(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の心臓に対して送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿って生成された複数の３次元画像それぞれから、当該被検体の心臓における梗塞領域を含む断面を抽出する画像処理装置であって、
前記被検体の心臓を含む前記複数の３次元画像それぞれにおいて、当該被検体の心臓の長軸を含む断面の中から、前記梗塞領域と交わる領域の面積が最大となる断面である長軸断面を抽出する長軸断面抽出手段と、
前記複数の３次元画像それぞれにおいて、前記長軸断面抽出手段によって抽出された前記長軸断面に含まれる梗塞領域に設定した所定の直線を含む断面の中から、前記長軸と最も垂直に近い角度で交わる断面である短軸断面を抽出する短軸断面抽出手段と、
所定の表示部において、前記短軸断面抽出手段によって抽出された前記短軸断面を、または、前記長軸断面抽出手段によって抽出された前記長軸断面および前記短軸断面抽出手段によって抽出された前記短軸断面を時系列に沿って表示するように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記長軸断面抽出手段によって抽出された前記長軸断面に含まれる梗塞領域の大きさを算出する算出手段をさらに備え、
前記表示制御手段は、前記所定の表示部において、前記算出手段によって算出された前記長軸断面に含まれる梗塞領域の大きさを、当該長軸断面とともに表示するように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記短軸断面抽出手段によって抽出された前記短軸断面に含まれる梗塞領域の大きさをさらに算出し、
前記表示制御手段は、前記所定の表示部において、前記算出手段によって算出された前記短軸断面に含まれる梗塞領域の大きさを、当該短軸断面とともに表示するように制御することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
被検体の心臓に対して送信した超音波の反射波に基づいて、当該被検体の心臓を含む複数の３次元画像を時系列に沿って生成する超音波診断装置であって、
前記複数の３次元画像それぞれに含まれる前記被検体の心臓における長軸を抽出する長軸抽出手段と、
前記複数の３次元画像それぞれに含まれる前記被検体の心臓における梗塞領域を抽出する梗塞領域抽出手段と、
前記複数の３次元画像それぞれにおいて、前記長軸抽出手段によって抽出された前記長軸を含む断面の中から、前記梗塞領域抽出手段によって抽出された前記梗塞領域と交わる領域の面積が最大となる断面である長軸断面を抽出する長軸断面抽出手段と、
前記複数の３次元画像それぞれにおいて、前記長軸断面抽出手段によって抽出された前記長軸断面に含まれる梗塞領域に設定した所定の直線を含む断面の中から、前記長軸と最も垂直に近い角度で交わる断面である短軸断面を抽出する短軸断面抽出手段と、
所定の表示部において、前記短軸断面抽出手段によって抽出された前記短軸断面を、または、前記長軸断面抽出手段によって抽出された前記長軸断面および前記短軸断面抽出手段によって抽出された前記短軸断面を時系列に沿って表示するように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
被検体の心臓に対して送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿って生成された複数の３次元画像それぞれから、当該被検体の心臓における梗塞領域を含む断面を抽出する断面抽出方法をコンピュータに実行させる断面抽出プログラムであって、
前記被検体の心臓を含む前記複数の３次元画像それぞれにおいて、当該被検体の心臓の長軸を含む断面の中から、前記梗塞領域と交わる領域の面積が最大となる断面である長軸断面を抽出する長軸断面抽出手順と、
前記複数の３次元画像それぞれにおいて、前記長軸断面抽出手順によって抽出された前記長軸断面に含まれる梗塞領域に設定した所定の直線を含む断面の中から、前記長軸と最も垂直に近い角度で交わる断面である短軸断面を抽出する短軸断面抽出手順と、
所定の表示部において、前記短軸断面抽出手順によって抽出された前記短軸断面を、または、前記長軸断面抽出手順によって抽出された前記長軸断面および前記短軸断面抽出手順によって抽出された前記短軸断面を時系列に沿って表示するように制御する表示制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする断面抽出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像処理装置、超音波診断装置および断面抽出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、心臓疾患は、「がん」および「脳血管疾患（脳卒中）」とともに、日本人における三大死因の一つに挙げられている。また、近年、人口年齢構成の高齢化にともない、心臓疾患を発症する患者数は、増加傾向にある。
