專利名稱：超聲波診斷裝置、醫(yī)用圖像診斷裝置以及醫(yī)用圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及超聲波診斷裝置、醫(yī)用圖像診斷裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。
背景技術(shù)：
例如，涉及在評(píng)價(jià)血管的內(nèi)中膜厚度IMT (Intima-MediaThickness)的診斷等中所使用的超聲波診斷裝置等。醫(yī)用圖像診斷是對(duì)由超聲波診斷裝置、X射線計(jì)算機(jī)斷層攝像裝置、磁共振成像裝置、X射線診斷裝置、核醫(yī)學(xué)診斷裝置等醫(yī)用圖像診斷裝置取得并顯示的醫(yī)用圖像進(jìn)行觀察，在視覺上進(jìn)行診斷的裝置。例如，超聲波圖像診斷通過對(duì)由超聲波診斷裝置取得并顯示的超聲波圖像進(jìn)行觀察，來在視覺上對(duì)腫瘤等進(jìn)行診斷。在此，超聲波診斷裝置是指向被檢體內(nèi)發(fā)送由設(shè)置在超聲波探頭上的振動(dòng)元件產(chǎn)生的超聲波脈沖，通過振動(dòng)元件接收因被檢體組織的聲抗阻的差異而產(chǎn)生的超聲波反射波，來收集生物體信息的裝置。由于通過僅使超聲波探頭與體表接觸的簡單操作就能夠進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，因此，該裝置被廣泛地用于各種臟器的形態(tài)診斷、功能診斷中。近年來，例如正在進(jìn)行利用超聲波診斷裝置來評(píng)價(jià)血管的內(nèi)中膜厚度MT的診斷。該診斷一般如以下那樣執(zhí) 行。即，首先在觀察對(duì)包含作為診斷對(duì)象的血管(對(duì)象血管)的二維斷面進(jìn)行超聲波掃描而得到的圖像的同時(shí)，對(duì)探頭進(jìn)行微調(diào)整，以使得進(jìn)行超聲波掃描的二維斷面(超聲波掃描面)通過對(duì)象血管的中心軸，并將與多個(gè)時(shí)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像保存到電影存儲(chǔ)器中。接著，從所保存的多個(gè)圖像中，通過目視等選擇最適合MT測(cè)量的圖像，并設(shè)定關(guān)心區(qū)域。裝置根據(jù)所設(shè)定的關(guān)心區(qū)域，自動(dòng)或者手動(dòng)地計(jì)算出頂T。當(dāng)還考慮心臟的跳動(dòng)的影響時(shí)，利用ECG波形等，選擇與同一時(shí)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像，并從其中選擇最適合最佳的MT測(cè)量的圖像。在超聲波診斷裝置所采用的MT測(cè)量中，需要以超聲波掃描面實(shí)質(zhì)上沿著對(duì)象血管的中心軸的方式(以超聲波掃描面實(shí)質(zhì)上包含對(duì)象血管的中心軸的方式)，準(zhǔn)確地對(duì)超聲波探頭進(jìn)行定位。然而，在以往的超聲波診斷裝置中，操作者必須只能以自身的感覺來進(jìn)行超聲波掃描面實(shí)質(zhì)上是否包含對(duì)象血管的中心軸的判斷。因此，例如當(dāng)超聲波掃描面實(shí)質(zhì)上沒有沿著對(duì)象血管的中心軸時(shí)(超聲波掃描面實(shí)質(zhì)上不包含對(duì)象血管的中心軸)，有時(shí)會(huì)過大地評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果。另外，根據(jù)部位的不同，有時(shí)作為MT測(cè)量對(duì)象的血管的直徑(例如約Icm左右)和超聲波探頭的超聲波發(fā)送接收面的縱寬為相同程度。此時(shí)，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)匱乏的操作者而言，可以說正確地設(shè)置超聲波掃描面是相當(dāng)困難的工作。并且，即使在通過超聲波探頭位置的微調(diào)整，超聲波掃描面實(shí)質(zhì)上能夠包含對(duì)象血管的中心軸的情況下，從根據(jù)該位置而取得的多個(gè)圖像中選擇最適合MT測(cè)量的圖像(最佳圖像)的操作也在很大程度上依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)。其中，例如為了血管彈性測(cè)量，例如在日本特開2009-160370號(hào)公報(bào)中還提出了根據(jù)反射波強(qiáng)度，來瞄準(zhǔn)超聲波探頭的位置的方法(例如，成為反射波強(qiáng)度最大的位置沿著血管中心軸的位置等)。