(57)【要約】【課題】正確に注目組織を抽出できる超音波診断装置を提供する。【解決手段】収縮処理部２０は、二値化処理された画像データに対して腔部分の収縮処理を施して腔部分を複数部分に分離した収縮データ集合を生成する。ラベリング部２４は、収縮データ集合に対してラベリング処理を施すことにより、分離された複数部分の各々に対応する複数の孤立腔を抽出する。最大腔選定部２８は、抽出した複数の孤立腔の中から、注目内腔に対応する注目孤立腔を選定する。そして、膨張処理部３２は、収縮データ集合に対して、選定された注目孤立腔の膨張処理を施すことにより、注目内腔（注目組織）の実外形に対応した関心領域を生成する。【選択図】        図１
2004313652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注目組織を含む空間に対して超音波を送受波して、送受波空間内の各位置に対応した複数のデータからなるデータ集合を取得する送受波手段と、
前記データ集合に対してデータ分別処理を施すことにより、前記注目組織を含む対象部分とそれ以外の非対象部分とからなる分別データ集合を生成するデータ分別手段と、
前記分別データ集合に基づいて、前記対象部分に対する収縮処理を施すことにより、前記対象部分を複数の孤立部分に分離した収縮データ集合を生成する収縮処理手段と、
前記複数の孤立部分の中から、注目孤立部分を識別する識別手段と、
前記収縮データ集合に基づいて、前記注目孤立部分に対する膨張処理を施すことにより、前記注目組織の実外形に対応した所定領域を生成する膨張処理手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
注目内腔およびそれに連接する連接腔を含む組織に対して超音波を送受波して、送受波空間内の各位置に対応した複数のデータからなるデータ集合を取得する送受波手段と、
前記各データそれぞれを腔データまたは実データに分別する二値化処理を施すことにより、前記データ集合を複数の腔データからなる腔部分と複数の実データからなる実組織部分とに分別した二値化データ集合を生成する二値化手段と、
前記二値化データ集合に対して前記腔部分の収縮処理を施すことにより、前記腔部分を複数部分に分離した収縮データ集合を生成する収縮処理手段と、
前記収縮データ集合に対してラベリング処理を施すことにより、前記複数部分の各々に対応する複数の孤立腔を抽出し、抽出した複数の孤立腔の中から、前記注目内腔に対応する注目孤立腔を選定する孤立腔選定手段と、
前記収縮データ集合に対して、前記選定された注目孤立腔の膨張処理を施すことにより、前記注目内腔の実外形に対応した関心領域を生成する膨張処理手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波診断装置であって、
前記収縮処理は、前記二値化データ集合の各データを処理対象データとして、処理対象データを含む複数のデータからなるウィンドウ内に前記実データが所定個数以上存在する場合に、当該処理対象データを前記実データに設定する処理である、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波診断装置であって、
前記収縮処理手段は、前記収縮処理が施された複数のデータに対して、再び前記収縮処理を施すことで、前記収縮処理を所定回数繰り返して実行する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項２に記載の超音波診断装置であって、
前記孤立腔選定手段は、前記複数の孤立腔のそれぞれに含まれるデータ数に基づいて前記注目孤立腔を選定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項２に記載の超音波診断装置であって、
前記孤立腔選定手段は、ユーザが指定した前記注目内腔に関する位置情報に基づいて前記注目孤立腔を選定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項２に記載の超音波診断装置であって、