【０００３】
心臓疾患は、心筋の酸素欠乏によって発症する病気であり、代表的なものとして、狭心症と心筋梗塞とがある。狭心症は、心筋に血液を送って酸素を供給する冠動脈の異常により心筋が一過性の虚血状態となり、胸痛や胸部圧迫感などの症状が起こるものであり、心筋梗塞は、冠動脈が完全に閉塞したり、冠動脈が著しく狭窄したりすることにより、心筋が壊死した状態となり、不整脈などの心機能低下が起こるものであり、心筋の梗塞範囲によっては、突然死に至る場合がある。
【０００４】
従って、心臓疾患による死亡を予防するためには、心筋梗塞が起きているかを診断し、心筋梗塞が起きているならば、心筋の梗塞領域を正確に把握して、心筋梗塞の原因となっている冠動脈の閉塞部位や狭窄部位を特定して治療を行なうことが重要となる。
【０００５】
心筋の梗塞領域を診断する方法としては、心臓負荷試験（心ストレス試験）と超音波診断装置による撮影とを組み合わせた診断方法が知られている。ここで、心臓負荷試験は、運動や薬剤によって被検体の心臓に負荷をかけることで、心臓の動きを激しくさせるものであり、冠動脈に何らかの異常がある場合、激しくなった心臓の動きに対応した酸素供給が不十分となり、平常時には現れない心臓の変化を顕在化することができる。
【０００６】
すなわち、この診断方法においては、心臓負荷試験を行なう前後で、超音波診断装置により被検体の心臓が時系列に沿ってそれぞれ撮影され、撮影された画像間で心壁の運動状態を比較および評価される。そして、心臓負荷試験後に撮影された画像において、動きが激しくなった正常な心筋と比較して動きが少ない心筋の領域が、梗塞領域として特定され、特定された梗塞領域を撮影された画像上で表示することで、梗塞領域の可視化が行なわれ、医師は、可視化された梗塞領域を参照して、診断を行なう。
【０００７】
このような心壁運動評価および梗塞領域可視化のための画像処理は、従来、超音波診断装置が撮影した２次元画像に対して行なわれていたが、近年、２次元超音波プローブを用いて立体的な画像（３次元画像）を時系列に沿った動画（４次元画像）として撮影する超音波診断装置（例えば、特許文献１を参照）が実用化されていることにともない、３次元画像に対してこれらの画像処理を行なうことが実用段階に入っている。
【０００８】
しかし、実際の診断において、梗塞領域が可視化された４次元画像がそのまま参照して使用されることはない。一般的には、医師は、梗塞領域が可視化されて表示されている４次元画像から注目する３次元画像を選択し、選択した３次元画像において、さらに注目する断面（例えば、梗塞領域が広く含まれている断面）を設定する。超音波診断装置、あるいは、画像処理装置は、時系列に沿った複数の３次元画像それぞれから、設定された断面に対応する２次元画像を抽出して、これら抽出された２次元画像を時系列に沿った動画（２次元動画像）として表示する。そして、医師は、表示された動画を参照して心筋の梗塞領域を診断する。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１３２６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記した従来の技術は、心筋梗塞の診断が正確かつ迅速に行なえないという課題があった。
【００１１】
超音波診断装置によって撮影された画像から作成された２次元動画像を用いて心臓の梗塞を観察する際に、医師が注目するのは、「梗塞領域の位置」とともに、「梗塞領域の大きさ」である。梗塞領域の位置や大きさを正確に観察するためには、診断に用いられる２次元動画像を構成する複数の２次元画像それぞれにおいて、梗塞領域が、確実に表示されていることが重要である。しかし、心臓は拍動しており、上下運動や捩れを繰り返しているため、上記のように、断面を一つの方向に設定して固定してしまうと、撮影された複数の３次元画像から抽出される２次元画像において、梗塞領域が外れてしまう場合があり、梗塞領域が外れて表示される２次元動画像を参照しても、医師は、心筋梗塞の診断を正確に行なえない。
【００１２】
これに対処するためには、時系列に沿った３次元画像それぞれにおいて梗塞領域を広く含む断面を手動で設定して２次元画像を抽出し、これを２次元動画像として表示する必要がある。このため、梗塞領域の位置を的確に把握することができる２次元動画像を表示するために、時間がかかり、医師は、心筋梗塞の診断を迅速に行なえない。
