(57)【要約】【課題】  治療前後の画像データを用い精度の高い治療効果判定を行なう。【解決手段】  画像診断・治療支援装置１００の信号検出部１は、治療前及び治療後の患者に対し３次元超音波走査を行なって画像信号（受信信号）を検出し、画像データ生成部２は、前記受信信号に基づいて治療前の第１の画像データ（ボリュームデータ）と治療後の第２の画像データ（ボリュームデータ）を生成する。一方、領域設定部４は、前記第１の画像データにおける病巣部の形状情報に基づいて表示領域を設定し、効果判定用画像データ生成部５は、第１の画像データの前記表示領域における治療前の３次元血流情報と第２の画像データの前記表示領域における治療後の３次元画像データを合成して治療効果判定用画像データを生成し表示部６に表示する。【選択図】  図１
2007117384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの生成に必要な画像信号を患者の治療対象領域から検出する信号検出手段と、
治療前の前記治療対象領域から得られた画像信号に基づく第１の画像データと治療後の前記治療対象領域から得られた画像信号に基づく第２の画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記第１の画像データ及び前記第２の画像データに基づく血流情報を用いて治療効果判定用画像データを生成する効果判定用画像データ生成手段と、
前記治療効果判定用画像データを表示する表示手段を
備えたことを特徴とする画像診断・治療支援装置。
【請求項２】
前記画像データ生成手段は、信号検出手段が検出した前記画像信号に基づいて少なくとも血流情報あるいは血流情報と実質臓器情報を有する前記第１の画像データ及び前記第２の画像データを生成することを特徴とする請求項１記載の画像診断・治療支援装置。
【請求項３】
前記効果判定用画像データ生成手段は、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データに基づく血流情報と前記第１の画像データあるいは前記第２の画像データに基づく実質臓器情報を用いて前記治療効果判定用画像データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した画像診断・治療支援装置。
【請求項４】
前記治療対象領域における３次元情報を収集するための制御手段を備え、前記画像データ生成手段は、前記制御手段の制御によって得られた前記治療対象領域からの前記画像信号に基づいて前記第１の画像データ及び前記第２の画像データを生成し、前記効果判定用画像データ生成手段は、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データの各々に基づいて生成した３次元画像データにおける３次元血流情報と前記第１の画像データあるいは前記第２の画像データに基づいて生成した３次元画像データにおける３次元実質臓器情報を用いて前記治療効果判定用画像データを生成することを特徴とする請求項３記載の画像診断・治療支援装置。
【請求項５】
前記効果判定用画像データ生成手段は３次元画像データ生成手段を備え、前記３次元画像データ生成手段は、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データをレンダリング処理して前記３次元画像データを生成することを特徴とする請求項４記載の画像診断・治療支援装置。
【請求項６】
領域設定手段を備え、前記領域設定手段は、前記第１の画像データの３次元血流情報に基づいて表示領域を設定し、前記効果判定用画像データ生成手段は、前記表示領域における前記３次元血流情報と前記３次元実質臓器情報に基づいて前記治療効果判定用画像データを生成することを特徴とする請求項４記載の画像診断・治療支援装置。
【請求項７】
前記効果判定用画像データ生成手段は、前記第１の画像データに基づく３次元血流情報に前記第２の画像データに基づく３次元血流情報を重畳して前記治療効果判定用画像データを生成することを特徴とする請求項４又は請求項６に記載した画像診断・治療支援装置。
【請求項８】
前記効果判定用画像データ生成手段は、前記第２の画像データに基づく３次元血流情報を示すグラフィックデータあるいはテキストデータを前記第１の画像データに基づく３次元血流情報に重畳して前記治療効果判定用画像データを生成することを特徴とする請求項４又は請求項６に記載した画像診断・治療支援装置。
【請求項９】
前記画像データ生成手段は、造影剤を投与した当該患者に対して前記信号検出手段が検出した画像信号に基づき前記第１の画像データを生成することを特徴とする請求項１記載の画像診断・治療支援装置。
【請求項１０】
前記画像データ生成手段は、前記信号検出手段によって得られた前記画像信号のドプラ情報及び振幅情報の少なくとも何れかを検出し、これらの情報に基づいて前記第１の画像データ及び前記第２の画像データを生成することを特徴とする請求項１記載の画像診断・治療支援装置。
【請求項１１】
前記効果判定用画像データ生成手段は、ＭＲＩ装置、Ｘ線ＣＴ装置あるいは超音波診断装置の何れかが生成した前記第１の画像データ及び前記第２の画像データに基づく３次元血流情報と前記第１の画像データあるいは前記第２の画像データに基づく３次元実質臓器情報を用いて前記治療効果判定用画像データを生成することを特徴とする請求項４又は請求項６に記載した画像診断・治療支援装置。
【請求項１２】
患者の治療対象領域における３次元情報を収集するための制御手段と、
画像データの生成に必要な画像信号を前記治療対象領域から検出する信号検出手段と、
前記制御手段により治療前の前記治療対象領域から得られた画像信号に基づく第１の画像データと治療後の前記治療対象領域から得られた画像信号に基づく第２の画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記第１の画像データ及び前記第２の画像データの各々に基づいて生成した３次元画像データにおける３次元血流情報と前記第１の画像データあるいは前記第２の画像データに基づいて生成した３次元画像データにおける３次元実質臓器情報を用いて治療効果判定用画像データを生成する効果判定用画像データ生成手段と、
前記治療効果判定用画像データを表示する表示手段を
備えたことを特徴とする画像診断・治療支援装置。
【請求項１３】
信号検出手段が、治療前の治療対象領域から画像信号を検出するステップと、
画像データ生成手段が、前記画像信号に基づいて３次元血流情報及び３次元実質臓器情報の少なくとも何れかを含む第１の画像データを生成するステップと、
領域設定部が、前記第１の画像データを用いて治療効果判定用画像データの表示領域を設定するステップと、
前記信号検出手段が、治療後の前記治療対象領域から画像信号を検出するステップと、
前記画像データ生成手段が、前記画像信号に基づいて３次元血流情報及び３次元実質臓器情報の少なくとも何れかを含む第２の画像データを生成するステップと、
効果判定用画像データ生成手段が、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データの各々における３次元血流情報と前記第１の画像データあるいは前記第２の画像データにおける３次元実質臓器情報を用い前記表示領域における治療効果判定用画像データを生成するステップを
有することを特徴とする治療効果判定用画像データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像診断・治療支援装置及び治療効果判定用画像データ生成方法に係り、特に、治療前及び治療後の患者に対して得られた画像データを比較あるいは合成することにより治療効果の判定を可能とする画像診断・治療支援装置及び治療効果判定用画像データ生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、我が国における３大疾患の１つである癌疾患の死亡率は年々増加の一途にあり、この癌疾患に対する早期診断／治療が強く望まれている。例えば、肝癌は癌疾患の約１０％を占め、更に増加の傾向にある。
