップＳＡ５において生成したレンダリング細線化画像データに基づくレンダリング細線化画像を表示機器５０に表示する（ステップＳＡ６）。表示されるレンダリング細線化画像は、例えば、セグメント間の境界を表す境界線が含まれている。また、レンダリング細線化画像は、例えば、選択機能１５９によるセグメントの選択のために用いられる。
【００５４】
図３は、図１に示される処理回路１５が表示機器５０に表示するレンダリング細線化画像の例を表す図である。図３に示されるレンダリング細線化画像では、セグメント間において境界線が表示されている。
【００５５】
次に、例えば、図２に示されるステップＳＡ６においてレンダリング細線化画像が表示された後に、超音波診断装置１が所定の表示指示を受け付け、受け付けた表示指示に応じて、所望の態様でレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像を表示する際の処理回路１５の動作について説明する。以下、血管が色で区分されて表示される色情報表示動作、分岐点に関する識別情報が表示される識別情報表示動作、及び腫瘍等に栄養を送る血管が表示される目的血管表示動作についてそれぞれ説明する。各表示指示の受付方法については、例えば、表示機器５０に細線化画像の表示に関する処理メニューが表示されており、操作者は、入力インターフェース２０を介し、各表示指示に対応する処理メニューを選択することにより、当該表示指示が受け付けられるものとする。また、各表示指示は、入力インターフェース２０が備えるＴＣＳ上で各表示機能に対応するアイコンが表示され、当該アイコンが操作者により選択されることにより受け付けられてもよい。
【００５６】
（色情報表示動作）
まず、血管が色で区分されて表示される色情報表示動作について説明する。図４は、図１に示される処理回路１５が細線化血管データに基づく細線化血管に色を割り当てる処理を実行し、色が割り当てられた細線化血管データをレンダリングして表示する際の動作を示すフローチャートである。
【００５７】
処理回路１５は、例えば、図２のステップＳＡ６において表示したレンダリング細線化画像について、血管を色で区分して表示する旨の色情報表示指示を受け付ける（ステップＳＢ１）。
【００５８】
処理回路１５は、例えば、入力インターフェース２０を介し、色情報表示指示を受け付けると、データ処理機能１６１を実行し、図２のステップＳＡ６において表示したレンダリング細線化画像を表すレンダリング細線化画像データについて、血管に関する特徴量を算出する（ステップＳＢ２）。具体的には、処理回路１５は、細線化血管データに基づく細線化血管の各セグメントについて、例えば、時系列の血管データを用いて、腫瘍からの距離、血流の速度、血流の方向、血管の長さ、血管の太さ、及び血管の位置等を算出する。
【００５９】
処理回路１５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、細線化血管データに基づく細線化血管の各セグメントに割り当てる色を決定する（ステップＳＢ３）。処理回路１５は、例えば、算出した血管セグメント毎の腫瘍からの距離、血流の速度、血流の方向、血管の長さ、血管の太さ、及び血管の位置等に基づいて、細線化血管データに基づく細線化血管の各セグメントに割り当てる色を決定する。具体的には、処理回路１５は、細線化血管データにおいて、腫瘍や肝表からの距離が遠い、若しくは近い方から順に各セグメントに対応するボクセルに対して割り当てる所定のボクセル値（画素値）を決定する。ボクセル値は、例えば、ＲＧＢ値で表される。処理回路１５は、決定した色に関する情報を、細線化血管データに付加する。なお、処理回路１５は、細線化血管データにおいて、起始部から分岐回数、分岐点から派生する芯線の数、血管の太さに基づいて、各セグメントに対応するボクセルに対して割り当てるボクセル値を決定してもよい。
【００６０】
また、細線化画像の各セグメントに割り当てる色は、無作為（ランダム）に決定されてもよい。また、細線化画像の各セグメントに割り当てる色は、操作者からの入力により、又は予め設定された設定ファイルの参照により、任意に決定されてもよい。
【００６１】
処理回路１５は、レンダリング処理機能１６３を実行し、ステップＳＢ３において色が割り当てられた細線化血管データをレンダリングする（ステップＳＢ４）。これにより、色が割り当てられたレンダリング細線化画像を表すレンダリング細線化画像データが生成される。
【００６２】
処理回路１５は、ステップＳＢ４において生成したレンダリング細線化画像データに基づく色が割り当てられたレンダリング細線化画像を表示する（ステップＳＢ５）。図５は、図１に示される処理回路１５が表示機器５０に表示するレンダリング細線化画像の例を表す図である。図５によれば、レンダリング細線化画像は、セグメント毎に異なる色で表示されている。これにより、操作者は、セグメント間の境界を容易に認識することができる。
【００６３】
