(57)【要約】【課題】  ノイズの影響を排除し高精度かつ安定した輪郭データを生成する。【解決手段】  時系列的な画像データに対する輪郭データの生成に際し、標準形状データ生成部７１は、最初の画像データに予め保管された標準形状データを設定し、操作点移動領域設定部７３は、操作点設定部７２が前記標準形状データ上に配置した複数の操作点に対し移動領域を前記標準形状データの法線方向に設定する。次に、境界検出部７５は、操作点に対応した操作点画素とこの操作点画素に隣接し所定の画素数を有した隣接画素の画素値から操作点に対する代表画素値を算出し、前記移動領域に沿った操作点の移動に伴なう代表画素値の変化量に基づいて輪郭データを生成する。そして、隣接画素設定部７４は、輪郭データの形状に基づいて隣接画素の画素数を更新（最適化）し、更新後の画素数に基づき前記画像データに後続する各時相の画像データに対する輪郭データが生成される。【選択図】  図１
2007014542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から得られた画像データに対し標準形状データを設定する標準形状データ設定手段と、
前記標準形状データに対し複数個の操作点を配置する操作点設定手段と、
前記操作点の移動領域を設定する操作点移動領域設定手段と、
前記操作点に対応した前記画像データの操作点画素とこの操作点画素に隣接した１つあるいは複数の隣接画素の画素値に基づいて前記操作点に対する代表画素値を算出し、前記移動領域に沿った前記操作点の移動に伴なう前記代表画素値の変化量から前記画像データにおける組織の境界を検出する境界検出手段と、
この境界検出手段によって得られた境界情報に基づいて輪郭データを生成する輪郭データ生成手段を
備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
被検体に対して得られた時系列的な複数枚の画像データを保存する画像データ記憶手段と、
前記複数枚の画像データの中から選択した基準画像データに対し標準形状データを設定する標準形状データ設定手段と、
前記標準形状データに対し複数個の操作点を配置する操作点設定手段と、
前記操作点の移動領域を設定する操作点移動領域設定手段と、
前記操作点に対応した前記基準画像データの操作点画素とこの操作点画素に隣接した１つあるいは複数の隣接画素の画素値に基づいて前記操作点に対する代表画素値を算出し、前記移動領域に沿った前記操作点の移動に伴なう前記代表画素値の変化量から前記基準画像データにおける組織の境界を検出する境界検出手段と、
この境界検出手段によって得られた境界情報に基づいて輪郭データを生成する輪郭データ生成手段を
備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記輪郭データを表示する表示手段と、表示された前記輪郭データの形状に基づいて前記隣接画素の画素数増減指示信号を入力する入力手段と、前記画素数増減指示信号に基づいて隣接画素数を更新する隣接画素設定手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した画像処理装置。
【請求項４】
前記操作点画素及び前記隣接画素の画素値と所定の閾値を比較する画素値比較手段と、前記操作点画素及び前記隣接画素の画素値が前記閾値を越える割合が予め設定された値以上になるように隣接画素数を更新する隣接画素制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した画像処理装置。
【請求項５】
前記操作点移動領域設定手段は、前記標準形状データの略法線方向に線状の移動領域を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した画像処理装置。
【請求項６】
前記隣接画素設定手段は、前記画素数増減指示信号に基づき、少なくとも前記操作点の移動領域に略直交する方向において前記隣接画素の画素数を更新することを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記隣接画素制御手段は、前記操作点画素及び前記隣接画素の画素値と前記閾値との比較結果に基づき、少なくとも前記操作点の移動領域に略直交する方向において前記隣接画素の画素数を更新することを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記輪郭データ生成手段は、前記隣接画素設定部あるいは前記隣接画素制御部が更新した隣接画素に基づき前記画像データあるいは前記基準画像データに対して輪郭データを生成することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載した画像処理装置。
【請求項９】
前記境界検出手段は、前記操作点画素と前記隣接画素の画素値を加算平均することにより前記代表画素値を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した画像処理装置。
【請求項１０】
前記標準形状データ設定手段は、前記時系列的な複数枚の画像データの中の最初の時相の画像データに対して前記標準形状データを設定することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記操作点設定手段は、所定時相の画像データにおける輪郭データの生成に際し、輪郭データ生成手段が生成した前記基準画像データの輪郭データに対し前記操作点を配置することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記操作点設定手段は、所定時相の画像データにおける輪郭データの生成に際し、輪郭データ生成手段が生成した前時相における画像データの輪郭データに対し前記操作点を配置することを特徴とする請求項１１記載の画像処理装置。
【請求項１３】
被検体に対し超音波の送受波を行なう超音波振動子を有した超音波プローブと、
前記超音波振動子を駆動する送信手段と、前記超音波振動子によって得られた前記被検体からの超音波反射波を受信する受信手段と、この受信手段によって得られた受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段を備えた超音波診断装置において、
前記画像データにおける輪郭データの生成手段として請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載した画像処理装置を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１４】
容積計測手段を備え、この容積計測手段は、前記輪郭データ生成手段が生成する心筋／心腔境界の輪郭データに基づいて心腔内容積を計測することを特徴とする請求項１３記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
駆出率算出手段を備え、この駆出率算出手段は、前記容積計測手段が計測した所定時相の心腔内容積に基づいて心臓駆出率を算出することを特徴とする請求項１４記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
標準形状データ設定手段が、所望の画像データに対して標準形状データを設定するステップと、
操作点設定手段が、前記標準形状データに対し複数個の操作点を所定間隔で配置するステップと、
操作点移動領域設定手段が、前記操作点の移動領域を設定するステップと、
境界検出手段が、前記移動領域の所定位置における前記操作点に対応した前記画像データの操作点画素とこの操作点画素に隣接した１つあるいは複数の隣接画素の画素値に基づいて前記操作点に対する代表画素値を算出するステップと、
前記境界検出手段が、前記移動領域に沿った前記操作点の移動に伴なう前記代表画素値の変化量から前記画像データにおける組織の境界を検出するステップと、
輪郭データ生成手段が、前記境界検出手段によって得られた境界情報に基づいて輪郭データを生成するステップを
