超音波診断装置、画像処理装置およびプログラム
【課題】心室間、心房間及び房室間の心壁運動の同期性の差異を３次元的に詳細に解析すること。
【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、運動情報生成部１７ａと、制御部１８とを備える。運動情報生成部１７ａは、左心系を含む領域及び右心系を含む領域それぞれから生成された第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する。制御部１８は、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する。
【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、運動情報生成部１７ａと、制御部１８とを備える。運動情報生成部１７ａは、左心系を含む領域及び右心系を含む領域それぞれから生成された第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する。制御部１８は、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置、画像処理装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織の機能を客観的かつ定量的に評価することは、当該生体組織の疾患を診断するうえで重要であり、例えば、心疾患の診断では、心エコーにより心壁運動を定量的に評価する定量的評価法が試みられている。
【０００３】
特に近年、重度心不全患者に対して両心室ペーシング（biventricular pacing）を行なう心臓再同期療法（ＣＲＴ：Cardiac Resynchronization Therapy）が注目されており、ＣＲＴへの適用の事前判定や治療の効果判定のために心エコーによる心壁運動の定量的評価が重要となってきている。
【０００４】
ＣＲＴは、重度心不全患者に合併することが多い心壁運動の収縮同期不全（dyssynchrony）を改善可能な治療であり、ＣＲＴが有効な患者（Responder）では劇的な症状の改善が認められている。その一方で、心不全症例であってもＣＲＴが有効でない患者（Non Responder）が２００５年の時点で約３割も存在することが知られている。「Non Responder」は、心不全であるが収縮同期不全ではない患者である。これまでは、ＣＲＴの適用を、心電図のＱＲＳ幅及び左心室の駆出率（ＥＦ： Ejection Fraction）により判定していた。例えば、心電図のＱＲＳ幅が「１３０ミリ秒」より大きく、左心室の駆出率が３５％以下の患者をＣＲＴの適用対象として判定していた。しかし、かかる基準では、心不全だが収縮同期不全ではない人もＣＲＴの適用対象として判定される場合があり、これにより、「Non Responder」を生じていた。
【０００５】
そこで、心エコーを用いた定量的評価法により収縮同期不全のみを抽出しようという試みが行なわれている。心エコーを用いた定量的評価法の一例としては、超音波画像に特有のスペックルパターンに基づいて、超音波画像上の心筋に設定した点を追跡するスペックルトラッキングを用いた方法がある。例えば、患者の心臓を時系列に沿って超音波により３次元で走査することで収集されたボリュームデータをスペックルトラッキングにより解析することで、左心室、右心室、左心房及び右心房それぞれの心壁運動を３次元にて定量的評価することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１５３７２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Tomoyuki Takeguchi et al., “Practical considerations for a method of rapid cardiac function analysis based on three-dimensional speckle tracking in a three-dimensional diagnostic ultrasound system”, Journal of Medical Ultrasonics, Volume 37, Number 2, 41-49, 2010.
【非特許文献２】Hidekazu Tanaka MD et al., “Usefulness of Three-Dimensional Speckle Tracking Strain to Quantify Dyssynchrony and the Site of Latest Mechanical Activation”, The American Journal of Cardiology, Volume 105, Issue 2, 235-242, 2010.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＣＲＴを適用するか否かを判定するための要素は、左心室内での心壁運動の同期の程度以外にも、房室間（左心房と左心室との間）や、心室間（右心室と左心室との間）での心壁運動の同期の程度という要素も存在する。すなわち、ＣＲＴを適用するか否かの判定は、これら各要素の同期不全の程度に依存する。
【０００９】
しかし、上記した従来の技術は、心臓の４つの房室の機能を個別に解析するものであり、特に、左心室内での３次元的な心壁運動の同期不全を評価するものである。すなわち、上記した従来の技術は、心室間、心房間及び房室間の心壁運動の同期性の差異を３次元的に解析することが出来なかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の超音波診断装置は、運動情報生成部と、表示制御部とを備える。運動情報生成部は、被検体の心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する。表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明するための図である。
【図２】図２は、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群を説明するための図である。
【図３】図３は、運動情報生成部が実行するスペックルトラッキングを説明するための図である。
【図４】図４は、運動情報生成部が生成する心壁運動の情報の具体例を説明するための図である。
【図５】図５は、運動情報生成部が実行する第１の補間方法を説明するための図である。
【図６】図６は、運動情報生成部が実行する第２の補間方法を説明するための図である。
【図７】図７は、本実施形態にて表示される時間変化曲線の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、算出部を説明するための図である。
【図９】図９は、本実施形態にて表示される分布画像の一例を説明するための図（１）である。
【図１０】図１０は、本実施形態にて表示される分布画像の一例を説明するための図で（２）である。
【図１１】図１１は、本実施形態にて表示される情報のレイアウト例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１３は、本実施形態の第１の変形例を説明するための図（１）である。
【図１４】図１４は、本実施形態の第１の変形例を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態）
まず、本実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る超音波診断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、本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、心電計４と、装置本体１０とを有する。
【００１４】
超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される体外式の超音波プローブである。超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送受信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、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などを有する。
【００１５】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１６】
ここで、本実施形態に係る超音波プローブ１は、セクタスキャンにより被検体Ｐを超音波で２次元走査するとともに、被検体Ｐを３次元走査することが可能な超音波プローブである。具体的には、本実施形態に係る超音波プローブ１は、複数の超音波振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元走査する体外式のメカニカルスキャンプローブである。
【００１７】
なお、本実施形態は、超音波プローブ１が、複数の超音波振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２次元超音波プローブである場合であっても適用可能である。２次元超音波プローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Ｐを２次元で走査することが可能である。
【００１８】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボールなどを有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１９】
例えば、本実施形態に係る入力装置３は、ボリュームデータから生成される心壁運動の情報の種別の指定や、生成された情報の出力形態の指定を操作者から受け付ける。なお、本実施形態に係る入力装置３が受け付ける各種指定内容については、後に詳述する。
【００２０】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像などを表示したりする。
【００２１】
心電計４は、装置本体１０と接続され、超音波走査が行なわれる被検体Ｐの心電図（ＥＣＧ： Electrocardiogram）を取得する。心電計４は、取得した心電図を装置本体１０に送信する。
【００２２】
装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置である。具体的には、本実施形態に係る装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元超音波画像（ボリュームデータ）を生成可能な装置である。装置本体１０は、図１に示すように、送受信部１１と、Ｂモード処理部１２と、ドプラ処理部１３と、画像生成部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、ボリュームデータ処理部１７と、制御部１８とを有する。
【００２３】
送受信部１１は、トリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００２４】
なお、送受信部１１は、後述する制御部１８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００２５】
また、送受信部１１は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００２６】
このように、送受信部１１は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。ここで、本実施形態に係る送受信部１１は、超音波プローブ１から被検体Ｐに対して３次元で超音波ビームを送信させ、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
【００２７】
Ｂモード処理部１２は、送受信部１１から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。
【００２８】
ドプラ処理部１３は、送受信部１１から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００２９】
なお、本実施形態に係るＢモード処理部１２およびドプラ処理部１３は、２次元の反射波データおよび３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、本実施形態に係るＢモード処理部１２は、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成することができる。また、本実施形態に係るドプラ処理部１３は、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成することができる。
【００３０】
画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成したデータから超音波画像を生成する。すなわち、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像を生成する。具体的には、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した３次元のＢモードデータから、３次元のＢモード画像を生成する。
【００３１】
また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成したドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像を生成する。具体的には、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した３次元のドプラデータから、３次元のカラードプラ画像を生成する。
【００３２】
なお、以下では、画像生成部１４が生成した３次元のＢモード画像を「ボリュームデータ」と記載する。
【００３３】
また、画像生成部１４は、超音波画像に、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマークなどを合成した合成画像を生成することもできる。
【００３４】
また、画像生成部１４は、ボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種画像を生成することができる。具体的には、画像生成部１４は、超音波ボリュームデータからＭＰＲ（Multi Planar Reconstructions）画像、レンダリング画像（ボリュームレンダリング画像やサーフェスレンダリング画像）を生成することができる。
【００３５】
画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した超音波画像を記憶するメモリである。ここで、画像生成部１４は、ボリュームデータと当該ボリュームデータを生成するために行なわれた超音波走査の時間とを、心電計４から送信された心電図に対応付けて画像メモリ１５に格納する。すなわち、後述するボリュームデータ処理部１７は、画像メモリ１５に格納されたデータを参照することで、ボリュームデータを生成するために行なわれた超音波走査時の心時相を取得することができる。また、画像メモリ１５は、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。
【００３６】
内部記憶部１６は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見など）や、診断プロトコルや各種ボディーマークなどの各種データを記憶する。また、内部記憶部１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像の保管などにも使用される。また、内部記憶部１６が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部の周辺装置へ転送することができる。
【００３７】
ボリュームデータ処理部１７は、画像メモリ１５が記憶するボリュームデータに対して各種画像処理を行なう処理部であり、図１に示すように、運動情報生成部１７ａ及び算出部１７ｂを有する。なお、ボリュームデータ処理部１７が行なう処理については、後に詳述する。
【００３８】
制御部１８は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１６から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３、画像生成部１４及びボリュームデータ処理部１７の処理を制御する。また、制御部１８は、画像メモリ１５が記憶する超音波画像や、ボリュームデータ処理部１７により行われる各種処理を指定するためのＧＵＩ、ボリュームデータ処理部１７の処理結果などをモニタ２にて表示するように制御する。
【００３９】
