JP4795672B2

JP4795672B2 - 超音波診断装置

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Publication number: JP4795672B2
Application number: JP2004332001A
Authority: JP
Inventors: 豊小林; 康彦阿部; 修中嶋; 和俊貞光; 陽子岡村
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2024-11-16
Also published as: JP2006141451A

Description

本発明は、組織歪みイメージング法（ＴＳＩ：ＴｉｓｓｕｅＳｔｒａｉｎＩｍａｇｉｎｇ）又は組織追跡イメージング法（ＴＴＩ：ＴｉｓｓｕｅＴｒａｃｋｉｎｇＩｍａｇｉｎｇ）をリアルタイム処理可能とし、臨床ルーチン検査に使用することができる超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は生体内情報の画像を表示する診断装置であり、Ｘ線診断装置やＸ線コンピュータ断層撮影装置などの他の画像診断装置に比べ、安価で被爆が無く、非侵襲性に実時間で観測するための有用な装置である。係る特性から、その適用範囲は広く、心臓などの循環器から肝臓、腎臓などの腹部、抹消血管、産婦人科、脳血管などの診断に利用されている。

近年、心臓の動きをＢモード像で画像化するのみではなく、変位（Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）、歪み（Ｓｔｒａｉｎ）及び速度勾配（ＶｅｌｏｃｉｔｙＧｒａｄｉｅｎｔ）を表す運動情報を画像化するＴＳＩ技術を実装した超音波画像が普及しつつある（例えば、特許文献１参照）。

また、心筋等の生体組織に関して、その機能をより客観的かつ定量的に評価する手法として、組織追跡イメージング法と呼ばれる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この組織追跡イメージング法は、組織の運動情報として、運動に伴う組織位置を追跡しながら、速度情報に由来する信号を積分することで得られる、局所の変位と歪みのパラメータを画像化するものである。当該手法によれば、心臓の局所心筋の歪みや変位の画像を、例えば短軸像を用いて作成・表示することができ、画像出力値の局所領域に対する時間変化の解析が支援される。また、短軸像を用いた場合、主な心臓の解析対象機能はシックニング（ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ：厚さ変化）であるが、上記組織追跡イメージング法では、このシックニングに関わる成分を角度補正によって検出して画像化するために、収縮中心に向かう運動の場（コントラクション場：ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎｍｏｔｉｏｎｆｉｅｌｄ）の概念や設定を用いている。さらに、上記組織追跡イメージング法では、心臓全体の並進運動（「ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ」とも呼ばれる）の影響も考慮して、これを相殺する補正をすることにより、高精度な運動情報の画像化を実現している。

しかしながら、従来のＴＳＩ法やＴＴＩ法対応の超音波診断装置には、例えば次に述べるような問題が存在する。

一般に、ＴＳＩ法やＴＴＩ法を用いて心臓の運動情報を高精度に画像化しようとすると、処理すべきデータ量が膨大になる。そのため、従来の超音波診断装置では、臨床ルーチン検査にリアルタイムで使用できる程度にまで、ＴＳＩ法やＴＴＩ法における処理速度を高速化することができない。その結果、リアルタイム性を犠牲にして、一旦超音波データを収集し記憶装置に保存した後、ＴＳＩ法やＴＴＩ法により心臓の運動情報を画像化する、又は、処理を簡略化してある程度精度を犠牲にすることでリアルタイム性を確保し、臨床ルーチン検査に使用する必要がある。
特開２００１−７０３０３号公報特開２００３−１７５０４１号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、操作者が臨床ルーチン検査において、診断対象の超音波画像をリアルタイムで撮影しモニタながら、運動情報画像及び生体情報を高精度かつリアルタイムで生成し表示することが可能な超音波診断装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。