【００１３】
また、２次元画像それぞれに表示されている梗塞領域の大きさを測定する際には、計測機器を用いた手動による測定を行なう必要がある。このため、梗塞領域の大きさを測定するために、時間がかかり、医師は、心筋の梗塞領域を迅速に診断することができない。
【００１４】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、心筋梗塞の診断を正確かつ迅速に行なうことが可能になる画像処理装置、超音波診断装置および断面抽出プログラム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】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、被検体の心臓に対して送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿って生成された複数の３次元画像それぞれから、当該被検体の心臓における梗塞領域を含む断面を抽出する画像処理装置であって、前記被検体の心臓を含む前記複数の３次元画像それぞれにおいて、当該被検体の心臓の長軸を含む断面の中から、前記梗塞領域と交わる領域の面積が最大となる断面である長軸断面を抽出する長軸断面抽出手段と、所定の表示部において、前記長軸断面抽出手段によって抽出された前記長軸断面を時系列に沿って表示するように制御する表示制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、被検体の心臓に対して送信した超音波の反射波に基づいて、当該被検体の心臓を含む複数の３次元画像を時系列に沿って生成する超音波診断装置であって、前記複数の３次元画像それぞれに含まれる前記被検体の心臓における長軸を抽出する長軸抽出手段と、前記複数の３次元画像それぞれに含まれる前記被検体の心臓における梗塞領域を抽出する梗塞領域抽出手段と、前記複数の３次元画像それぞれにおいて、前記長軸抽出手段によって抽出された前記長軸を含む断面の中から、前記梗塞領域抽出手段によって抽出された前記梗塞領域と交わる領域の面積が最大となる断面である長軸断面を抽出する長軸断面抽出手段と、所定の表示部において、前記長軸断面抽出手段によって抽出された前記長軸断面を時系列に沿って表示するように制御する表示制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、被検体の心臓に対して送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿って生成された複数の３次元画像それぞれから、当該被検体の心臓における梗塞領域を含む断面を抽出する断面抽出方法をコンピュータに実行させる断面抽出プログラムであって、前記被検体の心臓を含む前記複数の３次元画像それぞれにおいて、当該被検体の心臓の長軸を含む断面の中から、前記梗塞領域と交わる領域の面積が最大となる断面である長軸断面を抽出する長軸断面抽出手順と、所定の表示部において、前記長軸断面抽出手順によって抽出された前記長軸断面を時系列に沿って表示するように制御する表示制御手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、心筋梗塞の診断を正確かつ迅速に行なうことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像処理装置、超音波診断装置および断面抽出プログラムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、この発明に係る断面抽出プログラムを含んで構成される画像処理装置を実施例として説明する。
【実施例】
【００２０】
まず、本実施例における画像処理装置の構成について説明する。図１は、本実施例における画像処理装置の構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施例における画像処理装置１０は、入力部１１と、出力部１２と、通信部１３と、入出力制御Ｉ／Ｆ部１４と、記憶部１５と、処理部１６とから構成され、さらに、超音波診断装置２０と接続される。
【００２１】
超音波診断装置２０は、複数の超音波振動子がマトリックス（格子）状に配置された２次元超音波プローブを備え、時系列に沿った３次元画像が生成可能な装置であり、本実施例においては、超音波診断装置２０は、２次元超音波プローブから被検体の心臓に対して送信された超音波の反射波に基づいて、当該被検体の心臓を含む複数の３次元画像を時系列に沿って生成する。
【００２２】