以上、本実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係る超音波診断装置は、ボリュームデータを生成し、生成したボリュームデータに対して画像処理を行なう。具体的には、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体Ｐの心臓のボリュームデータを生成する。そして、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体Ｐの心臓のボリュームデータに対して画像処理を行なうことで、心臓再同期療法（ＣＲＴ：Cardiac Resynchronization Therapy）への適用の事前判定や治療の効果判定を行なうためのデータを生成し、表示する。
【００４０】
ここで、ＣＲＴを適用するか否かを判定したり、ＣＲＴの効果を判定するための要素には、左心室内での心壁運動の同期の程度以外にも、房室間（左心房と左心室との間）や、心室間（右心室と左心室との間）での心壁運動の同期の程度という要素がある。
【００４１】
また、最近のＣＲＴ用のデバイスは、これら各要素の同期不全の程度に応じて、房室遅延（A-V delay）時間を調整するための設定自由度と、心室遅延（V-V delay）時間を調整するための設定自由度を有している。かかるＣＲＴ用のデバイスは、例えば、房室遅延時間を「５０ミリ秒から１６０ミリ秒」の範囲にて約２０ミリ秒刻みで設定可能であり、心室遅延時間を「−４０ミリ秒から＋４０ミリ秒」の範囲にて約３０ミリ秒刻みで設定可能である。
【００４２】
ＣＲＴを行なう場合は、房室遅延時間や心室遅延時間の設定を最適化してＣＲＴの初期設定（治療計画）を決定する必要がある。また、ＣＲＴ治療後、同期不全の改善度評価による効果判定を行なって、さらに、房室遅延時間や心室遅延時間の最適設定を決定するためのフィードバックを行うためには、心室間や房室間の機能や壁運動のタイミングなどの差異について詳細な評価を行う必要がある。この際、２次元超音波画像を用いた２次元的な解析よりも、房室の全ての心筋領域をカバーすることができるボリュームデータを用いた３次元的な解析を行なって行う方が、見落としのない高精度な評価が可能となる。
【００４３】
このため、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体Ｐの心臓を超音波により３次元走査することでボリュームデータを生成する。
【００４４】
しかし、セクタスキャンを行なう体外式の超音波プローブ１により被検体Ｐの心臓全体を３次元走査する場合、音響窓の制約により傍胸骨アプローチだと心尖部が描出されないために、心尖部アプローチが用いられる。ただし、心尖部アプローチによるセクタスキャンでは、浅い部位である心尖部の描出幅が狭くなる。
【００４５】
また、ＣＲＴが適用となる心不全患者では、拡大的代償作用により心臓が大きくなる場合が多い。特に、左心室が拡大する拡張型心筋症（ＤＣＭ：Dilated Cardiomyopathy）では、駆出率（ＥＦ：Ejection Fraction）が大幅に低下する高度心不全になりやすく、かつ、広範囲な心筋の障害により左脚ブロックを代表とする刺激伝導系の異常を合併する場合が多いために同期不全を起こしやすい。すなわち、ＤＣＭでは、ＣＲＴ適用の診断を行なう機会が増える。
【００４６】
このようなことから、ＣＲＴ適用の診断対象となる被検体Ｐの心臓は、拡大している場合が多くなるため、心尖部アプローチを用いたセクタスキャンでは、特に心尖部領域において左心系と右心系の両方の領域の心筋を同時に画角内に描出するのが困難となる。
【００４７】
さらに、３次元走査では、２次元走査と比較して必要な受信走査線数が２乗のオーダーで増えるために、音速の制約から時間分解能（フレームレート）が相対的に不足する。従って、３次元走査で画角を大きくしようとすると、時間分解能を確保するのが困難となる。しかし、ＣＲＴ適用の判定を行なう要素である非同期性の評価のためには、時間分解能が可能な限り高い方が望ましい。
【００４８】
また、上述したＣＲＴデバイスの遅延時間の設定時間幅は、例えば、２０ミリ秒〜３０ミリ秒程度であることから、３次元走査における時間分解能を高く保つように、３次元走査が設定されることが多い。例えば、理想的な３次元走査の設定は、設定時間幅の逆数を目処として、３０ｆｐｓ（frame per second）となる。このような高い時間分解能を得るために、画角を狭めた設定では、相対的に走査線密度を高くできるので、高空間分解能な画像（ボリュームデータ）を用いて評価を行うことが可能となる。
【００４９】
しかし、例えば、ＣＲＴ適用評価の際に、右心室と左心室とを同時に含むような広い画角で３次元走査を行うことは、体外式の超音波プローブ１では、実質的に困難となる。従って、体外式の超音波プローブ１での３次元走査によりＣＲＴ適用判定のための心室間非同期性を評価するためには、画角を制限して左心室側を含むボリュームデータの収集と右心室側を含むボリュームデータの収集とを分割して行うことが必要となる。すなわち、心臓全体を２つの領域に分割してボリュームデータを収集することで、ＣＲＴ適用判定のための心室間非同期性を評価するために必要な時間分解能と空間分解能とを維持する必要がある。
【００５０】
そこで、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体Ｐの心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群を生成する。図２は、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群を説明するための図である。
【００５１】
すなわち、超音波プローブ１は、左心系を含む領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査する。そして、Ｂモード処理部１２は、左心系を含む領域の１心拍以上の期間にわたる３次元のＢモードデータを生成する。そして、画像生成部１４は、図２の破線で挟まれる領域１、すなわち、左心房（ＬＡ：Left Atrium）及び左心室（ＬＶ：Left Ventricular）を１心拍以上の期間にわたり時系列に沿って撮影した複数のボリュームデータ（第１のボリュームデータ群）を生成する。
【００５２】
また、超音波プローブ１は、第１ボリュームデータ群を生成するために行なわれた超音波の走査期間とは異なる時期に、右心系を含む領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査する。これにより、Ｂモード処理部１２は、右心系を含む領域の１心拍以上の期間にわたる３次元のＢモードデータを生成する。そして、画像生成部１４は、図２の点線で挟まれる領域２、すなわち、右心房（ＲＡ：Right Atrium）及び右心室（ＲＶ：Right Ventricular）を１心拍以上の期間にわたり時系列に沿って撮影した複数のボリュームデータ（第２のボリュームデータ群）を生成する。
【００５３】
そして、画像生成部１４は、第１のボリュームデータ群および第２のボリュームデータ群を画像メモリ１５に格納する。具体的には、画像生成部１４は、超音波走査時間が各ボリュームデータに対応付けられた第１のボリュームデータ群と、第１のボリュームデータ群生成時のＥＣＧとを画像メモリ１５に格納する。また、画像生成部１４は、超音波走査時間が各ボリュームデータに対応付けられた第２のボリュームデータ群と、第２のボリュームデータ群生成時のＥＣＧとを画像メモリ１５に格納する。そして、操作者から入力装置３を介して画像処理要求を受け付けると、制御部１８は、ボリュームデータ処理部１７の処理を開始させる。
【００５４】
すなわち、ボリュームデータ処理部１７が有する運動情報生成部１７ａは、第１のボリュームデータ群から左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、第２のボリュームデータ群から右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報を生成する。
【００５５】
具体的には、運動情報生成部１７ａは、各ボリュームデータに描出された心筋組織に設定された追跡点をスペックルパターンに基づいて追跡することで、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、３次元のスペックルトラッキングを行なって、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。図３は、運動情報生成部が実行するスペックルトラッキングを説明するための図である。
【００５６】
例えば、入力装置３は、操作者から、第１のボリュームデータ群の第１フレームのボリュームデータと、第２のボリュームデータ群の第１フレームのボリュームデータとの表示要求を受け付ける。表示要求が転送された制御部１８は、表示要求にて指定された各ボリュームデータを画像メモリ１５から読み出して、モニタ２に表示させる。例えば、制御部１８は、表示要求にて指定された各ボリュームデータを複数方向の断面にて切断した複数のＭＰＲ画像を画像生成部１４に生成させ、モニタ２に表示させる。
【００５７】
そして、操作者は、モニタに表示されたボリュームデータ（例えば、画像生成部１４により生成された複数のＭＰＲ画像）を参照して、トラッキングを行なう追跡点を、図３に示すように、心筋内膜及び心筋外膜にそれぞれ複数設定する。ここで、追跡点は、図３に示すように、心筋内膜及び心筋外膜にそれぞれにてペアとして設定される。なお、操作者は、左心系及び右心系それぞれを３次元でトラッキングするため、複数の追跡点を各ＭＰＲ画像に設定する。
【００５８】
そして、運動情報生成部１７ａは、第１のボリュームデータ群の第１フレームのボリュームデータに設定された複数の追跡点を、第１のボリュームデータ群を構成する各ボリュームデータにてスペックルトラッキングを行なうことで、第１の運動情報を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、第２のボリュームデータ群の第１フレームのボリュームデータに設定された複数の追跡点を、第２のボリュームデータ群を構成する各ボリュームデータにてスペックルトラッキングを行なうことで、第２の運動情報を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、第１フレームのボリュームデータに設定された複数の追跡点それぞれが他フレームのボリュームデータのどの位置に対応するかをスペックルトラッキングにより特定する。
【００５９】
ここで、運動情報生成部１７ａは、各ボリュームデータを生成するために行なわれた超音波走査時間と、心電計４から送信された心電図とを参照することで、超音波走査時間及び心時相の情報を付与したうえで、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。
【００６０】
なお、第１の運動情報は、操作者が設定した追跡点の場所に応じて、「左心室」の心壁運動の情報である場合や、「左心房」の心壁運動の情報である場合、「左心室」及び「左心房」双方の心壁運動の情報である場合がある。また、第２の運動情報は、操作者が設定した追跡点の場所に応じて、「右心室」の心壁運動の情報である場合や、「右心房」の心壁運動の情報である場合、「右心室」及び「右心房」双方の心壁運動の情報である場合がある。
【００６１】
すなわち、心室間の心壁運動の解析を行なう場合、操作者は、第１の運動情報が「左心室」の心壁運動の情報となるように追跡点を設定し、第２の運動情報が「右心室」の心壁運動となるように追跡点を設定する。また、心房間の心壁運動の解析を行なう場合、操作者は、第１の運動情報が「左心房」の心壁運動の情報となるように追跡点を設定し、第２の運動情報が「右心房」の心壁運動となるように追跡点を設定する。また、心室間、心房間及び房室間全ての心壁運動の解析を行なう場合、操作者は、第１の運動情報が「左心室」及び「左心房」双方の心壁運動の情報となるように追跡点を設定し、第２の運動情報が「右心室」及び「右心房」双方の心壁運動の情報となるように追跡点を設定する。
【００６２】
なお、追跡点は、上述したように操作者が手動設定する場合であってもよいし、ボリュームデータ内の特徴点を抽出することで、運動情報生成部１７ａが自動的に設定する場合であってもよい。
【００６３】
ここで、図４を用いて、運動情報生成部１７ａが生成する心壁運動の情報の具体例について説明する。図４は、運動情報生成部が生成する心壁運動の情報の具体例を説明するための図である。なお、図４の（Ａ）に示す情報は、心室又は心房の全体的な心壁運動の情報であり、図４の（Ｂ）に示す情報は、心室又は心房の局所的な心壁運動の情報である。
【００６４】
運動情報生成部１７ａは、心室又は心房の少なくとも一方の容積に関する情報を第１の運動情報及び第２の運動情報として生成する。具体的には、運動情報生成部１７ａは、心筋内膜の追跡点により囲まれる３次元領域や、心筋外膜の追跡点により囲まれる３次元領域を特定することで、容積に関する情報を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、図４の（Ａ）に示すように、拡張末期（ＥＤ: end diastole）時相での内腔容積である拡張末期容積「ＥＤＶ（ｍＬ）」、収縮末期（ＥＳ：end systole）時相での内腔容積である収縮末期容積「ＥＳＶ（ｍＬ）」を算出する。また、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、図４の（Ａ）に示すように、ＥＤＶ及びＥＳＶから定義される駆出率「ＥＦ（％）」を算出する。
【００６５】
また、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、図４の（Ａ）に示すように、「心筋容積（ｍＬ）」や「心筋重量（ｇ）」、「Ｍａｓｓ−Ｉｎｄｅｘ（ｇ／ｍ2）」を算出する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、心筋の外膜内部の体積から心筋の内腔容積を差し引くことで「心筋容積（ｍＬ）」を算出する。ここで、心筋容積は、心拍にともない変化するが、心筋容積の時間にともなう変化の度合いは、少ない。そこで、例えば、運動情報生成部１７ａは、各ボリュームデータから算出した心筋容積の平均値を代表的な心筋容積として算出する。
【００６６】
また、運動情報生成部１７ａは、「心筋容積（ｍＬ）」に平均的な心筋密度値（例えば、１．０５ｇ／ｍＬ）を乗算することで「心筋重量（ｇ）」を算出する。例えば、運動情報生成部１７ａは、平均心筋容積から心筋重量を算出する。また、運動情報生成部１７ａは、「心筋重量（ｇ）」を「体表面積（ＢＳＡ）（ｍ2）」で規格化することで「Ｍａｓｓ−Ｉｎｄｅｘ（ｇ／ｍ2）」を算出する。
【００６７】
ここで、拡張末期容積、収縮末期容積、駆出率、心筋容積、心筋重量、Ｍａｓｓ−Ｉｎｄｅｘは、１心拍における心室又は心房の全体的な心壁運動の情報を示す代表的な値である。一方、内腔容積は、対象となる心腔のポンプ機能を反映して時間的に変化するため、内腔容積の時間変化曲線は、心機能評価の指標として重要である。そこで、運動情報生成部１７ａは、図４の（Ａ）に示すように、「内腔容積の時間変化曲線」を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、内腔容積を時間軸に沿ってプロットしたグラフを「内腔容積の時間変化曲線」として生成する。換言すれば、「内腔容積の時間変化曲線」は、『時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す「時間変化情報」』である。
【００６８】
さらに、運動情報生成部１７ａは、心室又は心房の少なくとも一方の局所的な歪み（心筋ストレイン）、局所的な歪み率（心筋ストレインレート）、局所的な心筋組織の変位（心筋変位）、又は、局所的な心筋組織の変位速度（心筋速度）を第１の運動情報及び第２の運動情報として生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、ペアとして設定された追跡点間を結ぶ線分の長さ及び方向に基づいて、図４の（Ｂ）に例示するような心室又は心房の局所的な心壁運動の情報を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、図４の（Ｂ）に示すように、「局所心筋ストレイン（％）」、局所心筋ストレインの時間変化である「局所心筋ストレインレート（１／ｓ）」を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、図４の（Ｂ）に示すように、「局所心筋変位（ｃｍ）」、局所心筋変位の時間変化である「局所心筋速度（ｃｍ／ｓ）」を生成する。
【００６９】
また、これらの局所的心壁運動の情報は、成分分離されたうえで生成される場合であってもよい。例えば、左心室の場合、運動情報生成部１７ａは、ペアとして設定された追跡点間を結ぶベクトルを、長軸（Longitudinal）方向や、円周（Circumferential）方向、壁厚（Radial）方向に成分分離したうえで、局所的心壁運動の情報を生成する。なお、図４に例示した局所的な心壁運動の情報は、「時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報」である。
【００７０】