然而，在該方法中，需要使多個(gè)超聲波振子機(jī)械式擺動(dòng)，裝置的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于，提供一種不論操作者有無經(jīng)驗(yàn)，都能夠通過比較簡單的結(jié)構(gòu)執(zhí)行客觀性較高的IMT測(cè)量的超聲波診斷裝置、醫(yī)用圖像診斷裝置以及超聲波圖像處理方法。一個(gè)實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置具備:數(shù)據(jù)取得單元，利用超聲波對(duì)包含對(duì)象血管的二維斷面反復(fù)進(jìn)行掃描，取得多個(gè)超聲波數(shù)據(jù)；圖像生成單元，使用上述多個(gè)超聲波數(shù)據(jù)來生成多個(gè)超聲波圖像；計(jì)算單元，計(jì)算用于對(duì)上述各超聲波圖像上的相對(duì)于上述對(duì)象血管的行進(jìn)方向的中心軸與上述二維斷面的偏移進(jìn)行判定的特征量；判定單元，根據(jù)上述特征量，從上述多個(gè)超聲波圖像中判定最佳圖像；和測(cè)量單元，使用上述最佳圖像，測(cè)量上述對(duì)象血管的中膜厚度。能夠?qū)崿F(xiàn)在對(duì)三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域分割時(shí)，通過觀察導(dǎo)向所使用的二維圖像而總是能夠取得所期待的分割結(jié)果的超聲波診斷裝置等。



圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置I的模塊結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示MT測(cè)量輔助處理的流程的流程圖。圖3是用于對(duì)通過超聲波探頭的位置對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的超聲波置掃描面的調(diào)整進(jìn)行說明的圖。圖4是表示不存在斑塊(plaque)的對(duì)象血管圖像的一個(gè)例子的圖。圖5是表示存在斑塊的多個(gè)對(duì)象血管圖像的一個(gè)例子的圖。圖6是表不與所選擇的同一時(shí)相對(duì)應(yīng)的對(duì)象血管圖像的圖。圖7是示出了對(duì)針對(duì)對(duì)象血管的長度方向的特征量的變化進(jìn)行表示的曲線圖(特征量曲線)的一個(gè)例子的圖。圖8是用于說明對(duì)象血管的中心軸與超聲波掃描面的位置關(guān)系的圖。

圖9是用于說明對(duì)象血管的中心軸與超聲波掃描面的位置關(guān)系的圖。圖10是用于說明血管斷面的橢圓擬合(fitting)處理的圖。圖11表不了超聲波掃描面M實(shí)質(zhì)上包含血管中心軸時(shí)的一個(gè)例子。圖12表不了超聲波掃描面M實(shí)質(zhì)上不包含血管中心軸時(shí)的一個(gè)例子。圖13表示了繪制了同一時(shí)相的每個(gè)對(duì)象血管圖像的面積的特征量曲線的一個(gè)例子。符號(hào)說明:1…超聲波診斷裝置、12...超聲波探頭、13...輸入裝置、14...顯示器、21…超聲波發(fā)送單元、22...超聲波接收單元、23...Β模式處理單元、24...血流檢測(cè)單元、25...RAW數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、26…體數(shù)據(jù)生成單元、27…區(qū)域分割輔助處理單元、28...圖像處理單元、29...控制處理器(CPU)、30...顯示處理單元、31...存儲(chǔ)單元、32...接口單元。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，超聲波診斷裝置包括:數(shù)據(jù)取得單元、圖像生成單元、判定單元、測(cè)量單元。數(shù)據(jù)取得單元利用超聲波對(duì)包含對(duì)象血管的二維斷面反復(fù)掃描，取得多個(gè)超聲波數(shù)據(jù)。圖像生成單元使用多個(gè)超聲波數(shù)據(jù)來生成多個(gè)超聲波圖像。計(jì)算單元計(jì)算用于對(duì)各超聲波圖像上的相對(duì)于對(duì)象血管的行進(jìn)方向的中心軸與二維斷面的偏移進(jìn)行判定的特征量。判定單元根據(jù)特征量，從多個(gè)超聲波圖像中判定最佳圖像。測(cè)量單元使用最佳圖像來測(cè)量對(duì)象血管的中膜厚度。以下，按照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說明。其中，在以下的說明中，針對(duì)具有大致相同的功能以及結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素，添加同一符號(hào)，只在必要時(shí)進(jìn)行重復(fù)說明。圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置I的模塊結(jié)構(gòu)的圖。如該圖所示，本超聲波診斷裝置I具備:超聲波探頭12、輸入裝置13、顯示器14、超聲波發(fā)送單元21、超聲波接收單元22、B模式處理單元23、血流檢測(cè)單元24、圖像生成處理單元25、測(cè)量處理單元27、顯示處理單元28、控制處理器(CPU) 29、存儲(chǔ)單元30、接口單元31。以下，針對(duì)各個(gè)構(gòu)成要素的功能進(jìn)行說明。

