超音波診断装置及び超音波画像処理装置
【課題】ボリュームデータを用いて計測精度の高いＮＴ計測を実現することができる超音波診断装置及び超音波画像処理装置を提供すること。
【解決手段】胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を超音波で走査することでボリュームデータを取得するボリュームデータ取得ユニットと、前記ボリュームデータを用いて生成された、前記胎児のＮＴ領域を含む所定の矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する検出ユニットと、前記ＮＴデータと前記長手方向を基準とする視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の複数の位置に関する厚さを計測する計測ユニットと、前記ＮＴデータと前記視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の厚さの分布を示す画像を生成する画像生成ユニットと、前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの少なくとも一つと前記画像とを表示する表示ユニットと、を具備する超音波診断装置である。
【解決手段】胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を超音波で走査することでボリュームデータを取得するボリュームデータ取得ユニットと、前記ボリュームデータを用いて生成された、前記胎児のＮＴ領域を含む所定の矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する検出ユニットと、前記ＮＴデータと前記長手方向を基準とする視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の複数の位置に関する厚さを計測する計測ユニットと、前記ＮＴデータと前記視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の厚さの分布を示す画像を生成する画像生成ユニットと、前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの少なくとも一つと前記画像とを表示する表示ユニットと、を具備する超音波診断装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
超音波により生体内を画像化し診断を行う超音波診断装置等に関するものであり、特に取得画像に対するＮＴ（Nuchal Translucency：例えば、妊娠初期の胎児を超音波診断する際に対象とされる、後頚部に存在する領域）計測を行う超音波診断装置及び超音波画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断は、超音波プローブを体表から当てることで心臓の拍動、臓器の断面、胎児の動き等をリアルタイムに観察することで、実行される。システムの規模がＸ線、ＣＴ、ＭＲＩなど他の診断機器に比べて小さく、ベッドサイドへ移動していっての検査も容易に行えるなど簡便である。また、超音波診断はＸ線などのように被曝の影響がなく、安全性が高いため繰り返して検査を行うことができ、産科、胎児診断や在宅医療等においても使用されている。
【０００３】
例えば、胎児診断における超音波診断装置を用いたＮＴ計測は、遺伝子疾患の可能性を確認する有効な一つのユニットとして知られている。この計測では、計測精度が０．１ｍｍで、胎児の基準妊娠週数（ＧＡ）が１１−１３＋６週で、頭殿長（ＣＲＬ）が４５ｍｍから８４ｍｍであること、その他胎児の体位や画像サイズ゛なども言及しており、正確な計測を行うためにトレーニングが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２６号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２００９／１３６３３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の超音波診断装置にはＮＴ計測を支援する機能がなく、ＮＴ計測は通常の二次元画像を用いて実行される。このため、ユーザーは適正な（例えばＮＴ厚が最大になる）二次元断面を選択し描出することが難しく、十分な計測精度を満たすＮＴ計測を実現できない場合がある。また、従来の超音波診断においては、ボリュームデータ（三次元画像データ）を用いたＮＴ計測の手法は確立されていない。
【０００６】
上記事情を鑑みて、ボリュームデータを用いて計測精度の高いＮＴ計測を実現することができる超音波診断装置及び超音波画像処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係る超音波診断装置は、胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を超音波で走査することでボリュームデータを取得するボリュームデータ取得ユニットと、前記ボリュームデータを用いて生成された、前記胎児のＮＴ領域を含む所定の矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する検出ユニットと、前記ＮＴデータと前記長手方向を基準とする視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域に関する複数の厚さを計測する計測ユニットと、前記ＮＴデータと前記視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の複数の厚さを示す画像を生成する画像生成ユニットと、前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの少なくとも一つと前記画像とを表示する表示ユニットと、を具備するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１のブロック構成図を示している。
【図２】図２は、本実施形態に係る超音波診断装置１のブロック構成図の変形例を示している。
【図３】図３は、本ＮＴ計測支援処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】図４は、矢状断面画像に対する基準領域・基準点の設定を説明するための図である。
【図５】図５は、視線方向の決定処理の一例を説明するための図である。
【図６】図６は、視線方向の決定処理の他の例を説明するための図である。
【図７】図７は、視線方向に関するＮＴの厚さの計測処理の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、視線方向に関するＮＴの厚さの計測処理の他の例を説明するための図である。
【図９】図９は、ＮＴ領域を含む三次元画像の生成処理を説明するための図である。
【図１０】図１０は、ＮＴ領域を含む三次元画像の生成処理を説明するための図である。
【図１１】図１１は、視線方向・ＮＴデータの向きの調整処理を説明するための図である。
【図１２】図１２は、視線方向・ＮＴデータの向きの調整処理に用いられる角度調整用のアイコンの一例を示した図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、ＮＴの最大値及び三次元画像の表示形態の一例を示した図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、ＮＴ厚さの表示形態の他の例を示した図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、ＮＴ厚さの表示形態の他の例を示した図である。
【図１４】図１４は、ＮＴ領域を含む三次元画像に設定される計測領域の一例を示した図である。
【図１５】図１５は、ＮＴの最大値及び三次元画像の表示形態の他の例を示した図である。
【図１６】図１６は、ＮＴ領域を含む三次元画像に設定される計測領域の他の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、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。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１のブロック構成図を示している。同図に示すように、本超音波診断装置１は、超音波プローブ１２、入力装置１３、モニター１４、超音波送信ユニット２１、超音波受信ユニット２２、Ｂモード処理ユニット２３、血流検出ユニット２４、ＲＡＷデータメモリ２５、ボリュームデータ生成ユニット２６、ＮＴ計測支援処理ユニット２７、画像処理ユニット２８、制御プロセッサ（ＣＰＵ）２９、表示処理ユニット３０、記憶ユニット３１、インタフェースユニット３２を具備している。以下、個々の構成要素の機能について説明する。
【００１１】