ここで、運動情報生成部１７ａは、局所的な心壁運動の情報を出力するため、局所的な心壁運動の情報を所定の画像にマッピングした分布画像を時系列に沿って複数生成する。具体的には、運動情報生成部１７ａは、各局所領域で得られた心壁の運動情報の値を、予め設定されたＬＵＴ（Look Up Table）に基づきカラーに変換したうえで、所定の画像にマッピングした分布画像を時系列に沿って複数生成する。例えば、カラー分布のマッピング法としては、各局所領域で得られた心壁の運動情報の値をPolar-mapにマッピングする方法や、内膜面のサーフェスレンダリング画像にマッピングする方法などの公知の方法がある。また、運動情報生成部１７ａは、局所的な心壁運動の情報を出力するため、局所的な心壁運動の情報を時間軸に沿ってプロットしたグラフである時間変化曲線を生成する。
【００７１】
なお、運動情報生成部１７ａは、局所的な心壁運動の情報を出力する際、アメリカ心エコー図学会などが推奨する１６〜１７分画ごとに、局所的な心壁運動の情報の値を平均して、分布画像や時間変化曲線を出力してもよい。ここで、アメリカ心エコー図学会などが推奨する分画としては、例えば、前壁中隔（ant-sept）、前壁（ant）、側壁（lat）、後壁（post）、下壁（inf）、中隔（sept）などが挙げられる。
【００７２】
さらに、運動情報生成部１７ａは、心室又は心房の少なくとも一方の全体的な歪み（心筋ストレイン）、全体的な歪み率（心筋ストレインレート）、全体的な心筋組織の変位（心筋変位）、又は、全体的な心筋組織の変位速度（心筋速度）を第１の運動情報及び第２の運動情報として生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、同一ボリュームデータにて算出された複数の局所心筋ストレインの値を平均することで、全体心筋ストレインを算出する。また、運動情報生成部１７ａは、同一ボリュームデータにて算出された複数の局所心筋ストレインレートの値を平均することで、全体心筋ストレインレートを算出する。また、運動情報生成部１７ａは、同一ボリュームデータにて算出された複数の局所心筋変位の値を平均することで、全体局所心筋変位を算出する。また、運動情報生成部１７ａは、同一ボリュームデータにて算出された複数の局所心筋速度の値を平均することで、全体局所心筋速度を算出する。局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報は、心腔のポンプ機能を評価するための指標として用いることができる。
【００７３】
なお、運動情報生成部１７ａは、心拍間のばらつきの影響を軽減するため、複数心拍における値の平均値を用いることで上述した心壁の壁運動情報（第１の運動情報及び第２の運動情報）を生成することが望ましい。
【００７４】
心壁運動の情報の種別や出力形態は、操作者により指定される。運動情報生成部１７ａは、操作者により指定された種別の心筋運動の情報を第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群から生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、同一種別の第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、時間変化情報である第１の運動情報及び第２の運動情報を、指定された出力形態にて生成出力する。
【００７５】
ここで、内腔容積の時間変化曲線、局所的な心壁運動の情報、及び局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報は、時間変化情報である。上述したように、第１のボリュームデータ群と第２のボリュームデータ群は、異なる時間帯に収集される。すなわち、各ボリュームデータ群の収集タイミングは、同じ時間ではない。また、左心系の撮影と右心系の撮影とでは、必要な画角設定も異なり得る。従って、ボリュームデータ群同士の各ボリュームデータ（フレーム）に対応する心時相には、揺らぎが生じ得る。仮に、各々のボリュームデータ群が完全に同じ心拍数下で得られたとしても、左心系の撮影と右心系の撮影とで画角設定が異なると、フレームレート設定が変化し得るので、ボリュームデータ群同士の各フレームに対応する心時相には、差異が生じることになる。
【００７６】
しかし、心室間や心房間での正確な非同期性評価のためには、両者のボリュームデータ群に関する解析結果における心時相、すなわち、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報における心時相が同期して対応づけられている必要がある。
【００７７】
そこで、図１に示す制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された第１の運動情報及び第２の運動情報をモニタ２に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する。
【００７８】
具体的には、制御部１８の制御に基づき、運動情報生成部１７ａは、以下に説明する第１の補間方法、又は、第２の補間方法により第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。
【００７９】
まず、第１の補間方法について説明する。図５は、運動情報生成部が実行する第１の補間方法を説明するための図である。なお、図５に示す一例では、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれをデータ１及びデータ２として示している（図５の（Ａ）を参照）。また、図５に示す一例では、第１のボリュームデータ群のフレーム間隔が「ｄＴ１」であり、第２のボリュームデータ群のフレーム間隔が「ｄＴ２（ｄＴ２＜ｄＴ１）」であるとして示している（図５の（Ａ）を参照）。
【００８０】
第１の補間方法を行なう場合、運動情報生成部１７ａは、まず、各運動情報を構成する各測定値の中で予め設定された基準心時相に対応する測定値を起点とすることで時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報の開始点を揃える。
【００８１】
例えば、運動情報生成部１７ａは、基準心時相としてＲ波時相が設定されていることから、図５の（Ｂ）に示すように、Ｒ波時相に合わせてデータ１とデータ２との開始点を揃える。なお、基準心時相としては、心房収縮の起点となるＰ波時相が設定される場合であってもよい。
【００８２】
そして、運動情報生成部１７ａは、さらに、一方の運動情報を構成する測定値の開始点からの経過時間に対応する他方の運動情報の測定値を、当該他方の運動情報の当該経過時間の近傍にて測定された測定値を用いて補間する。これにより、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。
【００８３】
例えば、運動情報生成部１７ａは、フレーム間隔が長いデータ１を補間対象とする。そして、運動情報生成部１７ａは、データ２を構成する測定値のＲ波時相（開始点）からの経過時間に対応するデータ１の測定値を、データ１の当該経過時間の近傍にて測定された測定値を用いて補間する（図５の（Ｂ）に示す点線の丸枠を参照）。これより、運動情報生成部１７ａは、データ間の間隔がデータ２と同様に時間分解能が「ｄＴ２」となったデータ１の補正データを生成する（図５に示す黒丸を参照）。
【００８４】
一方、第２の補間方法を行なう場合、運動情報生成部１７ａは、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの基準心時相間の期間を相対的に合わせる。具体的には、第２の補間方法は、収縮期間を用いて心時相を合致させる。例えば、第２の補間方法では、図６に示すように、大動脈弁閉鎖（ＡＶＣ）時相が心室収縮期と心室拡張期との境目となるので、第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれで、個別にＡＶＣ時間を１００％として定義する。なお、第２の補間方法では、Ｒ波時相間やＰ波時相間の期間、すなわち、１心周期を１００％として定義してもよい。
【００８５】
そして、運動情報生成部１７ａは、相対的に合わせた基準心時相間の期間を所定の間隔で分割した複数の相対的経過時間の測定値を、第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの当該複数の相対的経過時間それぞれの近傍にて測定された測定値を用いて補間する。これにより、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。具体的には、運動情報生成部１７ａは、１００％に相対的に合わせた基準心時相間の期間を、「１％から５％」の範囲内の値で分割する。例えば、運動情報生成部１７ａは、図６に示すように、１００％のＡＶＣ時間を５％ごとの相対的経過時間に分割する。
【００８６】
そして、運動情報生成部１７ａは、図６に示すように、２００％位（又は、３００％位）までの期間において第１の運動情報の５％ごとの相対的経過時間における測定値を、当該相対的経過時間の近傍にて測定された複数の実測値から補間して求める。同様に、運動情報生成部１７ａは、第２の運動情報の５％ごとの相対的経過時間における測定値を、当該相対的経過時間の近傍にて測定された複数の実測値から補間して求める。
【００８７】
そして、運動情報生成部１７ａは、相対的経過時間（％）を絶対時間（ミリ秒）に変換するために、相対的経過時間（％）に第１のボリュームデータ撮影時の「ＡＶＣ時間／１００」、又は、第２のボリュームデータ撮影時の「ＡＶＣ時間／１００」を乗算する。
【００８８】
このように、運動情報生成部１７ａは、第１の補間方法、又は、第２の補間方法により、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。
【００８９】
そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された第１の補正情報及び第２の補正情報をモニタ２に表示するように制御する。
【００９０】
以下、制御部１８の制御により表示される第１の補正情報及び第２の補正情報について説明する。
【００９１】
まず、時間変化曲線を表示する場合について説明する。制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報それぞれを時間軸に沿ってプロットした２つのグラフを生成する。そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された２つのグラフを並列表示するように制御する。局所的な心壁運動の情報である第１の補正情報及び第２の補正情報を時間変化曲線として表示する場合、第１の補正情報及び第２の補正情報それぞれは、複数の局所領域における心壁運動の情報により構成されるため、個別のグラフにて並列表示されることが望ましい。
【００９２】
あるいは、制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報をまとめて時間軸に沿ってプロットした１つのグラフを生成する。そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された１つのグラフを表示するように制御する。例えば、内腔容積の時間変化曲線や局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報を時間変化曲線として表示する場合、第１の補正情報及び第２の補正情報は、心室間の同期性の判定や心房間の同期性の判定を容易にするため、１つのグラフにまとめて表示されることが望ましい。
【００９３】
また、内腔容積の時間変化曲線や局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報が、表示対象として複数選択されている場合は、第１の補正情報及び第２の補正情報のペアが複数生成されることとなる。かかる場合、補正情報のペアごとに一つのグラフが生成表示される場合であってもよいし、補正情報のペアごとの時間変化曲線を一つにまとめたグラフが生成表示される場合であってもよい。図７は、本実施形態にて表示される時間変化曲線の一例を説明するための図である。
【００９４】
例えば、運動情報生成部１７ａは、左心室及び右心室における内腔容積の時間変化曲線（図７に示す点線を参照）と、左心室及び右心室における長軸方向の全体心筋ストレインの時間変化曲線（図７に示す実線を参照）とを一つのグラフとして生成する。なお、運動情報生成部１７ａは、図７に示すように、グラフの時間軸に合わせたＥＣＧを合成してもよい。そして、制御部１８は、図７に示すグラフをモニタ２に表示させる。
【００９５】
ここで、制御部１８は、心室間や心房間の同期性を判定するうえで指標となる数値を表示させてもよい。すなわち、図１に示す算出部１７ｂは、第１の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点と、第２の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点との時間差を算出する。そして、制御部１８は、さらに、算出部１７ｂにより算出された時間差をモニタ２に表示するように制御する。
【００９６】
例えば、算出部１７ｂは、図８に示すように、左心室における内腔容積の時間変化曲線が極小値となる時点と、右心室における内腔容積の時間変化曲線が極小値となる時点との時間差「ｄＴ」を算出する。そして、制御部１８は、時間差「ｄＴ」をグラフに重畳表示させる。
【００９７】
次に、分布画像を表示する場合について説明する。上述したように、分布画像は、局所的な心壁運動の情報を出力する際に用いられる。制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報の局所的な心壁運動の情報を時間軸に沿ってマッピングした第１の分布画像群を生成する。また、制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、第２の補正情報の局所的な心壁運動の情報を時間軸に沿ってマッピングした第２の分布画像群を生成する。
【００９８】
そして、制御部１８は、第１の分布画像群及び第２の分布画像群を、心時相に略同期させて動画表示するように制御する。図９及び図１０は、本実施形態にて表示される分布画像の一例を説明するための図である。
【００９９】
例えば、運動情報生成部１７ａは、図９に示すように、第１の補正情報において各局所領域で得られた心壁の運動情報の値をカラーに変換したうえで、内膜面のサーフェスレンダリング画像にマッピングした第１の分布画像群を生成する。同様に、運動情報生成部１７ａは、第２の補正情報を、内膜面のサーフェスレンダリング画像にマッピングした第２の分布画像群を生成する。あるいは、運動情報生成部１７ａは、例えば、図１０に示すように、第１の補正情報において各局所領域で得られた心壁の運動情報の値をカラーに変換したうえで、Polar-mapにマッピングした第１の分布画像群を生成する。同様に、運動情報生成部１７ａは、第２の補正情報を、Polar-mapにマッピングした第２の分布画像群を生成する。
【０１００】
図１１は、本実施形態にて表示される情報のレイアウト例を説明するための図である。例えば、ＣＲＴ前（Ｐｒｅ−ＣＲＴ）の判定時において、制御部１８の制御により、図１１に示すように、左心室の局所的な心壁運動の情報をサーフェスレンダリング画像にマッピングした第１の分布画像群は、モニタ２の上半分の左側の領域（図中の「3D display of LV」を参照）に３次元的に動画表示される。また、右心室の局所的な心壁運動の情報をサーフェスレンダリング画像にマッピングした第２の分布画像群は、モニタ２の上半分の右側の領域（図中の「3D display of RV」を参照）に動画表示される。また、図７や図８で示した時間変化曲線（グラフ）は、モニタ２の下半分の領域（図中の「Graph of LV &RV」を参照）に表示される。
【０１０１】
次に、図１２を用いて、本実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１２は、本実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群が画像メモリ１５に格納された後の処理について説明する。
【０１０２】
図１２に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群に対する画像処理要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、画像処理要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、超音波診断装置は、待機状態となる。
【０１０３】
一方、画像処理要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、運動情報生成部１７ａは、操作者により設定された追跡点を用いたトラッキング処理を行なうことで、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群それぞれから、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する（ステップＳ１０２）。