【０００３】
一方、超音波診断装置、ＭＲＩ装置、Ｘ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置の技術進歩は目覚しく、上述の肝癌をはじめとする各種癌疾患の早期発見に必要不可欠なものとなってきている。特に、高速回転ヘリカルスキャンと１６列あるいは６４列の並列検出器を組み合わせたＸ線ＣＴ装置による３次元撮像法や、傾斜磁場系、高周波磁場系及びＲＦコイル系の性能向上により高速撮像が可能となったＭＲＩ装置による３次元撮像法が実用化され、これらの３次元撮像法によって得られる３次元画像データ等の観察によりその診断能は従来の２次元撮像法と比較して著しく向上している。
【０００４】
一方、超音波診断装置は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で２次元画像データのリアルタイム観測を可能にし、更に、近年では、超音波振動素子が１次元配列された超音波プローブの機械的移動、あるいは超音波振動素子が２次元配列された所謂２次元アレイ超音波プローブにより３次元的なＢモード画像データやカラードプラ（ドプラモード）画像データを生成する方法が開発されている。
【０００５】
ところで、上述の肝癌の治療法として、（ａ）肝動脈内抗ガン剤注入療法、（ｂ）肝動脈塞栓療法、（ｃ）低侵襲治療法、（ｄ）開腹外科手術等が一般に行われているが、近年では、手技が簡単でしかも患者への負担が少ない低侵襲治療法が特に注目されている。この低侵襲治療法には、ＰＥＩＴ（経皮的エタノール注入法：Percutaneous Ethanol Injection Technique）やマイクロ波穿刺焼灼法があり、これらの治療法において使用される穿刺針の患者への挿入は、リアルタイム表示される画像データの観察下にて行なわれる。
【０００６】
又、最近では、焼灼治療法の一つとしてＲＦＡ（高周波焼灼法：Radio Frequency Ablation）が脚光を浴び始め、既に臨床評価が開始されている。このＲＦＡでは単一針であるCoolTipや複数展開針のRITAが穿刺針として用いられ、腫瘍に対する穿刺針の挿入は、通常、画像データの観察下にて体表面から経皮的に行われるが、腹腔鏡（パラログラフィ）による肝表面の観察下、あるいは肝表面に配置した専用小型超音波プローブによる超音波画像データの観察下にて行われることもある。又、画像データ観察下で前立腺癌や乳癌に対して集束超音波を照射し病巣部を焼灼する体外焼灼治療法を肝癌治療へ適用するための研究も進められている。
【０００７】
一方、当該患者の病巣部に対して治療前に得られた画像データと治療中（治療後）に得られた超音波画像データを比較して治療効果の判定を行なう方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２５３００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の特許文献１は、腫瘍や結石を有した患者の体外から衝撃波を照射して治療を行なう所謂衝撃波治療装置に関するものであり、この場合の治療効果判定は、治療前の病巣部から得られたＢモード画像データと治療中の前記病巣部から得られたＢモード画像データを並列表示あるいはサブトラクション表示することによって行なわれている。
【０００９】
このような方法を腫瘍の焼灼治療に適用した場合、焼灼前及び焼灼後における腫瘍組織の情報がＢモード画像データとして画像化されるが、通常のＢモード画像データでは焼灼前の腫瘍組織と焼灼中あるいは焼灼後の腫瘍組織を明確に区別して表示することは困難であり、更に、焼灼治療時の腫瘍組織における気泡の発生等に伴ない治療効果判定が不可能となる場合もある。又、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の医用画像診断装置によって得られた腫瘍組織情報を用いた場合も同様にして治療効果の判定は困難な場合が多い。
【００１０】
即ち、低侵襲治療時における治療効果の判定を治療前及び治療後に得られた画像データに基づいて行なう際、上述の理由により画像データの腫瘍組織情報に基づく正確な治療効果判定は困難なため、低侵襲治療を正確かつ安全に行なうことができないという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、治療前及び治療後の患者から得られた画像データを用いて治療効果の判定を行なう際、当該患者から得られた治療前の画像データにおける血流情報と治療後の画像データにおける血流情報を合成して表示することにより精度の高い治療効果判定を可能とする画像診断・治療支援装置及び治療効果判定用画像データ生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の画像診断・治療支援装置は、画像データの生成に必要な画像信号を患者の治療対象領域から検出する信号検出手段と、治療前の前記治療対象領域から得られた画像信号に基づく第１の画像データと治療後の前記治療対象領域から得られた画像信号に基づく第２の画像データを生成する画像データ生成手段と、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データに基づく血流情報を用いて治療効果判定用画像データを生成する効果判定用画像データ生成手段と、前記治療効果判定用画像データを表示する表示手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
又、請求項１２に係る本発明の画像診断・治療支援装置は、患者の治療対象領域における３次元情報を収集するための制御手段と、画像データの生成に必要な画像信号を前記治療対象領域から検出する信号検出手段と、前記制御手段により治療前の前記治療対象領域から得られた画像信号に基づく第１の画像データと治療後の前記治療対象領域から得られた画像信号に基づく第２の画像データを生成する画像データ生成手段と、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データの各々に基づいて生成した３次元画像データにおける３次元血流情報と前記第１の画像データあるいは前記第２の画像データに基づいて生成した３次元画像データにおける３次元実質臓器情報を用いて治療効果判定用画像データを生成する効果判定用画像データ生成手段と、前記治療効果判定用画像データを表示する表示手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
一方、請求項１３に係る本発明の治療効果判定用画像データ生成方法は、信号検出手段が、治療前の治療対象領域から画像信号を検出するステップと、画像データ生成手段が、前記画像信号に基づいて３次元血流情報及び３次元実質臓器情報の少なくとも何れかを含む第１の画像データを生成するステップと、領域設定部が、前記第１の画像データを用いて治療効果判定用画像データの表示領域を設定するステップと、前記信号検出手段が、治療後の前記治療対象領域から画像信号を検出するステップと、前記画像データ生成手段が、前記画像信号に基づいて３次元血流情報及び３次元実質臓器情報の少なくとも何れかを含む第２の画像データを生成するステップと、効果判定用画像データ生成手段が、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データの各々における３次元血流情報と前記第１の画像データあるいは前記第２の画像データにおける３次元実質臓器情報を用い前記表示領域における治療効果判定用画像データを生成するステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、治療前及び治療後の患者から得られた画像データを用いて治療効果の判定を行なう際、当該患者から得られた治療前の画像データにおける血流情報と治療後の画像データにおける血流情報を合成して表示することにより治療効果を正確に判定することができる。このため、治療における安全性が向上し、治療効率が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１７】