なお、処理回路１５は、血管データについて、細線化血管データに基づく細線化血管の各セグメントに対応する部分の血管に関する情報、例えば血管の太さに基づいて、表示するセグメント（芯線）の太さを変更してもよい。
【００６４】
また、図６は、図１に示される処理回路１５が表示機器５０に表示するレンダリング細線化画像の他の例を表す図である。図６では、処理回路１５は、１つの分岐点から派生する連続するセグメントの集合からなるセグメントグループ内のすべてのセグメントに同一の色を割り当て、表示している。具体的には、図６に示されるように、処理回路１５は、５つのセグメントからなるグループＧ１内のすべてのセグメントに所定の単一の色を割り当てている。一方、処理回路１５は、５つのセグメントからなるセグメントグループＧ２内のすべてのセグメントにセグメントグループＧ１とは異なる色を割り当てている。これにより、セグメントグループ間の違いを容易に把握することが可能となる。
【００６５】
なお、処理回路１５は、色が割り当てられたレンダリング細線化画像と、図２に示されるステップＳＡ５において生成したレンダリング血管画像データに基づくレンダリング血管画像とを重畳表示してもよい。図７は、図１に示される処理回路１５が表示機器５０に重畳表示する、色が割り当てられたレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の例を表す図である。図７では、セグメント毎に異なる色が割り当てられたレンダリング細線化画像が、レンダリング血管画像に重畳表示されている。これにより、操作者は、例えば、レンダリング細線化画像に含まれる血管の芯線、及び分岐点と、レンダリング血管画像に含まれる血管との位置関係を容易に把握することができる。
【００６６】
なお、処理回路１５は、重畳表示されるレンダリング細線化画像を表す細線化血管データと、レンダリング血管画像を表す血管データをレンダリングする際に、当該重畳表示されるレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の透明度を任意で変更するようにしてもよい。また、処理回路１５は、当該重畳表示したレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の透明度を、例えば入力インターフェース２０を介した入力に従い、変更するようにしてもよい。
【００６７】
また、処理回路１５は、色が割り当てられたレンダリング細線化画像と、図２に示されるステップＳＡ５において生成したレンダリング血管画像データに基づくレンダリング血管画像とを並列表示してもよい。図８は、図１に示される処理回路１５が表示機器５０に並列表示する、色が割り当てられたレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の例を表す図である。図８では、セグメント毎に異なる色が割り当てられたレンダリング細線化画像と、レンダリング血管画像とが並列表示されている。これにより、操作者は、レンダリング細線化画像に含まれる血管の芯線、及び分岐点と、レンダリング血管画像に含まれる血管との対応関係を容易に把握することができる。
【００６８】
そして、処理回路１５は、例えば、図４に示されるステップＳＢ５において、色が割り当てられたレンダリング細線化画像を表示した後、表示されたレンダリング細線化画像から選択された少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、細線化血管データを処理する。図９は、図１に示される処理回路１５が複数のセグメントに分割された細線化血管データに基づく細線化血管から少なくとも１つのセグメントを選択し、選択した少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、細線化血管データを処理する際の動作を示すフローチャートである。
【００６９】
まず、処理回路１５は、入力インターフェース２０を介した入力に従い、例えば、図４に示されるステップＳＢ３において色が割り当てられた細線化血管データから少なくとも１つのセグメントを選択する（ステップＳＣ１）。セグメントの具体的な選択方法としては、例えば、入力インターフェース２０を介して操作者が表示機器５０に表示されるカーソル等を指定する方法が挙げられる。また、例えば、入力インターフェース２０を介し、分割されたセグメントに対して番号又は／及び文字列等の固有の情報が入力されることにより、当該固有の情報に対応する血管が選択されてもよい。
【００７０】
処理回路１５は、データ処理機能１６１を実行し、ステップＳＣ１において選択した少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、細線化血管データを処理する（ステップＳＣ２）。処理回路１５は、細線化血管データにおいて、例えば、ステップＳＣ１において選択した少なくとも１つのセグメントが表示され、選択されなかったその他のセグメントが非表示となるように、ステップＳＣ１において選択した少なくとも１つのセグメントに対応する細線化血管データに含まれるボクセル、及びその他のセグメントに対応する細線化血管データに含まれるボクセルに、所定のボクセル値をそれぞれ割り当てる。このとき、処理回路１５は、ステップＳＣ１において選択した少なくとも１つのセグメントに対応するボクセルには、例えば、図４に示されるステップＳＢ３において割り当てられた色に対応するボクセル値と同一のボクセル値を割り当てる。