【０１０４】
そして、制御部１８は、表示対象となる運動情報に時間変化情報が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、時間変化情報が含まれない場合（ステップＳ１０３否定）、制御部１８は、第１の運動情報及び第２の運動情報をモニタ２に表示するように制御し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。
【０１０５】
一方、時間変化情報が含まれる場合（ステップＳ１０３肯定）、制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、時間情報である第１の運動情報及び第２の運動情報から、第１の補間方法又は第２の補間方法のいずれかの補間処理により第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する（ステップＳ１０４）。
【０１０６】
そして、算出部１７ｂは、同一種別の第１の補正情報及び第２の補正情報から、時間差を算出する（ステップＳ１０５）。そして、制御部１８は、第１の補正情報及び第２の補正情報を時間差とともにモニタ２に表示するように制御し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。なお、ステップＳ１０６において、制御部１８は、表示対象となる運動情報に時間変化情報でない情報が存在する場合、当該情報も表示させる。
【０１０７】
上述してきたように、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、被検体Ｐの心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する。
【０１０８】
そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された第１の運動情報及び第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する。
【０１０９】
すなわち、本実施形態では、左心系及び右心系それぞれで最適となる空間分解能及び時間分解能にて第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群を収集することができる。そして、本実施形態では、最適となる空間分解能及び時間分解能を有する第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群それぞれから、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成することができる。そして、本実施形態では、時間変化情報である第１の運動情報及び第２の運動情報を、心時相に同期した状態にて同時に表示することができる。すなわち、本実施形態では、左心室内のみならず、心室間や心房間の心機能や心壁運動の同期性の程度を３次元的に解析することができる。
【０１１０】
従って、本実施形態によれば、心室間、心房間及び房室間の心壁運動の同期性の差異を３次元的に詳細に解析することが可能となる。特に、ＣＲＴ適用の非同期性診断において、医師は、心室間における壁運動時相のズレ時間（非同期の程度）を正確に評価可能となる。また、本実施形態によれば、医師は、ＣＲＴデバイスの房室遅延時間や心室遅延時間の設定を正確に行なうことができる。例えば、医師は、治療開始時におけるＣＲＴデバイスの房室遅延時間や心室遅延時間の初期設定や、治療効果判定後のＣＲＴデバイスの房室遅延時間や心室遅延時間の再設定を正確に行なうことができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、算出部１７ｂは、第１の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点と、第２の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点との時間差を算出し、制御部１８は、さらに、時間差をモニタ２に表示するように制御する。従って、本実施形態によれば、医師は、ＣＲＴデバイスの房室遅延時間や心室遅延時間の設定を容易に行なうことができる。
【０１１２】
また、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、第１の補間方法を行う。すなわち、運動情報生成部１７ａは、各運動情報を構成する各測定値の中で予め設定された基準心時相に対応する測定値を起点とすることで時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報の開始点を揃え、さらに、一方の運動情報を構成する測定値の前記開始点からの経過時間に対応する他方の運動情報の測定値を、当該他方の運動情報の当該経過時間の近傍にて測定された測定値を用いて補間することで、第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。すなわち、本実施形態では、例えば、時間分解能の高い運動情報に合わせて、心時相に略同期した第１の補正情報及び第２の補正情報を生成することができる。
【０１１３】
あるいは、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、第２の補間方法を行う。すなわち、運動情報生成部１７ａは、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの基準心時相間の期間を相対的に合わせ、当該相対的に合わせた基準心時相間の期間を所定の間隔で分割した複数の相対的経過時間の測定値を、第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの当該複数の相対的経過時間それぞれの近傍にて測定された測定値を用いて補間することで、第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。すなわち、本実施形態では、「心臓の時計」に合わせて第１の運動情報及び第２の運動情報を規格化したうえで、同一の時間分解能を有し、かつ、心時相に略同期した第１の補正情報及び第２の補正情報を生成することができる。
【０１１４】
また、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、各ボリュームデータに描出された心筋組織に設定された追跡点をスペックルパターンに基づいて追跡することで、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。従って、本実施形態では、公知の技術を用いて容易に第１の運動情報及び第２の運動情報を生成することができる。
【０１１５】
また、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報それぞれを時間軸に沿ってプロットした２つのグラフを生成し、制御部１８は、２つのグラフを並列表示するように制御する。あるいは、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報をまとめて時間軸に沿ってプロットした１つのグラフを生成し、制御部１８は、１つのグラフを表示するように制御する。
【０１１６】
すなわち、本実施形態によれば、例えば、局所的な心壁運動の情報である第１の補正情報及び第２の補正情報を時間変化曲線として表示する場合は、個別のグラフにて並列表示させることができる。また、本実施形態によれば、例えば、内腔容積の時間変化曲線や局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報を時間変化曲線として表示する場合は、１つのグラフにまとめて表示させることができる。従って、本実施形態によれば、医師は、表示される時間変化情報の特性に応じて、最適な表示形態を選択することができる。
【０１１７】
また、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、心室又は心房の少なくとも一方の容積に関する情報を生成する。また、第１の運動情報及び第２の運動情報として、心室又は心房の少なくとも一方の全体的な歪み、全体的な歪み率、全体的な心筋組織の変位、又は、全体的な心筋組織の変位速度を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、心室又は心房の少なくとも一方の局所的な歪み、局所的な歪み率、局所的な心筋組織の変位、又は、局所的な心筋組織の変位速度を生成する。従って、本実施形態によれば、医師に対して、心壁の運動を３次元的に解析するための様々な指標を網羅的に提供することができる。
【０１１８】
なお、本実施形態に係る超音波診断装置は、以下で説明する２つの変形例を実行する場合であってもよい。
【０１１９】
まず、第１の変形例について説明する。例えば、ＣＲＴ後（Ｐｏｓｔ−ＣＲＴ）に撮影された第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群に対して、上述した処理を行なうことで、ＣＲＴの効果を容易に判定することができる。しかし、ＣＲＴの効果を判定する場合、ＣＲＴ前（Ｐｒｅ−ＣＲＴ）に撮影された第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群に対して処理された情報も同時に参照されることが望ましい。
【０１２０】
そこで、第１の変形例では、運動情報生成部１７ａは、同一被検体の同一部位が超音波により異なる複数の時期に３次元走査されることで、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群のボリュームデータ群ペアが複数生成された場合、当該複数生成されたボリュームデータ群ペアごとの第１の補正情報及び第２の補正情報からなる補正情報ペアを生成する。そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された補正情報ペアをモニタ２に並列表示するように制御する。図１３及び図１４は、本実施形態の第１の変形例を説明するための図である。
【０１２１】
例えば、ＣＲＴ前（Ｐｒｅ−ＣＲＴ）の補正情報及びＣＲＴ後（Ｐｏｓｔ−ＣＲＴ）の補正情報それぞれは、図１１で例示したようにレイアウトされる。ただし、ＣＲＴ前（Ｐｒｅ−ＣＲＴ）の補正情報である第１の分布画像群、第２の分布画像群及び時間変化曲線は、図１３に示すように、モニタ２の左半分の領域に表示される。また、ＣＲＴ後（Ｐｏｓｔ−ＣＲＴ）の補正情報である第１の分布画像群、第２の分布画像群及び時間変化曲線は、図１３に示すように、モニタ２の右半分の領域に表示される。
【０１２２】
あるいは、制御部１８は、図１４に示すように、左心室におけるＣＲＴ前の局所的な壁厚方向のストレイン（radial-strain）をプロットしたグラフと、左心室におけるＣＲＴ後の局所的な壁厚方向のストレイン（radial-strain）をプロットしたグラフを、並列表示させる。
【０１２３】
これにより、第１の変形例では、医師は、治療前後の心室間、心房間の非同期性の改善度を容易に把握することができ、治療効果判定を効果的に行なうことができる。
【０１２４】
次に第２の変形例について説明する。上述したように第１のボリュームデータ群や第２のボリュームデータ群は、それぞれ左心系や右心系を最適な空間分解能及び時間分解能にて収集されたデータ群である。そこで、第２の変形例では、運動情報生成部１７ａは、第１のボリュームデータ群又は第２のボリュームデータ群のいずれか一方を処理対象として、第１の運動情報又は第２の運動情報を生成する。そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された第１の運動情報又は第２の運動情報をモニタ２に表示するように制御する。なお、第２の変形例でも、算出部１７ｂが左心室の時間変化曲線と左心房の時間変化曲線との極値の時間差や、右心室の時間変化曲線と右心房の時間変化曲線との極値の時間差を算出してもよい。また、第２の変形例においても、ＣＲＴ前後の運動情報を並列表示させてもよい。
【０１２５】
すなわち、第２の変形例では、補間処理を行なうことなく、左心室と左心房との同期性や、右心室と右心房との同期性を比較判定することができる。
【０１２６】
これにより、第２の変形例では、特に、房室間の心機能や壁運動タイミングの差異について３次元的な解析が可能となる。特に、医師は、ＣＲＴ適用の非同期性診断において、房室間における壁運動時相のズレ時間（非同期の程度）を正確に評価することができる。
【０１２７】
なお、上述した実施形態では、超音波診断装置においてボリュームデータ群に対する処理が行なわれる場合について説明した。しかし、超音波診断装置とは独立に設置された画像処理装置により、上述したボリュームデータ群に対する処理が行なわれる場合であってもよい。具体的には、図１に示すボリュームデータ処理部１７及び制御部１８の表示制御機能を有する画像処理装置が、超音波診断装置、又は、ＰＡＣＳのデータベースや、電子カルテシステムのデータベースから受信した２つのボリュームデータ群を受信して上述した画像処理を行なう場合であってもよい。
【０１２８】
なお、本実施例で説明した画像処理方法は、あらかじめ用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１２９】
以上、説明したとおり、本実施形態によれば、心室間、心房間及び房室間の心壁運動の同期性の差異を３次元的に詳細に解析することが可能となる。
【０１３０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３１】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
４ 心電計
１０ 装置本体
１１ 送受信部
１２ Ｂモード処理部
１３ ドプラ処理部
１４ 画像生成部
１５ 画像メモリ
１６ 内部記憶部
１７ ボリュームデータ処理部
１７ａ 運動情報生成部
１７ｂ 算出部
１８ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置、画像処理装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織の機能を客観的かつ定量的に評価することは、当該生体組織の疾患を診断するうえで重要であり、例えば、心疾患の診断では、心エコーにより心壁運動を定量的に評価する定量的評価法が試みられている。
【０００３】
特に近年、重度心不全患者に対して両心室ペーシング（biventricular pacing）を行なう心臓再同期療法（ＣＲＴ：Cardiac Resynchronization Therapy）が注目されており、ＣＲＴへの適用の事前判定や治療の効果判定のために心エコーによる心壁運動の定量的評価が重要となってきている。
【０００４】
ＣＲＴは、重度心不全患者に合併することが多い心壁運動の収縮同期不全（dyssynchrony）を改善可能な治療であり、ＣＲＴが有効な患者（Responder）では劇的な症状の改善が認められている。その一方で、心不全症例であってもＣＲＴが有効でない患者（Non Responder）が２００５年の時点で約３割も存在することが知られている。「Non Responder」は、心不全であるが収縮同期不全ではない患者である。これまでは、ＣＲＴの適用を、心電図のＱＲＳ幅及び左心室の駆出率（ＥＦ： Ejection Fraction）により判定していた。例えば、心電図のＱＲＳ幅が「１３０ミリ秒」より大きく、左心室の駆出率が３５％以下の患者をＣＲＴの適用対象として判定していた。しかし、かかる基準では、心不全だが収縮同期不全ではない人もＣＲＴの適用対象として判定される場合があり、これにより、「Non Responder」を生じていた。
【０００５】
そこで、心エコーを用いた定量的評価法により収縮同期不全のみを抽出しようという試みが行なわれている。心エコーを用いた定量的評価法の一例としては、超音波画像に特有のスペックルパターンに基づいて、超音波画像上の心筋に設定した点を追跡するスペックルトラッキングを用いた方法がある。例えば、患者の心臓を時系列に沿って超音波により３次元で走査することで収集されたボリュームデータをスペックルトラッキングにより解析することで、左心室、右心室、左心房及び右心房それぞれの心壁運動を３次元にて定量的評価することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１５３７２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Tomoyuki Takeguchi et al., “Practical considerations for a method of rapid cardiac function analysis based on three-dimensional speckle tracking in a three-dimensional diagnostic ultrasound system”, Journal of Medical Ultrasonics, Volume 37, Number 2, 41-49, 2010.