なお、本実施例における超音波診断装置２０は、被検体の心臓を含む３次元画像から、心筋の梗塞領域および心臓の解剖学的長軸を抽出する機能を備えている。具体的には、本実施例における超音波診断装置２０は、心臓負荷試験前の平常時における心臓を撮影して、時系列に沿った複数の３次元画像を生成し、心臓負荷試験後の拍動が激しくなった心臓を撮影して、時系列に沿った複数の３次元画像を生成する。そして、心臓負荷試験前の心臓を含む複数の３次元画像と比較して、心臓負荷試験後の心臓を含む複数の３次元画像それぞれにおいて、動きが少ない心筋の領域を梗塞領域としてそれぞれ抽出する。
【００２３】
さらに、本実施例における超音波診断装置２０は、例えば、心臓負荷試験後の心臓を含む複数の３次元画像それぞれにおいて、心壁の輪郭と左右の心臓弁とを抽出し、この左右の心臓弁それぞれの付け根を結ぶ線分の中点からの距離が最大となる心壁上の点を特定する。そののち、本実施例における超音波診断装置２０は、心臓負荷試験後の心臓を含む複数の３次元画像それぞれにおいて、中点と特定された心壁上の点とを通る直線を、心臓の解剖学的な長軸（以下、「長軸」と省略して記す場合がある）として抽出する。
【００２４】
そして、本実施例における超音波診断装置２０は、抽出された長軸および梗塞領域それぞれを、対応する３次元画像（ボリュームデータ）それぞれの座標空間に配置し、長軸および梗塞領域が配置された複数の３次元画像を時系列に沿って記憶する。
【００２５】
ここで、本実施例における画像処理装置１０は、上述した超音波診断装置２０が記憶する「長軸と梗塞領域とが抽出された心臓負荷試験後の心臓を含む時系列に沿った複数の３次元画像」それぞれから、被検体の心臓における梗塞領域を含む断面画像（２次元画像）を抽出することを概要とし、心筋梗塞の診断を正確かつ迅速に行なうことが可能になることに主たる特徴がある。なお、以下では、「長軸と梗塞領域とが抽出された心臓負荷試験後の心臓を含む時系列に沿った複数の３次元画像」を、「時系列に沿った複数の３次元画像」と省略して記述する場合がある。
【００２６】
この主たる特徴について、図１とともに、図２〜図９を用いて説明する。図２は、３次元画像記憶部を説明するための図であり、図３は、長軸断面抽出部の処理を説明するための図であり、図４および図５は、長軸断面抽出部によって抽出される長軸断面を説明するための図であり、図６は、梗塞サイズ算出部を説明するための図であり、図７および図８は、短軸断面抽出部によって抽出される短軸断面を説明するための図であり、図９は、短軸断面抽出部の変形例を説明するための図である。
【００２７】
入力部１１は、各種情報を入力し、マウスやキーボードなどを備え、特に本発明に密接に関連するものとしては、画像処理装置１０の操作者（例えば、超音波診断装置２０によって撮影された画像を読影して診断を行なう医師）からの断面画像表示要求を受け付けて入力する。
【００２８】
出力部１２は、各種情報を出力し、モニタやスピーカなどを備え、特に本発明に密接に関連するものとしては、後述する長軸断面抽出部１６ａ、梗塞サイズ算出部１６ｂおよび短軸断面抽出部１６ｃによる処理結果を、後述する表示制御部１６ｄによる制御に基づいて、モニタに表示する。
【００２９】
通信部１３は、他の装置と通信を行い、特に本発明に密接に関連するものとしては、超音波診断装置２０から、「時系列に沿った複数の３次元画像」を受信し、受信した「時系列に沿った複数の３次元画像」を、後述する３次元画像記憶部１５ａに、入出力制御Ｉ／Ｆ部１４を介して転送する。
【００３０】
入出力制御Ｉ／Ｆ部１４は、入力部１１、出力部１２および通信部１３と、記憶部１５および処理部１６との間におけるデータ転送を制御する。
【００３１】
記憶部１５は、処理部１６による処理に用いられるデータや、処理部１６による処理結果を記憶し、特に本発明に密接に関連するものとしては、図１に示すように、３次元画像記憶部１５ａと、抽出断面記憶部１５ｂと、梗塞サイズ記憶部１５ｃとを備える。
【００３２】
３次元画像記憶部１５ａは、超音波診断装置２０から受信した「時系列に沿った複数の３次元画像」を記憶する。
【００３３】
例えば、図２に示すように、３次元画像記憶部１５ａは、「左右の心臓弁の付け根を結んだ線分」および「心壁の輪郭」に基づいて抽出された「長軸」と、心臓負荷試験前の平常時における心臓を含む複数の３次元画像と比較して抽出された「梗塞領域」とが座標空間に配置されたボリュームデータである「時系列に沿った複数の３次元画像」を記憶する。
【００３４】
抽出断面記憶部１５ｂは、後述する長軸断面抽出部１６ａによって抽出され生成された長軸断面のデータと、後述する短軸断面抽出部１６ｃによって抽出され生成された短軸断面のデータとを記憶し、梗塞サイズ記憶部１５ｃは、後述する梗塞サイズ算出部１６ｂが算出した梗塞領域のサイズを記憶する。なお、これらについては後述する。