請求項１に記載の発明は、被検体の所定部位に対し超音波を送信し、当該所定部位からのエコー信号を受信する超音波プローブと、前記超音波プローブを駆動するための駆動信号を発生し、当該駆動信号を前記超音波プローブに供給する駆動信号発生手段と、前記超音波プローブによって受信された前記エコー信号に基づいて、前記所定部位の組織形状その他の生体内形態情報に関する画像である第１の超音波画像を、フレーム毎にリアルタイムで生成する第１の画像生成手段と、前記超音波プローブによって受信された前記エコー信号に基づいて、前記所定部位の変位、歪み、速度勾配その他の運動情報をフレーム毎に並列処理し、前記運動情報に関する画像である第２の超音波画像を、フレーム毎にリアルタイムで生成する第２の画像生成手段と、前記第１の画像生成手段からフレーム毎の前記第１の超音波画像を、前記第２の画像生成手段からフレーム毎の前記第２の超音波画像をそれぞれ受け取り、前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像とのフレームを同期させる同期手段と、前記同期手段によって同期された前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像とを、同時にリアルタイム表示する表示手段と、を具備し、前記第２の画像生成手段は、前記超音波プローブによって受信された前記エコー信号に基づいて、異なるフレーム間で移動量検出処理を実行することで、フレーム毎の各位置における移動ベクトルを取得する移動ベクトル取得手段と、それぞれ異なるフレームに対応する、各位置における移動ベクトルを並列処理することにより、各フレームに対応する前記第2の超音波画像を生成する複数の運動情報処理手段と、前記運動情報処理手段の処理時間に応じて、並列処理を行う前記運動情報処理手段の数を変化させて、各位置における移動ベクトルをフレーム毎に振り分ける振り分け手段と、を有すること、特徴とする超音波診断装置である。

以上本発明によれば、操作者が臨床ルーチン検査において、診断対象の超音波画像をリアルタイムで撮影しモニタながら、運動情報画像及び生体情報を高精度かつリアルタイムで生成し表示することが可能な超音波診断装置を実現することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１０の構成図である。本超音波診断装置１０は、超音波プローブ１１、送信ユニット１２、受信ユニット１３、Ｂモード処理ユニット１４、シネ（Ｃｉｎｅ）メモリ１５、運動情報生成ユニット１６、表示制御ユニット１７、表示部１８、入力部１９、記憶部２０、生体情報取得ユニット３０、生体情報メモリ３１を具備している。

超音波プローブ１１は、送信ユニット１２からの駆動信号に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を電気信号に変換する複数の圧電振動子、当該圧電振動子に設けられる整合層、当該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している。当該超音波プローブ１１から被検体に超音波が送信されると、生体組織の非線形性により、超音波の伝播に伴って種々のハーモニック成分が発生する。送信超音波を構成する基本波とハーモニック成分は、体内組織の音響インピーダンスの境界、微小散乱等により後方散乱され、反射波（エコー）として超音波プローブ１１に受信される。なお、本実施形態においては、心臓を撮影対象とする場合を例に説明するため、超音波プローブ１はセクタプローブであるものとする。

送信ユニット１２は、図示しない遅延回路およびパルサ回路等を有している。パルサ回路では、所定のレート周波数ｆｒＨｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信超音波を形成するためのレートパルスが繰り返し発生される。また、遅延回路では、チャンネル毎に超音波をビーム状に集束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間が、各レートパルスに与えられる。送信ユニット１２は、このレートパルスに基づくタイミングで、所定のスキャンラインに向けて超音波ビームが形成されるように振動子毎に駆動パルスを印加する。

受信ユニット１３は、図示していないアンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有している。アンプ回路では、プローブ１１を介して取り込まれたエコー信号をチャンネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器では、増幅されたエコー信号に対し受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、所定のスキャンラインに対応した超音波エコー信号を生成する。

Ｂモード処理ユニット１４は、受信ユニット１３から受け取った超音波エコー信号に対して包絡線検波処理を施すことにより、超音波エコーの振幅強度に対応したＢモード信号を生成する。

シネメモリ１５は、例えばフリーズする直前の複数フレームに対応する超音波画像を保存するメモリである。このシネメモリ１５に記憶されている画像を連続表示（シネ表示）することで、超音波動画像を表示することも可能である。

運動情報生成ユニット１６は、受信ユニット１３から受け取った超音波エコー信号に基づいて、変位、歪み、速度勾配その他の運動情報を生成するものであり、移動ベクトル処理ユニット１６ａ、運動情報処理ユニット１６ｂ、運動情報メモリ１６ｃを有している。

移動ベクトル処理ユニット１６ａは、時相の異なる２つ超音波像間でパターンマッチング処理を用いて組織の移動位置を検出して、この移動位置に基づいて組織速度を求める。具体的には、第１超音波像中の部分像を取り出し、第２超音波像中で先の部分像と類似性の最も高い部分の位置を求める。この第２超音波像中の位置と第１超音波像中における部分像の位置の間の距離を求め、この距離を第１超音波像と第２超音波像の時間差で除することにより、組織の移動速度を求めることができる。この処理を超音波像の各点に対して行うことにより、組織移動速度の２次元分布データを得ることができる。