【非特許文献２】Hidekazu Tanaka MD et al., “Usefulness of Three-Dimensional Speckle Tracking Strain to Quantify Dyssynchrony and the Site of Latest Mechanical Activation”, The American Journal of Cardiology, Volume 105, Issue 2, 235-242, 2010.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＣＲＴを適用するか否かを判定するための要素は、左心室内での心壁運動の同期の程度以外にも、房室間（左心房と左心室との間）や、心室間（右心室と左心室との間）での心壁運動の同期の程度という要素も存在する。すなわち、ＣＲＴを適用するか否かの判定は、これら各要素の同期不全の程度に依存する。
【０００９】
しかし、上記した従来の技術は、心臓の４つの房室の機能を個別に解析するものであり、特に、左心室内での３次元的な心壁運動の同期不全を評価するものである。すなわち、上記した従来の技術は、心室間、心房間及び房室間の心壁運動の同期性の差異を３次元的に解析することが出来なかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の超音波診断装置は、運動情報生成部と、表示制御部とを備える。運動情報生成部は、被検体の心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する。表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明するための図である。
【図２】図２は、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群を説明するための図である。
【図３】図３は、運動情報生成部が実行するスペックルトラッキングを説明するための図である。
【図４】図４は、運動情報生成部が生成する心壁運動の情報の具体例を説明するための図である。
【図５】図５は、運動情報生成部が実行する第１の補間方法を説明するための図である。
【図６】図６は、運動情報生成部が実行する第２の補間方法を説明するための図である。
【図７】図７は、本実施形態にて表示される時間変化曲線の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、算出部を説明するための図である。
【図９】図９は、本実施形態にて表示される分布画像の一例を説明するための図（１）である。
【図１０】図１０は、本実施形態にて表示される分布画像の一例を説明するための図で（２）である。
【図１１】図１１は、本実施形態にて表示される情報のレイアウト例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１３は、本実施形態の第１の変形例を説明するための図（１）である。
【図１４】図１４は、本実施形態の第１の変形例を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態）
まず、本実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る超音波診断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、本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、心電計４と、装置本体１０とを有する。
【００１４】
超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される体外式の超音波プローブである。超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送受信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、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などを有する。
【００１５】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１６】
ここで、本実施形態に係る超音波プローブ１は、セクタスキャンにより被検体Ｐを超音波で２次元走査するとともに、被検体Ｐを３次元走査することが可能な超音波プローブである。具体的には、本実施形態に係る超音波プローブ１は、複数の超音波振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元走査する体外式のメカニカルスキャンプローブである。
【００１７】
なお、本実施形態は、超音波プローブ１が、複数の超音波振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２次元超音波プローブである場合であっても適用可能である。２次元超音波プローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Ｐを２次元で走査することが可能である。
【００１８】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボールなどを有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１９】
例えば、本実施形態に係る入力装置３は、ボリュームデータから生成される心壁運動の情報の種別の指定や、生成された情報の出力形態の指定を操作者から受け付ける。なお、本実施形態に係る入力装置３が受け付ける各種指定内容については、後に詳述する。
【００２０】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像などを表示したりする。
【００２１】
心電計４は、装置本体１０と接続され、超音波走査が行なわれる被検体Ｐの心電図（ＥＣＧ： Electrocardiogram）を取得する。心電計４は、取得した心電図を装置本体１０に送信する。
【００２２】
装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置である。具体的には、本実施形態に係る装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元超音波画像（ボリュームデータ）を生成可能な装置である。装置本体１０は、図１に示すように、送受信部１１と、Ｂモード処理部１２と、ドプラ処理部１３と、画像生成部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、ボリュームデータ処理部１７と、制御部１８とを有する。
【００２３】
送受信部１１は、トリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００２４】
なお、送受信部１１は、後述する制御部１８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００２５】
また、送受信部１１は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００２６】
このように、送受信部１１は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。ここで、本実施形態に係る送受信部１１は、超音波プローブ１から被検体Ｐに対して３次元で超音波ビームを送信させ、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
【００２７】
Ｂモード処理部１２は、送受信部１１から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。
【００２８】
ドプラ処理部１３は、送受信部１１から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００２９】
なお、本実施形態に係るＢモード処理部１２およびドプラ処理部１３は、２次元の反射波データおよび３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、本実施形態に係るＢモード処理部１２は、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成することができる。また、本実施形態に係るドプラ処理部１３は、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成することができる。
【００３０】
画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成したデータから超音波画像を生成する。すなわち、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像を生成する。具体的には、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した３次元のＢモードデータから、３次元のＢモード画像を生成する。
【００３１】
また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成したドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像を生成する。具体的には、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した３次元のドプラデータから、３次元のカラードプラ画像を生成する。
【００３２】
なお、以下では、画像生成部１４が生成した３次元のＢモード画像を「ボリュームデータ」と記載する。
【００３３】
また、画像生成部１４は、超音波画像に、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマークなどを合成した合成画像を生成することもできる。
【００３４】
また、画像生成部１４は、ボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種画像を生成することができる。具体的には、画像生成部１４は、超音波ボリュームデータからＭＰＲ（Multi Planar Reconstructions）画像、レンダリング画像（ボリュームレンダリング画像やサーフェスレンダリング画像）を生成することができる。
【００３５】
画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した超音波画像を記憶するメモリである。ここで、画像生成部１４は、ボリュームデータと当該ボリュームデータを生成するために行なわれた超音波走査の時間とを、心電計４から送信された心電図に対応付けて画像メモリ１５に格納する。すなわち、後述するボリュームデータ処理部１７は、画像メモリ１５に格納されたデータを参照することで、ボリュームデータを生成するために行なわれた超音波走査時の心時相を取得することができる。また、画像メモリ１５は、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。
【００３６】
内部記憶部１６は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見など）や、診断プロトコルや各種ボディーマークなどの各種データを記憶する。また、内部記憶部１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像の保管などにも使用される。また、内部記憶部１６が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部の周辺装置へ転送することができる。
【００３７】
ボリュームデータ処理部１７は、画像メモリ１５が記憶するボリュームデータに対して各種画像処理を行なう処理部であり、図１に示すように、運動情報生成部１７ａ及び算出部１７ｂを有する。なお、ボリュームデータ処理部１７が行なう処理については、後に詳述する。
【００３８】
制御部１８は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１６から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３、画像生成部１４及びボリュームデータ処理部１７の処理を制御する。また、制御部１８は、画像メモリ１５が記憶する超音波画像や、ボリュームデータ処理部１７により行われる各種処理を指定するためのＧＵＩ、ボリュームデータ処理部１７の処理結果などをモニタ２にて表示するように制御する。
【００３９】
以上、本実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係る超音波診断装置は、ボリュームデータを生成し、生成したボリュームデータに対して画像処理を行なう。具体的には、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体Ｐの心臓のボリュームデータを生成する。そして、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体Ｐの心臓のボリュームデータに対して画像処理を行なうことで、心臓再同期療法（ＣＲＴ：Cardiac Resynchronization Therapy）への適用の事前判定や治療の効果判定を行なうためのデータを生成し、表示する。
【００４０】
ここで、ＣＲＴを適用するか否かを判定したり、ＣＲＴの効果を判定するための要素には、左心室内での心壁運動の同期の程度以外にも、房室間（左心房と左心室との間）や、心室間（右心室と左心室との間）での心壁運動の同期の程度という要素がある。
【００４１】
また、最近のＣＲＴ用のデバイスは、これら各要素の同期不全の程度に応じて、房室遅延（A-V delay）時間を調整するための設定自由度と、心室遅延（V-V delay）時間を調整するための設定自由度を有している。かかるＣＲＴ用のデバイスは、例えば、房室遅延時間を「５０ミリ秒から１６０ミリ秒」の範囲にて約２０ミリ秒刻みで設定可能であり、心室遅延時間を「−４０ミリ秒から＋４０ミリ秒」の範囲にて約３０ミリ秒刻みで設定可能である。
【００４２】
ＣＲＴを行なう場合は、房室遅延時間や心室遅延時間の設定を最適化してＣＲＴの初期設定（治療計画）を決定する必要がある。また、ＣＲＴ治療後、同期不全の改善度評価による効果判定を行なって、さらに、房室遅延時間や心室遅延時間の最適設定を決定するためのフィードバックを行うためには、心室間や房室間の機能や壁運動のタイミングなどの差異について詳細な評価を行う必要がある。この際、２次元超音波画像を用いた２次元的な解析よりも、房室の全ての心筋領域をカバーすることができるボリュームデータを用いた３次元的な解析を行なって行う方が、見落としのない高精度な評価が可能となる。
【００４３】
このため、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体Ｐの心臓を超音波により３次元走査することでボリュームデータを生成する。
【００４４】
しかし、セクタスキャンを行なう体外式の超音波プローブ１により被検体Ｐの心臓全体を３次元走査する場合、音響窓の制約により傍胸骨アプローチだと心尖部が描出されないために、心尖部アプローチが用いられる。ただし、心尖部アプローチによるセクタスキャンでは、浅い部位である心尖部の描出幅が狭くなる。
【００４５】
また、ＣＲＴが適用となる心不全患者では、拡大的代償作用により心臓が大きくなる場合が多い。特に、左心室が拡大する拡張型心筋症（ＤＣＭ：Dilated Cardiomyopathy）では、駆出率（ＥＦ：Ejection Fraction）が大幅に低下する高度心不全になりやすく、かつ、広範囲な心筋の障害により左脚ブロックを代表とする刺激伝導系の異常を合併する場合が多いために同期不全を起こしやすい。すなわち、ＤＣＭでは、ＣＲＴ適用の診断を行なう機会が増える。
【００４６】
このようなことから、ＣＲＴ適用の診断対象となる被検体Ｐの心臓は、拡大している場合が多くなるため、心尖部アプローチを用いたセクタスキャンでは、特に心尖部領域において左心系と右心系の両方の領域の心筋を同時に画角内に描出するのが困難となる。
【００４７】
さらに、３次元走査では、２次元走査と比較して必要な受信走査線数が２乗のオーダーで増えるために、音速の制約から時間分解能（フレームレート）が相対的に不足する。従って、３次元走査で画角を大きくしようとすると、時間分解能を確保するのが困難となる。しかし、ＣＲＴ適用の判定を行なう要素である非同期性の評価のためには、時間分解能が可能な限り高い方が望ましい。
【００４８】
また、上述したＣＲＴデバイスの遅延時間の設定時間幅は、例えば、２０ミリ秒〜３０ミリ秒程度であることから、３次元走査における時間分解能を高く保つように、３次元走査が設定されることが多い。例えば、理想的な３次元走査の設定は、設定時間幅の逆数を目処として、３０ｆｐｓ（frame per second）となる。このような高い時間分解能を得るために、画角を狭めた設定では、相対的に走査線密度を高くできるので、高空間分解能な画像（ボリュームデータ）を用いて評価を行うことが可能となる。
【００４９】
しかし、例えば、ＣＲＴ適用評価の際に、右心室と左心室とを同時に含むような広い画角で３次元走査を行うことは、体外式の超音波プローブ１では、実質的に困難となる。従って、体外式の超音波プローブ１での３次元走査によりＣＲＴ適用判定のための心室間非同期性を評価するためには、画角を制限して左心室側を含むボリュームデータの収集と右心室側を含むボリュームデータの収集とを分割して行うことが必要となる。すなわち、心臓全体を２つの領域に分割してボリュームデータを収集することで、ＣＲＴ適用判定のための心室間非同期性を評価するために必要な時間分解能と空間分解能とを維持する必要がある。
【００５０】
そこで、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体Ｐの心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群を生成する。図２は、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群を説明するための図である。
【００５１】
すなわち、超音波プローブ１は、左心系を含む領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査する。そして、Ｂモード処理部１２は、左心系を含む領域の１心拍以上の期間にわたる３次元のＢモードデータを生成する。そして、画像生成部１４は、図２の破線で挟まれる領域１、すなわち、左心房（ＬＡ：Left Atrium）及び左心室（ＬＶ：Left Ventricular）を１心拍以上の期間にわたり時系列に沿って撮影した複数のボリュームデータ（第１のボリュームデータ群）を生成する。