有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１７】
前記輪郭データの生成に引き続き、表示手段が、前記輪郭データを前記画像データに重畳して表示するステップと、
入力手段が、前記表示手段によって表示された前記輪郭データの形状に基づいて前記隣接画素に対する画素数増減指示信号を入力するステップと、
隣接画素設定手段が、前記画素数増減指示信号に基づいて隣接画素数を更新するステップと、
前記輪郭データ生成手段が、更新後の隣接画素に基づいて前記画像データに対する輪郭データを更新するステップを
有することを特徴とする請求項１６記載の画像処理方法。
【請求項１８】
前記輪郭データの生成に引き続き、画素値比較手段が、前記画像データの操作点画素及び隣接画素の画素値と所定の閾値を比較するステップと、
隣接画素制御手段が、前記操作点画素及び隣接画素の画素値が前記閾値を越える割合が予め設定された値以上になるように隣接画素数を更新するステップと、
前記輪郭データ生成手段が、更新後の隣接画素に基づいて前記画像データに対する輪郭データを更新するステップを
有することを特徴とする請求項１７記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体から得られた画像データに対して輪郭抽出を可能とした超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された超音波振動子から発生する超音波を被検体内に放射し、被検体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を前記超音波プローブによって受信してモニタ上に表示するものであり、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リアルタイムの２次元画像が容易に観測できるため、心臓などの機能検査や各種臓器の形態診断に広く用いられている。
【０００３】
心臓領域における超音波診断では、心機能を客観的かつ定量的に評価することが極めて重要とされており、その計測項目には心臓組織の運動速度、血流の速度や乱れ、心腔内の面積や容積などがある。
【０００４】
特に、拡張末期及び収縮末期における心腔内容積の変化から算出される心臓駆出率は心機能評価に極めて有効な情報を与えてくれる。この心腔内容積の計測は、従来、医師や検査技師（以下、操作者と呼ぶ。）が超音波診断装置によって得られた心臓のＢモード画像データ（以下、画像データと呼ぶ。）における心筋と心腔との境界（心筋／心腔境界）に輪郭線をマニュアル設定し、次いで、この輪郭線によって囲まれる心腔内の長軸を基準としたModified-Simpson法を適用することによって行なわれてきた。
【０００５】
上述の超音波画像データに対する輪郭線の設定は、操作者に対して多大な負荷を与えるのみならず診断効率を著しく低下させる要因となっていたが、近年では、この心筋／心腔境界を自動的に抽出する、所謂ＡＣＴ（Automated-Contour-Tracking）法が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
特許文献１に記載された心筋／心腔境界の自動抽出法は、例えば、操作者が画像データの心腔内における所定位置に設定した閉曲線の線上に複数の操作点を所定間隔で配置し、この操作点の各々を心筋に向って放射状に移動させながら操作点の位置に対応した画像データの画素値を継続的に計測する。そして、画素値が急激に変化する位置を心筋／心腔境界として検出し、検出した複数の境界位置を接続することによって輪郭データを生成する。
【０００７】
この方法によれば、操作者は、超音波診断装置の表示部に表示された時系列的な画像データに対して計測しようとする心腔の位置を指定することにより、各時相における心腔内容積が計測され、更に、拡張末期及び収縮末期の心腔内容積に基づいて心臓駆出率が算出される。
【特許文献１】特開２０００−２１７８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された輪郭抽出法によれば、心腔内を放射状に移動する操作点の位置に対応した画像データの画素値を順次読み出すことによって画素値の変化量を計測し、この変化量に基づいて超音波の反射が少ない心腔内と反射が比較的大きい心筋との境界（心筋／心腔境界）を検出している。
【０００９】
ところで、超音波診断装置によって生成された画像データには、例えば、心筋組織や心腔内の血球等からの反射波が干渉して生ずるスペックルノイズや外因ノイズ等の非定常的なノイズが混入している。そして、操作点の位置に対応した画像データの画素においてこれらのノイズの影響が顕著な場合には、心筋／心腔境界を誤って検出する可能性があり、この心筋／心腔境界の輪郭データに基づいて計測した心腔内容積や心臓駆出率に許容できない誤差が発生するという問題点を有していた。
【００１０】
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、被検体に対して得られた画像データにおいて輪郭抽出を行なう際、ノイズ等の影響を排除することにより高精度かつ安定した輪郭抽出を可能とする超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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処理装置は、被検体から得られた画像データに対し標準形状データを設定する標準形状データ設定手段と、前記標準形状データに対し複数個の操作点を配置する操作点設定手段と、前記操作点の移動領域を設定する操作点移動領域設定手段と、前記操作点に対応した前記画像データの操作点画素とこの操作点画素に隣接した１つあるいは複数の隣接画素の画素値に基づいて前記操作点に対する代表画素値を算出し、前記移動領域に沿った前記操作点の移動に伴なう前記代表画素値の変化量から前記画像データにおける組織の境界を検出する境界検出手段と、この境界検出手段によって得られた境界情報に基づいて輪郭データを生成する輪郭データ生成手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
又、請求項２に係る本発明の画像処理装置は、被検体に対して得られた時系列的な複数枚の画像データを保存する画像データ記憶手段と、前記複数枚の画像データの中から選択した基準画像データに対し標準形状データを設定する標準形状データ設定手段と、前記標準形状データに対し複数個の操作点を配置する操作点設定手段と、前記操作点の移動領域を設定する操作点移動領域設定手段と、前記操作点に対応した前記基準画像データの操作点画素とこの操作点画素に隣接した１つあるいは複数の隣接画素の画素値に基づいて前記操作点に対する代表画素値を算出し、前記移動領域に沿った前記操作点の移動に伴なう前記代表画素値の変化量から前記基準画像データにおける組織の境界を検出する境界検出手段と、この境界検出手段によって得られた境界情報に基づいて輪郭データを生成する輪郭データ生成手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
一方、請求項１３に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対し超音波の送受波を行なう超音波振動子を有した超音波プローブと、前記超音波振動子を駆動する送信手段と、前記超音波振動子によって得られた前記被検体からの超音波反射波を受信する受信手段と、この受信手段によって得られた受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段を備えた超音波診断装置において、前記画像データにおける輪郭データの生成手段として請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載した画像処理装置を備えたことを特徴としている。
【００１４】