運動情報処理ユニット１６ｂは、移動ベクトル処理ユニット１６ａの出力した組織速度の２次元分布データに基づいて、所定断面の変位、歪み、速度勾配等の運動情報の２次元分布像（運動情報画像）を時相毎に生成する。本運動情報処理ユニット１６ｂは、リアルタイム性を高めるため、運動処理ユニット＃１乃至運動処理ユニット＃ｎまでのｎ個（ｎは２以上の整数）を具備し、ラウンドロビン方式で運動情報画像の生成処理を実行する。

図２は、ｎ＝３の場合における運動情報処理ユニット１６ｂの動作を説明するための概念図である。同図に示すように、フレーム毎の組織移動速度の２次元分布データが、各運動情報処理ユニットに順番に入力される。すなわち、運動情報処理ユニット＃１にはフレーム番号が１、４，７・・・の組織移動速度の２次元分布データが、運動情報処理ユニット＃２にはフレーム番号が２、５，８・・・の組織移動速度の２次元分布データが、運動情報処理ユニット＃３にはフレーム番号が３、６，９・・・の組織移動速度の２次元分布データが、それぞれ入力される。各運動情報処理ユニットでは、並列的に運動情報画像の生成が実行され、逐次運動情報メモリ１６ｃに送り出される。

なお、図２の例ではｎ＝３の例を示したが、並列的に設ける運動処理ユニットの数は特に限定しない。例えば、より高いフレームレートにて撮影する場合であってもリアルタイム性を確保するために、一フレームの処理時間に応じて運動処理ユニットの数を増加させる構成としてもよい。

運動情報メモリ１６ｃは、運動情報処理ユニット１６ｂによって生成された、各時相に対応する運動情報の２次元分布像を記憶する。

表示制御ユニット１７は、Ｂモード信号の所定断面に係る二次元分布を表したＢモード超音波像を生成する。また、表示制御ユニット１７は、運動情報メモリ１６ｃから受け取った速度、分散、パワー値の所定断面にかかる２次元分布を表した運動情報画像を生成する。

また、表示制御ユニット１７は、同期処理部１７ａを有している。同期処理部１７ａは、シネメモリ１５から受け取るＢモード画像と、運動情報メモリ１６ｃから受け取る運動情報画像と、生体情報メモリ３１から受け取る生体情報とを同期させる。より具体的には、表示制御ユニット１７は、自身が発生するクロック信号と、各画像のフレーム番号及びＥＣＧ波形との対応関係から、それぞれの間の時間差を計算し、先に入力した画像等を当該時間差だけホールド処理することで、各画像、ＥＣＧ波形を同期させる。同期された各画像等は、必要に応じてＢモード超音波像、運動情報画像、生体情報が重畳された重畳画像、Ｂモード超音波像、運動情報画像、生体情報を同時に表示する合成画像等として表示される。

また、表示制御ユニット１７は、Ｂモード画像に設定された関心領域（ＲＯＩ：ＲｅｇｉｏｎＯｆＩｎｔｅｒｅｓｔ）に対応する対応領域を対応するフレームの運動情報画像から抽出し、当該画像上に設定する。さらに、表示制御ユニット１７は、各種画像に基づいて、ＲＯＩ及び対応領域の運動情報の値又は輝度値の時間的変化、ＲＯＩ及び対応領域の所定の心時相における値、一心拍内における最大値や最小値の計測等を実行する。

表示部１８は、表示制御ユニット１７からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や、血流情報を画像として表示する。また、造影剤を用いた場合には、造影剤の空間的分布、すなわち血流或いは血液の存在している領域を求めた定量的な情報量に基づいて、輝度画像やカラー画像として表示する。また、必要に応じて、各種計測情報等を画像と共に表示する。

入力部１９は、装置本体に接続され、オペレータからの各種指示、ＲＯＩの設定指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体にとりこむためのマウスやトラックボール、モード切替スイッチ、キーボード等を有している。