【００５２】
また、超音波プローブ１は、第１ボリュームデータ群を生成するために行なわれた超音波の走査期間とは異なる時期に、右心系を含む領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査する。これにより、Ｂモード処理部１２は、右心系を含む領域の１心拍以上の期間にわたる３次元のＢモードデータを生成する。そして、画像生成部１４は、図２の点線で挟まれる領域２、すなわち、右心房（ＲＡ：Right Atrium）及び右心室（ＲＶ：Right Ventricular）を１心拍以上の期間にわたり時系列に沿って撮影した複数のボリュームデータ（第２のボリュームデータ群）を生成する。
【００５３】
そして、画像生成部１４は、第１のボリュームデータ群および第２のボリュームデータ群を画像メモリ１５に格納する。具体的には、画像生成部１４は、超音波走査時間が各ボリュームデータに対応付けられた第１のボリュームデータ群と、第１のボリュームデータ群生成時のＥＣＧとを画像メモリ１５に格納する。また、画像生成部１４は、超音波走査時間が各ボリュームデータに対応付けられた第２のボリュームデータ群と、第２のボリュームデータ群生成時のＥＣＧとを画像メモリ１５に格納する。そして、操作者から入力装置３を介して画像処理要求を受け付けると、制御部１８は、ボリュームデータ処理部１７の処理を開始させる。
【００５４】
すなわち、ボリュームデータ処理部１７が有する運動情報生成部１７ａは、第１のボリュームデータ群から左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、第２のボリュームデータ群から右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報を生成する。
【００５５】
具体的には、運動情報生成部１７ａは、各ボリュームデータに描出された心筋組織に設定された追跡点をスペックルパターンに基づいて追跡することで、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、３次元のスペックルトラッキングを行なって、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。図３は、運動情報生成部が実行するスペックルトラッキングを説明するための図である。
【００５６】
例えば、入力装置３は、操作者から、第１のボリュームデータ群の第１フレームのボリュームデータと、第２のボリュームデータ群の第１フレームのボリュームデータとの表示要求を受け付ける。表示要求が転送された制御部１８は、表示要求にて指定された各ボリュームデータを画像メモリ１５から読み出して、モニタ２に表示させる。例えば、制御部１８は、表示要求にて指定された各ボリュームデータを複数方向の断面にて切断した複数のＭＰＲ画像を画像生成部１４に生成させ、モニタ２に表示させる。
【００５７】
そして、操作者は、モニタに表示されたボリュームデータ（例えば、画像生成部１４により生成された複数のＭＰＲ画像）を参照して、トラッキングを行なう追跡点を、図３に示すように、心筋内膜及び心筋外膜にそれぞれ複数設定する。ここで、追跡点は、図３に示すように、心筋内膜及び心筋外膜にそれぞれにてペアとして設定される。なお、操作者は、左心系及び右心系それぞれを３次元でトラッキングするため、複数の追跡点を各ＭＰＲ画像に設定する。
【００５８】
そして、運動情報生成部１７ａは、第１のボリュームデータ群の第１フレームのボリュームデータに設定された複数の追跡点を、第１のボリュームデータ群を構成する各ボリュームデータにてスペックルトラッキングを行なうことで、第１の運動情報を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、第２のボリュームデータ群の第１フレームのボリュームデータに設定された複数の追跡点を、第２のボリュームデータ群を構成する各ボリュームデータにてスペックルトラッキングを行なうことで、第２の運動情報を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、第１フレームのボリュームデータに設定された複数の追跡点それぞれが他フレームのボリュームデータのどの位置に対応するかをスペックルトラッキングにより特定する。
【００５９】
ここで、運動情報生成部１７ａは、各ボリュームデータを生成するために行なわれた超音波走査時間と、心電計４から送信された心電図とを参照することで、超音波走査時間及び心時相の情報を付与したうえで、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。
【００６０】
なお、第１の運動情報は、操作者が設定した追跡点の場所に応じて、「左心室」の心壁運動の情報である場合や、「左心房」の心壁運動の情報である場合、「左心室」及び「左心房」双方の心壁運動の情報である場合がある。また、第２の運動情報は、操作者が設定した追跡点の場所に応じて、「右心室」の心壁運動の情報である場合や、「右心房」の心壁運動の情報である場合、「右心室」及び「右心房」双方の心壁運動の情報である場合がある。
【００６１】
すなわち、心室間の心壁運動の解析を行なう場合、操作者は、第１の運動情報が「左心室」の心壁運動の情報となるように追跡点を設定し、第２の運動情報が「右心室」の心壁運動となるように追跡点を設定する。また、心房間の心壁運動の解析を行なう場合、操作者は、第１の運動情報が「左心房」の心壁運動の情報となるように追跡点を設定し、第２の運動情報が「右心房」の心壁運動となるように追跡点を設定する。また、心室間、心房間及び房室間全ての心壁運動の解析を行なう場合、操作者は、第１の運動情報が「左心室」及び「左心房」双方の心壁運動の情報となるように追跡点を設定し、第２の運動情報が「右心室」及び「右心房」双方の心壁運動の情報となるように追跡点を設定する。
【００６２】
なお、追跡点は、上述したように操作者が手動設定する場合であってもよいし、ボリュームデータ内の特徴点を抽出することで、運動情報生成部１７ａが自動的に設定する場合であってもよい。
【００６３】
ここで、図４を用いて、運動情報生成部１７ａが生成する心壁運動の情報の具体例について説明する。図４は、運動情報生成部が生成する心壁運動の情報の具体例を説明するための図である。なお、図４の（Ａ）に示す情報は、心室又は心房の全体的な心壁運動の情報であり、図４の（Ｂ）に示す情報は、心室又は心房の局所的な心壁運動の情報である。
【００６４】
運動情報生成部１７ａは、心室又は心房の少なくとも一方の容積に関する情報を第１の運動情報及び第２の運動情報として生成する。具体的には、運動情報生成部１７ａは、心筋内膜の追跡点により囲まれる３次元領域や、心筋外膜の追跡点により囲まれる３次元領域を特定することで、容積に関する情報を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、図４の（Ａ）に示すように、拡張末期（ＥＤ: end diastole）時相での内腔容積である拡張末期容積「ＥＤＶ（ｍＬ）」、収縮末期（ＥＳ：end systole）時相での内腔容積である収縮末期容積「ＥＳＶ（ｍＬ）」を算出する。また、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、図４の（Ａ）に示すように、ＥＤＶ及びＥＳＶから定義される駆出率「ＥＦ（％）」を算出する。
【００６５】
また、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、図４の（Ａ）に示すように、「心筋容積（ｍＬ）」や「心筋重量（ｇ）」、「Ｍａｓｓ−Ｉｎｄｅｘ（ｇ／ｍ2）」を算出する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、心筋の外膜内部の体積から心筋の内腔容積を差し引くことで「心筋容積（ｍＬ）」を算出する。ここで、心筋容積は、心拍にともない変化するが、心筋容積の時間にともなう変化の度合いは、少ない。そこで、例えば、運動情報生成部１７ａは、各ボリュームデータから算出した心筋容積の平均値を代表的な心筋容積として算出する。
【００６６】
また、運動情報生成部１７ａは、「心筋容積（ｍＬ）」に平均的な心筋密度値（例えば、１．０５ｇ／ｍＬ）を乗算することで「心筋重量（ｇ）」を算出する。例えば、運動情報生成部１７ａは、平均心筋容積から心筋重量を算出する。また、運動情報生成部１７ａは、「心筋重量（ｇ）」を「体表面積（ＢＳＡ）（ｍ2）」で規格化することで「Ｍａｓｓ−Ｉｎｄｅｘ（ｇ／ｍ2）」を算出する。
【００６７】
ここで、拡張末期容積、収縮末期容積、駆出率、心筋容積、心筋重量、Ｍａｓｓ−Ｉｎｄｅｘは、１心拍における心室又は心房の全体的な心壁運動の情報を示す代表的な値である。一方、内腔容積は、対象となる心腔のポンプ機能を反映して時間的に変化するため、内腔容積の時間変化曲線は、心機能評価の指標として重要である。そこで、運動情報生成部１７ａは、図４の（Ａ）に示すように、「内腔容積の時間変化曲線」を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、内腔容積を時間軸に沿ってプロットしたグラフを「内腔容積の時間変化曲線」として生成する。換言すれば、「内腔容積の時間変化曲線」は、『時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す「時間変化情報」』である。
【００６８】
さらに、運動情報生成部１７ａは、心室又は心房の少なくとも一方の局所的な歪み（心筋ストレイン）、局所的な歪み率（心筋ストレインレート）、局所的な心筋組織の変位（心筋変位）、又は、局所的な心筋組織の変位速度（心筋速度）を第１の運動情報及び第２の運動情報として生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、ペアとして設定された追跡点間を結ぶ線分の長さ及び方向に基づいて、図４の（Ｂ）に例示するような心室又は心房の局所的な心壁運動の情報を生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、図４の（Ｂ）に示すように、「局所心筋ストレイン（％）」、局所心筋ストレインの時間変化である「局所心筋ストレインレート（１／ｓ）」を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、図４の（Ｂ）に示すように、「局所心筋変位（ｃｍ）」、局所心筋変位の時間変化である「局所心筋速度（ｃｍ／ｓ）」を生成する。
【００６９】
また、これらの局所的心壁運動の情報は、成分分離されたうえで生成される場合であってもよい。例えば、左心室の場合、運動情報生成部１７ａは、ペアとして設定された追跡点間を結ぶベクトルを、長軸（Longitudinal）方向や、円周（Circumferential）方向、壁厚（Radial）方向に成分分離したうえで、局所的心壁運動の情報を生成する。なお、図４に例示した局所的な心壁運動の情報は、「時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報」である。
【００７０】
ここで、運動情報生成部１７ａは、局所的な心壁運動の情報を出力するため、局所的な心壁運動の情報を所定の画像にマッピングした分布画像を時系列に沿って複数生成する。具体的には、運動情報生成部１７ａは、各局所領域で得られた心壁の運動情報の値を、予め設定されたＬＵＴ（Look Up Table）に基づきカラーに変換したうえで、所定の画像にマッピングした分布画像を時系列に沿って複数生成する。例えば、カラー分布のマッピング法としては、各局所領域で得られた心壁の運動情報の値をPolar-mapにマッピングする方法や、内膜面のサーフェスレンダリング画像にマッピングする方法などの公知の方法がある。また、運動情報生成部１７ａは、局所的な心壁運動の情報を出力するため、局所的な心壁運動の情報を時間軸に沿ってプロットしたグラフである時間変化曲線を生成する。
【００７１】
なお、運動情報生成部１７ａは、局所的な心壁運動の情報を出力する際、アメリカ心エコー図学会などが推奨する１６〜１７分画ごとに、局所的な心壁運動の情報の値を平均して、分布画像や時間変化曲線を出力してもよい。ここで、アメリカ心エコー図学会などが推奨する分画としては、例えば、前壁中隔（ant-sept）、前壁（ant）、側壁（lat）、後壁（post）、下壁（inf）、中隔（sept）などが挙げられる。
【００７２】
さらに、運動情報生成部１７ａは、心室又は心房の少なくとも一方の全体的な歪み（心筋ストレイン）、全体的な歪み率（心筋ストレインレート）、全体的な心筋組織の変位（心筋変位）、又は、全体的な心筋組織の変位速度（心筋速度）を第１の運動情報及び第２の運動情報として生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、同一ボリュームデータにて算出された複数の局所心筋ストレインの値を平均することで、全体心筋ストレインを算出する。また、運動情報生成部１７ａは、同一ボリュームデータにて算出された複数の局所心筋ストレインレートの値を平均することで、全体心筋ストレインレートを算出する。また、運動情報生成部１７ａは、同一ボリュームデータにて算出された複数の局所心筋変位の値を平均することで、全体局所心筋変位を算出する。また、運動情報生成部１７ａは、同一ボリュームデータにて算出された複数の局所心筋速度の値を平均することで、全体局所心筋速度を算出する。局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報は、心腔のポンプ機能を評価するための指標として用いることができる。
【００７３】
なお、運動情報生成部１７ａは、心拍間のばらつきの影響を軽減するため、複数心拍における値の平均値を用いることで上述した心壁の壁運動情報（第１の運動情報及び第２の運動情報）を生成することが望ましい。
【００７４】
心壁運動の情報の種別や出力形態は、操作者により指定される。運動情報生成部１７ａは、操作者により指定された種別の心筋運動の情報を第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群から生成する。すなわち、運動情報生成部１７ａは、同一種別の第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、時間変化情報である第１の運動情報及び第２の運動情報を、指定された出力形態にて生成出力する。
【００７５】
ここで、内腔容積の時間変化曲線、局所的な心壁運動の情報、及び局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報は、時間変化情報である。上述したように、第１のボリュームデータ群と第２のボリュームデータ群は、異なる時間帯に収集される。すなわち、各ボリュームデータ群の収集タイミングは、同じ時間ではない。また、左心系の撮影と右心系の撮影とでは、必要な画角設定も異なり得る。従って、ボリュームデータ群同士の各ボリュームデータ（フレーム）に対応する心時相には、揺らぎが生じ得る。仮に、各々のボリュームデータ群が完全に同じ心拍数下で得られたとしても、左心系の撮影と右心系の撮影とで画角設定が異なると、フレームレート設定が変化し得るので、ボリュームデータ群同士の各フレームに対応する心時相には、差異が生じることになる。
【００７６】
しかし、心室間や心房間での正確な非同期性評価のためには、両者のボリュームデータ群に関する解析結果における心時相、すなわち、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報における心時相が同期して対応づけられている必要がある。
【００７７】
そこで、図１に示す制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された第１の運動情報及び第２の運動情報をモニタ２に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する。
【００７８】
具体的には、制御部１８の制御に基づき、運動情報生成部１７ａは、以下に説明する第１の補間方法、又は、第２の補間方法により第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。
【００７９】
まず、第１の補間方法について説明する。図５は、運動情報生成部が実行する第１の補間方法を説明するための図である。なお、図５に示す一例では、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれをデータ１及びデータ２として示している（図５の（Ａ）を参照）。また、図５に示す一例では、第１のボリュームデータ群のフレーム間隔が「ｄＴ１」であり、第２のボリュームデータ群のフレーム間隔が「ｄＴ２（ｄＴ２＜ｄＴ１）」であるとして示している（図５の（Ａ）を参照）。
【００８０】
第１の補間方法を行なう場合、運動情報生成部１７ａは、まず、各運動情報を構成する各測定値の中で予め設定された基準心時相に対応する測定値を起点とすることで時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報の開始点を揃える。
【００８１】
例えば、運動情報生成部１７ａは、基準心時相としてＲ波時相が設定されていることから、図５の（Ｂ）に示すように、Ｒ波時相に合わせてデータ１とデータ２との開始点を揃える。なお、基準心時相としては、心房収縮の起点となるＰ波時相が設定される場合であってもよい。
【００８２】
そして、運動情報生成部１７ａは、さらに、一方の運動情報を構成する測定値の開始点からの経過時間に対応する他方の運動情報の測定値を、当該他方の運動情報の当該経過時間の近傍にて測定された測定値を用いて補間する。これにより、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。
【００８３】
例えば、運動情報生成部１７ａは、フレーム間隔が長いデータ１を補間対象とする。そして、運動情報生成部１７ａは、データ２を構成する測定値のＲ波時相（開始点）からの経過時間に対応するデータ１の測定値を、データ１の当該経過時間の近傍にて測定された測定値を用いて補間する（図５の（Ｂ）に示す点線の丸枠を参照）。これより、運動情報生成部１７ａは、データ間の間隔がデータ２と同様に時間分解能が「ｄＴ２」となったデータ１の補正データを生成する（図５に示す黒丸を参照）。
【００８４】
一方、第２の補間方法を行なう場合、運動情報生成部１７ａは、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの基準心時相間の期間を相対的に合わせる。具体的には、第２の補間方法は、収縮期間を用いて心時相を合致させる。例えば、第２の補間方法では、図６に示すように、大動脈弁閉鎖（ＡＶＣ）時相が心室収縮期と心室拡張期との境目となるので、第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれで、個別にＡＶＣ時間を１００％として定義する。なお、第２の補間方法では、Ｒ波時相間やＰ波時相間の期間、すなわち、１心周期を１００％として定義してもよい。