前記膨張処理は、前記収縮データ集合の各データを処理対象データとして、処理対象データを含む複数のデータからなるウィンドウ内に前記注目孤立腔に属するデータが所定個数以上存在する場合に、当該処理対象データを前記注目孤立腔に含める処理である、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項７に記載の超音波診断装置であって、
前記膨張処理手段は、前記膨張処理が施された複数のデータに対して、再び前記膨張処理を施すことで、前記膨張処理を所定回数繰り返して実行する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項２に記載の超音波診断装置であって、
前記膨張処理手段により生成された関心領域を利用して、前記注目内腔の体積を演算する体積演算手段をさらに有することを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に注目組織を抽出する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、医療分野において超音波診断装置が広く利用されており、特に心臓の超音波診断は疾病診断上有効である。そして、心臓の超音波診断では心臓左室内の容積（体積）などに関する定量化が重要であり、そのためには心臓左室を正確に抽出する必要がある。
【０００３】
心臓左室には左房や大動脈が連接している。したがって、左室を含む超音波画像に対して、実組織部分と腔組織部分の分離を行う二値化処理を施すと、左室に加えて左房や大動脈も腔組織部分として抽出されてしまう。つまり、単純な二値化処理では左室のみを正確に抽出できない。このため、超音波画像内において左室などの注目組織を取り囲むように楕円形状の関心領域を設定して、その関心領域を利用して注目組織のみを抽出する装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−２８９９８７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１０２８７号公報
【特許文献３】
特開２００２−３３０９６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、楕円形状などの関心領域は、必ずしも心臓左室の形状に合致するものではないため、関心領域を設定してもなお左房や大動脈の一部が関心領域内に取り込まれてしまう可能性がある。つまり、楕円形状などの関心領域を利用して心臓左室を抽出すると、抽出された左室部分には左房や大動脈の一部が含まれてしまう。
【０００６】
そこで本発明は、さらに正確に注目組織を抽出できる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、注目組織を含む空間に対して超音波を送受波して、送受波空間内の各位置に対応した複数のデータからなるデータ集合を取得する送受波手段と、前記データ集合に対してデータ分別処理を施すことにより、前記注目組織を含む対象部分とそれ以外の非対象部分とからなる分別データ集合を生成するデータ分別手段と、前記分別データ集合に基づいて、前記対象部分に対する収縮処理を施すことにより、前記対象部分を複数の孤立部分に分離した収縮データ集合を生成する収縮処理手段と、前記複数の孤立部分の中から、注目孤立部分を識別する識別手段と、前記収縮データ集合に基づいて、前記注目孤立部分に対する膨張処理を施すことにより、前記注目組織の実外形に対応した所定領域を生成する膨張処理手段とを有するものとする。
【０００８】
上記構成において、データ集合を構成する各データは、例えばエコーレベルなどである。また、データ集合は送受波空間内における三次元集合として取得されてもよく、あるいは、特定平面内の二次元集合として取得されてもよい。上記構成によれば、膨張処理によって得られる所定領域は注目組織の実外形に対応しているため、例えば、所定領域に基づいて関心領域を設定すれば、注目組織の実外形を反映した関心領域が設定され、注目組織を正確に抽出することが可能になる。なお、所定領域を各時相毎に生成することにより、注目組織の形状変化や重心移動に追従させて所定領域を生成することもできる。