記憶部２０は、各時相に対応する超音波画像データ（超音波受信データ）、運動情報生成ユニット１６によって生成された各時相に対応する運送情報画像（例えば、速度分布画像）等を記憶する。なお、記憶部２０に記憶される画像データは、スキャンコンバート前の所謂Ｒａｗ画像データであってもよい。

生体情報取得ユニット３０は、撮影対象となる被検体の生体情報を取得する。なお、本実施形態では、本生体情報取得ユニット３０が取得する生体情報は、ＥＣＧ波形であるとする。

生体情報メモリ３１は、生体情報取得ユニット３０によって取得されたＥＣＧ波形を記憶する。記憶されたＥＣＧ波形は、所定のタイミングによって表示制御ユニットに逐次送り出される。

（組織追跡イメージング）
次に、本実施形態の前提となる技術である組織追跡イメージング法（ＴＴＩ法）について、簡単に説明する。当該技術の詳細については、例えば特開２００３−１７５０４１号に説明されている。

なお、本組織追跡イメージング法には、組織速度の時空間分布画像を必要とする。この組織速度の時空間分布画像（以下、単に「速度分布画像」）は、組織ドプラ法によって収集された複数の時相に関する超音波画像データから生成するか、Ｂモード等によって収集された複数の時相に関する複数の二次元組織画像に対してパターンマッチング処理を施すことで得られる。本実施形態では、後者の手法、特にＢモード像に基づいて生成された速度分布画像を利用するものである。

図３は、本実施形態に係る組織追跡イメージング法によって心臓を観察する場合の処理の流れを示した図である。図３に示すように、まず、時相の異なる二つのＢモード像間で例えばパターンマッチング処理を用いてフレーム毎の各位置における移動ベクトルを算出し、組織移動ベクトルの分布画像をフレーム毎に取得する（ステップＡ）。なお、時系列的な複数の組織移動ベクトルの分布画像は、「組織速度の時空間分布画像」と呼ばれることがある。

次に、フレーム毎の組織移動ベクトルの分布画像を用いて、変位、歪み、速度勾配等の二次元分布画像を生成する（ステップＢ）。

次に、所定の手法によって演算開始時相（初期時相）を設定する（ステップＣ）。本組織追跡イメージング法は、演算開始時相の手法には拘泥されないが、例えば、上記特開２００３−１７５０４１号に開示されている手法を採用することができる。

次に、演算開始時相において追跡点群を限定的に設定する（ステップＤ）。この追跡点群の経時的な移動を、上記速度分布画像に基づいて追跡し、各時相において各追跡点に対応する対応点を推定する（ステップＥ）。

次に、追跡点群及び推定された対応点に基づいて、変位、歪み等の所定の中間出力値が演算され（ステップＦ）、これに基づいて画像化のための信号値を、各点に関して推定する（ステップＧ）。最後に、これらの信号値から構成さえる運動情報画像を生成し、モニタに表示する（ステップＨ）。

（画像表示機能）
次に、本超音波診断装置１０が有する各種画像表示機能について説明する。

［運動情報画像、Ｂモード画像、ＥＣＧ波形の同期表示機能］
既述の様に、本超音波診断装置は、Ｂモード画像等を生成するためのＢモード処理ユニット１４に加えて、組織追跡イメージング処理を実行するための専用の運動情報生成ユニット１６を別個独立に有している。従って、本超音波診断装置の動作が組織追跡イメージングに占有されることなく、画像収集やＢモード画像生成と同時進行での組織追跡イメージング処理（リアルタイム処理）が可能である。

組織追跡イメージング処理によって得られた運動情報画像は、必要に応じて、Ｂモード処理ユニット１４によって生成されるＢモード画像、及び生成情報取得ユニット３０において取得されるＥＣＧ波形の少なくとも一方と同期処理部１７ａにおいて同期が取られ、表示ユニットにリアルタイム表示される。

図４は、Ｂモード画像、運動情報画像、ＥＣＧ波形を同期させて同時に表示する場合の表示画面の一例を示した図である。同図において、経時的に描かれるＥＣＧ波形の現在の心時相と対応するフレームのＢモード画像及び運動情報画像が表示され、ＥＣＧ波形の進行と共に次々に対応するフレームのＢモード画像及び運動情報画像が切り替わることで、運動情報画像、Ｂモード画像、ＥＣＧ波形が同期したリアルタイム表示が実行される。