更に、請求項１６に係る本発明の画像処理方法は、標準形状データ設定手段が、所望の画像データに対して標準形状データを設定するステップと、操作点設定手段が、前記標準形状データに対し複数個の操作点を所定間隔で配置するステップと、操作点移動領域設定手段が、前記操作点の移動領域を設定するステップと、境界検出手段が、前記移動領域の所定位置における前記操作点に対応した前記画像データの操作点画素とこの操作点画素に隣接した１つあるいは複数の隣接画素の画素値に基づいて前記操作点に対する代表画素値を算出するステップと、前記境界検出手段が、前記移動領域に沿った前記操作点の移動に伴なう前記代表画素値の変化量から前記画像データにおける組織の境界を検出するステップと、輪郭データ生成手段が、前記境界検出手段によって得られた境界情報に基づいて輪郭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、被検体に対して得られた画像データにおいて輪郭抽出を行なう際、ノイズ等の影響を排除することにより高精度かつ安定した輪郭抽出が可能となる。
【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】
以下に述べる実施例では、被検体から得られた時系列的な画像データにおける心筋／心腔境界の輪郭データに基づいて当該被検体に対する心腔内容積や心臓駆出率を計測する際、基準画像データとしての最初の時相における画像データに心筋／心腔境界の標準形状データを設定し、更に、この標準形状データ上に所定間隔で配置した複数の操作点に対し線状の操作点移動領域を前記標準形状データに直交する方向に設定する。次いで、操作点に対応した画素（操作点画素）と操作点移動領域に直交する方向において前記操作点画素と隣接する所定数の画素（隣接画素）の画素値から操作点に対応した代表画素値を算出し、操作点移動領域に沿った操作点の移動に伴なう代表画素値の変化量から検出した心筋／心腔境界に基づいて輪郭データの生成を行なう。
【００１８】
そして、操作者は、画像データに重畳表示された輪郭データにおけるノイズの影響（例えば、連続性）を観察しながら隣接画素の画素数を最適化し、前記操作点画素と最適化された隣接画素の画素値から算出した代表画素値に基づき基準画像データとこの基準画像データに後続する各時相の画像データに対し輪郭データの生成を行なう。
【００１９】
尚、本実施例では、超音波診断装置によって得られた時系列的なＢモード画像データを用い、当該被検体の心腔内容積及び心臓駆出率の計測を目的とした場合の輪郭抽出法について述べるが、対象とする画像診断装置、画像データ、計測対象、計測目的等はこれらに限定されない。
【００２０】
（装置の構成）
本実施例における超音波診断装置の構成につき図１乃至図７を用いて説明する。尚、図１は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、この超音波診断装置が備えた送受信部及び受信信号処理部のブロック図である。
【００２１】
図１に示した本実施例の超音波診断装置１００は、被検体に対して超音波パルスを送信すると共に超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する超音波振動子を備えた超音波プローブ３と、被検体の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を超音波プローブ３の超音波振動子に供給し、超音波振動子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部２と、整相加算後の受信信号に基づいてＢモードデータを生成する受信信号処理部４と、走査方向単位で得られるＢモードデータを順次保存して２次元の画像データ（Ｂモード画像データ）を生成する画像データ記憶部５を備えている。
【００２２】
又、超音波診断装置１００は、画像データ記憶部５に保存された当該被検体の画像データの中から所定期間Ｔ０において得られた時系列的な画像データを選択する画像データ選択部６と、選択された画像データの各々に対し心筋／心腔境界を検出し、この心筋／心腔境界の位置情報に基づいて輪郭データを生成する輪郭トレース部７と、得られた輪郭データに基づいて所定時相における心腔内容積を計測する容積計測部８と、計測された収縮末期及び拡張末期における心腔内容積に基づいて心臓駆出率を算出する駆出率算出部９を備えている。
【００２３】
更に、超音波診断装置１００は、画像データ記憶部５に保存された時系列的な画像データ、画像データ選択部６において選択された所定期間Ｔ０の時系列的な画像データ、輪郭トレース部７において生成された心筋／心腔境界の標準形状データや輪郭データ、更には、駆出率算出部９において算出された心臓駆出率の数値等を表示する表示部１０と、画像データの選択指示信号の入力、画像データにおける特徴量位置の指定、更には、後述する操作点の代表画素値を算出するための隣接画素数の仮設定や更新等を行なう入力部１１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１２を備えている。
【００２４】
超音波プローブ３は、複数個配列された図示しない超音波振動子をその先端部分に有し、この先端部分を被検体に接触させて超音波の送受信を行なう。超音波プローブ３の超音波振動子の各々は、図示しないＮｘチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部２に接続されている。超音波振動子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、又、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気的な受信信号に変換する機能を有している。
【００２５】
超音波プローブ３には、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、操作者は診断部位に応じて任意に選択することが可能である。本実施例では、Ｎｘ本の超音波振動子が１次元配列されているセクタ走査用の超音波プローブを用いた場合について述べるが、これに限定されない。
【００２６】
図２に示した送受信部２は、超音波プローブ３の超音波振動子に対して駆動信号を供給する送信部２１と、超音波振動子から得られたＮｘ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を備えている。そして、送信部２１は、レートパルス発生器２１１と、送信遅延回路２１２と、駆動回路２１３を備えており、レートパルス発生器２１１は、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して送信遅延回路２１２に供給する。
【００２７】
送信遅延回路２１２は、送信に使用される超音波振動子と同数のＮｘ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、送信超音波を所定の方向に送信するための偏向用遅延時間を上記レートパルスに与え、このレートパルスを駆動回路２１３に供給する。そして、駆動回路２１３は、送信遅延回路２１２と同数のＮｘチャンネルの独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ３に内蔵されたＮｘ個の超音波振動子を駆動し、被検体内に送信超音波を放射する。
【００２８】
一方、受信部２２は、Ｎｘチャンネルから構成されるＡ／Ｄ変換器２２１及び受信遅延回路２２２と、加算器２２３を備えており、超音波振動子から供給されたＮｘチャンネルの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２２１にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路２２２に送られる。受信遅延回路２２２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２２１から出力されるＮｘチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器２２３は、これら受信遅延回路２２２からの受信信号を加算する。即ち、受信遅延回路２２２と加算器２２３により、所定方向から得られた受信信号は整相加算される。