肝臓癌（特に原発性肝癌）等の腫瘍においては、通常、癌組織を養うための栄養血管（腫瘍血管）が腫瘍を覆うように造成されている。従って、腫瘍の表面を走行する腫瘍血管を上述の各種撮像法によって描出することにより腫瘍に対する治療効果判定を行なうことができる。特に、超音波診断装置を用いた場合には、血液に混入した超音波造影剤の流れに起因するドプラ信号を検出することにより腫瘍血管を鮮明に描出することができる。
【００１８】
以下に述べる本発明の実施例では、患者の病巣部（腫瘍）に対する穿刺治療の前後において得られた３次元画像データを比較することにより治療効果の判定を行なう際、超音波造影剤が投与された治療前の当該患者に対し３次元超音波走査を行ない、実質臓器情報の収集を目的としたＢモード画像データ（以下では、第１のＢモードボリュームデータと呼ぶ。）及び血流情報の収集を目的としたドプラモード画像データ（以下では、第１のドプラモードボリュームデータと呼ぶ。）を第１の画像データとして生成する。そして、得られた第１の画像データに基づいて治療効果判定用画像データの表示領域を設定すると共に、第１の画像データを用いて治療前の３次元画像データを生成する。
【００１９】
同様にして、超音波造影剤が再投与された治療後の当該患者に対し３次元超音波走査を行なって第２のＢモードボリュームデータ及び第２のドプラモードボリュームデータを第２の画像データとして生成し、この第２の画像データを用いて治療後の３次元画像データを生成する。次いで、治療前の３次元画像データにおける前記表示領域の血流情報と治療後の３次元画像データにおける前記表示領域の血流情報及び実質臓器情報（腫瘍組織情報）を合成して治療効果の判定を目的とした治療効果判定用画像データを生成する。
【００２０】
そして、当該患者の担当医（以下では、操作者と呼ぶ。）は、治療効果判定用画像データを観察し、腫瘍血管の血流が穿刺治療によって途絶されたか否かを評価することにより治療効果を判定する。
【００２１】
尚、以下に述べる実施例では、微小な超音波振動素子が２次元配列された２次元アレイ超音波プローブを用いて当該患者に対する３次元超音波走査を行ない、この３次元超音波走査によって得られた治療前の第１の画像データ及び治療後の第２の画像データに基づいて３次元画像データ及び治療効果判定用画像データを生成する場合について述べるが、これに限定されるものではない。
【００２２】
又、本実施例では、低侵襲治療としてＰＥＩＴやマイクロ波穿刺焼灼法、更には、ＲＦＡ等による穿刺治療について述べるが、体外焼灼治療法等の他の低侵襲治療であっても構わない。
【００２３】
（装置の構成）
本実施例における画像診断・治療支援装置の構成につき図１乃至図４を用いて説明する。尚、図１は、画像診断・治療支援装置の全体構成を示すブロック図であり、図２乃至図４は、この画像診断・治療支援装置が備えた信号検出部、画像データ生成部及び効果判定用画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１に示した本実施例の画像診断・治療支援装置１００は、患者に対し画像データの生成に必要な画像信号を検出する信号検出部１と、この画像信号を所定の方法によって処理し治療前の第１の画像データ及び治療後の第２の画像データを生成する画像データ生成部２と、信号検出部１に備えられた超音波プローブ１１の治療前及び治療後における位置情報を計測する位置情報計測部３と、治療前の第１の画像データに基づいて治療効果判定用画像データの表示領域を設定する領域設定部４と、第１の画像データ及び第２の画像データに基づいて治療前及び治療後の３次元画像データを生成し、更に、前記表示領域における治療前及び治療後の３次元画像データを合成して治療効果判定用画像データを生成する効果判定用画像データ生成部５を備えている。
【００２５】
更に、画像診断・治療支援装置１００は、効果判定用画像データ生成部５において生成された治療効果判定用画像データ等を表示する表示部６と、患者情報の入力、画像データ生成条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部７と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部８を備えている。
【００２６】
信号検出部１は、微小なＮｏ個の超音波振動素子が２次元配列され当該患者に対して超音波パルス（送信超音波）を送信すると共に当該患者から得られた超音波反射波（受信超音波）を画像信号（受信信号）に変換する超音波プローブ１１と、当該患者の所定方向に対し超音波パルスを送信するためのＮｔチャンネルの駆動信号を前記超音波振動素子に供給する送信部１２と、前記超音波振動素子から得られたＮｒチャンネルの受信信号を整相加算する受信部１３を備えている。
【００２７】
超音波プローブ１１は、セクタ走査、リニア走査、コンベックス走査等に対応して構成され、操作者は、診断部位や診断目的に応じて任意に選択することが可能であるが、本実施例では、Ｎｏ個の超音波振動素子が２次元配列されたセクタ走査用の超音波プローブ１１を用いた場合について述べる。又、説明を簡単にするために、送信部１２における駆動信号チャンネル数Ｎｔ及び受信部１３における受信信号チャンネル数Ｎｒは何れも超音波振動素子数Ｎｏに等しい場合について述べるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
図２に示した信号検出部１の超音波プローブ１１は、２次元配列された図示しないＮｏ個の超音波振動素子をその先端部に有し、この先端部を当該患者の体表に接触させて超音波の送受信を行なう。又、前記超音波振動素子の各々は、図示しないＮｏチャンネルの多芯ケーブルを介して送信部１２及び受信部１３に接続されている。
【００２９】
送信部１２は、レートパルス発生器１２１と、送信遅延回路１２２と、駆動回路１２３を備えている。そして、レートパルス発生器１２１は図示しない基準信号発生器と分周器を有し、前記基準信号発生器が出力した基準信号を分周して送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成する。又、前記基準信号を分周して超音波反射波の周期と略等しい繰り返し周期を有した矩形波を生成する。
【００３０】
送信遅延回路１２２は、Ｎｏチャンネルの独立な遅延回路から構成され、送信超音波を所定の深さに集束するための集束用遅延時間と、所定の方向に送信するための偏向用遅延時間をレートパルス発生器１２１から供給されたレートパルスに与え、このレートパルスを駆動回路１２３に供給する。そして、Ｎｏチャンネルの駆動回路１２３は、送信遅延回路１２２から供給されたレートパルスに同期して駆動信号を生成し、超音波プローブ１１の先端部に内蔵されたＮｏ個の超音波振動素子を駆動して患者体内に送信超音波を放射する。
【００３１】
一方、受信部１３は、Ｎｏチャンネルから構成されたＡ／Ｄ変換器１３１及び受信遅延回路１３２と加算器１３３を備え、超音波振動素子から供給されたＮｏチャンネルの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１３１にてデジタル信号に変換されて受信遅延回路１３２に送られる。受信遅延回路１３２は、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、所定方向に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換器１３１から出力されたＮｏチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器１３３は、受信遅延回路１３２から出力された受信信号を加算する。即ち、患者体内の所定方向から得られた受信信号は、受信遅延回路１３２と加算器１３３によって整相加算される。
【００３２】