［運動情報画像の一定期間ホールド表示機能］
次に、運動情報画像の一定期間ホールド表示機能について説明する。この機能は、例えば一心拍期間において、初期設定又は操作者によって任意に設定された期間（ホールド期間）中は運動情報画像を静止画像として表示し、残りの期間については、既述の同期表示を行うものである。

図５は、本機能による運動情報画像のホールド表示における表示画面の一例を示した図である。同図において、Ｂモード画像については、ＥＣＧ波形と同期した動画像としてリアルタイム表示される。

一方、運動情報画像については、ＥＣＧ波形に示したホールド期間ＴＨにおいては、所定の運動情報画像を用いた静止画表示とし、ホールド期間ＴＨ以外の期間においては、ＥＣＧ波形と同期した動画像としてリアルタイム表示される。運動情報画像の静止画表示は、例えば表示制御ユニット１７において、ホールド期間ＴＨ中のみ運動情報画像の上書き更新を中止することで実行することができる。

なお、ホールド期間中に静止画として表示される運動情報画像は、ホールド期間に属する最初のフレームに対応する画像とするのが一般的と考えられる。しかしながら、これに限定する趣旨ではなく、当該ホールド期間に属する所望の心時相に対応する画像、ホールド期間直前のフレームに対応する画像等を採用する構成であってもよい。

また、ホールド期間は、例えば画面に表示されたＥＣＧ波形に対して、操作者が例えばマウス等により期間を指定することで設定することが可能である。また、予め設定された複数のホールド期間の中から、操作者が所望のものを選択する構成であってもよい。

さらに、ＥＣＧ波形上に、設定したホールド期間が操作者に認識可能な形態（例えば、色別表示等）にて表示されることが好ましい。

［対応領域の抽出表示機能］
次に、対応領域の抽出表示機能について説明する。この機能は、運動情報画像とＢモード画像との同期リアルタイム表示において、Ｂモード画像上に設定されるＲＯＩに対応する対応領域を、運動情報画像から抽出して表示するものである。

図６は、対応領域の抽出表示機能について説明するための図である。同図に示す様に、所定の手法に従ってＢモード画像上にＲＯＩが設定されると、表示制御ユニット１７は、当該ＲＯＩが設定された画素の位置情報に基づいて、運動情報画像から対応領域を抽出し、これを当該画像上に設定して表示する。以後、Ｂモード画像にはＲＯＩが、運動情報画像には対応領域が、それぞれリアルタイム表示される。従って、観察者は、Ｂモード画像上のＲＯＩと運動情報画像上の対応領域との関係を容易に把握することができる。

Ｂモード画像上に設定するＲＯＩは、複数であってももちろん構わない。係る場合には、各ＲＯＩに対応した対応領域がそれぞれ抽出され、運動情報画像に表示されることになる。なお、設定されるＲＯＩが隣接する場合には、そのＲＯＩがどの対応領域に対応するものであるか判定が困難な場合がある。そのため、対応するＲＯＩと対応領域とを同一色の輪郭とする等、対応関係が容易に把握可能な形態にて表示することが好ましい。

［計測情報の同期表示機能］
次に、計測情報の同期表示機能について説明する。この機能は、運動情報画像とＢモード画像との同期リアルタイム表示において、運動情報画像を用いて計測された各種計測情報を、各画像と同期させてリアルタイム表示するものである。

図７は、計測情報の同期表示機能について説明するための図である。同図中の表Ｃは、対応領域Ａ、対応領域Ｂのそれぞれにおける、一心拍中の所定の心時相Ｔ１における運動情報の値、一心拍中最大値及び最小値の計測結果を示している。また、グラフＤは、対応領域Ａ、対応領域Ｂのそれぞれにおいて計測された運動情報（図７では、変位を例示）の時間的変化を示している。表Ｃ及びグラフＤに表示されるこれらの計測結果は、表示制御ユニット１６においてリアルタイムで計測され、現在表示している運動情報画像、Ｂモード画像、ＥＣＧ波形と同期して表示される。

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。

本超音波診断装置によれば、Ｂモード画像等の生体内形態画像を生成するため信号処理系に加えて、組織追跡イメージング処理専用の信号処理系を別個独立に有している。従って、本超音波診断装置の動作が組織追跡イメージングに占有されることなく、画像収集及び生体内形態画像の生成との同時進行での組織追跡イメージング処理が可能である。従って、操作者が臨床ルーチン検査において、診断対象の超音波画像をリアルタイムで撮影しモニタながら、運動情報画像及び生体情報を高精度かつリアルタイムで生成し表示することが可能である。