【００２９】
次に、受信信号処理部４は、包絡線検波器４１１と対数変換器４１２を備え、包絡線検波器４１１は、受信部２２の加算器２２３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４１２においてその振幅が対数変換されてＢモードデータが生成される。
【００３０】
図１に戻って、画像データ記憶部５は、被検体に対する超音波走査によって時系列的に得られた複数枚の画像データを保存するための記憶回路であり、被検体の所定時相における超音波走査によって得られた受信信号に基づいて受信信号処理部４が生成した走査方向単位のＢモードデータは画像データ記憶部５に順次保存されて１枚の画像データが生成され、更に、前記時相に後続する複数の時相に対しても同様にして画像データの生成と保存が行なわれる。又、これらの画像データには画像データ収集条件や時相情報等が付帯情報として付加される。
【００３１】
画像データ選択部６は、入力部１１から供給される選択指示信号に基づいて画像データ記憶部５に保存されている時系列的な画像データの中から、所望期間Ｔ０に相当するＭ枚の画像データＰ１乃至ＰＭを選択し、自己の図示しない記憶回路に保存する。この場合、操作者は、画像データ記憶部５に保存された画像データを表示部１０のモニタに順次表示させ、これらの画像データの中から所定周期Ｔ０における最初の画像データＰ１と最後の画像データＰＭを入力部１１の入力デバイスを用いて指定することにより時系列的な画像データＰ１乃至ＰＭを容易に選択することが可能となるが、他の方法によって選択しても構わない。
【００３２】
一方、輪郭トレース部７は、画像データ選択部６により選択された時系列的な画像データＰ１乃至ＰＭの中の画像データＰ１（基準画像データ）における心筋特徴量の位置情報に基づいて閉曲線からなる標準形状データを生成する標準形状データ生成部７１と、この標準形状データあるいは後述の輪郭データに複数の操作点を所定間隔で配置する操作点設定部７２と、標準形状データあるいは輪郭データの閉曲線に対して垂直な方向（法線方向）に操作点移動領域を設定する操作点移動領域設定部７３と、各操作点に対応した代表画素値の算出に用いる隣接画素を設定する隣接画素設定部７４を備え、更に、操作点の位置に対応した画像データの操作点画素とこの操作点画素に隣接して設定された隣接画素の画素値に基づいて代表画素値を算出し、操作点の移動に伴なう代表画素値の変化量に基づいて心筋／心腔境界を検出する境界検出部７５と、前記複数の操作点の移動によって検出された心筋／心腔境界の位置情報に基づいて輪郭データを生成する輪郭データ生成部７６を備えている。
【００３３】
標準形状データ生成部７１は、標準形状データベース７１１とＣＰＵ７１２を有し、標準形状データベース７１１には、画像データの収集条件（例えば、診断対象臓器（心臓）に対する超音波走査方法、走査方向あるいは走査断面）をパラメータとした心房あるいは心室における心筋／心腔境界の標準形状データが予め保管されている。
【００３４】
一方、ＣＰＵ７１２は、画像データＰ１に付加された画像データ収集条件に基づいて好適な標準形状データを標準形状データベース７１１から読み出し、更に、表示部１０に表示された画像データＰ１に対し入力部１１が設定した心筋の特徴量（即ち、弁輪部Ｖ１及びＶ２や心尖部Ｖ３）の位置情報に基づいて前記標準形状データに対する拡大／縮小あるいは回転等の補正を行なう。
【００３５】
そして、補正後の標準形状パターンは、必要に応じてシステム制御部１２を介し表示部１０に供給され、画像データ選択部６から供給された画像データＰ１に重畳表示される。
【００３６】
次に、操作点設定部７２は、画像データＰ１に対して標準形状データ生成部７１が生成した補正後の標準形状データにおいて所定間隔の操作点Ｒ１乃至ＲＮを配置する。一方、画像データＰ２乃至ＰＭでは、画像データＰ１乃至Ｐ（Ｍ−１）に対し後述の境界検出部７５が生成した輪郭データにおいて所定間隔の操作点Ｒ１乃至ＲＮを設定する。
【００３７】
更に、操作点設定部７２は、操作点移動領域設定部７３によって設定された直線状の操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに沿って前記操作点Ｒ１乃至ＲＮを順次移動させる。尚、操作点Ｒ１乃至ＲＮは、画像データＰ１あるいは画像データＰ２乃至ＰＭに設定された操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに沿って心腔内から心筋方向に移動させることが好適である。
【００３８】
一方、操作点移動領域設定部７３は、操作点Ｒ１乃至ＲＮに対する直線状の操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮを、標準形状データあるいは輪郭データを形成する閉曲線の法線方向に設定する。
【００３９】
図３は、当該被検体の心尖部近傍に超音波プローブ３の先端を配置して得られた左心室ＬＶの画像データＰ１を示しており、操作者が入力部１１の入力デバイスを用いて設定した僧坊弁の弁輪部Ｖ１、Ｖ２及び心尖部Ｖ３の位置情報と超音波プローブ３の配置情報に基づいて標準形状データ生成部７１が生成した標準形状データＢ１が左心室ＬＶにおける心筋／心腔境界の近傍に設定される。
【００４０】
一方、図４は、画像データＰ１に対し標準形状データ生成部７１が生成した標準形状データＢ１と、この標準形状データＢ１に対し操作点設定部７２が所定間隔で配置した操作点Ｒ１乃至ＲＮと、操作点移動領域設定部７３が設定した操作点Ｒ１乃至ＲＮの操作点移動領域を示す線分Ｃ１乃至ＣＮを模式的に示している。
【００４１】
次に、隣接画素設定部７４は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの所定位置に設定（移動）された操作点Ｒ１乃至ＲＮの各々に対応する操作点画素を中心とした隣接画素を設定する。この場合、直線状の操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに略垂直な方向において前記操作点画素に隣接した１つあるいは複数の隣接画素が設定される。更に、隣接画素設定部７４は、入力部１１から供給される隣接画素増減指示信号に基づいて隣接画素数の更新を随時行なう。
【００４２】
境界検出部７５は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの所定位置に設定された操作点に対応する操作点画素と隣接画素設定部７４が設定した前記操作点画素に隣接する隣接画素の画素値を用いて代表画素値を算出する。そして、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに沿って移動する操作点Ｒ１乃至ＲＮに対応して代表画素値を順次算出し、その変化量に基づいて心筋／心腔境界の検出を行なう。
【００４３】
次に、上述の隣接画素設定部７４及び境界検出部７５が行なう隣接画素の設定と代表画素値の算出、更には、心筋／心腔境界の検出につき図５及び図６を用いて説明する。
【００４４】
図５は、操作点画素を基準とした隣接画素の設定方法と、この操作点画素に対応した代表画素値の算出方法について示している。但し、ここでは、説明を簡単にするために画像データＰ１の画素配列方向に沿って標準形状データＢ１が設定された場合について示す。即ち、図５において、標準形状データＢ１は、画像データＰ１の列方向（縦方向）に配列された画素ａ１３乃至ａｘ３に設定され、この標準形状データＢ１における操作点Ｒ１及びＲ２は画素ａ３３及びａ８３に、更に、操作点Ｒ１及びＲ２に対する操作点移動領域Ｃ１及びＣ２は、画像データＰ１の行方向（横方向）に配列された画素ａ３１乃至ａ３５と画素ａ８１乃至ａ８５に夫々設定されている。
【００４５】