超聲波探頭12是對(duì)被檢體發(fā)送超聲波，并接收基于該發(fā)送了的超聲波的來自被檢體的反射波的設(shè)備(探針)，具有在其前端排列有多個(gè)的壓電振子、匹配層背襯材料等。壓電振子、超聲波探頭12根據(jù)來自超聲波發(fā)送單元21的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)掃描區(qū)域內(nèi)的所希望的方向發(fā)送超聲波，將來自該被檢體的反射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。匹配層是設(shè)置在該壓電振子，用于高效地傳播超聲波能量的中間層。背襯材料防止超聲波從該壓電振子向后方傳播。如果從該超聲波探頭12對(duì)被檢體P發(fā)送了超聲波，則該發(fā)送超聲波被體內(nèi)組織的聲抗阻的不連續(xù)面依次反射，作為回波信號(hào)由超聲波探頭12接收。該回波信號(hào)的振幅依存于實(shí)現(xiàn)反射的不連續(xù)面的聲抗阻之差。另外，發(fā)送的超聲波脈沖被移動(dòng)的血流反射時(shí)的回波由于多普勒效應(yīng)而依存于移動(dòng)體的超聲波發(fā)送方向的速度分量，接受頻移。其中，設(shè)本實(shí)施方式所涉及的超聲波探頭12是一維陣列探頭(多個(gè)超聲波振子沿著規(guī)定的方向一維排列的探頭)。然而，并不拘泥于該例子，超聲波探頭12例如也可以是二維陣列探頭(多個(gè)超聲波振子二維矩陣狀地排列的探頭)。輸入裝置13具有與裝置主體11連接，用于將來自操作者的各種指示、條件、關(guān)心區(qū)域(ROI)的設(shè)定指示、各種畫質(zhì)條件設(shè)定指示等取入到裝置主體11的各種開關(guān)、按鈕、軌跡球、鼠標(biāo)、鍵盤等。例如，如果操作者操作了輸入裝置13的結(jié)束按鈕或FREEZE按鈕，則超聲波的發(fā)送接收結(jié)束，該超聲波診斷裝置成為暫時(shí)停止?fàn)顟B(tài)。顯示器14根據(jù)來自圖像處理單元28的視頻信號(hào)，將生物體內(nèi)的形態(tài)學(xué)信息、或血流/[目息顯不為圖像。超聲波發(fā)送單元21具有未圖示的觸發(fā)發(fā)生電路、延遲電路、以及脈沖發(fā)生器電路等。在觸發(fā)發(fā)生電路中，以規(guī)定的速率頻率fr Hz (周期:l/fr秒)，反復(fù)產(chǎn)生用于形成發(fā)送超聲波的觸發(fā)脈沖。另外，在延遲電路中，對(duì)各觸發(fā)脈沖賦予按每個(gè)信道將超聲波會(huì)聚成束狀且決定發(fā)送指向性所需的延遲時(shí)間。脈沖發(fā)生器電路以基于該觸發(fā)脈沖的定時(shí)對(duì)探頭12施加驅(qū)動(dòng)脈沖。其中，為了按照控制處理器28的指示執(zhí)行規(guī)定的掃描序列，超聲波發(fā)送單元21具有能夠瞬間變更發(fā)送頻率、發(fā)送驅(qū)動(dòng)電壓等的功能。尤其對(duì)于發(fā)送驅(qū)動(dòng)電壓的變更而言，由能夠瞬間切換其值的線性放大器型的發(fā)送電路、或者電氣切換多個(gè)電源單元的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。超聲波接收單元22具有未圖示的放大器電路、A/D轉(zhuǎn)換器、加法器等。在放大器電路中，將經(jīng)由探頭12取入的回波信號(hào)按每個(gè)信道放大。在A/D轉(zhuǎn)換器中，對(duì)放大后的回波信號(hào)決定接收指向性，賦予進(jìn)行接收動(dòng)態(tài)聚焦所需的延遲時(shí)間，然后，在加法器中進(jìn)行加法運(yùn)算處理。通過該加法運(yùn)算，來自與回波信號(hào)的接收指向性對(duì)應(yīng)的方向的反射分量被強(qiáng)調(diào)，根據(jù)接收指向性和發(fā)送指向性形成超聲波發(fā)送接收的綜合性波束。B模式處理單元23從接收單元22接收回波信號(hào)，實(shí)施對(duì)數(shù)放大、包絡(luò)線檢波處理等，生成信號(hào)強(qiáng)度由亮度的明暗來表現(xiàn)的數(shù)據(jù)。血流檢測(cè)單元24根據(jù)從接收單元22接收到的回波信號(hào)來檢測(cè)血流信號(hào)，生成血流數(shù)據(jù)。