【００７１】
また、処理回路１５は、ステップＳＣ１において選択した少なくとも１つのセグメントに対応する部分と、その他のセグメントに対応する部分が区別されるように、血管データを処理する。処理回路１５は、血管データにおいて、例えば、ステップＳＣ１において選択した少なくとも１つのセグメントに対応する部分が表示され、選択されなかったその他のセグメントに対応する部分が非表示となるように、ステップＳＣ１において選択した少なくとも１つのセグメントに対応する血管データに含まれるボクセル、及びその他のセグメントに対応する血管データに含まれるボクセルに、所定のボクセル値をそれぞれ割り当てる。
【００７２】
処理回路１５は、レンダリング処理機能１６３を実行し、ステップＳＣ２においてデータ処理機能１６１により処理された細線化血管データをレンダリングする（ステップＳＣ３）。具体的には、処理回路１５は、ステップＳＣ２において所定のボクセル値が割り当てられた細線化血管データをレンダリングする。これにより、ステップＳＣ１において選択した少なくとも１つのセグメントが表示され、選択されなかった他のセグメントが非表示となるレンダリング細線化画像を表すレンダリング細線化画像データが生成される。
【００７３】
また、処理回路１５は、ステップＳＣ２においてデータ処理機能１６１により処理された血管データをレンダリングする。具体的には、処理回路１５は、ステップＳＣ２において所定のボクセル値が割り当てられた血管データをレンダリングする。これにより、ステップＳＣ１において選択した少なくとも１つのセグメントに対応する部分が表示され、選択されなかった他のセグメントに対応する部分が非表示となるレンダリング血管画像を表すレンダリング血管画像データが生成される。
【００７４】
処理回路１５は、表示制御機能１６５を実行し、ステップＳＣ３において生成したレンダリング細線化画像データに基づくレンダリング細線化画像、及び、レンダリング血管画像データに基づくレンダリング血管画像を、表示機器５０に表示する（ステップＳＣ４）。図１０は、選択された一部のセグメントについて図１に示される処理回路１５が表示機器５０に並列表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の例を表す図である。図１０では、例えば、選択されたセグメントから派生する全てのセグメントについて、レンダリング細線化画像、及びレンダリング細線化画像に対応するレンダリング血管画像が並列表示されている。また、図１０Ａは、選択された一部のセグメントについて図１に示される処理回路１５が表示機器５０に重畳表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の例を表す図である。図１０Ａでは、例えば、選択されたセグメントから派生する全てのセグメントについて、レンダリング細線化画像、及びレンダリング細線化画像に対応するレンダリング血管画像が重畳表示されている。
【００７５】
また、図１１は、選択された一部のセグメントについて図１に示される処理回路１５が表示機器５０に並列表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の他の例を表す図である。図１１では、例えば、始点と終点とが定められ、それら２点間を通る経路上のセグメントのみについて、レンダリング細線化画像、及びレンダリング細線化画像に対応するレンダリング血管画像が並列表示されている。また、図１１Ａは、選択された一部のセグメントについて図１に示される処理回路１５が表示機器５０に重畳表示するレンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像の他の例を表す図である。図１１Ａでは、例えば、始点と終点とが定められ、それら２点間を通る経路上のセグメントのみについて、レンダリング細線化画像、及びレンダリング細線化画像に対応するレンダリング血管画像が重畳表示されている。
【００７６】
図１０、図１０Ａ、図１１、及び図１１Ａによれば、操作者は、所望のセグメントに限定して血管を観察することができ、腫瘍等に関する診断、及び治療の精度を向上させることが可能となる。
【００７７】
また、図１０、図１０Ａ、図１１、及び図１１Ａでは、選択されたセグメントに関する血管を表示し、その他のセグメントに関する血管を非表示にしているが、表示態様はこれに限定されない。例えば、処理回路１５は、選択されたセグメントと、その他のセグメントとの差異を、グレーアウトで表示する等の色を変えて表してもよい。また、処理回路１５は、選択されたセグメントと、その他のセグメントとの差異を、透明度を変えて表してもよい。また、処理回路１５は、選択されたセグメントと、その他のセグメントとの差異を、透明度、及び色を変えて表してもよい。