次に、図３に示す画像データ生成部２は、上述の受信部１３から供給された受信信号を信号処理してＢモードデータを生成するＢモードデータ生成部２１と、前記受信信号を直交検波してドプラ信号を検出するドプラ信号検出部２２と、検出されたドプラ信号に基づいてドプラモードデータを生成するドプラモードデータ生成部２３と、当該患者に対する３次元超音波走査によって得られた上述のＢモードデータ及びドプラモードデータを走査方向に対応させて順次保存しＢモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータを生成するデータ記憶部２４を備えている。
【００３３】
Ｂモードデータ生成部２１は、包絡線検波器２１１と対数変換器２１２を備え、包絡線検波器２１１は、受信部１３の加算器１３３から供給された整相加算後の受信信号を包絡線検波し、この包絡線検波信号は、対数変換器２１２においてその振幅が対数変換される。尚、包絡線検波器２１１と対数変換器２１２は順序を入れ替えて構成してもよい。
【００３４】
一方、ドプラ信号検出部２２は、π／２移相器２２１、ミキサ２２２−１及び２２２−２、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）２２３−１及び２２３−２を備え、受信部１３の加算器１３３から供給された受信信号を直交位相検波してドプラ信号を検出する。
【００３５】
即ち、受信部１３から供給された受信信号は、ミキサ２２２−１及び２２２−２の第１の入力端子に入力される。一方、図２に示した送信部１２のレートパルス発生器１２１から供給された前記矩形波は、ミキサ２２２−１の第２の入力端子に直接供給されると共にπ／２移相器２２１において位相が９０度シフトされてミキサ２２２−２の第２の入力端子に供給される。そして、ミキサ２２２−１及び２２２−２の出力は、ＬＰＦ２２３−１及び２２３−２に供給されて受信部１３の出力信号周波数と前記矩形波の基本周波数の差の成分が検出される。
【００３６】
次に、ドプラモードデータ生成部２３は、ドプラ信号記憶部２３１、ＭＴＩフィルタ２３２及び自己相関演算器２３３を備え、ドプラ信号検出部２２によって検出されたドプラ信号はドプラ信号記憶部２３１に一旦保存される。次いで、ＭＴＩフィルタ２３２は、ドプラ信号記憶部２３１に保存されたドプラ信号に対してフィルタリング処理を行ない血管内の血流に起因した成分（血流ドプラ成分）を抽出する。又、自己相関演算器２３３は、ＭＴＩフィルタ２３２によって抽出された血流ドプラ成分に対して自己相関値を算出し、更に、この自己相関値に基づいてドプラモードデータを生成する。この場合、自己相関演算器２３３は、自己相関処理によって算出した血流ドプラ成分のパワー値に基づいてドプラモードデータを生成することにより血流情報を高感度で検出することができるが、血流ドプラ成分の平均速度や分散値等を用いてドプラモードデータを生成しても構わない。
【００３７】
一方、データ記憶部２４は、図示しないＢモードデータ記憶領域とドプラモードデータ記憶領域を有し、Ｂモードデータ生成部２１において生成されたＢモードデータ及びドプラモードデータ生成部２３において生成されたドプラモードデータを３次元超音波走査の走査方向に対応させて上述の各記憶領域に順次保存することによりＢモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータを生成する。尚、Ｂモードボリュームデータやドプラモードボリュームデータには位置情報計測部３から供給される超音波プローブ１１の位置情報が付帯情報として付加される。
【００３８】
次に、図１の位置情報計測部３は、当該患者の体表に配設された超音波プローブ１１の位置や角度あるいは走査断面方向などを計測するものであり、例えば、当該患者の近傍に設置された磁気発信器と超音波プローブ１１に装着された複数の磁気センサ（何れも図示せず）等から構成されている。そして、磁気センサが検出した磁気信号に基づいて位置情報計測部３が計測した超音波プローブ１１の位置情報は画像データ生成部２のデータ記憶部２４に供給される。尚、上述の磁気センサの替わりに超音波センサのような他の位置センサを用いても構わない。
【００３９】
又、図１の領域設定部４は、図示しない演算回路と記憶回路を備え、前記記憶回路には、システム制御部８を介して入力部７から供給された後述の最小半径Ｒ０、最大半径ＲＮ、球面の間隔ΔＲ及びマージンΔη、血管断面積の閾値α、画素閾値β等の情報が保存される。一方、前記演算回路は、前記記憶回路に保管されている上述の各種情報と治療前に得られた第１の画像データに基づいて治療効果判定用画像データの表示領域を設定する。
【００４０】
当該患者に対する３次元超音波走査によって得られた治療前の第１の画像データ及び治療後の第２の画像データに基づき腫瘍血管及び腫瘍組織を３次元表示する際、３次元表示の表示領域を限定しない場合には、腫瘍近傍に位置する周囲臓器や周囲血管によって腫瘍血管及び腫瘍組織の表示が妨げられる場合が多い。このような問題点を解決するために、本実施例では、治療前の第１の画像データにおける３次元血流情報に基づいて周囲臓器や周囲血管に関する情報を排除し、腫瘍組織情報及び腫瘍血管情報の選択表示を可能とする治療効果判定用画像データの表示領域を設定する。
【００４１】
ところで、原発性肝癌のような腫瘍の表面は一般に球面で近似することができ、腫瘍血管もこの球面に沿って走行している場合が多い。従って、第１の画像データにおける３次元血流情報に基づいて腫瘍の外郭を半径Ｒｘの球面で近似し、この半径Ｒｘに所定のマージンΔηを加えた半径Ｒｙ（Ｒｙ＝Ｒｘ＋Δη）の球面で囲まれた表示領域にて治療効果判定用画像データを生成することにより周囲臓器や周囲血管に妨げられることなく腫瘍組織や腫瘍血管の３次元情報を観察することが可能となる。
【００４２】
以下に、本実施例における治療効果判定用画像データ表示領域の設定方法について説明する。
【００４３】
先ず、効果判定用画像データ生成部５に備えられた後述のＭＰＲ画像データ生成部５１は、画像データ生成部２のデータ記憶部２４に保存された治療前の第１の画像データを読み出し、互いに直交する複数断面におけるＭＰＲ画像データを生成して表示部６に表示する。尚、この場合、第１のＢモードボリュームデータと第１のドプラモードボリュームデータを用い同一断面における２次元の血流情報と２次元の実質臓器情報を含むＭＰＲ画像データの生成が好適であるが、何れか一方の情報を有するＭＰＲ画像データであっても構わない。
【００４４】
そして、操作者は、表示部６に表示された複数のＭＰＲ画像データにおける腫瘍中心を入力部７の入力デバイスを用いて指定し、領域設定部４の演算回路は、入力部７から供給された前記指定信号に基づいて暫定的な腫瘍中心座標を算出する。
【００４５】
次に、領域設定部４の演算回路は、データ記憶部２４に保存されている治療前の第１の画像データと自己の記憶回路に保存されている前記表示領域の設定条件（即ち、最小半径Ｒ０、最大半径ＲＮ、球面の間隔ΔＲ及びマージンΔη、血管断面積の閾値α、画素閾値β等）を読み出し、この第１の画像データの前記腫瘍中心を基準に設定された最小半径Ｒ０の球面における血管領域（血管断面）を抽出する。同様にして、前記演算回路は、前記腫瘍中心を基準に設定された半径がＲ１乃至ＲＮ（Ｒｎ＝Ｒ０＋ｎΔＲ、ｎ＝１乃至Ｎ）の球面における血管領域を抽出する。
【００４６】
そして、各々の球面にて抽出された血管領域の半径方向に対する連続性を判定することにより血管の侵入方向を推定し、閾値αを越える血管断面積を有する球面を腫瘍表面と判定する。更に、前記演算回路は、腫瘍表面と判定された球面の半径Ｒｘに所定マージンΔηが加算された半径Ｒｙの球面によって囲まれた範囲を治療効果判定用画像データの表示領域に設定する。
【００４７】
次に、上述の治療効果判定用画像データ表示領域の設定方法につき図５乃至図７を用いて更に詳しく説明する。
【００４８】
図５は、図示しない腫瘍の表面を走行すると共に腫瘍の内部に侵入する血管Ｐ及び血管Ｑとから構成された腫瘍血管モデルに対する第１の画像データを模式的に示している。
【００４９】
領域設定部４の演算回路は、先ず、データ記憶部２４から読み出した第１の画像データに対して上述の方法により暫定的な腫瘍中心Ｃｏを設定し、次いで、この腫瘍中心Ｃｏを基準に半径Ｒ０の球面を設定する。そして、この球面において所定の画素閾値βより大きな値を有する第１のドプラモードボリュームデータの画素に基づいて血管領域ｐ０を抽出する。この場合、所定範囲内で隣接した複数の前記画素が連結されて血管領域ｐ０が形成される、