血流信號(hào)的檢測(cè)通常由CFM (Color FlowMapping)來進(jìn)行。此時(shí)，對(duì)血流信號(hào)進(jìn)行解析，作為血流數(shù)據(jù)，針對(duì)多點(diǎn)求出平均速度、方差、功率等血流信息。圖像生成處理單元25使用從B模式處理單元23、血流檢測(cè)單元24輸出的數(shù)據(jù)，生成圖像數(shù)據(jù)。另外，圖像生成處理單元25使用從B模式處理單元23、血流檢測(cè)單元24輸出的數(shù)據(jù)來生成體數(shù)據(jù)，進(jìn)行體繪制、多斷面轉(zhuǎn)換顯示(MPR)、最大值投影顯示(MIP:maximum intensitypro jection)等規(guī)定的圖像處理。此外，也可以以使噪音減低、圖像的連接優(yōu)良為目的，在圖像生成處理單元25之后插入二維濾波器，進(jìn)行空間上的平滑化處理(smoothing:濾波)。在后述的MT測(cè)量輔助功能中 ，測(cè)量處理單元27執(zhí)行規(guī)定的測(cè)量處理等。顯示處理單元28對(duì)于在圖像處理單元28中生成、被處理的各種圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍、亮度(明亮度)、對(duì)比度、Y曲線校正、RGB轉(zhuǎn)換等各種處理?？刂铺幚砥?9具有作為信息處理裝置(計(jì)算機(jī))的功能，控制本超聲波診斷裝置主體的動(dòng)作?？刂铺幚砥?9從存儲(chǔ)單元31讀出用于實(shí)現(xiàn)后述的MT測(cè)量輔助功能的專用程序并在自身所具有的存儲(chǔ)器上展開，執(zhí)行與各種處理相關(guān)的運(yùn)算、控制等。存儲(chǔ)單元30保管有:用于實(shí)現(xiàn)后述的MT測(cè)量輔助功能的專用程序、診斷信息(患者ID、醫(yī)師的意見等)、診斷協(xié)議、發(fā)送接收條件、體部標(biāo)記(body mark)生成程序、其他的數(shù)據(jù)組。另外，根據(jù)需要，也被用于RAW數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的圖像的保管等。存儲(chǔ)單元30的數(shù)據(jù)還能夠經(jīng)由接口單元31向外部外圍設(shè)備轉(zhuǎn)送。接口單元31是與輸入裝置13、網(wǎng)絡(luò)、新的外部存儲(chǔ)裝置(未圖示)相關(guān)的接口。由該裝置得到的超聲波圖像等數(shù)據(jù)、解析結(jié)果等能夠通過接口單元31，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向其他的裝置轉(zhuǎn)送。(MT測(cè)量輔助功能)接著，針對(duì)本超聲波診斷裝置I所具有的MT測(cè)量輔助功能進(jìn)行說明。該功能是在進(jìn)行IMT測(cè)量的情況下，根據(jù)與對(duì)象血管相關(guān)的客觀的定量值(特征量)來對(duì)超聲波掃描面實(shí)質(zhì)上包含對(duì)象血管的中心軸的圖像進(jìn)行判定的功能。
其中，在本實(shí)施方式中，為了使說明具體化，以在超聲波診斷裝置中應(yīng)用MT測(cè)量輔助功能的情況為例。然而，并不拘泥于該例子，例如在X射線計(jì)算機(jī)斷層攝像裝置、磁共振成像裝置、X射線診斷裝置、核醫(yī)學(xué)診斷裝置等醫(yī)用圖像診斷裝置、或醫(yī)用工作站(醫(yī)用圖像參照裝置)中，也能夠?qū)崿F(xiàn)本IMT測(cè)量輔助功能。另外，在本實(shí)施方式中，為了使說明具體化，以使用在圖像生成處理單元25中接受了處理的二維圖像數(shù)據(jù)(B模式數(shù)據(jù)、CFM數(shù)據(jù)等)來執(zhí)行本MT測(cè)量輔助處理的情況為例進(jìn)行說明。然而，作為處理對(duì)象的數(shù)據(jù)也可以使用從B模式處理單元23、血流檢測(cè)單元24輸出的各RAW數(shù)據(jù)來執(zhí)行。圖2是表示按照本MT測(cè)量輔助功能的處理(MT測(cè)量輔助處理)的流程的流程圖。以下，針對(duì)各步驟中的處理的內(nèi)容進(jìn)行說明。[輸入患者信息等:步驟S1]