【００３５】
処理部１６は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行し、特に本発明に密接に関連するものとしては、図１に示すように、長軸断面抽出部１６ａと、梗塞サイズ算出部１６ｂと、短軸断面抽出部１６ｃと、表示制御部１６ｄとを備える。ここで、長軸断面抽出部１６ａは、特許請求の範囲に記載の「長軸断面抽出手段」に対応し、梗塞サイズ算出部１６ｂは、同じく「算出手段」に対応し、短軸断面抽出部１６ｃは、同じく「短軸断面抽出手段」に対応し、表示制御部１６ｄは、同じく「表示制御手段」に対応する。
【００３６】
長軸断面抽出部１６ａは、３次元画像記憶部１５ａが記憶するボリュームデータを用いて、被検体の心臓を含む複数の３次元画像それぞれにおいて、当該被検体の心臓の長軸を含む断面の中から、梗塞領域と交わる領域の面積が最大となる長軸断面を抽出する。具体的には、長軸断面抽出部１６ａは、入力部１１を介して、断面画像表示要求を受け付けると、例えば、図３に示す処理の流れに従って、３次元画像記憶部１５ａが記憶する複数の３次元画像それぞれにおいて長軸断面を抽出する。
【００３７】
図３に示すように、長軸断面抽出部１６ａは、断面画像表示要求を受け付けると（ステップＳ３０１肯定）、まず、３次元画像において抽出され配置されている長軸と、３次元画像において抽出され配置されている梗塞領域において任意に設定された点とを含む断面を、探索面として決定する（ステップＳ３０２）。なお、梗塞領域において設定される点は、３次元画像における梗塞領域の重心を用いる場合であっても、画像処理装置１０の操作者が、出力部１２が備えるモニタにて表示されている３次元画像それぞれにおける梗塞領域を参照して、入力部１１を介して指定した点を用いる場合であってもよい。
【００３８】
そして、長軸断面抽出部１６ａは、探索面と梗塞領域との交面の面積を算出し（ステップＳ３０３）、探索面を、長軸を中心として時計周りに所定の微小角度ほど回転させ、回転させた断面を新たな探索面として決定する（ステップＳ３０４）。なお、ステップＳ３０３にて算出された交面の面積は、図１にて図示していないメモリに格納される。
【００３９】
続いて、長軸断面抽出部１６ａは、新たな探索面が、梗塞領域と交わっているか否かを判定し（ステップＳ３０５）、新たな探索面が、梗塞領域と交わっている場合（ステップＳ３０５肯定）、ステップＳ３０３における交面の面積算出処理と、ステップＳ３０４における新たな探索面の決定処理とを行ない、こののち、再度、ステップＳ３０５における判定処理とを行なう。
【００４０】
これに反して、新たな探索面が、梗塞領域と交わっていない場合（ステップＳ３０５否定）、長軸断面抽出部１６ａは、ステップＳ３０２において最初に決定された探索面を、長軸を中心として反時計周りに所定の微小角度ほど回転させ、回転させた断面を新たな探索面として決定し（ステップＳ３０６）、新たな探索面が、梗塞領域と交わっているか否かを判定する（ステップＳ３０７）。
【００４１】
ここで、新たな探索面が、梗塞領域と交わっている場合（ステップＳ３０７肯定）、長軸断面抽出部１６ａは、探索面と梗塞領域との交面の面積を算出し（ステップＳ３０８）、探索面を、長軸を中心として反時計周りに所定の微小角度ほど回転させ、回転させた断面を新たな探索面として決定する（ステップＳ３０９）。こののち、再度、ステップＳ３０７における判定処理が行われる。なお、ステップＳ３０８にて算出された交面の面積は、ステップＳ３０３にて算出された交面の面積と同様に、図１にて図示していないメモリに格納される。
【００４２】
これに反して、新たな探索面が、梗塞領域と交わっていない場合（ステップＳ３０７否定）、長軸断面抽出部１６ａは、ステップＳ３０３およびステップＳ３０８において算出され、図示しないメモリに格納されている面積が最大となる探索面を長軸断面として抽出し（ステップＳ３１０）、処理を終了する。また、図３に示す処理は、対象となる３次元画像すべてに対して行なわれる。なお、本実施例では、新たな探索面として、長軸を中心に時計回りに回転させた断面を用いた後に、長軸を中心に反時計回りに回転させた断面を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、新たな探索面として、長軸を中心に反時計回りに回転させた断面を用いた後に、長軸を中心に時計回りに回転させた断面を用いる場合であってもよい。
【００４３】
このように、上述した処理により、長軸断面抽出部１６ａは、図４に示すように、複数の３次元画像それぞれにおいて梗塞領域との交面が最大となった探索面を長軸断面として抽出する。なお、図４においては、長軸断面と心壁の輪郭との交線もあわせて示している。