【０００９】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、注目内腔およびそれに連接する連接腔を含む組織に対して超音波を送受波して、送受波空間内の各位置に対応した複数のデータからなるデータ集合を取得する送受波手段と、前記各データそれぞれを腔データまたは実データに分別する二値化処理を施すことにより、前記データ集合を複数の腔データからなる腔部分と複数の実データからなる実組織部分とに分別した二値化データ集合を生成する二値化手段と、前記二値化データ集合に対して前記腔部分の収縮処理を施すことにより、前記腔部分を複数部分に分離した収縮データ集合を生成する収縮処理手段と、前記収縮データ集合に対してラベリング処理を施すことにより、前記複数部分の各々に対応する複数の孤立腔を抽出し、抽出した複数の孤立腔の中から、前記注目内腔に対応する注目孤立腔を選定する孤立腔選定手段と、前記収縮データ集合に対して、前記選定された注目孤立腔の膨張処理を施すことにより、前記注目内腔の実外形に対応した関心領域を生成する膨張処理手段とを有するものとする。
【００１０】
望ましくは、前記収縮処理は、前記二値化データ集合の各データを処理対象データとして、処理対象データを含む複数のデータからなるウィンドウ内に前記実データが所定個数以上存在する場合に、当該処理対象データを前記実データに設定する処理とする。さらに望ましくは、前記収縮処理手段は、前記収縮処理が施された複数のデータに対して、再び前記収縮処理を施すことで、前記収縮処理を所定回数繰り返して実行するものとする。
【００１１】
望ましくは、前記孤立腔選定手段は、前記複数の孤立腔のそれぞれに含まれるデータ数に基づいて前記注目孤立腔を選定するものとする。また望ましくは、前記孤立腔選定手段は、ユーザが指定した前記注目内腔に関する位置情報に基づいて前記注目孤立腔を選定するものとする。
【００１２】
望ましくは、前記膨張処理は、前記収縮データ集合の各データを処理対象データとして、処理対象データを含む複数のデータからなるウィンドウ内に前記注目孤立腔に属するデータが所定個数以上存在する場合に、当該処理対象データを前記注目孤立腔に含める処理とする。さらに望ましくは、前記膨張処理手段は、前記膨張処理が施された複数のデータに対して、再び前記膨張処理を施すことで、前記膨張処理を所定回数繰り返して実行するものとする。
【００１３】
望ましくは、前記膨張処理手段により生成された関心領域を利用して、前記注目内腔の体積を演算する体積演算手段をさらに有するものとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。また、図２は、図１の超音波診断装置内の各部で実施される処理を説明するための図である。以下、図１の超音波診断装置の動作について、適宜、図２を利用して説明する。
【００１６】
超音波探触子１０は三次元エコーデータ取得用の超音波探触子であり、この超音波探触子１０は患者体表に当接してあるいは体腔内に挿入して用いられる。超音波探触子１０は、電子走査により二次元平面内に超音波を送受波する１Ｄアレイ振動子を機械走査することで三次元空間内に超音波を送受波する。また超音波探触子１０は、振動子の二次元配列で構成される２Ｄアレイ振動子を電子走査することで三次元空間内に超音波を送受波するものでもよい。
【００１７】
送受信部１２の制御を受けて、超音波探触子１０は、注目組織である心臓左室を含む三次元空間内に超音波を送受波する。つまり、送受信部１２は送信ビームフォーマおよび受信ビームフォーマとして機能し、三次元空間を構成する複数のボクセルの各ボクセルごとのボクセル値を取得して三次元データメモリ（１）１４へ出力する。
【００１８】
三次元データメモリ（１）１４内において、各ボクセル値は三次元空間内の座標値に対応したアドレスに記録されている。三次元空間内の座標は、超音波ビームのセクタ走査方式に適したｒθφ極座標系の座標値でもよく、あるいは、直方体形状に適したｘｙｚ直交座標系の座標値でもよい。
【００１９】