そして、操作点Ｒ１は、例えば、操作点移動領域Ｃ１の画素ａ３１から画素ａ３５に向って移動し、この移動に伴なって代表画素値が順次算出される。即ち、操作点Ｒ１が最初の画素ａ３１に設定された場合、隣接画素設定部７４は、操作点画素ａ３１を中心として操作点移動領域Ｃ１に垂直な方向に隣接する、例えば画素ａ１１、ａ２１、ａ４１及びａ５１を隣接画素として設定する。
【００４６】
次いで、境界検出部７５は、操作点画素ａ３１の画素値Ａ３１と隣接画素設定部７４によって設定された隣接画素ａ１１、ａ２１、ａ４１、ａ５１の画素値Ａ１１、Ａ２１、Ａ４１、Ａ５１を用いて画素３１に対応した代表画素値Ｄ３１を算出する。この場合、境界検出部７５は、画素値Ａ１１乃至Ａ５１の加算平均から代表画素値Ｄ３１を算出することが望ましいが、特に限定されるものではなく、例えば、画素値Ａ１１乃至Ａ５１の中の最大値を代表画素値Ｄ３１としても構わない。
【００４７】
次に、操作点設定部７２によって操作点Ｒ１が画素ａ３２の位置に設定された場合、隣接画素設定部７４は、画素ａ１２、ａ２２、ａ４２、ａ４５を隣接画素として設定し、境界検出部７５は、画素ａ１２乃至ａ５２の画素値Ａ１２乃至Ａ５２を用いて画素３２に対応した代表画素値Ｄ３２を算出する。
【００４８】
又、操作点Ｒ１が画素ａ３３、ａ３４及びａ３５の位置に設定された場合においても、同様の手順によって画素ａ３３、ａ３４及びａ３５に対応した代表画素値Ｄ３３、Ｄ３４及びＤ３５が算出される。
【００４９】
次いで、境界検出部７５は、操作点Ｒ１の操作点移動領域Ｃ１での移動に伴なって得られた代表画素値Ｄ３１乃至Ｄ３５の変化量に基づいて心筋/心腔境界の検出を行なう。図６は、代表画素値Ｄ３１乃至Ｄ３５の変化量に基づく心筋/心腔境界の検出方法の具体例を示したものであり、例えば、画素ａ３１乃至ａ３４は反射強度が小さい心腔内に対応し、画素ａ３５は反射強度が比較的大きい心筋組織に対応している場合、画素ａ３１乃至ａ３５の各々における代表画素値は図６に示すような変化特性を示す。そして、この変化特性において最大の変化量を示す位置、即ち、画素３４と画素３５の境界を心筋/心腔境界として検出する。
【００５０】
同様にして、操作点移動領域Ｃ２乃至ＣＮを移動する操作点Ｒ２乃至ＲＮの各々に対しても同様な手順によって代表画素値が算出され、この代表画素値の変化量に基づいて心筋/心腔境界が検出される。
【００５１】
尚、上述の説明では、画像データＰ１に対して生成された標準形状データＢ１に基づき操作点、操作点移動領域及び隣接画素の設定と心筋／心腔境界の検出を行なう場合について述べたが、画像データＰ２乃至ＰＭについては既に述べたように、画像データＰ１乃至Ｐ（Ｍ−１）に対して後述の輪郭データ生成部７６が生成した輪郭データに基づいて上記の各設定と心筋／心腔境界の検出が行なわれる。
【００５２】
図１に戻って、輪郭トレース部７の輪郭データ生成部７６は、画像データ選択部６によって選択された画像データＰ１乃至ＰＭの各々に対し、上述の境界検出部７５が検出した心筋／心腔境界の位置情報に基づいてその輪郭データを生成する。そして、生成した輪郭データを前記画像データＰ１乃至ＰＭに重畳表示するためにシステム制御部１２を介して表示部１０に供給する。
【００５３】
次に、容積計測部８は、図示しない演算回路と記憶回路を備え、前記演算回路は、輪郭データ生成部７６において生成された画像データＰ１乃至ＰＭにおける輪郭データに基づいて心腔内容積を計測する。
【００５４】
図７は、容積計測部８によって行なわれる心腔内容積計測の具体例を示したものであり、容積計測部８は、先ず、輪郭トレース部７の輪郭データ生成部７６が画像データＰ１乃至ＰＭの各々に対して生成した輪郭データＥから弁輪部を検出し、この弁輪部の位置を基準に心臓の長軸ＦＬを設定する。更に、長軸ＦＬを間隔ΔｈでJ分割した分割点ｈｊ（ｊ＝１乃至Ｊ）から長軸ＦＬに対して垂線を引き、この垂線が輪郭データＥと交わる２つの交点ｆ１ｊ及びｆ２ｊの間の長さＸｊ（ｊ＝１乃至J）を算出する（図７（ａ）参照）。
【００５５】
次いで、上記手順によって求めた長さＸ１乃至Ｘｊを直径、予め設定されたΔｈを高さとした微小円柱の和で体積を近似する、所謂Modified-Simpson法を適用して各時相における心腔内容積を計測する（図７（ｂ）参照）。
【００５６】
そして、前記演算回路によって計測された各時相の心腔内容積は、その時相を付帯情報として前記記憶回路に保存される。
【００５７】
一方、駆出率算出部９は、容積計測部８の記憶回路に保存された心腔内容積データの中から収縮末期における心腔内容積Ｖｘｓと拡張末期における心腔内容積Ｖｘｄを読み出し、下式（１）に基づいて心臓駆出率Ｚｘを算出する。  
Ｚｘ＝（Ｖｘｄ−Ｖｘｓ）／Ｖｘｄ×１００  （％）  ・・・（１）
次に、表示部１０は、画像データ記憶部５に保存された時系列的な画像データ、あるいは、画像データ選択部６において選択された所定期間Ｔ０の画像データを表示し、更に、輪郭トレース部７において生成された心筋／心腔境界の標準形状データや輪郭データ、更には、駆出率算出部９において算出された心臓駆出率Ｚｘの数値等を前記画像データに重畳表示する。
【００５８】
この表示部１０は、図示しない表示用画像データ生成回路と変換回路とモニタを備え、前記表示用画像データ生成回路は、画像データ記憶部５あるいは画像データ選択部６の記憶回路に保存された画像データに対し所定の表示形態に対応した走査変換等の処理を行なった後、標準形状データや輪郭データ等の付帯情報を合成して表示用画像データを生成する。又、前記変換回路は、前記表示用画像データ生成回路が生成した表示用画像データに対してＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なって前記モニタに表示する。
【００５９】
そして、表示部１０の前記モニタにおいて時系列的に表示された画像データ記憶部５の画像データに基づいて画像データＰ１乃至ＰＭが選択され、更に、これらの画像データＰ１乃至ＰＭの中から選択された画像データＰ１に基づいて標準形状データが生成される。又、前記画像データＰ１に重畳表示された輪郭データに基づいて隣接画素数の最適化が行なわれる。
【００６０】
一方、入力部１１は、操作パネル上に液晶表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、レバー等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、画像データの収集条件や表示条件の初期設定、操作点の配置間隔や移動範囲の初期設定、画像データＰ１乃至ＰＭに対する選択指示信号の入力、基準画像データに対する特徴量位置の設定、隣接画素数の仮設定及び更新、更には、画像データの生成や各種計測を行なうためのコマンド信号の入力等を行なう。
【００６１】
（画像データの生成手順）
次に、本実施例における画像データの生成手順につき図８のフローチャートに沿って説明する。
【００６２】
画像データの生成に先立ち、超音波診断装置１００の操作者は、入力部１１において被検体情報を入力し、更に、画像データ（Bモード画像データ）の収集条件及び表示条件を設定する。そして、これらの入力情報や初期設定情報をシステム制御部１２の記憶回路に保存する（図８のステップＳ１）。
【００６３】
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、入力部１１にて画像データ生成開始コマンドを入力し（図８のステップＳ２）、このコマンド信号がシステム制御部１２に供給されることにより、超音波診断装置１００による画像データの生成と保存が開始される。
【００６４】
画像データの生成に際し、図２に示した送信部２１のレートパルス発生器２１１は、システム制御部１２からの制御信号に従って被検体内に放射す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２１２に供給する。送信遅延回路２１２は、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を集束するための遅延時間と、最初の走査方向θ１に超音波を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Ｎｘチャンネルの駆動回路２１３に供給する。