【００７８】
また、処理回路１５は、選択された血管を強調して表示する手法として、選択されなかった血管芯線との太さの比を変える手法、色を変える手法、又はそれらを組み合わせた手法を用いて、レンダリング細線化画像、及びレンダリング細線化画像に対応するレンダリング血管画像を表示するようにしてもよい。
【００７９】
（識別情報表示動作）
まず、分岐点に関する識別情報が表示される識別情報表示動作について説明する。図１２は、図１に示される処理回路１５が血管の分岐点に関する識別情報を表示する際の動作を示すフローチャートである。
【００８０】
処理回路１５は、例えば、図２のステップＳＡ６において表示したレンダリング細線化画像について、分岐点に関する識別情報を表示する旨の識別情報表示指示を受け付ける（ステップＳＤ１）。
【００８１】
処理回路１５は、例えば、入力インターフェース２０を介し、識別情報表示指示を受け付けると、データ処理機能１６１を実行し、図２のステップＳＡ６において表示したレンダリング細線化画像について、血管に関する特徴量を算出する（ステップＳＤ２）。処理回路１５は、例えば、細線化血管データに基づく細線化血管の複数のセグメントが合流する各分岐点について、時系列の血管データを用いて、血管が分岐する位置と観察対象となる腫瘍との距離を算出する。
【００８２】
処理回路１５は、血管情報に基づいて、表示する識別情報を生成する（ステップＳＤ３）。血管情報とは、例えば算出した血管が分岐する位置と観察対象となる腫瘍との距離などである。このとき、識別情報は、例えば、血管の分岐点に対して腫瘍からの距離に応じて割り当てられる数字である。割り当てられる数字は、例えば、腫瘍、又は肝表からの距離が遠い順、又は近い順に決定される。なお、割り当てられる数字は、主要血管の起始部からの分岐回数、又は血管が分岐する位置、すなわち分岐点から派生する芯線の数に基づいて決定されてもよい。また、識別情報は、数字に限られず、アルファベット等の文字列であってもよい。また、識別情報は、数字や文字列を囲む図の形状及び色を含んでいてもよい。また、識別情報は、無作為（ランダム）に生成されてもよい。また、識別情報は、操作者からの入力により、又は予め設定された設定ファイルの参照により、任意に生成されてもよい。
【００８３】
処理回路１５は、表示制御機能１６５を実行し、例えば、図２のステップＳＡ５において生成したレンダリング細線化画像、及び識別情報を表示する（ステップＳＤ４）。具体的には、処理回路１５は、表示機器５０を制御し、表示するレンダリング細線化画像の、例えば、血管が分岐する位置、又は血管が分岐する位置の付近に分岐点に関する識別情報を重畳表示する。図１３は、図１に示される処理回路１５が表示機器５０に表示するレンダリング細線化画像、及び血管の分岐点に関する識別情報の例を表す図である。図１３では、例えば、腫瘍、又は肝表から遠い順に、各分岐点において数字が割り当てられている。
【００８４】
また、図１４は、図１に示される処理回路１５が表示機器５０に表示するレンダリング細線化画像、及び血管の分岐点に関する識別情報の他の例を表す図である。図１４では、例えば、腫瘍、又は肝表から近い順に、各分岐点において数字が割り当てられている。また、図１４では、腫瘍、又は肝表からの距離に応じて数字が重複して割り当てられている。また、図１４では、表示される数字を囲む円の色が腫瘍、又は肝表からの距離に応じて割り当てられている。
【００８５】
図１３、及び図１４によれば、操作者は、表示されるレンダリング細線化画像、及び識別情報を視認することにより、血管の各分岐点と腫瘍、又は肝表との位置関係を容易に把握することができる。なお、識別情報は、各分岐点上ではなく、各分岐点の近傍に表示されるようにしてもよい。
【００８６】
そして、処理回路１５は、例えば、図１２に示されるステップＳＤ４において、レンダリング細線化画像、及び識別情報を表示した後、表示されたレンダリング細線化画像から少なくとも１つのセグメントを選択し、選択した少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、細線化血管データを処理してもよい。すなわち、処理回路１５は、図９に示されるフローチャートに記載の動作を実行してもよい。
【００８７】
（目的血管表示動作）
最後に、腫瘍等に栄養を送る血管が表示される目的血管表示動作について説明する。図１５は、図１に示される処理回路１５が腫瘍に栄養を送る目的血管を選択し、当該目的血管を表示する際の処理回路の動作を示すフローチャートである。
【００８８】
処理回路１５は、例えば、図２のステップＳＡ６において表示したレンダリング細線化画像を表すレンダリング細線化画像データについて、腫瘍等に栄養を送る目的血管を表示する旨の目的血管表示指示を受け付ける（ステップＳＥ１）。
【００８９】