次いで、領域設定部４の演算回路は、半径Ｒ０よりΔＲだけ増加した半径Ｒ１（Ｒ１＝Ｒ０＋ΔＲ）の球面を設定し、この球面において画素閾値βより大きな値を有する第１のドプラモードボリュームデータの画素を連結して血管領域ｐ１ａ、ｐ１ｂ及びｑ１を抽出する。更に、同様の手順によって半径Ｒ２（Ｒ２＝Ｒ０＋２ΔＲ）の球面における血管領域ｐ２ａ、ｐ２ｂ及びｑ２、半径Ｒ３（Ｒ３＝Ｒ０＋３ΔＲ）の球面における血管領域ｐ３及びｑ３、半径Ｒ４（Ｒ４＝Ｒ０＋４ΔＲ）の球面における血管領域ｐ４及びｑ４、・・・・を順次抽出する。そして、最大半径ＲＮの球面における血管領域の抽出が終了したならば、領域設定部４の演算回路は、隣接した球面における血管領域の半径方向に対する連続性を調べる。
【００５０】
図６は、図５における血管Ｐを例に、半径Ｒ０の球面における血管領域ｐ０と半径Ｒ１の球面における血管領域ｐ１ａ及びｐ１ｂの連続性を説明するための図である。
【００５１】
即ち、図６（ａ）は、半径Ｒ１の球面から内部に侵入している血管Ｐを示しており、図６（ｂ）は、この半径Ｒ１の球面における血管Ｐの血管領域ｐ１ａ及びｐ１ｂを、又、図６（ｄ）は、半径Ｒ０の球面における血管Ｐの血管領域ｐ０を示している。一方、図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示した血管領域ｐ１ａ及びｐ１ｂの半径Ｒ０の球面に対する投影領域ｐ１ａ＊及びｐ１ｂ＊を示している。
【００５２】
そして、領域設定部４の演算回路は、半径Ｒ０の球面における血管領域ｐ０と投影領域ｐ１ａ＊及びｐ１ｂ＊との一致度を算出し、一致度が大きい血管領域ｐ１ａと血管領域ｐ０は連続しているものと判定する。同様にして、半径Ｒ１及び半径Ｒ２の球面、半径Ｒ２と半径Ｒ３の球面、半径Ｒ３と半径Ｒ４の球面、・・・の各々における血管領域に対しても連続性を判定することにより血管Ｐ及び血管Ｑの形状情報を得ることができる。
【００５３】
即ち、図５に示した腫瘍血管モデルでは、上述の連続性の判定結果により、半径Ｒ０乃至Ｒ４の球面において検出された血管領域ｐ０、ｐ１ａ、ｐ１ｂ、ｐ２ａ、ｐ２ｂ、ｐ３及びｐ４は血管Ｐに属し、血管領域ｑ１、ｑ２、ｑ３及びｑ４は血管Ｑに属していることが把握できる。一方、連続性の乏しい領域ｎ１及びｎ２はノイズ等に起因したものと見なすことができる。尚、上述の球面間隔ΔＲは、例えば、第１のドプラモードボリュームデータの画素（ボクセル）と同程度の大きさに設定することにより、隣接した球面における血管領域の連続性を高精度で検出することが可能となる。
【００５４】
次に、領域設定部４の演算回路は、上述の各球面における血管Ｐ及び血管Ｑの面積（血管領域の面積和）を算出する。図７は、半径Ｒ０乃至Ｒ４の球面における血管Ｐ及び血管Ｑの面積を示したものであり、図７（ａ）に示した血管Ｐの面積は、半径Ｒ２の球面と半径Ｒ３の球面において特に大きな値を示す。即ち、これらの球面における血管領域ｐ２ａ、ｐ２ｂ及びｐ３は腫瘍表面を走行する血管に対応していると見なすことができる。一方、図７（ｂ）に示した血管Ｑの面積は、半径Ｒ３の球面と半径Ｒ４の球面において大きな値を示し、これらの球面における血管領域ｑ３及びｑ４は腫瘍表面を走行する血管に対応していると見なすことができる。
【００５５】
次に、前記演算回路は、腫瘍表面を走行する血管Ｐの血管領域ｐ２ａ、ｐ２ｂ及びｐ３と血管Ｑの血管領域ｑ３及びｑ４の位置情報に基づいて腫瘍の中心座標と大きさを算出し、この算出結果に基づいて治療効果判定用画像データの表示領域を設定する。
【００５６】
即ち、前記演算回路は、血管Ｐの血管領域ｐ２ａ、ｐ２ｂ及びｐ３と血管Ｑの血管領域ｑ３及びｑ４を構成するＭ個の画素の座標（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）（ｍ＝１乃至Ｍ）に対して最小２乗法を適用し、これらの画素に最も近接した球面を有する球体の中心Ｃａ（ｘａ、ｙａ、ｚａ）と半径Ｒｘを算出する。このとき、球体の中心Ｃａ（ｘａ、ｙａ、ｚａ）と半径Ｒｘは、次式（１）によって算出することができる。
【数１】
2007117384.tif 000003
【００５７】
但し、＊は行列の積を示し、Ｔ［Ｌ］は行列［Ｌ］の転置行列を、又（Ｔ［Ｌ］＊［Ｌ］）−１はＴ［Ｌ］＊［Ｌ］の逆行列を示す。
【００５８】
上述の手順によって腫瘍の中心座標Ｃａと半径Ｒｘが算出されたならば、領域設定部４の演算回路は、この半径Ｒｘに対し予め設定されたマージンΔηを加えて治療効果判定用画像データの表示領域における中心座標Ｃａと半径Ｒｙ（Ｒｙ＝Ｒｘ＋Δη）を設定する。尚、上述の最小２乗法の替わりにHough変換を用いて腫瘍の中心座標Ｃａと半径Ｒｘを算出してもよい。
【００５９】
次に、図１の効果判定用画像データ生成部５は、図４に示すようにＭＰＲ画像データ生成部５１と、３次元画像データ生成部５２と、３次元画像データ記憶部５３と、３次元画像データ合成部５４を備えている。
【００６０】
ＭＰＲ画像データ生成部５１は、治療効果判定用画像データの表示領域における暫定的な中心座標Ｃｏを初期設定するために、図３に示した画像データ生成部２のデータ記憶部２４に保存された治療前の第１の画像データを読み出し、互いに直交した２つの断面におけるＭＰＲ画像データを生成する。
【００６１】
一方、３次元画像データ生成部５２は、不透明度・色調設定部５２１と、レンダリング処理部５２２を備えている。不透明度・色調設定部５２１は、前記データ記憶部２４に保存されている治療前の第１の画像データ及び治療後の第２の画像データを読み出し、これらの画像データの各画素値（ボクセル値）に基づいて不透明度や色調を設定する。
【００６２】
レンダリング処理部５２２は、前記データ記憶部２４に保存されている治療前の第１の画像データ及び治療後の第２の画像データを読み出し、これらの画像データを不透明度・色調設定部５２１が設定した不透明度や色調の情報に基づいてレンダリング処理し治療前及び治療後の３次元画像データを生成する。この場合の３次元画像データとして、通常、ボリュームレンダリング画像データ（ＶＲ画像データ）が生成されるが、血管の３次元画像データとしてサーフィスレンダリング画像データを生成してもよい。
【００６３】
３次元画像データ記憶部５３は、３次元画像データ生成部５２が生成した治療前の３次元画像データを保存するための記憶回路である。又、３次元画像データ合成部５４は、３次元画像データ記憶部５３に保存された前記表示領域に対応する治療前の３次元画像データと３次元画像データ生成部５２が生成した前記表示領域に対応する治療後の３次元画像データを読み出して合成し治療効果判定用画像データを生成する。
【００６４】
尚、治療効果判定用画像データの生成に際し、３次元画像データ合成部５４は、治療前の第１の画像データに基づいて生成された前記表示領域におけるドプラモードＶＲ画像データの３次元血流情報と治療後の第２の画像データに基づいて生成された前記表示領域におけるＢモードＶＲ画像データの３次元腫瘍組織情報及びドプラモードＶＲ画像データの３次元血流情報を所定フォーマットで合成して治療効果判定用画像データを生成する。
【００６５】
但し、治療前のドプラモードＶＲ画像データにおける３次元血流情報と治療後のＢモードＶＲ画像データにおける３次元腫瘍組織情報及びドプラモードＶＲ画像データにおける３次元血流情報との合成は、これらの画像データの生成に用いたボリュームデータの付帯情報である超音波プローブ１１の位置情報に基づいて行なわれる。
【００６６】
次に、３次元画像データ合成部５４において生成された治療効果判定用画像データの具体例につき図８を用いて説明する。
【００６７】
図８は、治療前の第１の画像データに基づいて生成されたドプラモードＶＲ画像データにおける腫瘍血管の３次元血流情報Ｖａと治療後の第２の画像データに基づいて生成されたＢモードＶＲ画像データにおける３次元腫瘍組織情報Ｔｂ及びドプラモードＶＲ画像データにおける腫瘍血管の３次元血流情報Ｖｂを示しており、領域設定部４によって球状に設定された治療効果判定用画像データの表示領域における血流情報及び腫瘍組織情報が表示されている。