【００６５】
次いで、駆動回路２１３は、送信遅延回路２１２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３におけるＮｘ個の超音波振動子に供給して被検体内のθ１方向に送信超音波を放射する。
【００６６】
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被検体の臓器境界面や組織にて反射し、送信時と同じ超音波振動子によって受信されてＮｘチャンネルの電気的な受信信号に変換される。次いで、この受信信号は、受信部２２のＡ／Ｄ変換器２２１においてデジタル信号に変換された後、Ｎｘチャンネルの受信遅延回路２２２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２２３にて整相加算される。
【００６７】
そして、整相加算後の受信信号が供給された受信信号処理部４の包絡線検波器４１１及び対数変換器４１２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、図１の画像データ記憶部５に保存する（図８のステップＳ３）。
【００６８】
走査方向θ１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、超音波の送受信方向がθ方向にΔθずつ更新された走査方向θｐ（θｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ（ｐ＝２乃至P））に対して同様の手順で超音波の送受信を行なう。このとき、システム制御部１２は、その制御信号によって送信遅延回路２１２及び受信遅延回路２２２の遅延時間を超音波送受信方向に対応させて更新する。
【００６９】
そして、走査方向θ１の場合と同様にして走査方向θ２乃至θPに対する超音波送受信によってＢモードデータが生成され（図８のステップＳ３）これらのＢモードデータは画像データ記憶部５に順次保存されて２次元の画像データが生成される（図８のステップＳ４）。
【００７０】
最初の時相における画像データの生成と保存が終了したならば、同様の手順を繰り返して第２の時相以降の画像データの生成と画像データ記憶部５への保存が行われる。この場合、画像データ記憶部５には、画像データ収集条件や時相情報が付加された時系列的な２次元画像データが保存される（図８のステップＳ３及びＳ４）。
【００７１】
（輪郭データの生成及び心臓駆出率の算出の手順）
次に、本実施例における輪郭データの生成手順とこの輪郭データに基づいて算出される心臓駆出率の算出手順を図９のフローチャートに沿って説明する。
【００７２】
操作者は、入力部１１において、操作点の配置間隔や移動範囲の設定、更には、隣接画素数の仮設定等を行ない（図９のステップＳ１１）、画像データ記憶部５に保管されている当該被検体の画像データを表示するためのコマンド信号を入力する。そして、システム制御部１２を介してこのコマンド信号を受信した画像データ記憶部５は、自己の記憶回路に保管されている前記画像データを表示部１０に供給しモニタ上に動画像として表示する。
【００７３】
次いで、操作者は、表示部１０に表示された画像データを観測し、所望期間Ｔ０における最初の画像データＰ１と最後の画像データＰＭを指定することにより画像データの選択指示信号を生成して画像データ選択部６に供給する。そして、画像データ選択部６は、この選択指示信号に基づいて画像データ記憶部５に保管されている画像データの中から時系列的な画像データＰ１乃至ＰＭを読み出して自己の記憶回路に一旦保存する（図９のステップＳ１２）。
【００７４】
次いで、画像データ選択部６は、前記記憶回路に保存された画像データＰ１を基準画像データとして読み出し、表示部１０のモニタに静止画像として表示する。そして、表示部１０のモニタに表示された画像データＰ１を観察した操作者は、この画像データＰ１の左心室に対し心筋特徴量である弁輪部Ｖ１及びＶ２と心尖部Ｖ３の位置を入力部１１の入力デバイスを用いて指定する（図９のステップＳ１３）。
【００７５】
一方、標準形状データ生成部７１は、画像データＰ１に付加された画像データ収集条件に基づいて好適な標準形状データを標準形状データベース７１１から読み出し、更に、表示部１０に表示された画像データＰ１に対して入力部１１が指定した心筋特徴量（即ち、弁輪部Ｖ１及びＶ２や心尖部Ｖ３）の位置情報に基づき前記標準形状データに対し拡大／縮小あるいは回転等の補正処理を行なう（図９のステップＳ１４）。
【００７６】
そして、補正後の標準形状データは、必要に応じてシステム制御部１２を介し表示部１０に供給され、画像データＰ１及び心筋特徴量の位置情報と共にモニタ上に表示される。
【００７７】
次に、操作点設定部７２は、画像データＰ１に対して標準形状データ生成部７１が生成した補正後の標準形状データにおいて所定間隔の操作点Ｒ１乃至ＲＮを配置し、操作点移動領域設定部７３は、初期設定された操作点移動範囲の情報に基づき、前記操作点Ｒ１乃至ＲＮに対する直線状の操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮを閉曲線で構成された標準形状データの法線方向に設定する（図９のステップＳ１５）。そして、操作点設定部７２は、操作点移動領域設定部７３が設定した操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに沿って操作点Ｒ１乃至ＲＮを心腔内から心筋方向に順次移動させる。
【００７８】
即ち、操作点設定部７２は、先ず、操作点Ｒ１乃至ＲＮを操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの最初の操作点位置（例えば、図５の画素ａ３１、ａ８１、・・・に対応した位置）に設定する。一方、隣接画素設定部７４は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの前記操作点位置に設定した操作点Ｒ１乃至ＲＮに対応する画像データＰ１の画素を操作点画素に設定し、更に、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに略垂直な方向において前記操作点画素に隣接した１つあるいは複数の画素を隣接画素に設定する（図９のステップＳ１６）。尚、上述の隣接画素は、入力部１１において仮設定された隣接画素数に基づいて設定される。
【００７９】
そして、境界検出部７５は、前記操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの各々における最初の操作点位置に対応した操作点画素とその隣接画素の画素値を用いて代表画素値を算出する（図９のステップＳ１７）。
【００８０】
次いで、操作点設定部７２は、操作点Ｒ１乃至ＲＮを操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの２番目の操作点位置（例えば、図５の画素ａ３２、ａ８２、・・・に対応した位置）に移動させ、隣接画素設定部７４は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの前記操作点位置に移動した操作点Ｒ１乃至ＲＮに対応する操作点画素と、この操作点画素に隣接した隣接画素を設定する。そして、境界検出部７５は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの各々における２番目の操作点位置に対応した操作点画素とその隣接画素の画素値を用いて代表画素値を算出する。
【００８１】
以下同様にして、３番目以降の操作点位置に対しても、この操作点位置に対応する操作点画素とその隣接画素の画素値に基づいて代表画素値が算出される（図９のステップＳ１６及びＳ１７）。
【００８２】