【００８５】
そして、運動情報生成部１７ａは、相対的に合わせた基準心時相間の期間を所定の間隔で分割した複数の相対的経過時間の測定値を、第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの当該複数の相対的経過時間それぞれの近傍にて測定された測定値を用いて補間する。これにより、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。具体的には、運動情報生成部１７ａは、１００％に相対的に合わせた基準心時相間の期間を、「１％から５％」の範囲内の値で分割する。例えば、運動情報生成部１７ａは、図６に示すように、１００％のＡＶＣ時間を５％ごとの相対的経過時間に分割する。
【００８６】
そして、運動情報生成部１７ａは、図６に示すように、２００％位（又は、３００％位）までの期間において第１の運動情報の５％ごとの相対的経過時間における測定値を、当該相対的経過時間の近傍にて測定された複数の実測値から補間して求める。同様に、運動情報生成部１７ａは、第２の運動情報の５％ごとの相対的経過時間における測定値を、当該相対的経過時間の近傍にて測定された複数の実測値から補間して求める。
【００８７】
そして、運動情報生成部１７ａは、相対的経過時間（％）を絶対時間（ミリ秒）に変換するために、相対的経過時間（％）に第１のボリュームデータ撮影時の「ＡＶＣ時間／１００」、又は、第２のボリュームデータ撮影時の「ＡＶＣ時間／１００」を乗算する。
【００８８】
このように、運動情報生成部１７ａは、第１の補間方法、又は、第２の補間方法により、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。
【００８９】
そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された第１の補正情報及び第２の補正情報をモニタ２に表示するように制御する。
【００９０】
以下、制御部１８の制御により表示される第１の補正情報及び第２の補正情報について説明する。
【００９１】
まず、時間変化曲線を表示する場合について説明する。制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報それぞれを時間軸に沿ってプロットした２つのグラフを生成する。そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された２つのグラフを並列表示するように制御する。局所的な心壁運動の情報である第１の補正情報及び第２の補正情報を時間変化曲線として表示する場合、第１の補正情報及び第２の補正情報それぞれは、複数の局所領域における心壁運動の情報により構成されるため、個別のグラフにて並列表示されることが望ましい。
【００９２】
あるいは、制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報をまとめて時間軸に沿ってプロットした１つのグラフを生成する。そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された１つのグラフを表示するように制御する。例えば、内腔容積の時間変化曲線や局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報を時間変化曲線として表示する場合、第１の補正情報及び第２の補正情報は、心室間の同期性の判定や心房間の同期性の判定を容易にするため、１つのグラフにまとめて表示されることが望ましい。
【００９３】
また、内腔容積の時間変化曲線や局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報が、表示対象として複数選択されている場合は、第１の補正情報及び第２の補正情報のペアが複数生成されることとなる。かかる場合、補正情報のペアごとに一つのグラフが生成表示される場合であってもよいし、補正情報のペアごとの時間変化曲線を一つにまとめたグラフが生成表示される場合であってもよい。図７は、本実施形態にて表示される時間変化曲線の一例を説明するための図である。
【００９４】
例えば、運動情報生成部１７ａは、左心室及び右心室における内腔容積の時間変化曲線（図７に示す点線を参照）と、左心室及び右心室における長軸方向の全体心筋ストレインの時間変化曲線（図７に示す実線を参照）とを一つのグラフとして生成する。なお、運動情報生成部１７ａは、図７に示すように、グラフの時間軸に合わせたＥＣＧを合成してもよい。そして、制御部１８は、図７に示すグラフをモニタ２に表示させる。
【００９５】
ここで、制御部１８は、心室間や心房間の同期性を判定するうえで指標となる数値を表示させてもよい。すなわち、図１に示す算出部１７ｂは、第１の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点と、第２の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点との時間差を算出する。そして、制御部１８は、さらに、算出部１７ｂにより算出された時間差をモニタ２に表示するように制御する。
【００９６】
例えば、算出部１７ｂは、図８に示すように、左心室における内腔容積の時間変化曲線が極小値となる時点と、右心室における内腔容積の時間変化曲線が極小値となる時点との時間差「ｄＴ」を算出する。そして、制御部１８は、時間差「ｄＴ」をグラフに重畳表示させる。
【００９７】
次に、分布画像を表示する場合について説明する。上述したように、分布画像は、局所的な心壁運動の情報を出力する際に用いられる。制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報の局所的な心壁運動の情報を時間軸に沿ってマッピングした第１の分布画像群を生成する。また、制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、第２の補正情報の局所的な心壁運動の情報を時間軸に沿ってマッピングした第２の分布画像群を生成する。
【００９８】
そして、制御部１８は、第１の分布画像群及び第２の分布画像群を、心時相に略同期させて動画表示するように制御する。図９及び図１０は、本実施形態にて表示される分布画像の一例を説明するための図である。
【００９９】
例えば、運動情報生成部１７ａは、図９に示すように、第１の補正情報において各局所領域で得られた心壁の運動情報の値をカラーに変換したうえで、内膜面のサーフェスレンダリング画像にマッピングした第１の分布画像群を生成する。同様に、運動情報生成部１７ａは、第２の補正情報を、内膜面のサーフェスレンダリング画像にマッピングした第２の分布画像群を生成する。あるいは、運動情報生成部１７ａは、例えば、図１０に示すように、第１の補正情報において各局所領域で得られた心壁の運動情報の値をカラーに変換したうえで、Polar-mapにマッピングした第１の分布画像群を生成する。同様に、運動情報生成部１７ａは、第２の補正情報を、Polar-mapにマッピングした第２の分布画像群を生成する。
【０１００】
図１１は、本実施形態にて表示される情報のレイアウト例を説明するための図である。例えば、ＣＲＴ前（Ｐｒｅ−ＣＲＴ）の判定時において、制御部１８の制御により、図１１に示すように、左心室の局所的な心壁運動の情報をサーフェスレンダリング画像にマッピングした第１の分布画像群は、モニタ２の上半分の左側の領域（図中の「3D display of LV」を参照）に３次元的に動画表示される。また、右心室の局所的な心壁運動の情報をサーフェスレンダリング画像にマッピングした第２の分布画像群は、モニタ２の上半分の右側の領域（図中の「3D display of RV」を参照）に動画表示される。また、図７や図８で示した時間変化曲線（グラフ）は、モニタ２の下半分の領域（図中の「Graph of LV &RV」を参照）に表示される。
【０１０１】
次に、図１２を用いて、本実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１２は、本実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群が画像メモリ１５に格納された後の処理について説明する。
【０１０２】
図１２に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群に対する画像処理要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、画像処理要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、超音波診断装置は、待機状態となる。
【０１０３】
一方、画像処理要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、運動情報生成部１７ａは、操作者により設定された追跡点を用いたトラッキング処理を行なうことで、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群それぞれから、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する（ステップＳ１０２）。
【０１０４】
そして、制御部１８は、表示対象となる運動情報に時間変化情報が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、時間変化情報が含まれない場合（ステップＳ１０３否定）、制御部１８は、第１の運動情報及び第２の運動情報をモニタ２に表示するように制御し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。
【０１０５】
一方、時間変化情報が含まれる場合（ステップＳ１０３肯定）、制御部１８の制御により、運動情報生成部１７ａは、時間情報である第１の運動情報及び第２の運動情報から、第１の補間方法又は第２の補間方法のいずれかの補間処理により第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する（ステップＳ１０４）。
【０１０６】
そして、算出部１７ｂは、同一種別の第１の補正情報及び第２の補正情報から、時間差を算出する（ステップＳ１０５）。そして、制御部１８は、第１の補正情報及び第２の補正情報を時間差とともにモニタ２に表示するように制御し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。なお、ステップＳ１０６において、制御部１８は、表示対象となる運動情報に時間変化情報でない情報が存在する場合、当該情報も表示させる。
【０１０７】
上述してきたように、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、被検体Ｐの心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する。
【０１０８】
そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された第１の運動情報及び第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する。
【０１０９】
すなわち、本実施形態では、左心系及び右心系それぞれで最適となる空間分解能及び時間分解能にて第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群を収集することができる。そして、本実施形態では、最適となる空間分解能及び時間分解能を有する第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群それぞれから、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成することができる。そして、本実施形態では、時間変化情報である第１の運動情報及び第２の運動情報を、心時相に同期した状態にて同時に表示することができる。すなわち、本実施形態では、左心室内のみならず、心室間や心房間の心機能や心壁運動の同期性の程度を３次元的に解析することができる。
【０１１０】
従って、本実施形態によれば、心室間、心房間及び房室間の心壁運動の同期性の差異を３次元的に詳細に解析することが可能となる。特に、ＣＲＴ適用の非同期性診断において、医師は、心室間における壁運動時相のズレ時間（非同期の程度）を正確に評価可能となる。また、本実施形態によれば、医師は、ＣＲＴデバイスの房室遅延時間や心室遅延時間の設定を正確に行なうことができる。例えば、医師は、治療開始時におけるＣＲＴデバイスの房室遅延時間や心室遅延時間の初期設定や、治療効果判定後のＣＲＴデバイスの房室遅延時間や心室遅延時間の再設定を正確に行なうことができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、算出部１７ｂは、第１の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点と、第２の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点との時間差を算出し、制御部１８は、さらに、時間差をモニタ２に表示するように制御する。従って、本実施形態によれば、医師は、ＣＲＴデバイスの房室遅延時間や心室遅延時間の設定を容易に行なうことができる。
【０１１２】
また、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、第１の補間方法を行う。すなわち、運動情報生成部１７ａは、各運動情報を構成する各測定値の中で予め設定された基準心時相に対応する測定値を起点とすることで時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報の開始点を揃え、さらに、一方の運動情報を構成する測定値の前記開始点からの経過時間に対応する他方の運動情報の測定値を、当該他方の運動情報の当該経過時間の近傍にて測定された測定値を用いて補間することで、第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。すなわち、本実施形態では、例えば、時間分解能の高い運動情報に合わせて、心時相に略同期した第１の補正情報及び第２の補正情報を生成することができる。
【０１１３】
あるいは、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、第２の補間方法を行う。すなわち、運動情報生成部１７ａは、時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの基準心時相間の期間を相対的に合わせ、当該相対的に合わせた基準心時相間の期間を所定の間隔で分割した複数の相対的経過時間の測定値を、第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの当該複数の相対的経過時間それぞれの近傍にて測定された測定値を用いて補間することで、第１の補正情報及び第２の補正情報を生成する。すなわち、本実施形態では、「心臓の時計」に合わせて第１の運動情報及び第２の運動情報を規格化したうえで、同一の時間分解能を有し、かつ、心時相に略同期した第１の補正情報及び第２の補正情報を生成することができる。
【０１１４】
また、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、各ボリュームデータに描出された心筋組織に設定された追跡点をスペックルパターンに基づいて追跡することで、第１の運動情報及び第２の運動情報を生成する。従って、本実施形態では、公知の技術を用いて容易に第１の運動情報及び第２の運動情報を生成することができる。
【０１１５】
また、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報それぞれを時間軸に沿ってプロットした２つのグラフを生成し、制御部１８は、２つのグラフを並列表示するように制御する。あるいは、運動情報生成部１７ａは、第１の補正情報及び第２の補正情報をまとめて時間軸に沿ってプロットした１つのグラフを生成し、制御部１８は、１つのグラフを表示するように制御する。
【０１１６】
すなわち、本実施形態によれば、例えば、局所的な心壁運動の情報である第１の補正情報及び第２の補正情報を時間変化曲線として表示する場合は、個別のグラフにて並列表示させることができる。また、本実施形態によれば、例えば、内腔容積の時間変化曲線や局所的な心壁運動の情報に基づく全体的な心壁運動の情報を時間変化曲線として表示する場合は、１つのグラフにまとめて表示させることができる。従って、本実施形態によれば、医師は、表示される時間変化情報の特性に応じて、最適な表示形態を選択することができる。
【０１１７】
また、本実施形態では、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、心室又は心房の少なくとも一方の容積に関する情報を生成する。また、第１の運動情報及び第２の運動情報として、心室又は心房の少なくとも一方の全体的な歪み、全体的な歪み率、全体的な心筋組織の変位、又は、全体的な心筋組織の変位速度を生成する。また、運動情報生成部１７ａは、第１の運動情報及び第２の運動情報として、心室又は心房の少なくとも一方の局所的な歪み、局所的な歪み率、局所的な心筋組織の変位、又は、局所的な心筋組織の変位速度を生成する。従って、本実施形態によれば、医師に対して、心壁の運動を３次元的に解析するための様々な指標を網羅的に提供することができる。
【０１１８】
なお、本実施形態に係る超音波診断装置は、以下で説明する２つの変形例を実行する場合であってもよい。
【０１１９】
まず、第１の変形例について説明する。例えば、ＣＲＴ後（Ｐｏｓｔ−ＣＲＴ）に撮影された第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群に対して、上述した処理を行なうことで、ＣＲＴの効果を容易に判定することができる。しかし、ＣＲＴの効果を判定する場合、ＣＲＴ前（Ｐｒｅ−ＣＲＴ）に撮影された第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群に対して処理された情報も同時に参照されることが望ましい。
【０１２０】
そこで、第１の変形例では、運動情報生成部１７ａは、同一被検体の同一部位が超音波により異なる複数の時期に３次元走査されることで、第１のボリュームデータ群及び第２のボリュームデータ群のボリュームデータ群ペアが複数生成された場合、当該複数生成されたボリュームデータ群ペアごとの第１の補正情報及び第２の補正情報からなる補正情報ペアを生成する。そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された補正情報ペアをモニタ２に並列表示するように制御する。図１３及び図１４は、本実施形態の第１の変形例を説明するための図である。