超音波プローブ１２は、被検体に対して超音波を送信し、当該送信した超音波に基づく被検体からの反射波を受信するデバイス（探触子）であり、その先端に複数に配列された圧電振動子、整合層バッキング材等を有している。圧電振動子は、超音波プローブ１２は、超音波送信ユニット２１からの駆動信号に基づきスキャン領域内の所望の方向に超音波を送信し、当該被検体からの反射波を電気信号に変換する。整合層は、当該圧電振動子に設けられ、超音波エネルギーを効率良く伝播させるための中間層である。バッキング材は、当該圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止する。当該超音波プローブ１２から被検体Ｐに超音波が送信されると、当該送信超音波は、体内組織の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブ１２に受信される。このエコー信号の振幅は、反射することになった不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが、移動している血流で反射された場合のエコーは、ドプラ効果により移動体の超音波送信方向の速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１２】
なお、本実施形態に係る超音波プローブ１２は、ボリュームデータを取得可能なものとして、二次元アレイプローブ（複数の超音波振動子が二次元マトリックス状に配列されたプローブ）、又はメカニカル４Ｄプローブ（超音波振動子列をその配列方向と直交する方向に機械的に煽りながら超音波走査を実行可能なプローブ）であるとする。しかしながら、当該例に拘泥されず、超音波プローブ１２として例えば一次元アレイプローブを採用し、これを手動によって揺動させながら超音波走査をすることでも、ボリュームデータを取得することは可能である。
【００１３】
入力装置１３は、装置本体１１に接続され、オペレータからの各種指示、条件、関心領域（ＲＯＩ）の設定指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体１１にとりこむための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード等を有している。例えば、操作者が入力装置１３の終了ボタンやＦＲＥＥＺＥボタンを操作すると、超音波の送受信は終了し、当該超音波診断装置は一時停止状態となる。
【００１４】
モニター１４は、画像処理ユニット２８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。
【００１５】
超音波送信ユニット２１は、図示しないトリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路等を有している。トリガ発生回路では、所定のレート周波数ｆｒ Ｈｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信超音波を形成するためのトリガ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、各トリガパルスに与えられる。パルサ回路は、このトリガパルスに基づくタイミングで、プローブ１２に駆動パルスを印加する。
【００１６】
なお、超音波送信ユニット２１は、制御プロセッサ２９の指示に従っ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、送信駆動電圧等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については、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、又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。
【００１７】
超音波受信ユニット２２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１２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し、受信ダイナミックフォーカスを行う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、エコー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、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。
【００１８】
Ｂモード処理ユニット２３は、受信ユニット２２からエコー信号を受け取り、対数増幅、包絡線検波処理などを施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータを生成する。
【００１９】
血流検出ユニット２４は、受信ユニット２２から受け取ったエコー信号から血流信号を検出し、血流データを生成する。血流信号の検出は、通常ＣＦＭ（Color Flow Mapping）で行われる。この場合、血流信号を解析し、血流データとして平均速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。
【００２０】
ＲＡＷデータメモリ２５は、Ｂモード処理ユニット２３から受け取った複数のＢモードデータを用いて、三次元的な超音波走査線上のＢモードデータであるＢモードＲＡＷデータを生成する。また、ＲＡＷデータメモリ２５は、血流検出ユニット２４から受け取った複数の血流データを用いて、三次元的な超音波走査線上の血流データである血流ＲＡＷデータを生成する。なお、ノイズ低減や画像の繋がりを良くすることを目的として、ＲＡＷデータメモリ２５の後に三次元的なフィルタを挿入し、空間的なスムージングを行うようにしてもよい。
【００２１】
ボリュームデータ生成ユニット２６は、ＲＡＷ−ボクセル変換を実行することにより、ＲＡＷデータメモリ２５から受け取ったＢモードＲＡＷデータからＢモードボリュームデータを生成する。このＲＡＷ−ボクセル変換は、空間的な位置情報を加味した補間処理により、Ｂモードボクセルデータを生成するものである。同様に、ボリュームデータ生成ユニット２６は、ＲＡＷ−ボクセル変換を実行することにより、ＲＡＷデータメモリ２５から受け取った血流ＲＡＷデータから血流ボリュームデータを生成する。
【００２２】
ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、制御プロセッサ２９からの制御に基づいて、ボリュームデータ生成ユニット２６において生成されるボリュームデータに対して、後述するＮＴ計測支援機能に従う処理を実行する。
【００２３】
画像処理ユニット２８は、ボリュームデータ生成ユニット２６、ＮＴ計測支援処理ユニット２７から受け取るボリュームデータに対して、ボリュームレンダリング、多断面変換表示（ＭＰＲ：multi planar reconstruction）、最大値投影表示（ＭＩＰ：maximum intensity projection）等の所定の画像処理を行う。なお、ノイズ低減や画像の繋がりを良くすることを目的として、画像処理ユニット２８の後に二次元的なフィルタを挿入し、空間的なスムージングを行うようにしてもよい。
【００２４】
制御プロセッサ２９は、情報処理装置（計算機）としての機能を持ち、本超音波診断装置本体の動作を制御する。制御プロセッサ２９は、記憶ユニット３１から後述するＮＴ計測支援機能を実現するための専用プログラムを読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・制御等を実行する。
【００２５】
表示処理ユニット３０は、画像処理ユニット２８において生成・処理された各種画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度（ブライトネス）、コントラスト、γカーブ補正、ＲＧＢ変換等の各種を実行する。
【００２６】
記憶ユニット３１は、後述するＮＴ計測支援機能を実現するための専用プログラムや、診断情報（患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、送受信条件、スペックル除去機能を実現するためのプログラム、ボディマーク生成プログラムその他のデータ群が保管されている。また、必要に応じて、ＲＡＷデータメモリ２５中の画像の保管などにも使用される。記憶ユニット３１のデータは、インタフェースユニット３２を経由して外部周辺装置へ転送することも可能となっている。
【００２７】
インタフェースユニット３２は、入力装置１３、ネットワーク、新たな外部記憶装置（図示せず）に関するインタフェースである。当該装置によって得られた超音波画像等のデータや解析結果等は、インタフェースユニット３２よって、ネットワークを介して他の装置に転送可能である。
【００２８】
（ＮＴ計測支援機能）
次に、本超音波診断装置１が有するＮＴ計測支援機能について説明する。この機能は、超音波診断装置によって取得されたボリュームデータを用いた高精度なＮＴ計測を支援するものである。
【００２９】