次いで、境界検出部７５は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに沿った操作点Ｒ１乃至ＲＮの移動と共に算出された代表画素値の変化量に基づいて心筋／心腔境界の位置を検出する（図９のステップＳ１８）。一方、輪郭データ生成部７６は、境界検出部７５が検出した心筋／心腔境界の位置情報に基づいてその輪郭データを生成し、システム制御部１２を介して表示部１０に供給する。そして、表示部１０は、画像データ選択部６から供給された画像データＰ１に前記輪郭データを重畳してモニタに表示する（図９のステップＳ１９）。
【００８３】
次に、操作者は、表示部１０のモニタに画像データＰ１と共に表示された輪郭データを観察する。そして、ノイズ等による影響が認められた場合には、入力部１１の操作パネル上に設けられた隣接画素数増減用のレバーを用いて隣接画素数を更新し（図９のステップＳ２０）、隣接画素設定部７４は、更新された隣接画素数に基づいて各操作点に対する隣接画素の画素数を更新して上述のステップＳ１７乃至Ｓ１９の手順を繰り返す。一方、輪郭データにノイズ等の影響が認められない場合には、操作者は、心臓駆出率の算出開始コマンドを入力部１１より入力する。
【００８４】
システム制御部１２を介して上述のコマンド信号を受信した容積計測部８は、輪郭データ生成部７６において生成された画像データＰ１における輪郭データに基づいて心腔内容積を計測する（図９のステップＳ２１）。
【００８５】
次に、画像データ選択部６は、前記記憶回路に保存された画像データＰ２を読み出し、操作点設定部７２は、画像データＰ１に対して輪郭データ生成部７６が生成した輪郭データにおいて所定間隔の操作点Ｒ１乃至ＲＮを配置する。そして、操作点移動領域設定部７３は、操作点Ｒ１乃至ＲＮに対する直線状の操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮを設定し、操作点設定部７２は、この操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに沿って操作点Ｒ１乃至ＲＮを心腔内から心筋方向に順次移動させる（図９のステップＳ２２）。
【００８６】
一方、隣接画素設定部７４は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに沿って移動した操作点Ｒ１乃至ＲＮに対応する画像データＰ２の画素を操作点画素に設定し、更に、画像データＰ１に対して最適化された画素数の隣接画素を設定する。
【００８７】
又、境界検出部７５は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮにおける各操作点位置に対応した操作点画素とその隣接画素の画素値を用いて代表画素値を算出し、算出した代表画素値の変化量に基づいて心筋／心腔境界の位置を検出する。そして、輪郭データ生成部７６は、境界検出部７５が検出した心筋／心腔境界の位置情報に基づいてその輪郭データを生成し、容積計測部８は、輪郭データ生成部７６において生成された画像データＰ２における輪郭データに基づいて心腔内容積を計測する（図９のステップＳ１６乃至Ｓ２１）。
【００８８】
以下、同様の手順によって画像データＰ３乃至ＰＭに対する心筋／心腔境界の輪郭データが生成され、この輪郭データに基づいて心腔内容積が計測される。そして、画像データＰ１乃至ＰＭから得られた心腔内容積の計測結果は、自己の記憶回路に保存される（図９のステップＳ１６乃至Ｓ２２）。
【００８９】
画像データＰ１乃至ＰＭに対する心腔内容積の計測が終了したならば、駆出率算出部９は、容積計測部８の記憶回路に保存された心腔内容積の計測結果の中から拡張末期における計測結果と収縮末期における計測結果を読み出して心臓駆出率を算出する（図９のステップＳ２３）。そして、得られた心臓駆出率のデータをシステム制御部１２を介して表示部１０に供給しモニタに表示する。
【００９０】
（変形例）
次に、上述の実施例の変形例について説明する。この変形例では、被検体から得られた時系列的な画像データにおける心筋／心腔境界の輪郭データに基づいて当該被検体に対する心腔内容積や心臓駆出率を計測する際、基準画像データとしての最初の時相における画像データに心筋／心腔境界の標準形状データを設定し、更に、この標準形状データ上に所定間隔で配置した複数の操作点に対し線状の操作点移動領域を前記標準形状データに直交する方向に設定する。
【００９１】
次いで、操作点に対応した画素（操作点画素）と操作点移動領域に直交する方向において前記操作点画素と隣接する所定数の画素（隣接画素）の画素値を読み出す。そして、読み出した画素の中で予め設定された閾値より大きな画素値を有する画素の割合が所定値より大きくなるように隣接画素の画素数を更新し、前記操作点画素と更新された隣接画素の画素値から前記操作点に対する代表画素値を算出する。そして、操作点の移動に伴なう代表画素値の変化量から検出した心筋／心腔境界に基づいて輪郭データの生成を行なう。
【００９２】
本変形例における超音波診断装置の構成を図１０に示す。本変形例の超音波診断装置２００と上述の実施例における超音波診断装置１００との差異は、前者において、画素値比較部７７と隣接画素制御部７８が隣接画素設定部７４の代わりに設けられていることである。この図１０において、図１に示した超音波診断装置１００のユニットと略等しい機能を有するユニットは同一符号を付加し詳細な説明を省略する。
【００９３】
図１０に示した本変形例の超音波診断装置２００は、超音波振動子を備えた超音波プローブ３と、超音波振動子の駆動及び受信信号の整相加算を行なう送受信部２と、Ｂモードデータを生成する受信信号処理部４と、２次元の画像データ（Ｂモード画像データ）を生成する画像データ記憶部５を備え、更に、前記画像データの中から所定期間Ｔ０の時系列的な画像データを選択する画像データ選択部６と、これらの画像データから心筋／心腔境界の輪郭データを生成する輪郭トレース部７ａと、得られた輪郭データに基づいて心腔内容積を計測する容積計測部８と、収縮末期及び拡張末期における心腔内容積に基づいて心臓駆出率を算出する駆出率算出部９を備えている。
【００９４】
又、超音波診断装置２００は、画像データ記憶部５に保存された画像データ、画像データ選択部６において選択された画像データ、更には、駆出率算出部９において算出された心臓駆出率の数値等を表示する表示部１０と、画像データの選択指示信号の入力や画像データにおける特徴量位置の指定等を行なう入力部１１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１２を備えている。
【００９５】
輪郭トレース部７ａは、画像データ選択部６が選択した時系列的な画像データＰ１乃至ＰＭの中の画像データＰ１（基準画像データ）における特徴量の位置情報に基づいて標準形状データを生成する標準形状データ生成部７１と、この標準形状データ上に複数の操作点を所定間隔で配置する操作点設定部７２と、標準形状データの法線方向に操作点移動領域を設定する操作点移動領域設定部７３と、前記操作点移動領域に沿って移動する操作点の位置に対応した画像データの操作点画素及びこの操作点画素に隣接して設定された所定数の隣接画素の画素値と所定閾値との比較を行なう画素値比較部７７と、前記閾値より大きな画素値を有する画素の割合が所定値あるいは所定値以上になるように前記隣接画素の画素数を更新する隣接画素制御部７８を備え、更に、操作点の位置に対応した画像データの操作点画素と隣接画素制御部７８が更新した画素数の隣接画素における画素値に基づいて代表画素値を算出すると共に、操作点の移動に伴なう代表画素値の変化量に基づいて心筋／心腔境界を検出する境界検出部７５と、前記複数の操作点の移動によって検出された心筋／心腔境界の位置情報に基づき輪郭データを生成する輪郭データ生成部７６を備えている。
【００９６】
隣接画素制御部７８は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの所定の操作点位置に設定された操作点Ｒ１乃至ＲＮに対応する画像データＰ１の画素を操作点画素に設定し、更に、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに略垂直な方向において前記操作点画素に隣接した、例えば２つの画素を隣接画素に設定する。次いで、隣接画素制御部７８は、前記隣接画素の画素数を順次増加させると共に、この隣接画素の画素値と前記操作点画素の画素値を読み出して画素値比較部７７に供給する。