処理回路１５は、例えば、入力インターフェース２０を介し、目的血管表示指示を受け付けると、選択機能１５９を実行し、図２のステップＳＡ６において表示したレンダリング細線化画像を表すレンダリング細線化画像データについて、血管に関する特徴量を算出する（ステップＳＥ２）。具体的には、処理回路１５は、細線化血管データに基づく細線化血管の各セグメントについて、例えば、時系列の血管データを用いて、腫瘍の有無や種類によって変化する血管に関する特徴量、例えば腫瘍と血管との距離、腫瘍に対する血管の向き、血流の速度、及び血流の方向等を算出する。
【００９０】
処理回路１５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、目的血管を選択する（ステップＳＥ３）。処理回路１５は、例えば、算出した血管セグメント毎の腫瘍と血管との距離、腫瘍に対する血管の向き、血流速度、及び血流の方向等に基づいて、目的血管を選択する。
【００９１】
なお、処理回路１５は、人工知能（ＡＩ：Artificial Intelligence）技術を利用して目的血管を選択してもよい。具体的には、処理回路１５は、腫瘍に栄養を送っている血管に関する教師データを用いて機械学習、例えば深層学習（ディープラーニング）が実施された結果生成される識別器を備えた血管選択プログラムを利用する。血管に関する教師データは、例えば、血管に関する特徴量に基づいて腫瘍に栄養を送っている血管が特定された医用画像データと、当該血管に関する特徴量とが対応付けられて蓄積された教師データである。
【００９２】
処理回路１５は、データ処理機能１６１を実行し、ステップＳＥ３において選択した目的血管に関する少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、細線化血管データを処理する（ステップＳＥ４）。処理回路１５は、細線化血管データにおいて、例えば、ステップＳＥ３において選択した目的血管に関する少なくとも１つのセグメントが太線で表示され、選択されなかったその他のセグメントが選択した少なくとも１つのセグメントより細い線で表示されるように、ステップＳＥ３において選択した少なくとも１つのセグメントに対応する細線化血管データに含まれるボクセル、及びその他のセグメントに対応する細線化血管データに含まれるボクセルに、所定のボクセル値をそれぞれ割り当てる。
【００９３】
処理回路１５は、レンダリング処理機能１６３を実行し、ステップＳＥ４においてデータ処理機能１６１により処理された細線化血管データをレンダリングする（ステップＳＥ５）。具体的には、処理回路１５は、ステップＳＥ４において所定のボクセル値が割り当てられた細線化血管データをレンダリングする。これにより、ステップＳＥ３において選択した目的血管に関する少なくとも１つのセグメントが太線で表示され、選択されなかった他のセグメントが選択した少なくとも１つのセグメントより細い線で表示されるレンダリング細線化画像を表すレンダリング細線化画像データが生成される。
【００９４】
処理回路１５は、表示制御機能１６５を実行し、例えば、ステップＳＥ５において生成したレンダリング細線化画像データに基づくレンダリング細線化画像を、ステップＳＥ３において選択した目的血管が栄養を送っている腫瘍と共に、表示機器５０に表示する（ステップＳＥ６）。図１６は、図１に示される処理回路１５が表示機器５０に表示するレンダリング細線化画像の例を表す図である。図１６によれば、処理回路１５は、腫瘍に対して栄養を送っている目的血管に関するセグメントを太線で、その他のセグメントを目的血管に関するセグメントより細い線で表示している。これにより、操作者は、表示される画像を視認し、例えば切除すべき血管の位置、及び長さ等を容易に認識することが可能となる。
【００９５】
また、処理回路１５は、例えば、処理回路１５が備える腫瘍の位置を特定するための腫瘍特定機能により特定された腫瘍を、レンダリング細線化画像、及びレンダリング血管画像のうち、少なくともレンダリング血管画像と共に表示してもよい。図１７は、図１に示される処理回路１５が表示機器５０に表示するレンダリング細線化画像、及び腫瘍の例を表す図である。図１７によれば、処理回路１５は、処理回路１５が備える腫瘍特定機能により特定された腫瘍を、マークＭ１として表示している。また、処理回路１５は、マークＭ１で示される腫瘍に対して、栄養を送っている目的血管に関するセグメントを太線で、その他のセグメントを目的血管に関するセグメントより細い線で表示している。これにより、操作者は、表示される画像を視認し、腫瘍と血管との対応関係をより詳細に把握することが可能となる。
【００９６】
なお、腫瘍特定機能による腫瘍の位置の特定は、例えば、臓器の硬さを測定する方法、及びＸ線ＣＴ装置、及びＭＲＩ装置等の、他の医用画像診断装置において腫瘍の位置が特定された医用画像を用いる方法により行うことが可能である。また、腫瘍特定機能による腫瘍の位置の特定は、例えば、医用画像と当該医用画像における腫瘍の位置とが対応付けられた教師データを用いて機械学習、例えば深層学習が実行された結果生成される識別器を備えたプログラムを用いて行うことが可能である。なお、腫瘍の位置の特定は、手動で行われてもよい。このとき、処理回路１５は、例えば、表示機器５０にカーソル等を表示し、入力インターフェース２０を介して腫瘍の範囲を指定させてもよい。また、処理回路１５は、入力インターフェース２０を介して、座標位置の入力を受け付け、任意の形状の腫瘍、及び当該腫瘍近傍の血管を指定させてもよい。