經(jīng)由輸入裝置13執(zhí)行患者信息的輸入、發(fā)送接收條件(用于決定被掃描區(qū)域的大小的視角、焦點(diǎn)位置、發(fā)送電壓等)、用于對(duì)包含對(duì)象血管的二維斷面進(jìn)行超聲波掃描的攝像模式(B模式、CFM模式等)、用于執(zhí)行MT測(cè)量輔助處理的模式(MT測(cè)量輔助處理模式)等的選擇(步驟SI)。輸入、選擇的各種信息、條件、模式等被自動(dòng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元31中。[ 二維圖像數(shù)據(jù)的取得、顯示:步驟S2]超聲波探頭12與被檢體表面的所希望的位置抵接，將包含對(duì)象血管的二維斷面作為被掃描區(qū)域，執(zhí)行基于B模式或者CFM模式的超聲波掃描。通過基于B模式的超聲波掃描而取得的回波信號(hào)依次經(jīng)由超聲波接收單元22被發(fā)送至B模式處理單元23、血流檢測(cè)單元24。B模式處理單元23執(zhí)行對(duì)數(shù)放大處理、包絡(luò)線檢波處理等，生成多個(gè)B模式數(shù)據(jù)。另外，血流檢測(cè)單元24根據(jù)由接收單元22接收到的回波信號(hào)對(duì)血流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，生成血流數(shù)據(jù)。圖像生成處理單元25使用B模式數(shù)據(jù)或者血流數(shù)據(jù)，生成B模式圖像或者血流圖像。所生成的各圖像在顯示處理單元28中接受規(guī)定的顯示處理，在顯示器14中被以規(guī)定的方式實(shí)時(shí)顯示。操作者一邊觀察實(shí)時(shí)顯示的二維圖像，一邊如圖3所示那樣對(duì)超聲波探頭12的位置進(jìn)行調(diào)整，使超聲波掃描面實(shí)質(zhì)上包含對(duì)象血管的中心軸(步驟S2)。[對(duì)象血管圖像的保存:步驟S3]接著，以ECG信號(hào)為觸發(fā)，將與對(duì)象血管相關(guān)的多幀量的超聲波圖像(對(duì)象血管圖像)保存到圖像生成處理單元25所具有的電影存儲(chǔ)器中。此時(shí)，以ECG信號(hào)作為基準(zhǔn)的每個(gè)圖像的時(shí)間信息也與各面像建立對(duì)應(yīng)而保存(步驟S3)。[同一時(shí)相圖像的選擇:步驟S4]測(cè)量處理單元27根據(jù)以ECG信號(hào)作為基準(zhǔn)的時(shí)間信息，從保存在電影存儲(chǔ)器中的多幀量的對(duì)象血管圖像中，選擇同一時(shí)相(例如，從R波開始規(guī)定期間之后的時(shí)相)的多個(gè)對(duì)象血管圖像(參照?qǐng)D6)。[特征量的計(jì)算:步驟S5]測(cè)量處理單元27提取所選擇的同一時(shí)相的各對(duì)象血管圖像中的被測(cè)量區(qū)域。該被測(cè)量區(qū)域的提取能夠由以下的各種方法來實(shí)現(xiàn)。例如，當(dāng)將被測(cè)量區(qū)域設(shè)為管腔區(qū)域時(shí)，在B模式圖像中，被測(cè)量區(qū)域的亮度值(或者像素值)比周邊的組織區(qū)域的亮度值低，被測(cè)量區(qū)域與其以外的區(qū)域的邊界處的亮度值變化率(像素值變化率)也比其他位置處的亮度值變化率高。因此，當(dāng)對(duì)象血管圖像是B模式圖像時(shí)，通過基于亮度值或者亮度值變化率的合適值的閾值處理，能夠提取出管腔區(qū)域。另外，當(dāng)對(duì)象血管圖像是CFM圖像時(shí)，可以將包含血流信號(hào)的區(qū)域作為被測(cè)量區(qū)域來提取。其中，在成為被測(cè)量區(qū)域的提取對(duì)象的血管中，存在如圖4所示那樣寬度實(shí)質(zhì)上均勻的血管，如圖5所示那樣具有斑塊而寬度不均勻的血管等。在后者的情況下，可以通過由使用了斑塊的相鄰區(qū)域的信息的插補(bǔ)處理來除去斑塊區(qū)域的、將管腔區(qū)域定義為除了被測(cè)量區(qū)域之外還包含血管內(nèi)中膜的區(qū)域等方法，來減少斑塊形狀的影響。另外，并不拘泥于這些例子，還能夠根據(jù)與對(duì)象血管相關(guān)的客觀的定量值，采用任意的被測(cè)量區(qū)域。另外，測(cè)量處理單元27在提取出的每個(gè)對(duì)象血管圖像的與各被測(cè)量區(qū)域的長度方向相關(guān)的至少兩處以上的位置，計(jì)算用于對(duì)相對(duì)于對(duì)象血管的行進(jìn)方向的中心軸與二維斷面的偏移進(jìn)行判定的特征量(步驟S5)。其中，在本實(shí)施方式中，如圖6所示，假設(shè)采用對(duì)象血管的寬度方向?qū)挾茸鳛樯鲜鎏卣髁?，在與被測(cè)量區(qū)域的長度方向相關(guān)的三處位置計(jì)算特征量。[最佳圖像的判定:步驟S6]測(cè)量處理單元27使用計(jì)算得到的多個(gè)特征量，按所選擇的同一時(shí)相的每個(gè)對(duì)象血管圖像生成對(duì)相對(duì)于對(duì)象血管的長度方向的特征量的變化進(jìn)行表示的曲線圖(特征量曲線)。在圖7中，示出了同一時(shí)相的每個(gè)對(duì)象血管圖像的特征量曲線的一個(gè)例子。測(cè)量處理單元27從多個(gè)特征量曲線中選擇具有最大的特征量(最大特征量)的特征量曲線，將與該特征量曲線對(duì)應(yīng)的對(duì)象血管圖像判定為最適合MT測(cè)量的圖像(最佳圖像)(步驟S6)。