なお、以下の説明においては、ボリュームデータ生成ユニット２６において生成された超音波画像に対して、ＮＴ計測支援機能に従う処理（ＮＴ計測支援処理）を実行する場合を例とする。しかしながら、これに拘泥されず、例えば、ボリュームデータ生成ユニット２６に入力される前のＲＡＷデータに対して、ＮＴ計測支援処理を実行するようにしてもよい。図２に、係る場合の超音波診断装置１のブロック構成図の一例を示した。
【００３０】
図３は、本ＮＴ計測支援処理の流れを示したフローチャートである。以下、各ステップにおける処理の内容について説明する。
【００３１】
［患者情報・送受信条件を入力受：ステップＳ１］
入力装置１３を介して患者情報の入力、送受信条件（被走査領域の大きさを決めるための画角、焦点位置、送信電圧等）、被検体の所定領域を超音波走査するための撮像モード、スキャンシーケンス等の選択が実行される（ステップＳ１）。入力、選択された各種情報・条件等は、自動的に記憶ユニット３１に記憶される。
【００３２】
［ボリュームデータを取得：ステップＳ２］
超音波プローブ１２が妊婦の所望の位置に当接され、胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を被走査領域として超音波走査が実行され、超音波データが取得される。取得された超音波データは、超音波受信ユニット２２を経由してＢモード処理ユニット２３に逐次送られる。Ｂモード処理ユニット２３は、対数増幅処理、包絡線検波処理等を実行し、信号強度が輝度で表現される画像データをフレーム毎に生成する。ＲＡＷデータメモリ２５は、Ｂモード処理ユニット２３から受け取った複数のＢモードデータを用いてＢモードＲＡＷデータを生成する。ボリュームデータ生成ユニット２６は、ＲＡＷデータメモリ２５から受け取ったＢモードＲＡＷデータに対してＲＡＷ−ボクセル変換を実行することにより、Ｂモードボリュームデータを生成する（ステップＳ２）。
【００３３】
［矢状断面画像を生成・表示：ステップＳ３］
次に、画像処理ユニット２８は、生成されたボリュームデータを用いて、ＮＴ領域（胎児のＮＴに対応する領域）を含む胎児の矢状断面画像を生成する。生成された矢状断面画像は、モニター１４に所定の形態で表示される（ステップＳ３）。
【００３４】
［矢状断面画像の基準領域・基準点を設定：ステップＳ４］
例えば図４に示すように、入力装置１３を介して、NT計測開始が選択され、矢状断面画像に対しＮＴ領域及び表示対象領域が入力されると、画像処理ユニット２８は、矢状断面画像上にＮＴ領域及び表示対象領域を設定する（ステップＳ４）。しかしながら、ＮＴ領域及び表示対象領域の入力・設定手法は、当該例に拘泥されない。例えば、入力装置１３を介して、矢状断面画像上のＮＴ領域内の任意の一点（ＮＴ領域の中心付近の点等）を指定することで、当該点を基準として、ＮＴ領域を自動的に設定するようにしてもよい。さらに、表示対象領域は、設定されたＮＴ領域を基準として、自動的に設定するようにしてもよい。
【００３５】
なお、本ステップにおいて設定されたＮＴ領域及び表示対象領域は、入力装置１３からの入力により、任意のタイミングでその位置、大きさ、向きを変更することが可能である。
【００３６】
［ＮＴデータ、ＮＴ領域の長手方向の検出：ステップＳ５］
ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、ボリュームデータから、設定された表示対象領域に対応する表示対象データ、及びＮＴ領域に対応するＮＴデータ（計算機で処理するためのＮＴ領域に対応するデータ）を検出する。また、ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、検出されたＮＴデータを用いて、ＮＴ領域の長手方向（ＮＴ方向）を検出する（ステップＳ５）。
【００３７】
なお、ＮＴ領域に対応するＮＴデータの検出手法には、特に限定はない。例えば、ボクセル値による閾値処理（セグメンテーション）や、表示対象領域内において、矢状断面を画面奥行き方向（胎児の左右方向）にずらしながら、各断面においてＮＴ領域の境界を検出する等の種々の手法を採用することができる。
【００３８】
［視線方向の決定：ステップＳ６］
次に、ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、ＮＴ方向の厚さ計測及びレンダリングに用いる視線方向を、ＮＴ方向の法線方向として決定する（ステップＳ６）。なお、本実施形態においては、図５に示すように、画像上部又は右側を視点とし、腹側から背側へ向かう視線方向をＮＴ方向の法線方向採用するものとする。しかしながら、視線方向としては、背側から腹側へ向かう方向及び腹側から背側へ向かう方向のいずれも採用することができ、胎児がどのような状態（上下向き、左右向き）で描出されても計測可能である。また、例えば矢状断面画像上の所望の位置に視線方向の基準点を指定し、当該視線方向の基準点とＮＴ方向とから、視線方向を決定するようにしてもよい。この場合、例えば図６に示すように、ＮＴ方向を示すガイドラインと指定された視線方向の基準点とを表示し、当該視線方向の基準点からガイドラインに引いた垂線を視線方向として表示することが好ましい。さらに、視線方向はＮＴ方向の法線方向に限定することなく、例えばＮＴ方向を基準として一意的に決定される方向としてもよい。
【００３９】
［視線方向に関するＮＴの厚さを計測：ステップＳ７］
次に、ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、ＮＴデータ及び視線方向を用いて、視線方向のＮＴの厚さを計算する（ステップＳ７）。なお、ＮＴの厚さの計算手法には、特に限定はない。例えば、図７に示すように、ＮＴ領域に内接する複数の球を設定し、最も大きな球体の直径を視線方向のＮＴの厚さとすることができる。また、例えば図８に示すように、視線方向に平行し且つＮＴ領域を通過する複数の直線を設定し、ＮＴ領域によって切り取られる線分の長さの最大値視線方向のＮＴの厚さとしてもよい。
【００４０】
［ＮＴ領域を含む三次元画像の生成・表示：ステップＳ８］
次に、画像処理ユニット２８は、表示対象データを用いたレンダリング処理を実行し、ＮＴ領域を含むＣａｖｉｔｙ画像或いは三次元画像を生成する。このとき、画像処理ユニット２８は、図９に示すように、ＮＴ領域内のボクセルには高い値（白）を、その他のボクセルには低い値（黒）を割り当てたり、階調反転処理等を行うことにより、ＮＴ領域がそれ以外の領域よりも明るくするための強調処理を実行する。また、画像処理ユニット２８は、図１０に示すように、必要に応じて、ＮＴ領域につき、位置毎の厚さや分散値に応じて異なる色彩や濃度（輝度）を割り当てる等カラーマッピングを実行する。生成された三次元画像は、モニター１４に所定の形態で表示される（ステップＳ８）。
【００４１】
［視線方向・ＮＴデータの向きの調整：ステップＳ９］
ＮＴ計測における胎児の傾きが正しくない場合、生成され表示されるＮＴ領域は、例えば図１１に示すように不完全な形状等にて表示される。係る場合には、視線方向、ＮＴデータの向き、矢状断面画像の位置及び向きのうちの少なくとも一つを調整することで、ＮＴ領域を完全な形状等にて表示することができる。
【００４２】
すなわち、画像処理ユニット２８は、入力装置１３からの入力に応答して、例えばＮＴの厚さが最大となる位置が表示対象領域の中心となるように、視線方向、ＮＴデータの向き、矢状断面画像の位置及び向きのうちの少なくとも一つを変更する。また、ＮＴ計測支援処理ユニット２７、画像処理ユニット２８は、それぞれ変更後の視線方向、ＮＴデータ等を用いて、ステップＳ７、Ｓ８の再度実行する。これらの処理は、所望の三次元画像が取得されるまで繰り返し実行される。
【００４３】
なお、ＮＴデータや矢状断面画像の向きは、その変更角度（傾き）が大きくなりすぎないように、表示される矢状断面画像や三次元画像を視認しながら調整することが好ましい。また、予め可動範囲を制限しておくことで、必要以上の変更を防ぐことができる。さらに、例えばＮＴの厚さが最大となる位置が表示対象領域の中心にないケースは、装置側によっても判定することが可能である。係る場合には、例えば図１２に示すような角度調整用のアイコンを表示し、調整する角度方向を色彩によって明示することで、角度調整を積極的に促すようにしてもよい。
【００４４】
［ＮＴの最大値及び三次元画像の出力：ステップＳ１０］
生成された三次元画像及び計算されたＮＴ厚さは、所定の形態で出力され、記憶ユニット３１に自動的に保存される（ステップＳ１０）。本実施形態に係る超音波診断装置では、例えば図１３Ａに示す形態にて、矢状断面画像、ＮＴ領域を含む三次元画像、ＮＴ厚さをモニター１４に表示する。ＮＴ領域に凹凸があり厚い個所が複数個ある場合は、厚さの最大値を表示するものとする（図１３Ａの矢状断面画像上の矢印は、最大値の計測位置をマーキング表示したものである）。なお、ＮＴ厚さの表示形態は、図１３Ａの例に拘泥されない。例えば、図１３Ｂに示す様に、画像上において計測するＮＴ厚さを線分Ｌによって表示し、これを用いて計測範囲を指定する様にしてもよい。また、例えば、図１３Ｃに示す様に、画像上において計測範囲の一端と他端とを規定するポインタＰを表示し、これを用いてＮＴ厚さを計測し、得られた値を所定の形態で（図１３Ｃの例では、画面左下）に表示するようにしてもよい。