【００６８】
そして、図８に示すように治療前の血流情報Ｖａに治療後の血流情報Ｖｂを重畳することにより治療によって血流が途絶した血管と血流の途絶が不十分な血管との判別が可能な治療効果判定用画像データが生成される。この場合、上述の３次元画像データ生成部５２の不透明度・色調設定部５２１及びレンダリング処理部５２２は、治療が不十分ゆえに表示された血流情報Ｖｂが血流情報Ｖａや腫瘍組織情報Ｔ２に対し強調して表示されるように、第２のドプラモードＶＲ画像データの輝度、色調、不透明度（Opacity）等を設定する。
【００６９】
再び図１に戻って、表示部６は、図示しない表示用データ生成回路と変換回路とカラーモニタを備えている。表示用データ生成回路は、３次元画像データ合成部５４において生成された治療効果判定用画像データを所定の表示フォーマットに変換した後、システム制御部８から供給された患者情報や画像データ生成条件等の情報を合成して表示用データを生成する。そして、前記変換回路は、この表示用データに対しＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なって映像信号を生成しＣＲＴあるいは液晶等のカラーモニタに表示する。このとき、治療遺残部として強調表示するための色調、輝度、不透明度を有した治療後の血流情報Ｖｂは、治療前の血流情報Ｖａに重畳されて前記カラーモニタに表示される。又、治療遺残部を更に強調表示するために血流情報Ｖ２を点滅表示してもよく、更に、血流情報Ｖａと血流情報Ｖｂを並列表示あるいは血流情報Ｖｂを単独表示してもよい。
【００７０】
一方、入力部７は、操作パネル上にキーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイスと表示パネルを備えたインタラクティブなインターフェースであり、患者情報や各種コマンド信号の入力、超音波送受信条件の設定、各種画像データ生成条件の設定、ＭＰＲ画像データの断面設定等を行ない、更に、治療効果判定用画像データの表示領域を設定するための最小半径Ｒ０、最大半径ＲＮ、球面の間隔ΔＲ及びマージンΔη、血管断面積の閾値α、画素閾値β等の設定を行なう。
【００７１】
次に、システム制御部８は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、入力部７からの指示信号に基づいて、上記各ユニットの制御やシステム全体の制御を統括して行なう。特に、図２に示した送信部１２の送信遅延回路１２２及び受信部１３の受信遅延回路１３２における遅延時間を制御し、治療前及び治療後の当該患者に対し３次元超音波走査を行なう。尚、治療効果判定用画像データ表示領域の設定における各種条件は自己の記憶回路に予め保管されていてもよい。
【００７２】
（治療効果判定用画像データの生成手順）
次に、治療効果の判定を目的とした治療効果判定用画像データの生成手順につき図９のフローチャートに沿って説明する。尚、以下では、領域設定部４が設定した治療効果判定用画像データの表示領域における治療前のドプラモードＶＲ画像データと治療後のドプラモードＶＲ画像データ及びＢモードＶＲ画像データを超音波プローブ１１の位置情報に基づいて合成し、治療効果判定用画像データを生成する場合について述べるが、これに限定されない。
【００７３】
当該患者に対する３次元超音波走査に先立ち、画像診断・治療支援装置１００の操作者は、入力部７において患者情報を入力すると共に超音波送受信条件や画像データ生成条件の初期設定を行ない、更に、治療効果判定用画像データの表示領域を設定するための最小半径Ｒ０、最大半径ＲＮ、球面の間隔ΔＲ及びマージンΔη、血管断面積の閾値α、画素閾値β等の設定を行なう（図９のステップＳ１）。
【００７４】
次いで、操作者は、治療前の当該患者に対する超音波造影剤の投与と超音波プローブ１１の配設を行なった後（図９のステップＳ２）、入力部７にて超音波３次元走査を開始するためのコマンド信号を入力する。そして、このコマンド信号がシステム制御部８に供給されることにより、治療前における第１の画像データの生成が開始される。
【００７５】
第１の画像データの生成に際し、図２に示した送信部１２のレートパルス発生器１２１は、システム制御部８から供給された制御信号に従い、当該患者の体内に放射される送信超音波の繰り返し周期（レート周期）を決定するレートパルスを生成し送信遅延回路１２２に供給する。送信遅延回路１２２は、システム制御部８から供給される制御信号に基づいて送信超音波を集束するための遅延時間と、最初の走査方向（θ１、φ１）に送信するための遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをＮｏチャンネルの駆動回路１２３に供給する。次いで、駆動回路１２３は、送信遅延回路１２２から供給されたレートパルスに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ１１におけるＮｏ個の超音波振動素子に供給して当該患者の体内に送信超音波を放射する。
【００７６】
放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる組織等の境界において反射し、更に、血管内に投与され血液と共に移動している超音波造影剤で反射した超音波反射波の周波数はドプラ偏移を受けて超音波プローブ１１の超音波振動素子にて画像信号（受信信号）に変換される。次いで、この受信信号は、受信部１３のＡ／Ｄ変換器１３１においてデジタル信号に変換された後、Ｎｏチャンネルの受信遅延回路１３２において所定の深さからの受信超音波を収束するための遅延時間と走査方向（θ１、φ１）からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための遅延時間が与えられ、加算器１３３にて整相加算される。
【００７７】
そして、整相加算後の受信信号が供給された画像データ生成部２のＢモードデータ生成部２１は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってＢモードデータを生成し、データ記憶部２４のＢモードデータ記憶領域に保存する。
【００７８】
走査方向（θ１、φ１）におけるＢモードデータの生成と保存が終了したならば、システム制御部８は、送信部１２の送信遅延回路１２２及び受信部１３の受信遅延回路１３２における遅延時間を制御して超音波の走査方向がθ方向にΔθ、φ方向にΔφずつ順次更新された（θｐ、φｑ）（θｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ（ｐ＝２〜Ｐ）、φｑ＝φ１＋（ｑ−１）Δφ（ｑ＝２〜Ｑ））の各々に対して同様の手順で超音波を送受信して３次元超音波走査を行なう。そして、各々の走査方向にて得られたBモードデータはデータ記憶部２４のBモードデータ記憶領域に順次保存されて治療前の第１のBモードボリュームデータが生成され、更に、位置情報計測部３から供給される超音波プローブ１１の位置情報が前記Bモードボリュームデータに付加される。
【００７９】
一方、システム制御部８は、上述の走査方向（θｐ、φｑ）（ｐ＝１〜Ｐ、ｑ＝１〜Ｑ）に対するBモードデータの収集を目的とした超音波送受信と略並行してこれらの走査方向に対するドプラモードデータの収集を目的とした超音波送受信を行なう。
【００８０】
即ち、システム制御部８は、先ず、送信部１２の送信遅延回路１２２における送信遅延時間と受信部１３の受信遅延回路１３２における受信遅延時間を制御して走査方向（θ１、φ１）に対する超音波送受信を所定回数（Ｌ回）繰り返し、各々の超音波送受信において受信部１３から得られた受信信号は、画像データ生成部２のドプラ信号検出部２２に供給される。そして、この受信信号は、ドプラ信号検出部２２において直交位相検波されてドプラ信号が検出され、このドプラ信号はドプラモードデータ生成部２３のドプラ信号記憶部２３１に一旦保存される。
【００８１】