【００４４】
さらに、長軸断面抽出部１６ａは、図５に示すように、抽出された長軸断面に含まれる長軸と梗塞領域の断面との情報が、２次元座標に配置された２次元画像を生成し、その結果を、抽出断面記憶部１５ｂに格納する。すなわち、長軸断面抽出部１６ａは、「時系列に沿った複数の３次元画像」に対応する「時系列に沿った複数の長軸断面としての２次元画像」を生成する。
【００４５】
図１に戻って、梗塞サイズ算出部１６ｂは、抽出断面記憶部１５ｂが記憶する「時系列に沿った複数の長軸断面としての２次元画像」に含まれる梗塞領域の大きさをそれぞれ算出する。
【００４６】
具体的には、梗塞サイズ算出部１６ｂは、まず、図６の（Ａ）に示すように、長軸断面に含まれる梗塞領域の断面における基準点を、距離変換、重心算出などの既知の手法によって算出して決定する。
【００４７】
そして、梗塞サイズ算出部１６ｂは、決定された基準点を用いて、長軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さを算出する。例えば、梗塞サイズ算出部１６ｂは、図６の（Ｂ）に示すように、梗塞領域の断面内の点から、基準点から遠い順に２つの点を選択し、選択した２つの点それぞれと基準点とを結ぶ２つの線分の長さの合計値を、長手方向の長さとして算出する。
【００４８】
また、梗塞サイズ算出部１６ｂは、図６の（Ｃ）の上側に示すように、基準点を中心とした円を想定し、想定する円の直径を順次広げていった際に、円が、心壁の輪郭と最初に接した点Ａを求める。そして、梗塞サイズ算出部１６ｂは、図６の（Ｃ）の下側に示すように、基準点と点Ａとを通る直線のうち、梗塞領域断面にある線分の長さを、短手方向の長さとして算出する。ここで、短手方向の長さは、梗塞領域の厚さとして考えることができる。
【００４９】
このように、梗塞サイズ算出部１６ｂは、複数の長軸断面に含まれる梗塞領域の大きさをそれぞれ算出し、その結果を、梗塞サイズ記憶部１５ｃに格納する。
【００５０】
図１に戻って、短軸断面抽出部１６ｃは、３次元画像記憶部１５ａが記憶する複数の３次元画像それぞれにおいて、梗塞サイズ算出部１６ｂが長軸断面における梗塞領域断面の短手方向の長さを算出する際に用いた「基準点と点Ａとを通る直線」を含む断面の中から、心臓の解剖学的な長軸と最も垂直に近い角度で交わる断面である短軸断面をそれぞれ抽出する。
【００５１】
具体的には、短軸断面抽出部１６ｃは、３次元画像記憶部１５ａが記憶する複数の３次元画像それぞれにおいて、図７に示すように、長軸断面にて抽出された「基準点と点Ａとを通る直線」を含む断面を、短軸断面を抽出するための探索面として設定する。例えば、「基準点と点Ａとを通る直線」を含み、かつ、長軸断面でない断面から任意に選択した面を、最初の探索面として設定し、設定した探索面と長軸とがなす角度を算出する。角度を算出した後は、最初の探索面を「基準点と点Ａとを通る直線」を中心として所定の微小角度ほど回転させ、回転させた断面を新たな探索面とし、同様に、新たな探索面と長軸とがなす角度を算出する。この処理を繰り返して実行し、算出された角度が最大、すなわち最も垂直に近い角度となる探索面を短軸断面として抽出する。
【００５２】
さらに、短軸断面抽出部１６ｃは、図８に示すように、抽出された短軸断面に含まれる梗塞領域の断面の情報が、２次元座標に配置された２次元画像を生成し、その結果を、抽出断面記憶部１５ｂに格納する。すなわち、短軸断面抽出部１６ｃは、「時系列に沿った複数の３次元画像」に対応する「時系列に沿った複数の短軸断面としての２次元画像」を生成する。
【００５３】
図１に戻って、梗塞サイズ算出部１６ｂは、抽出断面記憶部１５ｂが記憶する「時系列に沿った複数の短軸断面としての２次元画像」に含まれる梗塞領域の大きさをそれぞれ算出する。例えば、梗塞サイズ算出部１６ｂは、図６を用いて説明した処理を、短軸断面においても同様に行なって、短軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さの算出を行ない、その結果を、梗塞サイズ記憶部１５ｃに格納する。
【００５４】
なお、本実施例では、１つの短軸断面を抽出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の短軸断面を抽出する場合であってもよい。例えば、短軸断面抽出部１６ｃは、図９の（Ａ）に示すように、長軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さを算出する際に用いた２つの線分それぞれを等分する２つの点を求め、図９の（Ｂ）に示すように、求めた点を通り、対応する線分と直交する直線それぞれを含む断面を、短軸断面を探索するための探索面として設定し、設定された２つの探索面それぞれを起点に、新たに２つの短軸断面を抽出して、２次元画像を生成する場合であってもよい。