また、本超音波診断装置は、Ｂモード画像等の生体内形態画像と運動情報画像、又はこれらとＥＣＧ波形とを同期させてリアルタイム表示する。従って、操作者は、生体内形態画像、運動情報画像、ＥＣＧ波形といった複合的な情報を各時相においてリアルタイムに取得することができる。その結果、従来の超音波診断装置にはない、新たな診断情報を迅速に提供することができ、医療の進歩に寄与することができる。

また、本超音波診断装置は、一心拍期間に設定されたホールド期間中においては、運動情報画像を静止画像として且つ生体内形態画像を動画像として表示し、一心拍期間の残りの期間については、既述の同期表示を行うものである。従って、操作者は、所望の心時相に対応する運動情報画像を所望の期間固定的に表示し観察しながら、同時に生体内形態画像及びＥＣＧ波形をリアルタイムで観察することができる。その結果、従来の超音波診断装置にはない、新たな観察手法を提供することができ、診断手法の自由度を拡大することができる。

また、本超音波診断装置は、ＲＯＩが設定された生体内形態画像とＲＯＩに対応する対応領域が設定された運動情報画像と、又はこれらとＥＣＧ波形とを同時にリアルタイム表示することができる。従来の手法では、生体内形態画像と運動情報画像とを重畳させて表示しており、なおかつ運動情報画像はカラー表示されるため、例えば心臓内膜の位置を正確に把握できない場合がある。従って、従来に比して、観察者は、Ｂモード画像上のＲＯＩと運動情報画像上の対応領域との関係を容易に把握することができる。

さらに、本超音波診断装置は、運動情報画像と生体内形態画像との同期リアルタイム表示において、運動情報画像を用いて計測された各種計測情報を、各画像やＥＣＧ波形と同期させてリアルタイム表示することができる。従って、操作者は、同期表示される運動情報画像、生体内形態画像、ＥＣＧ波形と共に、各種計測情報についても、リアルタイム表示によって観察することができる。その結果、従来の超音波診断装置にはない、新たな観察手法を提供することができ、診断手法の自由度を拡大することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。

（１）本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。

（２）上記実施形態においては、生体内形態画像として、Ｂモード画像を例に説明した。しかしながら、これに限定する趣旨ではなく、その他の生体内形態画像、例えば組織ドプラモードによって撮影された組織ドプラ画像を採用する構成であってもよい。

（３）上記実施形態においては、超音波スキャンによる画像収集からリアルタイム表示までの一連の動作を行う超音波診断装置を例に説明した。しかしながら、本発明は、画像処理装置についても適用可能である。すなわち、予め記憶された超音波スキャンによって得られた生データに基づいて、それぞれ個別の信号処理系によって生体内形態画像及び運動情報画像を生成し、これらと予め記憶されたＥＣＧ波形とを同期させて表示する構成であってもよい。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１０の構成図である。図２は、運動情報処理ユニット１６ｂの動作を説明するための概念図である。図３は、本実施形態に係る組織追跡イメージング法によって心臓を観察する場合の処理の流れを示した図である。図４は、Ｂモード画像、運動情報画像、ＥＣＧ波形を同期させて同時に表示する場合の表示画面の一例を示した図である。図５は、本機能による運動情報画像の一定期間ホールド表示における表示画面の一例を示した図である。図６は、対応領域の抽出表示機能を実行した場合の表示画面の一例を示した図である。図７は、計測情報の同期表示機能を実行した場合の表示画面の一例を示した図である。

符号の説明

１０…超音波診断装置、１１…超音波プローブ、１２…送信ユニット、１３…受信ユニット、１４…Ｂモード処理ユニット、１５…シネ（Ｃｉｎｅ）メモリ、１６…運動情報生成ユニット、１６ａ…移動ベクトル処理ユニット、１６ｂ…運動情報処理ユニット、１６ｃ…運動情報メモリ、１７…表示制御ユニット、１７ａ…同期処理部１７ａ１８…表示部、１９…入力部、２０…記憶部、３０…生体情報取得ユニット、３１…生体情報メモリ