【００４５】
また、例えば図１４に示すように、表示された三次元画像上にて、さらにＮＴ計測の対象とする範囲を選択することで、より精度の高い計測値を求めることも可能である。さらに、例えば図１５、図１６に示す様に、三次元画像上においても最大値に対応する位置をマーキング表示することが好ましい。
【００４６】
なお、予め入力されていたり計測されたＧＡが１１週≦ＧＡ＜１４週になかったり、計測されたＣＲＬが４５ｍｍ＜ＣＲＬ＜８４ｍｍにない場合は、その旨のメッセージを表示したり、その旨を意味する所定のマークを計測値に付加することが好ましい。
【００４７】
（効果）
以上述べた本超音波診断装置によれば、ＮＴ領域を含む胎児の三次元領域を超音波走査することでボリュームデータを取得し、当該ボリュームデータを用いて得られる矢状断面に対して基準領域或いは基準点を設定する。そして、設定された基準領域或いは基準点を用いてＮＴデータ及びＮＴ方向を検出し、ＮＴ方向を用いて視線方向を決定し、視線方向に関するＮＴ領域の最大厚さを計測する。従って、二次元画像を用いる従来の計測と比較して、ＮＴ領域の最大厚さをより正確に計測することができる。
【００４８】
また、本超音波診断装置によれば、ＮＴ領域内のボクセルには高い値（白）を、その他のボクセルには低い値（黒）を割り当てたり、階調反転処理等を行うことにより、ＮＴ領域がそれ以外の領域よりも強調された三次元画像、或いは、ＮＴ領域につき、位置毎の厚さや分散値に応じて異なる色彩や濃度（輝度）を割り当てる等カラーマッピングを実行した三次元画像を生成し表示する。従って、視認性の高い三次元画像を提供するとができ、ＮＴ計測における診断の質の向上に寄与することができる。
【００４９】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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】
【００５０】
１０…超音波診断装置、１２…超音波プローブ、１３…入力装置、１４…モニター、２１…超音波送信ユニット、２２…超音波受信ユニット、２３…Ｂモード処理ユニット、２４…血流検出ユニット、２５…ＲＡＷデータメモリ、２６…ボリュームデータ生成ユニット、２７…ＮＴ計測支援処理ユニット、２８…画像処理ユニット、２９…制御プロセッサ、３０…表示処理ユニット、３１…記憶ユニット、３２…インタフェースユニット
【技術分野】
【０００１】
超音波により生体内を画像化し診断を行う超音波診断装置等に関するものであり、特に取得画像に対するＮＴ（Nuchal Translucency：例えば、妊娠初期の胎児を超音波診断する際に対象とされる、後頚部に存在する領域）計測を行う超音波診断装置及び超音波画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断は、超音波プローブを体表から当てることで心臓の拍動、臓器の断面、胎児の動き等をリアルタイムに観察することで、実行される。システムの規模がＸ線、ＣＴ、ＭＲＩなど他の診断機器に比べて小さく、ベッドサイドへ移動していっての検査も容易に行えるなど簡便である。また、超音波診断はＸ線などのように被曝の影響がなく、安全性が高いため繰り返して検査を行うことができ、産科、胎児診断や在宅医療等においても使用されている。
【０００３】
例えば、胎児診断における超音波診断装置を用いたＮＴ計測は、遺伝子疾患の可能性を確認する有効な一つのユニットとして知られている。この計測では、計測精度が０．１ｍｍで、胎児の基準妊娠週数（ＧＡ）が１１−１３＋６週で、頭殿長（ＣＲＬ）が４５ｍｍから８４ｍｍであること、その他胎児の体位や画像サイズ゛なども言及しており、正確な計測を行うためにトレーニングが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２６号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２００９／１３６３３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の超音波診断装置にはＮＴ計測を支援する機能がなく、ＮＴ計測は通常の二次元画像を用いて実行される。このため、ユーザーは適正な（例えばＮＴ厚が最大になる）二次元断面を選択し描出することが難しく、十分な計測精度を満たすＮＴ計測を実現できない場合がある。また、従来の超音波診断においては、ボリュームデータ（三次元画像データ）を用いたＮＴ計測の手法は確立されていない。
【０００６】
上記事情を鑑みて、ボリュームデータを用いて計測精度の高いＮＴ計測を実現することができる超音波診断装置及び超音波画像処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係る超音波診断装置は、胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を超音波で走査することでボリュームデータを取得するボリュームデータ取得ユニットと、前記ボリュームデータを用いて生成された、前記胎児のＮＴ領域を含む所定の矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する検出ユニットと、前記ＮＴデータと前記長手方向を基準とする視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域に関する複数の厚さを計測する計測ユニットと、前記ＮＴデータと前記視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の複数の厚さを示す画像を生成する画像生成ユニットと、前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの少なくとも一つと前記画像とを表示する表示ユニットと、を具備するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１のブロック構成図を示している。
【図２】図２は、本実施形態に係る超音波診断装置１のブロック構成図の変形例を示している。
【図３】図３は、本ＮＴ計測支援処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】図４は、矢状断面画像に対する基準領域・基準点の設定を説明するための図である。
【図５】図５は、視線方向の決定処理の一例を説明するための図である。
【図６】図６は、視線方向の決定処理の他の例を説明するための図である。
【図７】図７は、視線方向に関するＮＴの厚さの計測処理の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、視線方向に関するＮＴの厚さの計測処理の他の例を説明するための図である。
【図９】図９は、ＮＴ領域を含む三次元画像の生成処理を説明するための図である。
【図１０】図１０は、ＮＴ領域を含む三次元画像の生成処理を説明するための図である。
【図１１】図１１は、視線方向・ＮＴデータの向きの調整処理を説明するための図である。
【図１２】図１２は、視線方向・ＮＴデータの向きの調整処理に用いられる角度調整用のアイコンの一例を示した図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、ＮＴの最大値及び三次元画像の表示形態の一例を示した図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、ＮＴ厚さの表示形態の他の例を示した図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、ＮＴ厚さの表示形態の他の例を示した図である。
【図１４】図１４は、ＮＴ領域を含む三次元画像に設定される計測領域の一例を示した図である。
【図１５】図１５は、ＮＴの最大値及び三次元画像の表示形態の他の例を示した図である。
【図１６】図１６は、ＮＴ領域を含む三次元画像に設定される計測領域の他の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、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。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１のブロック構成図を示している。同図に示すように、本超音波診断装置１は、超音波プローブ１２、入力装置１３、モニター１４、超音波送信ユニット２１、超音波受信ユニット２２、Ｂモード処理ユニット２３、血流検出ユニット２４、ＲＡＷデータメモリ２５、ボリュームデータ生成ユニット２６、ＮＴ計測支援処理ユニット２７、画像処理ユニット２８、制御プロセッサ（ＣＰＵ）２９、表示処理ユニット３０、記憶ユニット３１、インタフェースユニット３２を具備している。以下、個々の構成要素の機能について説明する。
【００１１】