二値化処理部１６は、三次元データメモリ（１）１４から各ボクセルのボクセル値を取得し、ボクセル値に対して設定された閾値（しきい値）に基づいて、閾値以上のボクセルと閾値未満のボクセルとに分別する。ボクセル値とは、各ボクセルに対応するエコーレベルやドップラ情報などである。本実施の形態ではボクセル値としてエコーレベルを考える。一般的に心臓の心腔部は心筋部に比べてエコーレベルが小さい。このため、心筋部に相当するレベルよりも小さく、且つ、心腔部に相当するレベルよりも大きいレベルに閾値を設定することで、閾値に基づいて心筋部と心腔部を大別することができる。例えば、エコーレベル値が６４階調の場合、心筋部と心腔部とを分別するレベルは７〜９レベル程度に存在する。本実施の形態では、ボクセル値が６４階調のエコーレベル値であり閾値を８に設定し、ボクセル値が８以上のボクセル（心筋部に相当）のボクセル値を０、ボクセル値が８未満のボクセル（心腔部に相当）のボクセル値を１とする反転二値化処理を施したものとする。
【００２０】
二値化処理部１６で生成される二値化データを図２（Ａ）に示す。図２（Ａ）は心臓左室を含む三次元超音波画像データに対する二値化処理の結果を示すものである。図２（Ａ）の二値化画像データには、二値化処理部１６においてボクセル値１と判定された腔部分、つまり、左室部５０ａ、左房部５４ａおよび大動脈部５２ａが示されている。図２（Ａ）に示されるように、単純な二値化処理のみでは、左室部５０ａに左房部５４ａおよび大動脈部５２ａが連接して抽出されてしまい、左室部５０ａのみを抽出することができない。なお、左室部５０ａ、左房部５４ａおよび大動脈部５２ａ以外の部分は、ボクセル値０に相当する部分である。
【００２１】
二値化処理部１６には、仮設定された関心領域のパラメータである関心領域パラメータが入力される。この関心領域パラメータを利用した処理については後述する。二値化処理部１６により二値化処理された各ボクセルのボクセル値は、セレクタ（１）１８を介して収縮処理部２０に出力される。収縮処理部２０は、二値化処理された画像データに対して腔部分の収縮処理を施すものである。そこで、以下に収縮処理について説明する。なお、以下の説明において、図１に示した部分には図１の符号を付して説明する。
【００２２】
図３は、収縮処理および膨張処理を説明するための図である。図３（Ａ）に示される二値化画像データは、二値化処理部１６から出力される二値化画像データを二次元画像データにモデル化したものであり、各ボクセルがボクセル値１のボクセル６０ａとボクセル値０のボクセル６２ａとに分別されている。
【００２３】
収縮処理では、まず、二値化画像データ内において３×３ウィンドウが設定される。３×３ウィンドウとは中心ボクセル１個とその周囲に隣接する周囲ボクセル８個の合計９個のボクセルで構成される方形状のボクセル集合である。そして、設定された３×３ウィンドウ内の９個のボクセルのうち、ボクセル値０のボクセル６２ａが１個でも存在すれば、その３×３ウィンドウ内の中心ボクセルのボクセル値を０に設定する。また、３×３ウィンドウ内の９個のボクセルのうち、ボクセル値０のボクセル６２ａが１個も存在しなければ、その３×３ウィンドウ内の中心ボクセルのボクセル値を１に設定する。３×３ウィンドウは、二値化画像データ内の全てのボクセルを中心ボクセルとして走査され、各走査位置において中心ボクセルのボクセル値設定が行われる。
【００２４】
図３（Ｂ）に示される収縮処理画像データは、図３（Ａ）の二値化画像データに対して収縮処理を施した結果を示している。二値化画像データにおけるボクセル値１のボクセル６０ａの集合が、収縮処理画像データにおけるボクセル６０ｂの集合に対応している。二値化画像データと収縮処理画像データとを比較すると、収縮処理の結果、ボクセル値１のボクセル集合の周囲部分が削られていることがわかる。また、二値化画像データにおいて、ボクセル値１の集合の間に存在していた連結部分６４が収縮処理により消去されていることがわかる。
【００２５】
なお、収縮処理画像データにおいて、さらに３×３ウィンドウを走査して、各走査位置において中心ボクセルのボクセル値設定を行うことにより、収縮処理画像データに対して、再び収縮処理を行うことも可能である。つまり、収縮処理を複数回数繰り返して実行することも可能である。収縮処理を複数回数繰り返すことにより、ボクセル値１のボクセル集合の周囲部分がさらに削られていく。また、収縮処理において走査されるウィンドウは、例えば５×５ウィンドウ、つまり、中心ボクセル１個とその周囲に隣接する周囲ボクセル８個、さらにその周囲に隣接する１６個の合計２５個のボクセルで構成される方形状のボクセル集合などでもよい。さらに２×２ウィンドウや４×４ウィンドウなどの中心ボクセルが存在しないウィンドウであっても、ウィンドウ内の特定ボクセルを処理対象ボクセルとし、処理対象ボクセルに対してボクセル値設定を実施してもよい。また、収縮処理の判断基準となるウィンドウ内におけるボクセル値０のボクセル個数も１個に限定されない。つまり、ウィンドウ内のボクセルのうちボクセル値０のボクセルが２個以上存在すれば、そのウィンドウ内の中心ボクセルのボクセル値を０に設定し、ウィンドウ内のボクセルのうち、ボクセル値０のボクセルが２個より少ない場合、そのウィンドウ内の中心ボクセルのボクセル値を１に設定するなどでもよい。