【００５５】
図１に戻って、表示制御部１６ｄは、抽出断面記憶部１５ｂが記憶する時系列に沿った複数の長軸断面および短軸断面としての２次元画像を、梗塞サイズ記憶部１５ｃが記憶する「長軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さ」および「短軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さ」とともに、出力部１２が備えるモニタにて表示するように制御する。そして、出力部１２が備えるモニタにて、梗塞領域の大きさ（サイズ）とともに表示された長軸断面および短軸断面の時系列に沿った２次元画像（２次元動画像）を参照して、医師は診断を行なう。
【００５６】
次に、図１０を用いて、本実施例における画像処理装置１０の処理について説明する。図１０は、本実施例における画像処理装置の処理を説明するための図である。
【００５７】
図１０に示すように、本実施例における画像処理装置１０は、断面画像表示要求を受け付けると（ステップＳ１００１肯定）、長軸断面抽出部１６ａは、３次元画像記憶部１５ａが記憶する複数の３次元画像それぞれにおいて、長軸断面を抽出して、長軸断面としての２次元画像を生成する（ステップＳ１００２）。なお、長軸断面抽出部１６ａは、生成した長軸断面としての２次元画像を、長軸および梗塞領域断面の情報とともに抽出断面記憶部１５ｂに格納する。
【００５８】
そして、梗塞サイズ算出部１６ｂは、「時系列に沿った複数の長軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さ」をそれぞれ算出する（ステップＳ１００３）。なお、梗塞サイズ算出部１６ｂは、算出した「長軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さ」を、梗塞サイズ記憶部１５ｃに格納する。
【００５９】
続いて、短軸断面抽出部１６ｃは、３次元画像記憶部１５ａが記憶する複数の３次元画像それぞれにおいて、短軸断面を抽出して、短軸断面としての２次元画像を生成する（ステップＳ１００４）。なお、短軸断面抽出部１６ｃは、生成した短軸断面としての２次元画像を、梗塞領域断面の情報とともに抽出断面記憶部１５ｂに格納する。
【００６０】
そののち、梗塞サイズ算出部１６ｂは、時系列に沿った複数の「短軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さ」をそれぞれ算出する（ステップＳ１００５）。なお、梗塞サイズ算出部１６ｂは、算出した「短軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さ」を、梗塞サイズ記憶部１５ｃに格納する。
【００６１】
そののち、梗塞サイズ算出部１６ｂは、抽出断面記憶部１５ｂが記憶する複数の時系列に沿った長軸断面および短軸断面の２次元画像を、梗塞サイズ記憶部１５ｃが記憶する「長軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さ」および「短軸断面に含まれる梗塞領域断面の長手方向の長さおよび短手方向の長さ」とともに、出力部１２が備えるモニタにて表示するように制御し（ステップＳ１００６）、処理を終了する。
【００６２】
上述してきたように、本実施例では、長軸断面抽出部１６ａは、３次元画像記憶部１５ａが記憶する被検体の心臓を含む時系列に沿った複数の３次元画像それぞれにおいて、当該被検体の心臓の長軸を含む断面の中から、梗塞領域と交わる領域の面積が最大となる長軸断面を抽出し、梗塞サイズ算出部１６ｂは、長軸断面に含まれる梗塞領域の大きさを算出する。そして、短軸断面抽出部１６ｃは、時系列に沿った複数の３次元画像それぞれにおいて、長軸断面に含まれる梗塞領域の大きさを算出する際に用いた直線を含む断面の中から、長軸と最も垂直に近い角度で交わる断面である短軸断面を抽出し、梗塞サイズ算出部１６ｂは、短軸断面に含まれる梗塞領域の大きさを算出する。続いて、表示制御部１６ｄは、長軸断面と当該長軸断面に含まれる梗塞領域の大きさ、および、短軸断面と当該短軸断面に含まれる梗塞領域の大きさを、時系列に沿って出力部１２が備えるモニタにて表示するように制御するので、心臓の拍動に追従して３次元画像から自動的に心筋の梗塞領域を的確に含む２次元画像を抽出して動画表示することができ、上記した主たる特徴のように、心筋梗塞の診断を正確かつ迅速に行なうことが可能になる。
【００６３】