超音波プローブ１２は、被検体に対して超音波を送信し、当該送信した超音波に基づく被検体からの反射波を受信するデバイス（探触子）であり、その先端に複数に配列された圧電振動子、整合層バッキング材等を有している。圧電振動子は、超音波プローブ１２は、超音波送信ユニット２１からの駆動信号に基づきスキャン領域内の所望の方向に超音波を送信し、当該被検体からの反射波を電気信号に変換する。整合層は、当該圧電振動子に設けられ、超音波エネルギーを効率良く伝播させるための中間層である。バッキング材は、当該圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止する。当該超音波プローブ１２から被検体Ｐに超音波が送信されると、当該送信超音波は、体内組織の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブ１２に受信される。このエコー信号の振幅は、反射することになった不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが、移動している血流で反射された場合のエコーは、ドプラ効果により移動体の超音波送信方向の速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１２】
なお、本実施形態に係る超音波プローブ１２は、ボリュームデータを取得可能なものとして、二次元アレイプローブ（複数の超音波振動子が二次元マトリックス状に配列されたプローブ）、又はメカニカル４Ｄプローブ（超音波振動子列をその配列方向と直交する方向に機械的に煽りながら超音波走査を実行可能なプローブ）であるとする。しかしながら、当該例に拘泥されず、超音波プローブ１２として例えば一次元アレイプローブを採用し、これを手動によって揺動させながら超音波走査をすることでも、ボリュームデータを取得することは可能である。
【００１３】
入力装置１３は、装置本体１１に接続され、オペレータからの各種指示、条件、関心領域（ＲＯＩ）の設定指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体１１にとりこむための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード等を有している。例えば、操作者が入力装置１３の終了ボタンやＦＲＥＥＺＥボタンを操作すると、超音波の送受信は終了し、当該超音波診断装置は一時停止状態となる。
【００１４】
モニター１４は、画像処理ユニット２８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。
【００１５】
超音波送信ユニット２１は、図示しないトリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路等を有している。トリガ発生回路では、所定のレート周波数ｆｒ Ｈｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信超音波を形成するためのトリガ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、各トリガパルスに与えられる。パルサ回路は、このトリガパルスに基づくタイミングで、プローブ１２に駆動パルスを印加する。
【００１６】
なお、超音波送信ユニット２１は、制御プロセッサ２９の指示に従っ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、送信駆動電圧等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については、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、又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。
【００１７】
超音波受信ユニット２２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１２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し、受信ダイナミックフォーカスを行う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、エコー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、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。
【００１８】
Ｂモード処理ユニット２３は、受信ユニット２２からエコー信号を受け取り、対数増幅、包絡線検波処理などを施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータを生成する。
【００１９】
血流検出ユニット２４は、受信ユニット２２から受け取ったエコー信号から血流信号を検出し、血流データを生成する。血流信号の検出は、通常ＣＦＭ（Color Flow Mapping）で行われる。この場合、血流信号を解析し、血流データとして平均速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。
【００２０】
ＲＡＷデータメモリ２５は、Ｂモード処理ユニット２３から受け取った複数のＢモードデータを用いて、三次元的な超音波走査線上のＢモードデータであるＢモードＲＡＷデータを生成する。また、ＲＡＷデータメモリ２５は、血流検出ユニット２４から受け取った複数の血流データを用いて、三次元的な超音波走査線上の血流データである血流ＲＡＷデータを生成する。なお、ノイズ低減や画像の繋がりを良くすることを目的として、ＲＡＷデータメモリ２５の後に三次元的なフィルタを挿入し、空間的なスムージングを行うようにしてもよい。
【００２１】
ボリュームデータ生成ユニット２６は、ＲＡＷ−ボクセル変換を実行することにより、ＲＡＷデータメモリ２５から受け取ったＢモードＲＡＷデータからＢモードボリュームデータを生成する。このＲＡＷ−ボクセル変換は、空間的な位置情報を加味した補間処理により、Ｂモードボクセルデータを生成するものである。同様に、ボリュームデータ生成ユニット２６は、ＲＡＷ−ボクセル変換を実行することにより、ＲＡＷデータメモリ２５から受け取った血流ＲＡＷデータから血流ボリュームデータを生成する。
【００２２】
ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、制御プロセッサ２９からの制御に基づいて、ボリュームデータ生成ユニット２６において生成されるボリュームデータに対して、後述するＮＴ計測支援機能に従う処理を実行する。
【００２３】
画像処理ユニット２８は、ボリュームデータ生成ユニット２６、ＮＴ計測支援処理ユニット２７から受け取るボリュームデータに対して、ボリュームレンダリング、多断面変換表示（ＭＰＲ：multi planar reconstruction）、最大値投影表示（ＭＩＰ：maximum intensity projection）等の所定の画像処理を行う。なお、ノイズ低減や画像の繋がりを良くすることを目的として、画像処理ユニット２８の後に二次元的なフィルタを挿入し、空間的なスムージングを行うようにしてもよい。
【００２４】
制御プロセッサ２９は、情報処理装置（計算機）としての機能を持ち、本超音波診断装置本体の動作を制御する。制御プロセッサ２９は、記憶ユニット３１から後述するＮＴ計測支援機能を実現するための専用プログラムを読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・制御等を実行する。
【００２５】
表示処理ユニット３０は、画像処理ユニット２８において生成・処理された各種画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度（ブライトネス）、コントラスト、γカーブ補正、ＲＧＢ変換等の各種を実行する。
【００２６】
記憶ユニット３１は、後述するＮＴ計測支援機能を実現するための専用プログラムや、診断情報（患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、送受信条件、スペックル除去機能を実現するためのプログラム、ボディマーク生成プログラムその他のデータ群が保管されている。また、必要に応じて、ＲＡＷデータメモリ２５中の画像の保管などにも使用される。記憶ユニット３１のデータは、インタフェースユニット３２を経由して外部周辺装置へ転送することも可能となっている。
【００２７】
インタフェースユニット３２は、入力装置１３、ネットワーク、新たな外部記憶装置（図示せず）に関するインタフェースである。当該装置によって得られた超音波画像等のデータや解析結果等は、インタフェースユニット３２よって、ネットワークを介して他の装置に転送可能である。
【００２８】
（ＮＴ計測支援機能）
次に、本超音波診断装置１が有するＮＴ計測支援機能について説明する。この機能は、超音波診断装置によって取得されたボリュームデータを用いた高精度なＮＴ計測を支援するものである。
【００２９】