【０１２１】
例えば、ＣＲＴ前（Ｐｒｅ−ＣＲＴ）の補正情報及びＣＲＴ後（Ｐｏｓｔ−ＣＲＴ）の補正情報それぞれは、図１１で例示したようにレイアウトされる。ただし、ＣＲＴ前（Ｐｒｅ−ＣＲＴ）の補正情報である第１の分布画像群、第２の分布画像群及び時間変化曲線は、図１３に示すように、モニタ２の左半分の領域に表示される。また、ＣＲＴ後（Ｐｏｓｔ−ＣＲＴ）の補正情報である第１の分布画像群、第２の分布画像群及び時間変化曲線は、図１３に示すように、モニタ２の右半分の領域に表示される。
【０１２２】
あるいは、制御部１８は、図１４に示すように、左心室におけるＣＲＴ前の局所的な壁厚方向のストレイン（radial-strain）をプロットしたグラフと、左心室におけるＣＲＴ後の局所的な壁厚方向のストレイン（radial-strain）をプロットしたグラフを、並列表示させる。
【０１２３】
これにより、第１の変形例では、医師は、治療前後の心室間、心房間の非同期性の改善度を容易に把握することができ、治療効果判定を効果的に行なうことができる。
【０１２４】
次に第２の変形例について説明する。上述したように第１のボリュームデータ群や第２のボリュームデータ群は、それぞれ左心系や右心系を最適な空間分解能及び時間分解能にて収集されたデータ群である。そこで、第２の変形例では、運動情報生成部１７ａは、第１のボリュームデータ群又は第２のボリュームデータ群のいずれか一方を処理対象として、第１の運動情報又は第２の運動情報を生成する。そして、制御部１８は、運動情報生成部１７ａにより生成された第１の運動情報又は第２の運動情報をモニタ２に表示するように制御する。なお、第２の変形例でも、算出部１７ｂが左心室の時間変化曲線と左心房の時間変化曲線との極値の時間差や、右心室の時間変化曲線と右心房の時間変化曲線との極値の時間差を算出してもよい。また、第２の変形例においても、ＣＲＴ前後の運動情報を並列表示させてもよい。
【０１２５】
すなわち、第２の変形例では、補間処理を行なうことなく、左心室と左心房との同期性や、右心室と右心房との同期性を比較判定することができる。
【０１２６】
これにより、第２の変形例では、特に、房室間の心機能や壁運動タイミングの差異について３次元的な解析が可能となる。特に、医師は、ＣＲＴ適用の非同期性診断において、房室間における壁運動時相のズレ時間（非同期の程度）を正確に評価することができる。
【０１２７】
なお、上述した実施形態では、超音波診断装置においてボリュームデータ群に対する処理が行なわれる場合について説明した。しかし、超音波診断装置とは独立に設置された画像処理装置により、上述したボリュームデータ群に対する処理が行なわれる場合であってもよい。具体的には、図１に示すボリュームデータ処理部１７及び制御部１８の表示制御機能を有する画像処理装置が、超音波診断装置、又は、ＰＡＣＳのデータベースや、電子カルテシステムのデータベースから受信した２つのボリュームデータ群を受信して上述した画像処理を行なう場合であってもよい。
【０１２８】
なお、本実施例で説明した画像処理方法は、あらかじめ用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１２９】
以上、説明したとおり、本実施形態によれば、心室間、心房間及び房室間の心壁運動の同期性の差異を３次元的に詳細に解析することが可能となる。
【０１３０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３１】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
４ 心電計
１０ 装置本体
１１ 送受信部
１２ Ｂモード処理部
１３ ドプラ処理部
１４ 画像生成部
１５ 画像メモリ
１６ 内部記憶部
１７ ボリュームデータ処理部
１７ａ 運動情報生成部
１７ｂ 算出部
１８ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する運動情報生成部と、
前記運動情報生成部により生成された前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する表示制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記第１の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点と、前記第２の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点との時間差を算出する算出部をさらに備え、
前記表示制御部は、さらに、前記算出部により算出された前記時間差を前記所定の表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記運動情報生成部は、各運動情報を構成する各測定値の中で予め設定された基準心時相に対応する測定値を起点とすることで前記時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報の開始点を揃え、さらに、一方の運動情報を構成する測定値の前記開始点からの経過時間に対応する他方の運動情報の測定値を、当該他方の運動情報の当該経過時間の近傍にて測定された測定値を用いて補間することで、前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報を生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報を前記所定の表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記運動情報生成部は、前記時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの基準心時相間の期間を相対的に合わせ、当該相対的に合わせた基準心時相間の期間を所定の間隔で分割した複数の相対的経過時間の測定値を、前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報それぞれの当該複数の相対的経過時間それぞれの近傍にて測定された測定値を用いて補間することで、前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報を生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報を前記所定の表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記運動情報生成部は、各ボリュームデータに描出された心筋組織に設定された追跡点をスペックルパターンに基づいて追跡することで、前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記運動情報生成部は、前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報それぞれを時間軸に沿ってプロットした２つのグラフを生成、又は、前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報をまとめて時間軸に沿ってプロットした１つのグラフを生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記２つのグラフを並列表示するように制御する、又は、前記運動情報生成部により生成された前記１つのグラフを表示するように制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記運動情報生成部は、心室又は心房の少なくとも一方の容積に関する情報を前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報として生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記運動情報生成部は、心室又は心房の少なくとも一方の全体的な歪み、全体的な歪み率、全体的な心筋組織の変位、又は、全体的な心筋組織の変位速度を前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報として生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記運動情報生成部は、心室又は心房の少なくとも一方の局所的な歪み、局所的な歪み率、局所的な心筋組織の変位、又は、局所的な心筋組織の変位速度を前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報として生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記運動情報生成部は、同一被検体の同一部位が超音波により異なる複数の時期に３次元走査されることで、前記第１のボリュームデータ群及び前記第２のボリュームデータ群のボリュームデータ群ペアが複数生成された場合、当該複数生成されたボリュームデータ群ペアごとの第１の補正情報及び第２の補正情報の補正情報ペアを生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記補正情報ペアを前記所定の表示部に並列表示するように制御することを特徴とする請求項３〜９のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記運動情報生成部は、前記第１のボリュームデータ群又は前記第２のボリュームデータ群のいずれか一方を処理対象として、前記第１の運動情報又は前記第２の運動情報を生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記第１の運動情報又は前記第２の運動情報を前記所定の表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
被検体の心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する運動情報生成部と、
前記運動情報生成部により生成された前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する表示制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
被検体の心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する運動情報生成手順と、
前記運動情報生成手順により生成された前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を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画像処理プログラム。
【請求項１】
被検体の心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する運動情報生成部と、
前記運動情報生成部により生成された前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する表示制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記第１の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点と、前記第２の補正情報を構成する各測定値が極値となる時点との時間差を算出する算出部をさらに備え、
前記表示制御部は、さらに、前記算出部により算出された前記時間差を前記所定の表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記運動情報生成部は、各運動情報を構成する各測定値の中で予め設定された基準心時相に対応する測定値を起点とすることで前記時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報の開始点を揃え、さらに、一方の運動情報を構成する測定値の前記開始点からの経過時間に対応する他方の運動情報の測定値を、当該他方の運動情報の当該経過時間の近傍にて測定された測定値を用いて補間することで、前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報を生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報を前記所定の表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記運動情報生成部は、前記時間変化情報としての第１の運動情報及び第２の運動情報それぞれの基準心時相間の期間を相対的に合わせ、当該相対的に合わせた基準心時相間の期間を所定の間隔で分割した複数の相対的経過時間の測定値を、前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報それぞれの当該複数の相対的経過時間それぞれの近傍にて測定された測定値を用いて補間することで、前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報を生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報を前記所定の表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記運動情報生成部は、各ボリュームデータに描出された心筋組織に設定された追跡点をスペックルパターンに基づいて追跡することで、前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記運動情報生成部は、前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報それぞれを時間軸に沿ってプロットした２つのグラフを生成、又は、前記第１の補正情報及び前記第２の補正情報をまとめて時間軸に沿ってプロットした１つのグラフを生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記２つのグラフを並列表示するように制御する、又は、前記運動情報生成部により生成された前記１つのグラフを表示するように制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記運動情報生成部は、心室又は心房の少なくとも一方の容積に関する情報を前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報として生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記運動情報生成部は、心室又は心房の少なくとも一方の全体的な歪み、全体的な歪み率、全体的な心筋組織の変位、又は、全体的な心筋組織の変位速度を前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報として生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記運動情報生成部は、心室又は心房の少なくとも一方の局所的な歪み、局所的な歪み率、局所的な心筋組織の変位、又は、局所的な心筋組織の変位速度を前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報として生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記運動情報生成部は、同一被検体の同一部位が超音波により異なる複数の時期に３次元走査されることで、前記第１のボリュームデータ群及び前記第２のボリュームデータ群のボリュームデータ群ペアが複数生成された場合、当該複数生成されたボリュームデータ群ペアごとの第１の補正情報及び第２の補正情報の補正情報ペアを生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記補正情報ペアを前記所定の表示部に並列表示するように制御することを特徴とする請求項３〜９のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記運動情報生成部は、前記第１のボリュームデータ群又は前記第２のボリュームデータ群のいずれか一方を処理対象として、前記第１の運動情報又は前記第２の運動情報を生成し、
前記表示制御部は、前記運動情報生成部により生成された前記第１の運動情報又は前記第２の運動情報を前記所定の表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
被検体の心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する運動情報生成部と、
前記運動情報生成部により生成された前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を表示するように制御する表示制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
被検体の心臓を左心系を含む領域と右心系を含む領域とに分割し、各領域を１心拍以上の期間にわたり超音波で３次元走査することで生成された２つのボリュームデータ群である第１ボリュームデータ群及び第２ボリュームデータ群それぞれから、左心室及び左心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第１の運動情報と、右心室及び右心房の少なくとも一方における心壁運動の情報である第２の運動情報とを生成する運動情報生成手順と、
前記運動情報生成手順により生成された前記第１の運動情報及び前記第２の運動情報を所定の表示部に表示する際に、表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が時間軸に沿った複数の測定値からなる心壁運動の経時的変化を示す時間変化情報である場合、当該表示対象となる第１の運動情報及び第２の運動情報が心時相に応じて略同期した情報に補正された第１の補正情報及び第２の補正情報を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画像処理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−５５４８３（Ｐ２０１２−５５４８３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１２４１（Ｐ２０１０−２０１２４１）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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