すなわち、長軸断面および短軸断面には、対応する３次元画像に含まれる梗塞領域を的確に捉えた断面が必ず含まれており、長軸断面の動画、および、短軸断面の動画を参照することで、医師は、「梗塞領域の位置」を把握して梗塞の原因となる冠動脈を特定して治療方針を決定することができるので、心筋梗塞の診断を正確に行なうことができる。さらに、３次元画像それぞれで梗塞領域を捉えた断面を手動設定して断面の動画を作成する必要がないので、医師は、速やかに動画を参照して読影して、心筋梗塞の診断を迅速に行なうことができる。
【００６４】
また、長軸断面および短軸断面に含まれる「梗塞領域の大きさ」を自動的に算出して動画とともに表示するので、医師は、速やかに「梗塞領域の大きさ」を判断することができ、心筋梗塞の診断を迅速に行なうことができる。
【００６５】
なお、本実施例では、長軸断面と短軸断面との２つの断面を抽出して動画として表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、長軸断面、あるいは短軸断面のどちらか一方のみを抽出して動画として表示する場合であってもよい。また、本実施例では、長軸断面と短軸断面とに含まれる梗塞領域の大きさをそれぞれ算出して表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、長軸断面、あるいは短軸断面のどちらか一方のみに含まれる梗塞領域の大きさを算出して表示する場合であってもよい。
【００６６】
また、本実施例では、超音波診断装置が生成した３次元画像を用いて画像処理装置が断面画像を抽出して表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、超音波診断装置が、本実施例で説明した画像処理装置の機能を備え、自身が生成した３次元画像を用いて断面画像を抽出して表示する場合であってもよい。
【００６７】
また、本実施例では、超音波診断装置が、自身が生成した３次元画像から長軸と梗塞領域とを抽出する機能を備える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、長軸の抽出機能および梗塞領域の抽出機能を備えるのは、超音波診断装置または画像処理装置のどちらであってもよく、例えば、超音波診断装置は３次元画像を生成するのみであり、画像処理装置が、長軸と梗塞領域とを抽出する機能をさらに備え、断面画像を抽出して表示する場合であってもよい。
【００６８】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明に係る画像処理装置、超音波診断装置および断面抽出プログラムは、被検体の心臓に対して送信した超音波の反射波に基づいて時系列に沿って生成された複数の３次元画像それぞれから、当該被検体の心臓における梗塞領域を含む断面を抽出する場合に有用であり、特に、心筋梗塞の診断を正確かつ迅速に行なうことに適する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施例における画像処理装置の構成を説明するための図である。
【図２】３次元画像記憶部を説明するための図である。
【図３】長軸断面抽出部の処理を説明するための図である。
【図４】長軸断面抽出部によって抽出される長軸断面を説明するための図である。
【図５】長軸断面抽出部によって抽出される長軸断面を説明するための図である。
【図６】梗塞サイズ算出部を説明するための図である。
【図７】短軸断面抽出部によって抽出される短軸断面を説明するための図である。
【図８】短軸断面抽出部によって抽出される短軸断面を説明するための図である。
【図９】短軸断面抽出部の変形例を説明するための図である。
【図１０】本実施例における画像処理装置の処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    画像処理装置
１１    入力部
１２    出力部
１３    通信部
１４    入出力制御Ｉ／Ｆ部
１５    記憶部
１５ａ  ３次元画像記憶部
１５ｂ  抽出断面記憶部
１５ｃ  梗塞サイズ記憶部
１６    処理部
１６ａ  長軸断面抽出部
１６ｂ  梗塞サイズ算出部
１６ｃ  短軸断面抽出部
１６ｄ  表示制御部
２０    超音波診断装置
【図１】
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【図２】
0005148310.tif 000003
【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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