【００２６】
以上、図３を利用して二次元の二値化画像データに対する収縮処理を説明したが、同様の原理を三次元の二値化画像データに適用することも可能である。三次元の二値化画像データに収縮処理を施す場合、例えば、３×３×３ウィンドウが利用される。３×３×３ウィンドウとは、中心ボクセル１個とその周囲に隣接する周囲ボクセル２６個の合計２７個のボクセルで構成される直方体形状のボクセル集合である。３×３×３ウィンドウを三次元の二値化画像データ内で走査して、各走査位置で中心ボクセルのボクセル値設定を行うことで、三次元画像データに対する収縮処理が施される。
【００２７】
図１に戻り、収縮処理部２０は、二値化処理部１６からセレクタ（１）１８を介して入力される二値化画像データ内の腔部分に対して、図３を利用して説明した収縮処理を施す。収縮処理が施された各データは三次元データメモリ（２）２２へ出力される。三次元データメモリ（２）２２へ記録された各データは、セレクタ（１）１８を介して、再び収縮処理部２０に読み込まれる構成になっている。制御部３８はセレクタ（１）１８を制御して、収縮処理が施された各データを再び収縮処理部２０へ入力して、収縮処理を所定回数繰り返して実行させる。
【００２８】
収縮処理部２０による収縮処理結果を図２（Ｂ）および（Ｃ）に示す。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の二値化画像データに対して腔部分の収縮処理を一度実行した結果を示している。また、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）の画像データに対して、さらに収縮処理を実行した結果を示している。図２の（Ａ）から（Ｃ）の順に、徐々に腔部分つまり図２（Ａ）の左室部５０ａ、大動脈部５２ａおよび左房部５４ａが小さく削られ、図２（Ｃ）では大動脈に相当する部分が消去されている。また、図２（Ｃ）では左室部５０ｃと左房部５４ｃが分離されている。
【００２９】
図１に戻り、ラベリング部２４は、収縮処理が所定回数繰り返して実施された各データを三次元データメモリ（２）２２から読み込んで、ラベリング処理を実施する。つまり、ラベリング部２４は、三次元データメモリ（２）２２から、三次空間内の各ボクセルのボクセル値を読み込み、収縮処理された後、腔データとして残っているボクセル（ボクセル値１のボクセル）の孤立集合を抽出し、抽出した各孤立領域に番号付けを行い、三次元データメモリ（３）２６に記録する。
【００３０】
最大腔選定部２８は、三次元データメモリ（３）２６に記録されたデータを読み込んで、番号付けが行われた複数の孤立領域から左室に相当する領域を選定する。左室は左房に比べて体積が大きいため、最大腔選定部２８は、孤立領域の中から最大体積のものを左室に相当する領域（注目孤立腔）として選定する。各孤立領域の体積は、例えば、孤立領域に含まれるデータ数に基づいて算出される。左房を抽出したい場合には、例えば、二番目に大きい体積のものを選択してもよい。
【００３１】
最大腔選定部２８は、自動ＯＮ／ＯＦＦ信号により自動ＯＦＦ、つまり自動選定を停止されている場合に、ユーザにより指定される指定座標に基づいて、左室に相当する孤立領域を選定する。ユーザによる指定座標の設定は、ユーザが表示部４６に表示されている超音波画像の正面図・側面図・上面図を見ながら、トラックボールなどのポインティングデバイスを利用して、正面図・側面図・上面図のいずれかにおいて左室内の１点を指定することで行われる。左室内の特定位置に指定座標が設定されると、最大腔選定部２８はその指定座標を含む孤立領域を左室に相当する孤立領域として選定する。なお、ユーザによる指定座標が孤立領域内に存在しない場合、最大腔選定部２８は指定座標の近傍において孤立領域を探索して、探索の結果得られた孤立領域を左室に相当する孤立領域とみなしてもよい。