在此，將與具有最大特征量的特征量曲線對(duì)應(yīng)的圖像作為最佳圖像是由于如果是最適 合MT測(cè)量的圖像，則同一時(shí)相的所有對(duì)象血管圖像都具有最大特征量(在此，為對(duì)象血管的寬度方向?qū)挾鹊淖畲笾?、即血管直?。其中，當(dāng)具有最大特征量的特征量曲線是多個(gè)時(shí)，例如通過以下的方法來判定最佳圖像。如圖8所示，實(shí)際的血管的立體形狀能夠近似于圓筒形。假設(shè)在超聲波掃描面完全包含血管中心軸A時(shí)，對(duì)象血管圖像所包含的對(duì)象血管的斷面(或者被測(cè)量區(qū)域)實(shí)質(zhì)上為矩形。因此，在三處測(cè)量到的各特征量為實(shí)質(zhì)上相同的值。另一方面，當(dāng)斷面如圖8的SI S3所示那樣橫穿血管中心軸A時(shí)，只在其橫穿的位置為最大特征量。因此，能夠?qū)⒕哂凶畲筇卣髁康亩鄠€(gè)特征量曲線中與沿著長度方向的變化率最少的特征量曲線對(duì)應(yīng)的對(duì)象血管圖像作為最佳圖像。[IMT測(cè)量結(jié)果的顯示:步驟S7]測(cè)量處理單元27使用所判定的最佳圖像來執(zhí)行MT測(cè)量。得到的結(jié)果被以規(guī)定的方式顯示在顯示器14上。根據(jù)以上所述的本超聲波診斷裝置，在與每個(gè)對(duì)象血管圖像的各被測(cè)量區(qū)域的長度方向相關(guān)的至少兩處以上的位置，計(jì)算用于對(duì)相對(duì)于對(duì)象血管的行進(jìn)方向的中心軸與二維斷面的偏移進(jìn)行判定的特征量，根據(jù)該特征量判定最適合IMT測(cè)量的圖像。從而，不管操作者有無經(jīng)驗(yàn)，都能夠根據(jù)客觀的指標(biāo)，總是使用最佳的圖像來進(jìn)行MT測(cè)量。(第2實(shí)施方式)接著，針對(duì)第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置是將通過橢圓擬合而得到的橢圓短軸長、長軸長等作為特征量，對(duì)最佳圖像進(jìn)行判定的裝置。如圖9所示，被不包含中心軸A的平面切斷的圓筒狀的斷面在理論上呈圖10所示那樣的橢圓形。另一方面，當(dāng)切斷面完全通過圓筒的中心軸時(shí)，可認(rèn)為作為切斷面的橢圓的長軸長為無限大。根據(jù)這些觀點(diǎn)，能夠通過橢圓擬合的長軸長來評(píng)價(jià)基于平面得到的血管斷面與中心軸的位置關(guān)系。即，針對(duì)在步驟S5中選擇出的同一時(shí)相的所有血管對(duì)象圖像，計(jì)算被測(cè)量區(qū)域的長度方向的長度和寬度方向的寬度(即，血管直徑)。然后，如圖10所示，對(duì)各血管對(duì)象圖像的血管斷面進(jìn)行橢圓擬合，將所得到的橢圓短軸長與根據(jù)血管直徑得到的血管半徑進(jìn)行比較。結(jié)果，當(dāng)短軸長比血管半徑短時(shí)，能夠判定為血管斷面沒有通過血管中心軸。另一方面，當(dāng)橢圓短軸長和血管半徑實(shí)質(zhì)上相等時(shí)，或者當(dāng)長軸長比事前設(shè)定的閾值短時(shí)等，能夠判定為血管斷面與中心軸以某一角度交差。另外，當(dāng)橢圓短軸長與血管半徑相等、長軸長比事前設(shè)定的閾值長時(shí)，可看作血管斷面實(shí)質(zhì)上包含中心軸A。這樣，即使將通過血管斷面的橢圓擬合而得到的橢圓短軸長以及長軸長作為基準(zhǔn)(特征量)，也能夠判定最佳圖像。(第3實(shí)施方式)接著，針對(duì)第3實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置是將根據(jù)彩色血流成像圖(CFM)取得了超聲波圖像時(shí)所得到的血流區(qū)域的面積作為特征量，對(duì)最佳圖像進(jìn)行判定的裝置。圖11表不了超聲波掃描面M實(shí)質(zhì)上包含血管中心軸時(shí)的一個(gè)例子。圖12表不了超聲波掃描面M實(shí)質(zhì)上不包含血管中心軸時(shí)的一個(gè)例子。將圖11、圖12進(jìn)行比較得知，超聲波掃描面M實(shí)質(zhì)上包含血管中心軸時(shí)的CFM圖像上的血流區(qū)域的面積一定比超聲波掃描面M實(shí)質(zhì)上不包含血管中心軸時(shí)的CFM圖像上的血流區(qū)域的面積大。因此，當(dāng)對(duì)象血管圖像是CFM圖像時(shí)，在已經(jīng)敘述的步驟S5中，以流速、功率的至少一方作為基準(zhǔn)來提取包含血流信號(hào)的區(qū)域。在接下來的步驟S6中，通過判定該提取出的區(qū)域的面積為最大的圖像，能夠判定最佳圖像。在圖13中，示出了描繪出同一時(shí)相的每個(gè)對(duì)象血管圖像的面積的特征曲線的一個(gè)例子。