Claims

被検体の所定部位に対し超音波を送信し、当該所定部位からのエコー信号を受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブを駆動するための駆動信号を発生し、当該駆動信号を前記超音波プローブに供給する駆動信号発生手段と、
前記超音波プローブによって受信された前記エコー信号に基づいて、前記所定部位の組織形状その他の生体内形態情報に関する画像である第１の超音波画像を、フレーム毎にリアルタイムで生成する第１の画像生成手段と、
前記超音波プローブによって受信された前記エコー信号に基づいて、前記所定部位の変位、歪み、速度勾配その他の運動情報をフレーム毎に並列処理し、前記運動情報に関する画像である第２の超音波画像を、フレーム毎にリアルタイムで生成する第２の画像生成手段と、
前記第１の画像生成手段からフレーム毎の前記第１の超音波画像を、前記第２の画像生成手段からフレーム毎の前記第２の超音波画像をそれぞれ受け取り、前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像とのフレームを同期させる同期手段と、
前記同期手段によって同期された前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像とを、同時にリアルタイム表示する表示手段と、
を具備し、
前記第２の画像生成手段は、
前記超音波プローブによって受信された前記エコー信号に基づいて、異なるフレーム間で移動量検出処理を実行することで、フレーム毎の各位置における移動ベクトルを取得する移動ベクトル取得手段と、
それぞれ異なるフレームに対応する、各位置における移動ベクトルを並列処理することにより、各フレームに対応する前記第2の超音波画像を生成する複数の運動情報処理手段と、
前記運動情報処理手段の処理時間に応じて、並列処理を行う前記運動情報処理手段の数を変化させて、各位置における移動ベクトルをフレーム毎に振り分ける振り分け手段と、を有すること、
を特徴とする超音波診断装置。
前記複数の運動情報処理手段は、第１乃至第ｎ（ｎは２以上の整数）までの運動情報処理手段であって、第ｉ運動情報処理手段（ｉ＝１，２，・・・ｎ）は、ｊ番目（ｊ＝ｉ，ｉ＋ｎ，ｉ＋２ｎ・・・）のフレームに対応する各位置における移動ベクトルを前記移動ベクトル取得手段から受け取り、各フレームに対応する前記第２の超音波画像を生成することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
前記表示手段は、前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像とを、重畳して又は並列して表示することを特徴とする請求項１又は２記載の超音波診断装置。
前記第１の超音波画像に少なくとも一つの関心領域を設定するための設定手段と、
前記設定手段により前記第１の超音波画像に設定された前記少なくとも一つの関心領域と対応する少なくとも一つの対応領域を、前記第２の超音波画像から抽出する抽出手段と、
をさらに具備し、
前記表示手段は、前記第１の超音波画像上に前記少なくとも一つの関心領域を、前記第２の超音波画像上に前記少なくとも一つの対応領域を表示すること、
を特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
前記対応領域における前記運動情報の時間的変化を示す第１の計測情報、及び前記対応領域における前記運動情報の所定期間内における最大値、最小値、所定の時相における値のうちの少なくとも一つを含む第２の計測情報、のうちの少なくとも一方を生成する計測情報生成手段をさらに具備し、
前記表示手段は、前記第１の計測情報及び前記第２の計測情報のうちの少なくとも一方を、前記第１の超音波画像及び前記第２の超音波画像と共に表示すること、
を特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
前記被検体の心電図波形を収集する心電図波形収集手段をさらに具備し、
前記同期手段は、前記前記心電図波形収集手段から前記心電図波形を受け取り、前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像とのフレームと、前記心電図波形とを同期させ、
前記表示手段は、前記同期手段によって同期された前記第１の超音波画像、前記第２の超音波画像、前記心電図波形を、同時にリアルタイム表示すること、
を特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
前記心電図波形に対して所定期間を指定する指定手段をさらに具備し、
前記同期手段は、
前記所定期間を除く期間においては、前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像とのフレームを同期させ、
前記所定期間においては、特定の心時相に対応する前記第２の超音波画像を各フレームの前記第１の超音波画像に対応させ、
前記表示手段は、
前記所定期間を除く期間においては、前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像とを、同時にリアルタイム表示し、
前記所定期間においては、前記第１の超音波画像をリアルタイム表示し、前記第２の超音波画像を静止画表示すること、
を特徴とする請求項６記載の超音波診断装置。