なお、以下の説明においては、ボリュームデータ生成ユニット２６において生成された超音波画像に対して、ＮＴ計測支援機能に従う処理（ＮＴ計測支援処理）を実行する場合を例とする。しかしながら、これに拘泥されず、例えば、ボリュームデータ生成ユニット２６に入力される前のＲＡＷデータに対して、ＮＴ計測支援処理を実行するようにしてもよい。図２に、係る場合の超音波診断装置１のブロック構成図の一例を示した。
【００３０】
図３は、本ＮＴ計測支援処理の流れを示したフローチャートである。以下、各ステップにおける処理の内容について説明する。
【００３１】
［患者情報・送受信条件を入力受：ステップＳ１］
入力装置１３を介して患者情報の入力、送受信条件（被走査領域の大きさを決めるための画角、焦点位置、送信電圧等）、被検体の所定領域を超音波走査するための撮像モード、スキャンシーケンス等の選択が実行される（ステップＳ１）。入力、選択された各種情報・条件等は、自動的に記憶ユニット３１に記憶される。
【００３２】
［ボリュームデータを取得：ステップＳ２］
超音波プローブ１２が妊婦の所望の位置に当接され、胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を被走査領域として超音波走査が実行され、超音波データが取得される。取得された超音波データは、超音波受信ユニット２２を経由してＢモード処理ユニット２３に逐次送られる。Ｂモード処理ユニット２３は、対数増幅処理、包絡線検波処理等を実行し、信号強度が輝度で表現される画像データをフレーム毎に生成する。ＲＡＷデータメモリ２５は、Ｂモード処理ユニット２３から受け取った複数のＢモードデータを用いてＢモードＲＡＷデータを生成する。ボリュームデータ生成ユニット２６は、ＲＡＷデータメモリ２５から受け取ったＢモードＲＡＷデータに対してＲＡＷ−ボクセル変換を実行することにより、Ｂモードボリュームデータを生成する（ステップＳ２）。
【００３３】
［矢状断面画像を生成・表示：ステップＳ３］
次に、画像処理ユニット２８は、生成されたボリュームデータを用いて、ＮＴ領域（胎児のＮＴに対応する領域）を含む胎児の矢状断面画像を生成する。生成された矢状断面画像は、モニター１４に所定の形態で表示される（ステップＳ３）。
【００３４】
［矢状断面画像の基準領域・基準点を設定：ステップＳ４］
例えば図４に示すように、入力装置１３を介して、NT計測開始が選択され、矢状断面画像に対しＮＴ領域及び表示対象領域が入力されると、画像処理ユニット２８は、矢状断面画像上にＮＴ領域及び表示対象領域を設定する（ステップＳ４）。しかしながら、ＮＴ領域及び表示対象領域の入力・設定手法は、当該例に拘泥されない。例えば、入力装置１３を介して、矢状断面画像上のＮＴ領域内の任意の一点（ＮＴ領域の中心付近の点等）を指定することで、当該点を基準として、ＮＴ領域を自動的に設定するようにしてもよい。さらに、表示対象領域は、設定されたＮＴ領域を基準として、自動的に設定するようにしてもよい。
【００３５】
なお、本ステップにおいて設定されたＮＴ領域及び表示対象領域は、入力装置１３からの入力により、任意のタイミングでその位置、大きさ、向きを変更することが可能である。
【００３６】
［ＮＴデータ、ＮＴ領域の長手方向の検出：ステップＳ５］
ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、ボリュームデータから、設定された表示対象領域に対応する表示対象データ、及びＮＴ領域に対応するＮＴデータ（計算機で処理するためのＮＴ領域に対応するデータ）を検出する。また、ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、検出されたＮＴデータを用いて、ＮＴ領域の長手方向（ＮＴ方向）を検出する（ステップＳ５）。
【００３７】
なお、ＮＴ領域に対応するＮＴデータの検出手法には、特に限定はない。例えば、ボクセル値による閾値処理（セグメンテーション）や、表示対象領域内において、矢状断面を画面奥行き方向（胎児の左右方向）にずらしながら、各断面においてＮＴ領域の境界を検出する等の種々の手法を採用することができる。
【００３８】
［視線方向の決定：ステップＳ６］
次に、ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、ＮＴ方向の厚さ計測及びレンダリングに用いる視線方向を、ＮＴ方向の法線方向として決定する（ステップＳ６）。なお、本実施形態においては、図５に示すように、画像上部又は右側を視点とし、腹側から背側へ向かう視線方向をＮＴ方向の法線方向採用するものとする。しかしながら、視線方向としては、背側から腹側へ向かう方向及び腹側から背側へ向かう方向のいずれも採用することができ、胎児がどのような状態（上下向き、左右向き）で描出されても計測可能である。また、例えば矢状断面画像上の所望の位置に視線方向の基準点を指定し、当該視線方向の基準点とＮＴ方向とから、視線方向を決定するようにしてもよい。この場合、例えば図６に示すように、ＮＴ方向を示すガイドラインと指定された視線方向の基準点とを表示し、当該視線方向の基準点からガイドラインに引いた垂線を視線方向として表示することが好ましい。さらに、視線方向はＮＴ方向の法線方向に限定することなく、例えばＮＴ方向を基準として一意的に決定される方向としてもよい。
【００３９】
［視線方向に関するＮＴの厚さを計測：ステップＳ７］
次に、ＮＴ計測支援処理ユニット２７は、ＮＴデータ及び視線方向を用いて、視線方向のＮＴの厚さを計算する（ステップＳ７）。なお、ＮＴの厚さの計算手法には、特に限定はない。例えば、図７に示すように、ＮＴ領域に内接する複数の球を設定し、最も大きな球体の直径を視線方向のＮＴの厚さとすることができる。また、例えば図８に示すように、視線方向に平行し且つＮＴ領域を通過する複数の直線を設定し、ＮＴ領域によって切り取られる線分の長さの最大値視線方向のＮＴの厚さとしてもよい。
【００４０】
［ＮＴ領域を含む三次元画像の生成・表示：ステップＳ８］
次に、画像処理ユニット２８は、表示対象データを用いたレンダリング処理を実行し、ＮＴ領域を含むＣａｖｉｔｙ画像或いは三次元画像を生成する。このとき、画像処理ユニット２８は、図９に示すように、ＮＴ領域内のボクセルには高い値（白）を、その他のボクセルには低い値（黒）を割り当てたり、階調反転処理等を行うことにより、ＮＴ領域がそれ以外の領域よりも明るくするための強調処理を実行する。また、画像処理ユニット２８は、図１０に示すように、必要に応じて、ＮＴ領域につき、位置毎の厚さや分散値に応じて異なる色彩や濃度（輝度）を割り当てる等カラーマッピングを実行する。生成された三次元画像は、モニター１４に所定の形態で表示される（ステップＳ８）。
【００４１】
［視線方向・ＮＴデータの向きの調整：ステップＳ９］
ＮＴ計測における胎児の傾きが正しくない場合、生成され表示されるＮＴ領域は、例えば図１１に示すように不完全な形状等にて表示される。係る場合には、視線方向、ＮＴデータの向き、矢状断面画像の位置及び向きのうちの少なくとも一つを調整することで、ＮＴ領域を完全な形状等にて表示することができる。
【００４２】
すなわち、画像処理ユニット２８は、入力装置１３からの入力に応答して、例えばＮＴの厚さが最大となる位置が表示対象領域の中心となるように、視線方向、ＮＴデータの向き、矢状断面画像の位置及び向きのうちの少なくとも一つを変更する。また、ＮＴ計測支援処理ユニット２７、画像処理ユニット２８は、それぞれ変更後の視線方向、ＮＴデータ等を用いて、ステップＳ７、Ｓ８の再度実行する。これらの処理は、所望の三次元画像が取得されるまで繰り返し実行される。
【００４３】
なお、ＮＴデータや矢状断面画像の向きは、その変更角度（傾き）が大きくなりすぎないように、表示される矢状断面画像や三次元画像を視認しながら調整することが好ましい。また、予め可動範囲を制限しておくことで、必要以上の変更を防ぐことができる。さらに、例えばＮＴの厚さが最大となる位置が表示対象領域の中心にないケースは、装置側によっても判定することが可能である。係る場合には、例えば図１２に示すような角度調整用のアイコンを表示し、調整する角度方向を色彩によって明示することで、角度調整を積極的に促すようにしてもよい。
【００４４】
［ＮＴの最大値及び三次元画像の出力：ステップＳ１０］
生成された三次元画像及び計算されたＮＴ厚さは、所定の形態で出力され、記憶ユニット３１に自動的に保存される（ステップＳ１０）。本実施形態に係る超音波診断装置では、例えば図１３Ａに示す形態にて、矢状断面画像、ＮＴ領域を含む三次元画像、ＮＴ厚さをモニター１４に表示する。ＮＴ領域に凹凸があり厚い個所が複数個ある場合は、厚さの最大値を表示するものとする（図１３Ａの矢状断面画像上の矢印は、最大値の計測位置をマーキング表示したものである）。なお、ＮＴ厚さの表示形態は、図１３Ａの例に拘泥されない。例えば、図１３Ｂに示す様に、画像上において計測するＮＴ厚さを線分Ｌによって表示し、これを用いて計測範囲を指定する様にしてもよい。また、例えば、図１３Ｃに示す様に、画像上において計測範囲の一端と他端とを規定するポインタＰを表示し、これを用いてＮＴ厚さを計測し、得られた値を所定の形態で（図１３Ｃの例では、画面左下）に表示するようにしてもよい。
【００４５】