【００９７】
本実施形態によれば、処理回路１５は、細線化処理機能１５５を実行し、複数に分岐する血管を表す血管データに基づいて、細線化された血管を表す細線化血管データを生成する。複数に分岐する血管を表す血管データに基づいて、血管の細線化血管データを生成する。処理回路１５は、分割機能１５７を実行し、細線化された細線化血管が分岐する位置を基準に、細線化血管データに基づく細線化血管を複数のセグメントに分割する。処理回路１５は、選択機能１５９を実行し、複数のセグメントの中から、少なくとも１つのセグメントを選択する。処理回路１５は、データ処理機能１６１を実行し、選択した少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントが区別されるように、細線化血管データを処理する。
【００９８】
これにより、操作者は、表示されるレンダリング細線化画像のうち、選択された少なくとも１つのセグメントと、その他のセグメントとを容易に見分けることができ、血管の走行状態を詳細に把握することができる。
【００９９】
したがって、血管の視認性を向上させることが可能となる。
【０１００】
上記実施形態では、解析装置の一例として超音波診断装置１を説明したがこれに限定されない。他の実施形態では、解析装置の一例としてワークステーション１００を説明する。
【０１０１】
図１８は、他の実施形態に係るワークステーション１００を含む医用情報システムの例を表す図である。図１８に示される医用情報システムは、ワークステーション１００、医用画像診断装置２００、及び画像保管装置３００を備える。ワークステーション１００、医用画像診断装置２００、及び画像保管装置３００は、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）により、直接的、又は間接的に相互に通信可能に接続されている。例えば、画像保管装置３００がＰＡＣＳを構成する場合、ワークステーション１００、医用画像診断装置２００、及び画像保管装置３００は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、例えば、医用画像データを相互に送受信する。
【０１０２】
医用画像診断装置２００は、被検体を撮影することにより医用画像データを発生する装置である。医用画像診断装置２００は、例えば、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ−ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＭＲＩ装置とが一体化されたＰＥＴ−ＭＲＩ装置、又はこれらの装置群等である。また、医用画像診断装置２００は、発生した医用画像データに対し、例えば、二値化処理等を施すことによって、血管領域が強調された血管データを生成する。
【０１０３】
画像保管装置３００は、医用画像データを保管するデータベースである。画像保管装置３００は、例えば、医用画像診断装置２００で発生された医用画像データ、及び、生成された血管データを、内部に設けられている記憶回路に記憶する。
【０１０４】
ワークステーション１００は、医用画像診断装置２００で生成された血管データ、又は画像保管装置３００から読み出された血管データに対して画像処理を施す装置である。具体的には、ワークステーション１００は、例えば、読み出された血管データに対して各種処理を施し、血管の構造を見やすくする装置である。
【０１０５】
図１８に示されるワークステーション１００は、メモリ１０１、出力インターフェース１０２、入力インターフェース１０３、通信インターフェース１０４、及び処理回路１０５を有する。
【０１０６】
メモリ１０１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、並びに、光ディスク等により実現される。メモリ１０１は、例えば、処理回路１０５がその機能を実現するためのプログラム等を記憶している。
【０１０７】
出力インターフェース１０２は、処理回路１０５に接続され、処理回路１０５から供給される信号を出力する。出力インターフェース１０２は、例えば、ディスプレイにより実現される。ディスプレイは、例えば、医用画像データに基づく医用画像、及びユーザからの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ等を、処理回路１０５からの指示に基づいて表示する。
【０１０８】
入力インターフェース１０３は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路１０５へ出力する。
【０１０９】