【００３２】
ラベリング部２４によるラベリング処理結果を図２（Ｄ）に、最大腔選定部２８による最大腔選定結果を図２（Ｅ）にそれぞれ示す。図２（Ｄ）に示すラベリング処理結果では、図２（Ｃ）における左室５０ｃに対応する孤立領域５０ｄに番号「１」が付され、図２（Ｃ）における左房５４ｃに対応する孤立領域５４ｄに番号「２」が付されている。そして、図２（Ｅ）に示されるように、図２（Ｄ）において体積の大きい方の領域である番号「１」が付された孤立領域（符号５０ｄに対応する領域）が注目孤立腔として選定される。
【００３３】
図１に戻り、最大腔選定部２８により注目孤立腔が選定された後、各ボクセルのボクセル値は、セレクタ（２）３０を介して膨張処理部３２に出力される。膨張処理部３２は、注目孤立腔が選定された画像データに対して注目孤立腔部分の膨張処理を施すものである。そこで、以下に膨張処理について説明する。なお、以下の説明において、図１に示した部分には図１の符号を付して説明する。
【００３４】
図３は、収縮処理および膨張処理を説明するための図である。図３（Ａ）に示される二値化画像データ、および、図３（Ｂ）に示される収縮処理画像データは、収縮処理の説明において利用したものである。膨張処理では、まず、収縮処理画像データ内において３×３ウィンドウが設定される。３×３ウィンドウとは中心ボクセル１個とその周囲に隣接する周囲ボクセル８個の合計９個のボクセルで構成される方形状のボクセル集合である。そして、設定された３×３ウィンドウ内の９個のボクセルのうち、ボクセル値１のボクセル６０ｂが１個でも存在すれば、その３×３ウィンドウ内の中心ボクセルのボクセル値を１に設定する。また、３×３ウィンドウ内の９個のボクセルのうち、ボクセル値１のボクセル６０ｂが１個も存在しなければ、その３×３ウィンドウ内の中心ボクセルのボクセル値を０に設定する。３×３ウィンドウは、収縮処理画像データ内の全てのボクセルを中心ボクセルとして走査され、各走査位置において中心ボクセルのボクセル値設定が行われる。
【００３５】
図３（Ｃ）に示される膨張処理画像データは、図３（Ｂ）の収縮処理画像データに対して膨張処理を施した結果を示すものである。収縮処理画像データにおけるボクセル値１のボクセル６０ｂの集合が、膨張処理画像データにおけるボクセル６０ｃの集合に対応している。収縮処理画像データと膨張処理画像データとを比較すると、膨張処理の結果、ボクセル値１のボクセル集合の周囲部分が膨らんでいることがわかる。
【００３６】
なお、膨張処理画像データにおいて、さらに３×３ウィンドウを走査して、各走査位置において中心ボクセルのボクセル値設定を行うことにより、膨張処理画像データに対して、再び膨張処理を行うことも可能である。つまり、膨張処理を複数回数繰り返して実行することも可能である。膨張処理を複数回数繰り返すことにより、ボクセル値１のボクセル集合の周囲部分がさらに膨らんでいく。また、膨張処理において走査されるウィンドウは、例えば５×５ウィンドウ、つまり、中心ボクセル１個とその周囲に隣接する周囲ボクセル８個、さらにその周囲に隣接する１６個の合計２５個のボクセルで構成される方形状のボクセル集合でもよい。さらに２×２ウィンドウや４×４ウィンドウなどの中心ボクセルが存在しないウィンドウであっても、ウィンドウ内の特定ボクセルを処理対象ボクセルとし、処理対象ボクセルに対してボクセル値設定を実施してもよい。また、膨張処理の判断基準となるウィンドウ内におけるボクセル値１のボクセル個数も１個に限定されない。つまり、ウィンドウ内のボクセルのうちボクセル値１のボクセルが２個以上存在すれば、そのウィンドウ内の中心ボクセルのボクセル値を１に設定し、ウィンドウ内のボクセルのうち、ボクセル値１のボクセルが２個より少ない場合、そのウィンドウ内の中心ボクセルのボクセル値を０に設定するなどでもよい。
【００３７】