また、例えば図１４に示すように、表示された三次元画像上にて、さらにＮＴ計測の対象とする範囲を選択することで、より精度の高い計測値を求めることも可能である。さらに、例えば図１５、図１６に示す様に、三次元画像上においても最大値に対応する位置をマーキング表示することが好ましい。
【００４６】
なお、予め入力されていたり計測されたＧＡが１１週≦ＧＡ＜１４週になかったり、計測されたＣＲＬが４５ｍｍ＜ＣＲＬ＜８４ｍｍにない場合は、その旨のメッセージを表示したり、その旨を意味する所定のマークを計測値に付加することが好ましい。
【００４７】
（効果）
以上述べた本超音波診断装置によれば、ＮＴ領域を含む胎児の三次元領域を超音波走査することでボリュームデータを取得し、当該ボリュームデータを用いて得られる矢状断面に対して基準領域或いは基準点を設定する。そして、設定された基準領域或いは基準点を用いてＮＴデータ及びＮＴ方向を検出し、ＮＴ方向を用いて視線方向を決定し、視線方向に関するＮＴ領域の最大厚さを計測する。従って、二次元画像を用いる従来の計測と比較して、ＮＴ領域の最大厚さをより正確に計測することができる。
【００４８】
また、本超音波診断装置によれば、ＮＴ領域内のボクセルには高い値（白）を、その他のボクセルには低い値（黒）を割り当てたり、階調反転処理等を行うことにより、ＮＴ領域がそれ以外の領域よりも強調された三次元画像、或いは、ＮＴ領域につき、位置毎の厚さや分散値に応じて異なる色彩や濃度（輝度）を割り当てる等カラーマッピングを実行した三次元画像を生成し表示する。従って、視認性の高い三次元画像を提供するとができ、ＮＴ計測における診断の質の向上に寄与することができる。
【００４９】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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】
【００５０】
１０…超音波診断装置、１２…超音波プローブ、１３…入力装置、１４…モニター、２１…超音波送信ユニット、２２…超音波受信ユニット、２３…Ｂモード処理ユニット、２４…血流検出ユニット、２５…ＲＡＷデータメモリ、２６…ボリュームデータ生成ユニット、２７…ＮＴ計測支援処理ユニット、２８…画像処理ユニット、２９…制御プロセッサ、３０…表示処理ユニット、３１…記憶ユニット、３２…インタフェースユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を超音波で走査することでボリュームデータを取得するボリュームデータ取得ユニットと、
前記ボリュームデータを用いて生成された、前記胎児のＮＴ領域を含む所定の矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する検出ユニットと、
前記ＮＴデータと前記長手方向を基準とする視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の複数の位置に関する厚さを計測する計測ユニットと、
前記ＮＴデータと前記視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の厚さを示す画像を生成する画像生成ユニットと、
前記ＮＴ領域の複数の位置のうち少なくとも１つの位置における厚さと前記画像とを表示する表示ユニットと、
を具備する超音波診断装置。
【請求項２】
前記画像は、前記ＮＴ領域の厚さの分布を示す分布画像である請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記分布画像は、前記ＮＴ領域の厚さに応じて画素値が決定された画像である請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記画像は、ボリュームレンダリング画像、前記ＮＴ領域の厚さに応じて色彩が割り当てられたカラーマップ画像、前記ＮＴ領域の厚さに応じて輝度が割り当てられたグレースケール画像のうちのいずれかである請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記表示ユニットは、前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの最大値を表示する請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記表示ユニットは、前記最大値に対応する位置がマーキングされた前記画像を表示する請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記所定の矢状断面に対応する画像に対して、前記ＮＴ領域の少なくとも一部を含む領域、又は前記ＮＴ領域内に存在する点を入力するための入力ユニットと、
前記検出ユニットは、前記入力された領域又は点を基準として、前記ＮＴ領域を検出する請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記検出ユニットは、前記所定の矢状断面を当該断面に垂直な方向にずらしながら、各断面において前記ＮＴ領域の境界を検出することで、前記ＮＴ領域を検出する請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記所定の矢状断面の位置及び角度の少なくとも一方を変更することで、前記所定の矢状断面に対応する画像に表示される胎児の向きを変更する変更ユニットをさらに具備し、
前記検出ユニットは、変更後の前記矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記計測ユニットは、操作者によって入力される点と前記法線方向とを用いて、前記視線方向を決定する請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記画像生成ユニットは、
前記ＮＴ領域の厚さの最大値が前記ＮＴ領域の中央又はその近傍に位置するように、前記視線方向及び前記ＮＴデータの向きのうちの少なくとも一方を変更し、
変更後の前記視線又は前記ＮＴデータを用いて、前記画像を生成する請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記画像生成ユニットは、前記ＮＴ領域が明るくなるように階調を反転させて前記三次元画像を生成する請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記画像生成ユニットは、前記ＮＴデータをそれ以外のデータに比して高いボクセル値として、前記画像を生成する請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を超音波で走査することで取得されたボリュームデータを記憶する記憶ユニットと、
前記ボリュームデータを用いて生成された、前記胎児のＮＴ領域を含む所定の矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する検出ユニットと、
前記ＮＴデータと前記長手方向を基準とする視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の複数の位置に関する厚さを計測する計測ユニットと、
前記ＮＴデータと前記視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の厚さを示す画像を生成する画像生成ユニットと、
前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの少なくとも一つと前記画像とを表示する表示ユニットと、
を具備する超音波画像処理装置。
【請求項１５】
前記画像は、前記ＮＴ領域の厚さの分布を示す分布画像である請求項１４記載の超音波画像処理装置。
【請求項１６】
前記分布画像は、前記ＮＴ領域の厚さに応じて画素値が決定された画像である請求項１５記載の超音波画像処理装置。
【請求項１７】
前記分布画像は、ボリュームレンダリング画像、前記ＮＴ領域の厚さに応じて色彩が割り当てられたカラーマップ画像、前記ＮＴ領域の厚さに応じて輝度が割り当てられたグレースケール画像のうちのいずれかである請求項１５記載の超音波画像処理装置。
【請求項１８】
前記表示ユニットは、前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの最大値を表示する請求項１４乃至１７のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項１９】
前記表示ユニットは、前記最大値に対応する位置がマーキングされた前記画像を表示する請求項１４乃至１７のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２０】
前記所定の矢状断面に対応する画像に対して、前記ＮＴ領域の少なくとも一部を含む領域、又は前記ＮＴ領域内に存在する点を入力するための入力ユニットと、
前記検出ユニットは、前記入力された領域又は点を基準として、前記ＮＴ領域を検出する請求項１４乃至１９のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２１】