通信インターフェース１０４は、例えば、病院内ネットワークと接続する。通信インターフェース１０４は、例えば、病院内ネットワークを介して医用画像診断装置２００、及び画像保管装置３００から、医用画像データ等を受信する。
【０１１０】
処理回路１０５は、例えば、ワークステーション１００の中枢として機能するプロセッサである。処理回路１０５は、メモリ１０１に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、処理回路１０５は、例えば、細線化処理機能１０５１、分割機能１０５２、選択機能１０５３、データ処理機能１０５４、レンダリング処理機能１０５５、表示制御機能１０５６、及びシステム制御機能１０５７を有する。
【０１１１】
細線化処理機能１０５１は、複数に分岐する血管を表す血管データに基づいて、細線化された血管（芯線）を表す細線化血管データを生成する機能である。細線化処理機能１０５１の実行により処理回路１０５は、例えば、医用画像診断装置２００で発生された医用画像データに基づく血管データ、又は画像保管装置３００から読み出された血管データに対して細線化処理を行い、細線化血管データを生成する。
【０１１２】
分割機能１０５２は、細線化血管データに基づく細線化血管を複数のセグメントに分割する機能である。分割機能１０５２の実行により処理回路１０５は、例えば、細線化された細線化血管が分岐する位置を基準に、細線化処理機能１０５１により生成された細線化血管データに基づく細線化血管を複数のセグメントに分割する。
【０１１３】
選択機能１０５３は、分割機能１０５２により分割された複数のセグメントの中から、少なくとも１つのセグメントを選択する機能である。選択機能１０５３の実行により処理回路１０５は、複数のセグメントの中から、例えば入力インターフェース１０３を介して操作者により選択された少なくとも１つのセグメントを選択する。
【０１１４】
選択機能１０５３の実行により処理回路１０５は、複数のセグメントの中から、例えば、腫瘍に栄養を送る目的血管に対応するセグメントを少なくとも１つ選択する。具体的には、処理回路１０５は、分割された複数のセグメントについて、例えば、時系列の血管データを用いて、腫瘍の有無や種類によって変化する血管に関する特徴量、例えば腫瘍と血管との距離、腫瘍に対する血管の向き、血流の速度、及び血流の方向等を算出する。そして、処理回路１０５は、算出した複数のセグメントそれぞれの血管に関する特徴量に基づいて、腫瘍に栄養を送る目的血管に対応するセグメントを少なくとも１つ選択する。
【０１１５】
データ処理機能１０５４は、分割機能１０５２により分割された複数のセグメントのうち、選択機能１０５３により選択された少なくとも１つのセグメントと、他のセグメントが区別されるように、細線化血管データ、又は、血管データを処理する機能である。また、データ処理機能１０５４は、特許請求の範囲に記載の画像処理部の一例である。
【０１１６】
データ処理機能１０５４の実行により処理回路１０５は、例えば、分割された複数のセグメントについて、時系列の血管データを用いて、血管に関する特徴量、例えば、腫瘍、又は肝表と血管との距離、血流の速度、血流の方向、血管の長さ、血管の太さ、及び血管の位置等を算出する。処理回路１０５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、例えば、分割された複数のセグメントのうち、選択された少なくとも１つのセグメントが、他のセグメントと比べて太い線で表示されるように、細線化血管データを処理する。
【０１１７】
なお、処理回路１０５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、例えば、分割機能１０５２により分割された複数のセグメントのうち、少なくとも１つのセグメントと、他のセグメントとがお互いに異なる色で表示されるように、細線化血管データを処理してもよい。また、処理回路１０５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、分割機能１０５２により分割された複数のセグメントのうち、選択された少なくとも１つのセグメントのみが表示され、他のセグメントは非表示となるように、細線化血管データを処理してもよい。
【０１１８】
また、データ処理機能１０５４の実行により処理回路１０５は、血管の分岐点が識別可能な血管の分岐点に関する識別情報を生成する。例えば、処理回路１０５は、細線化処理機能１０５１により生成された細線化血管データに基づいて、血管の分岐点と観察対象となる腫瘍との距離を算出する。処理回路１０５は、算出した距離に応じて、血管の分岐点に関する識別情報を生成する。
【０１１９】
また、データ処理機能１０５４の実行により処理回路１０５は、算出した血管に関する特徴量に基づいて、分割機能１０５２により分割された複数のセグメントのうち、選択機能１０５３により選択された少なくとも１つのセグメントに対応する部分と、他のセグメントに対応する部分が区別されるように、細線化血管データに対する処理と同様に、血管データを処理する。
【０１２０】