走査方向（θ１、φ１）に対する所定回数（Ｌ回）の超音波送受信によって得られたドプラ信号の保存が終了したならば、システム制御部８は、ドプラ信号記憶部２３１に保存されているドプラ信号の中から所定位置（深さ）に対応したＬ個のドプラ信号を順次読み出してＭＴＩフィルタ２３２に供給する。そして、ＭＴＩフィルタ２３２は、供給されたドプラ信号をフィルタ処理して血流ドプラ成分を抽出し、自己相関演算器２３３に供給する。
【００８２】
自己相関演算器２３３は、ＭＴＩフィルタ２３２から供給されたドプラ信号を用いて自己相関演算を行ない、更に、この演算結果に基づいて血流情報を算出する。このような演算を、走査方向θ１の他の位置（深さ）に対しても行ない、算出された走査方向（θ１、φ１）における血流情報をデータ記憶部２４のドプラモードデータ記憶領域に保存する。
【００８３】
次に、システム制御部８は、上述の走査方向（θｐ、φｑ）（ｐ＝２〜Ｐ、ｑ＝２〜Ｑ）に対しても同様の手順で超音波送受信を行なう。そして、各々の走査方向にて得られたドプラモードデータはデータ記憶部２４のドプラモードデータ記憶領域に順次保存されて治療前のドプラモードボリュームデータが生成され、更に、位置情報計測部３から供給される超音波プローブ１１の位置情報が前記ドプラモードボリュームデータに付加される（図９のステップＳ３）。
【００８４】
上述の方法によって造影剤を投与した当該患者に対する治療前の第１のＢモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータの生成と保存が終了したならば、効果判定用画像データ生成部５におけるＭＰＲ画像データ生成部５１は、画像データ生成部２のデータ記憶部２４に保存された治療前の第１の画像データを読み出し、操作者が入力部７において設定した互いに直交する２つの断面におけるＭＰＲ画像データを生成して表示部６に表示する。
【００８５】
次いで、操作者は、表示部６に表示されたＭＰＲ画像データに対し腫瘍の中心を入力部７の入力デバイスを用いて指定し、領域設定部４は、入力部７から供給された腫瘍中心の指定信号に基づいて暫定的な腫瘍中心Ｃｏの座標を算出する。
【００８６】
更に、領域設定部４は、データ記憶部２４に保存されている治療前の第１の画像データを読み出し、腫瘍中心Ｃｏを基準とした最小半径Ｒ０の球面における第１の画像データの血管領域（血管断面）を抽出する。同様にして、腫瘍中心Ｃｏを基準とした半径Ｒ１乃至ＲＮ（Ｒｎ＝Ｒ０＋ｎΔＲ、ｎ＝１乃至Ｎ）の球面における血管領域を抽出する。
【００８７】
そして、各々の球面にて抽出された血管領域の半径方向に対する連続性を判定することにより血管の侵入方向を推定し、閾値αを越える血管断面積を有する球面を腫瘍表面と判定する。更に、領域設定部４は、腫瘍表面と判定された球面の半径Ｒｘに所定マージンΔηを加算した半径Ｒｙの球面で囲まれた範囲を治療効果判定用画像データの表示領域に設定する（図９のステップＳ４）。
【００８８】
一方、効果判定用画像データ生成部５の３次元画像データ生成部５２における不透明度・色調設定部５２１は、前記データ記憶部２４に保存されている治療前の第１の画像データを読み出し、この画像データの各画素値（ボクセル値）に基づいて不透明度や色調を設定する。
【００８９】
又、レンダリング処理部５２２は、前記データ記憶部２４に保存されている治療前の第１の画像データを読み出す。そして、不透明度・色調設定部５２１が設定した不透明度や色調の情報に基づいて前記第１の画像データをレンダリング処理して治療前の３次元画像データを生成し３次元画像データ記憶部５３に保存する（図９のステップＳ５）。
【００９０】
次に、操作者は、超音波プローブ１１を治療前の位置に保持したまま、例えば、効果判定用画像データ生成部５のＭＰＲ画像データ生成部５１が引き続き生成する治療中のＭＰＲ画像データを表示部６において観察し、このＭＰＲ画像データの腫瘍組織や腫瘍血管に対する穿刺針先端部の挿入方向や挿入位置を確認しながら当該患者に対する穿刺治療を行なう（図９のステップＳ６）。
【００９１】
そして、予め設定された期間における穿刺治療が終了したならば、操作者は、当該患者に対して再度超音波造影剤を投与した後（図９のステップＳ７）、入力部７にて治療効果判定用画像データの生成開始コマンドを入力する。このコマンド信号を受信したシステム制御部８は、信号検出部１及び画像データ生成部２を制御して上述のステップＳ３と同様の手順により治療後の第２の画像データを生成する。そして、得られた第２の画像データは、位置情報計測部３から供給される超音波プローブ１１の位置情報と共にデータ記憶部２４に一旦保存される（図９のステップＳ８）。
【００９２】
次に、効果判定用画像データ生成部５の３次元画像データ生成部５２における不透明度・色調設定部５２１は、前記データ記憶部２４に保存されている治療後の第２の画像データを読み出し、この画像データの各画素値（ボクセル値）に基づいて不透明度や色調を設定する。そして、レンダリング処理部５２２は、画像データ生成部２のデータ記憶部２４に保存された治療後の第２の画像データを読み出し、不透明度・色調設定部５２１が設定した不透明度や色調の情報に基づいてレンダリング処理し治療後の３次元画像データを生成する（図９のステップＳ９）。
【００９３】
一方、３次元画像データ合成部５４は、３次元画像データ記憶部５３に保存された上述の表示領域における治療前の３次元画像データと、３次元画像データ生成部５２が生成した前記表示領域における治療後の３次元画像データを合成して治療効果判定用画像データを生成する（図９のステップＳ１０）。
【００９４】
尚、治療効果判定用画像データの生成に際し、本実施例における３次元画像データ合成部５４は、治療前の第１の画像データに基づいて生成されたドプラモードＶＲ画像データにおける３次元血流情報と治療後の第２の画像データに基づいて生成されたＢモードＶＲ画像データにおける３次元腫瘍組織情報及びドプラモードＶＲ画像データにおける３次元血流情報を所定フォーマットで合成して治療効果判定用画像データを生成する。
【００９５】
但し、治療前のドプラモードＶＲ画像データにおける３次元血流情報と治療後のＢモードＶＲ画像データにおける３次元腫瘍組織情報及びドプラモードＶＲ画像データにおける３次元血流情報との合成は、これらの画像データの生成に用いたボリュームデータの付帯情報である超音波プローブ１１の位置情報に基づいて行なわれる。
【００９６】
一方、表示部６は、３次元画像データ合成部５４において生成された治療効果判定用画像データを所定の表示フォーマットに変換した後、システム制御部８から供給された患者情報や画像データ生成条件等の情報を合成し、更に、Ｄ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なってＣＲＴあるいは液晶等のカラーモニタに表示する（図９のステップＳ１１）。
【００９７】
次に、操作者は、表示部６に表示された治療効果判定用画像データにおける腫瘍血管の途絶状態から治療効果を判定し（図９のステップＳ１２）、十分な治療効果が得られていない場合には、上述のステップＳ６乃至Ｓ１１を繰り返し行なう。一方、十分な治療効果が確認された場合には、当該患者に対する治療を終了する（図９のステップＳ１３）。
【００９８】
以上述べた本発明の実施例によれば、治療前及び治療後の患者から得られた画像データを用いて治療効果の判定を行なう際、当該患者から得られた治療前の画像データにおける血流情報と治療後の画像データにおける血流情報を合成して表示することにより治療効果を容易に判定することができる。又、焼灼治療時における病巣部組織の破壊や気泡の発生等に伴なって実質臓器情報や腫瘍組織情報の観察が著しく困難になるような場合であっても、血流情報を捉えることにより治療効果に関する情報を安定して収集することができる。特に、前記血流情報は、血管内における血球あるいは造影剤の流れに伴なうドプラ信号に基づいて生成されるため常に高感度で得ることができる。
【００９９】
一方、治療前及び治療後における腫瘍血管の血流情報と治療後の実質臓器情報や腫瘍組織情報を同時に表示しているため、腫瘍血管があまり造成されていない部分に対しても治療効果を判定することができる。