根據(jù)以上所述的方法，不管操作者有無經(jīng)驗(yàn)，都能夠根據(jù)客觀的指標(biāo)，總是使用最佳的圖像來進(jìn)行IMT測(cè)量。雖然說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式是作為例子而提示的，并不意圖限定本發(fā)明的范圍 。這些實(shí)施方式能夠以其他的各種方式進(jìn)行實(shí)施，在不脫離發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種的省略、置換、變更。這些實(shí)施方式或其變形與包含于發(fā)明的范圍或要旨中一樣，包含于權(quán)利要求書記載的發(fā)明及其等同的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，具備: 數(shù)據(jù)取得單元，利用超聲波對(duì)包含對(duì)象血管的二維斷面反復(fù)進(jìn)行掃描，取得多個(gè)超聲波數(shù)據(jù)； 圖像生成單元，使用上述多個(gè)超聲波數(shù)據(jù)來生成多個(gè)超聲波圖像； 計(jì)算單元，計(jì)算用于對(duì)上述各超聲波圖像上的相對(duì)于上述對(duì)象血管的行進(jìn)方向的中心軸與上述二維斷面的偏移進(jìn)行判定的特征量； 判定單元，根據(jù)上述特征量，從上述多個(gè)超聲波圖像中判定最佳圖像；以及 測(cè)量單元，使用上述最佳圖像，測(cè)量上述對(duì)象血管的中膜厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述數(shù)據(jù)取得單元通過與周期性變化的生物體信號(hào)同步地進(jìn)行上述掃描，來與上述生物體信號(hào)的時(shí)相建立對(duì)應(yīng)地取得上述多個(gè)超聲波數(shù)據(jù)， 上述圖像生成單元生成與上述生物體信號(hào)的時(shí)相建立了對(duì)應(yīng)的上述多個(gè)超聲波圖像，上述計(jì)算單元從上述多個(gè)超聲波圖像中選擇與規(guī)定時(shí)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)超聲波圖像，計(jì)算針對(duì)該被選擇的上述各 超聲波圖像的上述特征量， 上述判定單元從上述被選擇的多個(gè)超聲波圖像中判定上述最佳圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述生物體信號(hào)是ECG信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述計(jì)算單元根據(jù)上述各超聲波圖像的像素值或者像素值變化率來提取被測(cè)量區(qū)域，并使用上述被測(cè)量區(qū)域來計(jì)算上述特征量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述計(jì)算單元計(jì)算上述被測(cè)量區(qū)域的至少兩處的寬度方向?qū)挾?，作為上述特征量?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 當(dāng)上述各超聲波圖像是彩色血流成像圖像時(shí)，上述計(jì)算單元提取出包含血流信號(hào)的區(qū)域作為被測(cè)量區(qū)域，并且計(jì)算該被測(cè)量區(qū)域的面積作為上述特征量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述判定單元按上述被選擇的每個(gè)超聲波圖像生成對(duì)相對(duì)于上述對(duì)象血管的長度方向的上述特征量的變化進(jìn)行表示的曲線圖， 并根據(jù)上述生成的多個(gè)上述曲線圖來判定上述最佳圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述判定單元將對(duì)上述被選擇的各超聲波圖像上的上述對(duì)象血管的斷面進(jìn)行橢圓擬合而得到的橢圓長軸長和橢圓短軸長作為上述特征量，從上述被選擇的多個(gè)超聲波圖像中判定上述最佳圖像。
9.一種醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于，具備: 圖像生成單元，使用對(duì)包含對(duì)象血管的二維斷面進(jìn)行攝像而得到的多個(gè)血管數(shù)據(jù)，生成多個(gè)血管圖像； 計(jì)算單元，計(jì)算用于對(duì)上述各血管圖像上的相對(duì)于上述對(duì)象血管的行進(jìn)方向的中心軸與上述二維斷面的偏移進(jìn)行判定的特征量； 判定單元，根據(jù)上述特征量，從上述多個(gè)血管圖像中判定最佳圖像；以及測(cè)量單元，使用上述最佳圖像，測(cè)量上述對(duì)象血管的中膜厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于， 