レンダリング処理機能１０５５は、各種３次元画像をレンダリングする機能である。レンダリング処理機能１０５５の実行により処理回路１０５は、３次元の血管データ、又はデータ処理機能１０５４により処理が行われた３次元の血管データをレンダリングする。これにより、レンダリングされた血管画像であるレンダリング血管画像を表すレンダリング血管画像データが生成される。また、処理回路１５は、３次元の細線化血管データ、又はデータ処理機能１０５４により処理が行われた３次元の細線化血管データをレンダリングする。これにより、レンダリングされた細線化画像であるレンダリング細線化画像を表すレンダリング細線化画像データが生成される。
【０１２１】
表示制御機能１０５６は、血管を表す各種画像を出力インターフェース１０２に表示させる機能である。表示制御機能１０５６の実行により処理回路１０５は、例えば、血管の分岐点に関する識別情報、レンダリング血管画像、及びレンダリング細線化画像等を出力インターフェース１０２に表示させる。このとき、処理回路１０５は、出力インターフェース１０２において、例えば、表示するレンダリング画像において、血管が分岐する位置、又は血管が分岐する位置の付近に血管の分岐点に関する識別情報を重畳表示する。
【０１２２】
システム制御機能１０５７は、ワークステーション１００の入出力等を制御する機能である。システム制御機能１０５７の実行により処理回路１０５は、例えば、入力インターフェース１０３を介し、血管データに関する各種処理の選択を受け付ける。また、処理回路１０５は、例えば、通信インターフェース１０４を介し、医用画像診断装置２００、又は画像保管装置３００に記憶されている血管データを取得する。
【０１２３】
以上のように、他の実施形態では、ワークステーション１００が備える処理回路１０５は、例えば、医用画像診断装置２００で発生された医用画像データに基づく血管データ、又は画像保管装置３００から読み出された血管データに対して細線化処理を行い、細線化血管データを生成するようにしている。通常、ワークステーション１００は、医用画像診断装置２００と比して、様々な場所に設けることができる。よって、場所を選ばすに、血管画像の解析を行うことが可能となる。
【０１２４】
また、上記実施形態では、超音波診断装置１が備える処理回路１５は、例えば、図９に示されるフローチャートのステップＳＣ３において、データ処理機能１６１による処理が行われた血管データ、及び、データ処理機能１６１による処理が行われた細線化血管データを、それぞれレンダリングし、レンダリングしたレンダリング血管画像、及び、レンダリング細線化画像を重畳表示、又は、並列表示していたがこれに限定されない。例えば、処理回路１５は、データ処理機能１６１による処理が行われた血管データと、データ処理機能１６１による処理が行われた細線化血管データとを合成し、合成した合成データをレンダリングするようにしてもよい。このとき、処理回路１５は、例えば、合成データをレンダリングした結果生成されるレンダリング合成画像データに基づくレンダリング合成画像を表示機器５０に表示する。
【０１２５】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【０１２６】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、血管の視認性を向上させることができる。
【０１２７】
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】
【０１２８】
１…超音波診断装置
１０…装置本体
１１…超音波送信回路
１２…超音波受信回路
１５、１０５…処理回路
１７…内部記憶回路
１８…画像メモリ
１９…画像データベース
２０…入力インターフェース
２１…通信インターフェース
４０…外部装置
５０…表示機器
６０…入力装置
７０…超音波プローブ
９０…ネットワーク
１００…ワークステーション
１０１…メモリ
１０２…出力インターフェース
１０３…入力インターフェース
１０４…通信インターフェース
１５１…信号処理機能
１５３…画像生成機能
１５５、１０５１…細線化処理機能
１５７、１０５２…分割機能
１５９、１０５３…選択機能
１６１、１０５４…データ処理機能
１６３、１０５５…レンダリング処理機能
１６５、１０５６…表示制御機能
１６７、１０５７…システム制御機能
２００…医用画像診断装置
３００…画像保管装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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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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【図１８】
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