【０１００】
更に、治療前に得られた３次元血流情報と治療後に得られた３次元血流情報及び３次元腫瘍組織情報を合成して治療効果判定用画像データを生成しているため、広範囲における治療効果の情報を短時間で漏れなく捉えることが可能となる。
【０１０１】
又、上述の実施例によれば、治療効果判定用画像データの表示領域を設定しているため、この表示領域外に存在する周囲臓器や周囲血管に妨げられることなく腫瘍血管や腫瘍組織の３次元情報を観測することができる。この場合、前記表示領域は、腫瘍表面を走行する腫瘍血管の血流情報に基づいて設定しているため腫瘍血管情報や腫瘍組織情報を効率よく（過不足無く）選択して表示することが可能となる。
【０１０２】
更に、小型で軽量な２次元アレイ超音波プローブを有する超音波診断装置を用いて治療前及び治療後の３次元画像データを生成しているため治療効果判定用画像データのリアルタイム表示が可能となり、この治療効果判定用画像データを観測しながら焼灼治療を行なうことも可能となる。
【０１０３】
以上述べたように、上述の実施例によれば、腫瘍に対する焼灼治療の効果判定を短時間かつ高精度で行なうことができる。このため、治療に対する安全性が向上すると共に治療効率が改善され、更に、患者や操作者の負担が軽減される。
【０１０４】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、超音波振動素子が２次元配列された２次元アレイ超音波プローブ１１を用い、当該患者に対する治療前及び治療後の画像データ（ボリュームデータ）を生成する場合について述べたが、１次元アレイ超音波プローブを用いてもよい。例えば、１次元アレイ超音波プローブを手動あるいは別途設けられた移動機構を用いて所定方向に移動することにより治療前の第１の画像データ及び治療後の第２の画像データを生成し、これらの画像データに基づいて治療効果判定用画像データを生成する。２次元アレイ超音波プローブ１１の替わりに素子数の少ない１次元アレイ超音波プローブを用いることにより信号検出部１における送信部１２及び受信部１３の構成を簡単にすることができる。
【０１０５】
又、上述の実施例では、当該患者から得られたドプラモードデータに基づいて腫瘍血管における治療前及び治療後の血流情報を収集したが、Ｂモードデータに基づいて前記血流情報を収集してもよい。治療前のＢモードＶＲ画像データと治療後のＢモードＶＲ画像データを合成して治療効果判定用画像データを生成することにより、画像データ生成部２におけるドプラ信号検出部２２及びドプラモードデータ生成部２３が不要となり装置構成が簡単になる。この場合、治療前及び治療後の当該患者に超音波造影剤を投与することにより血流情報を高感度で収集することができる。
【０１０６】
一方、治療効果判定用画像データの表示領域の設定では、治療前の第１の画像データに基づいて生成されたＭＰＲ画像データにおいて腫瘍中心の設定を行なったが、治療後の第２の画像データを用いて同様の設定を行なってもよい。又、腫瘍中心に挿入した穿刺針先端部の位置情報を、例えば、特開平３−２２４５４９号公報等に記載された方法によって検出し、この検出結果に基づいて前記腫瘍中心を設定してもよい。この方法によれば腫瘍中心の設定は自動的に行なわれるため操作者の負担が軽減され治療効率が向上する。
【０１０７】
又、前記表示領域における治療前及び治療後の３次元画像データを合成して治療効果判定用画像データを生成する場合について述べたが、前記表示領域において治療前及び治療後の３次元画像データを生成し、得られた３次元画像データを合成して治療効果判定用画像データを生成してもよい。又、広範囲で生成された治療効果判定用画像データの中から前記表示領域における治療効果判定用画像データを抽出して表示部６に表示してもよい。
【０１０８】
更に、上述の実施例では、治療前及び治療後の血流情報と共に治療後の腫瘍組織情報を合成することにより、例えば、穿刺治療によって焼灼された腫瘍組織の状態も同時に観察することが可能となるが、治療後の腫瘍組織情報の替わりに治療前の腫瘍組織情報を上述の血流情報に合成して治療効果判定用画像データを生成してもよい。既に述べたように治療後の腫瘍組織では組織の破壊や気泡の発生等により鮮明な画像を得ることが困難となるが、治療前の腫瘍組織情報を用いることによりこのような問題点を解決することができる。
【０１０９】
又、当該患者に対して超音波造影剤を投与することにより治療前及び治療後の血流情報を高感度で収集することができるが、超音波造影剤を投与せずに治療後の血流情報を収集してもよい。この場合、上述の実施例と同様にして治療前の血流情報に治療後の血流情報をそのまま重畳して治療効果判定用画像データを生成してもよいが、治療後の画像データにおいて血流情報が検出された場合には、その旨を示すグラフィックデータあるいはテキストデータを治療前の血流情報に合成して治療効果判定用画像データを生成してもよい。この方法によれば、治療後の血流情報に対する検出感度が著しく劣る場合でも治療遺残部の存在を強調表示することができる。
【０１１０】
一方、上述の実施例では、超音波診断装置による３次元走査によって治療前及び治療後の画像データ（ボリュームデータ）を生成する場合について述べたが、超音波診断装置の替わりに、３次元の血流情報や実質臓器情報の観察が可能なＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等を用いてもよい。Ｘ線ＣＴ装置では、静脈注入法による造影ＣＴ撮像あるいはカテーテル注入によるＣＴアンジオ撮像によって得られた画像データのＣＴ値に基づいて治療前及び治療後の血流情報を得ることができる。この場合、治療前あるいは治療後の実質臓器情報は通常のＣＴ撮像によって収集される。又、ＭＲＩ装置では、ＭＲＡ（ＭＲアンジオグラフィ）と通常のＴ１強調撮像やＴ２強調撮像により治療前及び治療後の血流情報と実質臓器情報を容易に得ることが可能となる。そして、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置を用いることにより、治療前の画像データと治療後の画像データの合成を精度よく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施例における画像診断・治療支援装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の画像診断・治療支援装置が備える信号検出部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の画像診断・治療支援装置が備える画像データ生成部の構成を示すブロック図。
【図４】同実施例の画像診断・治療支援装置が備える効果判定用画像データ生成部の構成を示すブロック図。
【図５】同実施例における治療効果判定用画像データ表示領域の設定方法を説明するための図。
【図６】同実施例における血管領域の連続性を説明するための図。
【図７】同実施例における血管断面積と腫瘍表面の関係を示す図。
【図８】同実施例における治療効果判定用画像データの具体例を示す図。
【図９】同実施例における治療効果判定用画像データの生成手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１２】
１…信号検出部
２…画像データ生成部
３…位置情報計測部
４…領域設定部
５…効果判定用画像データ生成部
６…表示部
７…入力部
８…システム制御部
１１…超音波プローブ
１２…送信部
１３…受信部
２１…Ｂモードデータ生成部
２２…ドプラ信号検出部
２３…ドプラモードデータ生成部
２４…データ記憶部
５１…ＭＰＲ画像データ生成部
５２…３次元画像データ生成部
５３…３次元画像データ記憶部
５４…３次元画像データ合成部
５２１…不透明度・色調設定部
５２２…レンダリング処理部
１００…画像診断・治療支援装置
【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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