【００９７】
一方、隣接画素制御部７８から上述の画素値の供給を受けた画素値比較回路７７は、これらの画素値と予め設定された閾値とを比較し、閾値以上の画素値を有する画素の割合が所定の値に到達したならば、到達信号を隣接画素制御部７８に供給する。そして、上記到達信号を受信した隣接画素制御部７８は、隣接画素数の増加を停止することによってその最適化を行ない、境界検出部７５は、操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮの各々における所定の操作点位置に対応した操作点画素と画素数が最適化された隣接画素の画素値を用いて代表画素値を算出する。
【００９８】
次いで、操作点Ｒ１乃至ＲＮを操作点移動領域Ｃ１乃至ＣＮに沿って移動させながら代表画素値の算出を繰り返し行ない、境界検出部７５は、算出された代表画素値の変化量に基づいて心筋／心腔境界の位置を検出する。そして、容積計測部８は、輪郭データ生成部７６が心筋／心腔境界の位置情報から生成した輪郭データに基づいて心腔内容積を計測し、駆出率算出部９は、心腔内容積の計測結果の中から拡張末期における計測結果と収縮末期における計測結果を用いて心臓駆出率を算出する。
【００９９】
以上述べた本発明の実施例によれば、当該被検体から得られたＢモード画像データに対しＡＣＴ法を適用して心筋／心腔境界の輪郭抽出を行なう際、ＡＣＴ法の操作点位置に対応した操作点画素とこの操作点画素に隣接した複数の隣接画素の画素値から前記操作点に対する代表画素値を算出し、前記操作点の移動に伴なう代表画素値の変化量から心筋／心腔境界を検出しているため、各画素に含まれるノイズ成分の影響は代表画素値の算出時に大幅に低減される。従がって、心筋／心腔境界の輪郭抽出精度が向上し、更に、心腔内容積や心臓駆出率に対する計測精度が向上する。
【０１００】
又、非定常的なノイズの影響が低減するため常に安定した輪郭抽出が可能となり、診断効率が向上する。
【０１０１】
更に、心筋／心腔境界に設定された輪郭データは当該画像データに重畳して表示することができ、隣接画素数の増減に伴なう輪郭データの変化をモニタリングすることができるため、最適な隣接画素の設定を容易に行なうことが可能となる。
【０１０２】
一方、上述の変形例によれば、隣接画素の画素数は画像データに混入したノイズの状態を考慮して自動的に最適化されるため、操作者に与える負荷は大幅に軽減されるのみならず診断効率が更に向上する。特に、本変形例では、複数の隣接画素における画素値を統計的に処理することにより隣接画素数の最適化を行なっているため、操作者の経験や技量に依存することなく常に精度の高い輪郭抽出が可能となる。
【０１０３】
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、既に述べたように、本実施例及びその変形例では、超音波診断装置によって得られた時系列的なＢモード画像データを用い、当該被検体の心腔内容積及び心臓駆出率の計測を目的とした輪郭抽出法について述べるが、対象とする画像診断装置、画像データ、計測対象、計測目的等はこれらに限定されない。
【０１０４】
又、上記実施例における輪郭トレース部７あるいは上記変形例における輪郭トレース部７ａは、超音波診断装置１００あるいは超音波診断装置２００に設けられている場合について述べたが、例えば、図１１に示すように画像データ記憶部５、画像データ選択部６、表示部１０、入力部１１、システム制御部１２と共に、輪郭データの生成を目的とした画像処理装置３００を構成してもよい。
【０１０５】
この方法によれば、画像処理装置３００は超音波診断装置等の画像診断装置に対し独立に構成されるため、超音波診断装置のみならず他の画像診断装置によって収集された画像データに対しても輪郭データの生成を行うことが可能となる。尚、画像処理装置３００は、心腔内容積の計測を行なう容積計測部８や心臓駆出率の算出を行なう駆出率算出部９を備えても構わない。
【０１０６】
一方、上述の実施例及びその変形例では、操作点移動領域に直交する方向に隣接画素を設定する場合について述べたが、更に、前記操作点移動領域に沿って隣接画素を設定してもよい。即ち、操作点画素を中心に２次元配列された隣接画素の画素値を用いて前記操作点に対する代表画素値を算出することにより、多くの画素値に基づいて代表画素値が算出されるため、更に安定した輪郭データを生成することが可能となる。
【０１０７】
又、上述の実施例及びその変形例では、標準形状データを設定するための基準画像データとして、所定期間Ｔ０における最初の時相の画像データＰ１を用いる場合について述べたが、これに限定されるものではなく、画像データＰ２乃至ＰＭの何れかであっても構わない。更に、操作点移動領域あるいは隣接画素は直線状に設定したが、任意の曲線に沿って設定してもよい。
【０１０８】
一方、心臓駆出率の算出のみを目的として輪郭データの生成を行う場合には、画像データ選択部６は拡張末期及び収縮末期の画像データのみを選択し、これらの画像データに対して輪郭データの生成及び心腔内容積の計測を行なうことにより処理効率を向上させることができる。
【０１０９】
更に、輪郭トレース部７あるいは輪郭トレース部７ａにおいて生成された標準形状データ、操作点、操作点移動領域は必ずしも表示部１０に表示する必要はないが、処理のプロセスを確認するために表示することも可能である。
【０１１０】
又、上述の実施例における隣接画素数の更新（図９のステップＳ２０）が終了したならば、境界検出部７５は、更新された隣接画素の画素値に基づく代表画素値の算出を自動的に行なってもよいが、操作者が入力部１１にて入力する算出開始の指示信号に基づいて行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の基準画像データにおいて指定された特徴量の位置とこの位置情報に基づいて設定された標準形状データを示す図。
【図４】同実施例の基準画像データに設定された標準形状データ、操作点及び操作点移動領域を模式的に示す図。
【図５】同実施例における操作点画素を基準とした隣接画素の設定方法と、この操作点画素に対応した代表画素値の算出方法を説明するための図。
【図６】同実施例における代表画素値の変化量に基づく心筋/心腔境界の検出方法の具体例を示す図。
【図７】本実施例における心腔内容積計測の具体例を示す図。
【図８】本実施例における画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図９】本実施例における輪郭データ生成手順及び心臓駆出率算出手順を示すフローチャート。
【図１０】本実施例の変形例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図１１】本実施例の他の変形例における画像処理装置のブロック図。
【符号の説明】
【０１１２】
２…送受信部
３…超音波プローブ
４…受信信号処理部
５…画像データ記憶部
６…画像データ選択部
７、７ａ…輪郭トレース部
８…容積計測部
９…駆出率算出部
１０…表示部
１１…入力部
１２…システム制御部
２１…送信部
２２…受信部
７１…標準形状データ生成部
７２…操作点設定部
７３…操作点移動領域設定部
７４…輪郭画素設定部
７５…境界検出部
７６…輪郭データ生成部
７７…画素値比較部
７８…隣接画素制御部
２１１…レートパルス発生器
２１２…送信遅延回路
２１３…駆動回路
２２１…Ａ／Ｄ変換器
２２２…受信遅延回路
２２３…加算器
４１１…包絡線検波器
４１２…対数変換器
１００、２００…超音波診断装置
３００…画像処理装置
【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１１】
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