以上、図３を利用して二次元の画像データに対する膨張処理を説明したが、同様の原理を三次元の画像データに適用することも可能である。三次元の画像データに膨張処理を施す場合、例えば、３×３×３ウィンドウが利用される。３×３×３ウィンドウとは、中心ボクセル１個とその周囲に隣接する周囲ボクセル２６個の合計２７個のボクセルで構成される直方体形状のボクセル集合である。３×３×３ウィンドウを三次元の画像データ内で走査して、各走査位置で中心ボクセルのボクセル値設定を行うことで、三次元画像データに対する膨張処理が施される。
【００３８】
図１に戻り、膨張処理部３２は、最大腔選定部２８からセレクタ（２）３０を介して入力されるデータ内の注目孤立腔部分に対して、図３を利用して説明した膨張処理を施す。膨張処理が施された各データは三次元データメモリ（４）３４へ出力される。三次元データメモリ（４）３４へ記録された各データは、セレクタ（２）３０を介して、再び膨張処理部３２に読み込まれる構成になっている。制御部３８はセレクタ（２）３０を制御して、膨張処理が施された各データを再び膨張処理部３２へ入力して、膨張処理を所定回数繰り返して実行させる。
【００３９】
膨張処理部３２による膨張処理結果を図２（Ｆ）〜（Ｈ）に示す。図２（Ｆ）は、図２（Ｅ）の画像データに対して最大腔部分（注目孤立腔部分）の膨張処理を一度実行した結果を示している。また、図２（Ｇ）は図２（Ｆ）の画像データに対してさらに膨張処理を実行した結果を示し、図２（Ｈ）は図２（Ｇ）の画像データに対してさらに膨張処理を実行した結果を示している。図２の（Ｆ）から（Ｈ）の順に、徐々に注目孤立腔部分が膨張していることがわかる。
【００４０】
図１に戻り、左室抽出部３６は、膨張処理が所定回数繰り返して実施された各データを三次元データメモリ（４）３４から読み込む。また左室抽出部３６は、二値化処理される前の各データを三次元データメモリ（１）１４から読み込む。そして、左室抽出部３６は、三次元データメモリ（１）１４から読み込んだ各データの中から、膨張処理が施された注目孤立腔内部に相当する複数のデータを、左室データ集合として抽出する。
【００４１】
左室抽出部３６によるデータ抽出処理を、図２（Ｉ）を利用して説明する。左室抽出部３６は、二値化処理される前の各データの中から、図２（Ｈ）に示される膨張処理３回目の画像における注目孤立腔部分５０ｈ（左室に相当する部分）の内部に相当するデータ集合５０Ｉを抽出する。つまり、図２（Ｈ）に示される注目孤立腔部分５０ｈの外形を左室の関心領域（ＲＯＩ）として、関心領域内のデータのみを抽出する。その結果、図２（Ｉ）に示されるように、左房や大動脈部分が取り除かれて、左室に相当する部分（左室データ集合）が精度良く抽出される。
【００４２】
図２を利用して説明した左室データ集合の抽出処理では、収縮処理を二回、膨張処理を三回行った。収縮処理の回数と膨張処理の回数が同じであれば、膨張後に得られる注目孤立腔部分は、収縮前の左室部分とほぼ同じ大きさになる。上述した左室データ集合の抽出処理では、膨張処理の結果得られた注目孤立腔部分を関心領域として利用するために、収縮前の左室部分よりやや大きめになるように、収縮処理よりも膨張処理を１回多く行っている。膨張処理の回数は、収縮処理の回数よりも２回あるいは３回多くするなどでもよい。
【００４３】
左室データ集合の抽出処理は各時相毎に行われる。つまり、図２の（Ａ）〜（Ｉ）を利用して説明した左室データ集合の抽出処理は、各ボリューム毎に、あるいは、各フレーム毎に行われる。
【００４４】
表示画像形成部４０は、左室抽出部３６において抽出された左室データ集合に基づいて、心臓左室の表示画像を形成する。表示画像の形成には、例えば、特開平１０−３３５３８号公報に詳述される画像形成手法（ボリュームレンダリング法）を利用する。また、表示画像形成部４０は、三次元データメモリ（１）１４から二値化処理前の各ボクセル値を利用して送受波空間内全体の画像を形成し、左室抽出部３６において抽出された心臓左室部分にハイライト処理などを施した画像を形成してもよい。
【００４５】
エラー判定部４２は、左室抽出部３６において左室が的確に抽出されているか否かを判定するものである。左室が的確に抽出されない原因としては、例えば、収縮処理の際に左房と分離しきれなかった場合や、超音波を送受波してボクセル値を取得した際に心筋組織内に反射エコーの弱い部分が存在して左室の外形が大きく崩れて取得されてしまった場合などが考えられる。また、超音波の送受波空間内に反射エコーの弱い領域が大きく、左室腔よりも大きな腔領域となって取得されてしまう場合も考えられる。そのため、エラー判定部４２は、仮設定された関心領域を利用して左室が的確に抽出されているか否かを判断する。