上述多個(gè)血管數(shù)據(jù)是與周期性變化的生物體信號(hào)同步地被進(jìn)行攝像而得到的數(shù)據(jù)，與上述生物體信號(hào)的時(shí)相建立對(duì)應(yīng)， 上述圖像生成單元生成與上述生物體信號(hào)的時(shí)相建立了對(duì)應(yīng)的上述多個(gè)血管圖像，上述計(jì)算單元從上述多個(gè)血管圖像中選擇與規(guī)定時(shí)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)血管圖像，計(jì)算針對(duì)該被選擇的上述各血管圖像的上述特征量， 上述判定單元從上述被選擇的多個(gè)血管圖像中判定上述最佳圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于， 上述生物體信號(hào)是ECG信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于， 上述計(jì)算單元根據(jù)上述各血管圖像的像素值或者像素值變化率來提取被測(cè)量區(qū)域，使用上述被測(cè)量區(qū)域來計(jì)算上述特征量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于， 上述計(jì)算單元計(jì)算上述被測(cè)量區(qū)域的至少兩處的寬度方向?qū)挾龋鳛樯鲜鎏卣髁俊?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于， 當(dāng)上述各血管圖像是血流圖像時(shí)，上述計(jì)算單元提取出包含血流信號(hào)的區(qū)域作為被測(cè)量區(qū)域，并且計(jì)算該被測(cè) 量區(qū)域的面積作為上述特征量。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于， 上述判定單元按上述被選擇的每個(gè)血管圖像生成對(duì)相對(duì)于上述對(duì)象血管的長度方向的上述特征量的變化進(jìn)行表示的曲線圖， 并根據(jù)上述生成的多個(gè)上述曲線圖來判定上述最佳圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的醫(yī)用圖像診斷裝置，其特征在于， 上述判定單元將對(duì)上述被選擇的各血管圖像上的上述對(duì)象血管的斷面進(jìn)行橢圓擬合而得到的橢圓長軸長和橢圓短軸長作為上述特征量，從上述被選擇的多個(gè)血管圖像中判定上述最佳圖像。
17.一種醫(yī)用圖像處理方法，其特征在于，具備下述步驟: 使用對(duì)包含對(duì)象血管的二維斷面進(jìn)行攝像而得到的多個(gè)血管數(shù)據(jù)，生成多個(gè)血管圖像， 計(jì)算用于對(duì)上述各血管圖像上的相對(duì)于上述對(duì)象血管的行進(jìn)方向的中心軸與上述二維斷面的偏移進(jìn)行判定的特征量， 根據(jù)上述特征量，從上述多個(gè)血管圖像中判定最佳圖像，以及 使用上述最佳圖像來測(cè)量上述對(duì)象血管的中膜厚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及在對(duì)三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域分割時(shí)，通過觀察導(dǎo)向所使用的二維圖像，能夠總是得到所期待的分割結(jié)果的超聲波診斷裝置、醫(yī)用圖像診斷裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。一個(gè)實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置具備數(shù)據(jù)取得單元，利用超聲波對(duì)包含對(duì)象血管的二維斷面反復(fù)進(jìn)行掃描，取得多個(gè)超聲波數(shù)據(jù)；圖像生成單元，使用多個(gè)超聲波數(shù)據(jù)來生成多個(gè)超聲波圖像；計(jì)算單元，計(jì)算用于對(duì)各超聲波圖像上的相對(duì)于對(duì)象血管的行進(jìn)方向的中心軸與二維斷面的偏移進(jìn)行判定的特征量；判定單元，根據(jù)特征量，從多個(gè)超聲波圖像中判定最佳圖像；測(cè)量單元，使用最佳圖像來測(cè)量對(duì)象血管的中膜厚度。
文檔編號(hào)A61B8/00GK103169500SQ20121057474
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者姚淙, 神山直久, 浜田賢治, 米山直樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社