【００４６】
図４は、エラー判定部４２において利用される仮の関心領域を説明するための図であり、左室部７０および左房部７２の超音波画像を示している。仮の関心領域７６は左室部７０を概ね取り囲むように設定される。仮の関心領域７６の設定パラメータは二値化処理部１６に入力され、二値化処理部１６は仮の関心領域７６内部のデータについてのみを二値化処理の対象とする。つまり、二値化処理以降の処理を仮の関心領域７６の内部のデータに限定することで、心筋部に存在するエコーの弱い領域７４を処理対象から除外することができる。
【００４７】
また、エラー判定部４２は、左室抽出部３６において左室に相当する部分と判断された左室データ集合と、仮の関心領域７６の外縁とが重なっている部分の面積に基づいて、収縮処理による左室と左房との分離が的確に行われているか否かを判定する。
【００４８】
図５は、エラー判定部４２において行われる分離の判定動作を説明するための図である。左室と左房の分離が的確に行われていない場合、左室抽出部３６において左室に相当する部分と判断された左室データ集合８０には、本来左房に相当する部分が含まれてしまう。一方、仮の関心領域７６は概ね左室部分のみを取り囲むように設定されているため、左室データ集合８０に左房部分が含まれていれば、左室データ集合８０と仮の関心領域７６の外縁との重なり部分８２が存在する。そこで、エラー判定部４２は、左室データ集合８０と仮の関心領域７６の外縁とが重なっている部分８２の面積が、例えば、仮の関心領域７６の外縁面積の１０パーセント以上の場合には、正しい分離が行えなかったものと判断する。エラー判定部４２は、左室と左房との分離が的確に行われていないと判定した場合、表示部４６に抽出エラー表示を行う。なお、左室データ集合８０および仮の関心領域７６が二次元画像に対応する場合、左室データ集合８０と仮の関心領域７６の外縁とが重なっている部分８２の線分長を判断基準として、線分長が仮の関心領域７６の周囲長の１０パーセント以上の場合には、正しい分離が行えなかったものと判断してもよい。
【００４９】
体積演算部４４は、左室抽出部３６で抽出された左室データ集合のデータ数（ボクセル数）を計数して左室体積を演算する。左室抽出部３６において左室に相当する部分のみが抽出されているため、左房や大動脈など、左室に連なって形成されている腔組織部分を排除して、ほぼ純粋な左室のみの体積を演算することができる。さらに、演算された体積に基づいて、心拍出量や駆出率、左室の体積重心演算などを行ってもよい。
【００５０】
また、左室抽出部３６において各時相ごとに左室データ集合を抽出して、抽出した左室データ集合に基づいて左室内腔の表面形状の変位を計測することで、左室の収縮膨張運動を観察することも可能である。左室部分が正確に抽出されているため、左室の異常部、例えば心筋梗塞部位などの診断を精度よく行うことが可能になる。
【００５１】
本発明に係る超音波診断装置の診断対象は心臓左室に限定されるものではなく、心臓の他の内腔を対象としてもよい。また、腫瘍組織などの心臓以外の組織を対象としてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る超音波診断装置により、正確に注目組織を抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の超音波診断装置内の各部で実施される処理を説明するための図である。
【図３】収縮処理および膨張処理を説明するための図である。
【図４】仮の関心領域を説明するための図である。
【図５】左室左房の分離判定動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１６  二値化処理部、２０  収縮処理部、２４  ラベリング部、２８  最大腔選定部、３２  膨張処理部、３６  左室抽出部。
【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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