前記検出ユニットは、前記所定の矢状断面を当該断面に垂直な方向にずらしながら、各断面において前記ＮＴ領域の境界を検出することで、前記ＮＴ領域を検出する請求項１４乃至２０のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２２】
前記所定の矢状断面の位置及び角度の少なくとも一方を変更することで、前記所定の矢状断面に対応する画像に表示される胎児の向きを変更する変更ユニットをさらに具備し、
前記検出ユニットは、変更後の前記矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する請求項１４乃至２１のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２３】
前記計測ユニットは、操作者によって入力される点と前記法線方向とを用いて、前記視線方向を決定する請求項１４乃至２２のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２４】
前記画像生成ユニットは、
前記ＮＴ領域の厚さの最大値が前記ＮＴ領域の中央又はその近傍に位置するように、前記視線方向及び前記ＮＴデータの向きのうちの少なくとも一方を変更し、
変更後の前記視線又は前記ＮＴデータを用いて、前記画像を生成する請求項１４乃至２３のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２５】
前記画像生成ユニットは、前記ＮＴ領域が明るくなるように階調を反転させて前記三次元画像を生成する請求項１４乃至２４のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２６】
前記画像生成ユニットは、前記ＮＴデータをそれ以外のデータに比して高いボクセル値として、前記画像を生成する請求項１４乃至２４のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項１】
胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を超音波で走査することでボリュームデータを取得するボリュームデータ取得ユニットと、
前記ボリュームデータを用いて生成された、前記胎児のＮＴ領域を含む所定の矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する検出ユニットと、
前記ＮＴデータと前記長手方向を基準とする視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の複数の位置に関する厚さを計測する計測ユニットと、
前記ＮＴデータと前記視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の厚さを示す画像を生成する画像生成ユニットと、
前記ＮＴ領域の複数の位置のうち少なくとも１つの位置における厚さと前記画像とを表示する表示ユニットと、
を具備する超音波診断装置。
【請求項２】
前記画像は、前記ＮＴ領域の厚さの分布を示す分布画像である請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記分布画像は、前記ＮＴ領域の厚さに応じて画素値が決定された画像である請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記画像は、ボリュームレンダリング画像、前記ＮＴ領域の厚さに応じて色彩が割り当てられたカラーマップ画像、前記ＮＴ領域の厚さに応じて輝度が割り当てられたグレースケール画像のうちのいずれかである請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記表示ユニットは、前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの最大値を表示する請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記表示ユニットは、前記最大値に対応する位置がマーキングされた前記画像を表示する請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記所定の矢状断面に対応する画像に対して、前記ＮＴ領域の少なくとも一部を含む領域、又は前記ＮＴ領域内に存在する点を入力するための入力ユニットと、
前記検出ユニットは、前記入力された領域又は点を基準として、前記ＮＴ領域を検出する請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記検出ユニットは、前記所定の矢状断面を当該断面に垂直な方向にずらしながら、各断面において前記ＮＴ領域の境界を検出することで、前記ＮＴ領域を検出する請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記所定の矢状断面の位置及び角度の少なくとも一方を変更することで、前記所定の矢状断面に対応する画像に表示される胎児の向きを変更する変更ユニットをさらに具備し、
前記検出ユニットは、変更後の前記矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記計測ユニットは、操作者によって入力される点と前記法線方向とを用いて、前記視線方向を決定する請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記画像生成ユニットは、
前記ＮＴ領域の厚さの最大値が前記ＮＴ領域の中央又はその近傍に位置するように、前記視線方向及び前記ＮＴデータの向きのうちの少なくとも一方を変更し、
変更後の前記視線又は前記ＮＴデータを用いて、前記画像を生成する請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記画像生成ユニットは、前記ＮＴ領域が明るくなるように階調を反転させて前記三次元画像を生成する請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記画像生成ユニットは、前記ＮＴデータをそれ以外のデータに比して高いボクセル値として、前記画像を生成する請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
胎児の少なくとも一部を含む三次元領域を超音波で走査することで取得されたボリュームデータを記憶する記憶ユニットと、
前記ボリュームデータを用いて生成された、前記胎児のＮＴ領域を含む所定の矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する検出ユニットと、
前記ＮＴデータと前記長手方向を基準とする視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の複数の位置に関する厚さを計測する計測ユニットと、
前記ＮＴデータと前記視線方向とを用いて、前記ＮＴ領域の厚さを示す画像を生成する画像生成ユニットと、
前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの少なくとも一つと前記画像とを表示する表示ユニットと、
を具備する超音波画像処理装置。
【請求項１５】
前記画像は、前記ＮＴ領域の厚さの分布を示す分布画像である請求項１４記載の超音波画像処理装置。
【請求項１６】
前記分布画像は、前記ＮＴ領域の厚さに応じて画素値が決定された画像である請求項１５記載の超音波画像処理装置。
【請求項１７】
前記分布画像は、ボリュームレンダリング画像、前記ＮＴ領域の厚さに応じて色彩が割り当てられたカラーマップ画像、前記ＮＴ領域の厚さに応じて輝度が割り当てられたグレースケール画像のうちのいずれかである請求項１５記載の超音波画像処理装置。
【請求項１８】
前記表示ユニットは、前記ＮＴ領域の複数の厚さのうちの最大値を表示する請求項１４乃至１７のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項１９】
前記表示ユニットは、前記最大値に対応する位置がマーキングされた前記画像を表示する請求項１４乃至１７のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２０】
前記所定の矢状断面に対応する画像に対して、前記ＮＴ領域の少なくとも一部を含む領域、又は前記ＮＴ領域内に存在する点を入力するための入力ユニットと、
前記検出ユニットは、前記入力された領域又は点を基準として、前記ＮＴ領域を検出する請求項１４乃至１９のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２１】
前記検出ユニットは、前記所定の矢状断面を当該断面に垂直な方向にずらしながら、各断面において前記ＮＴ領域の境界を検出することで、前記ＮＴ領域を検出する請求項１４乃至２０のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２２】
前記所定の矢状断面の位置及び角度の少なくとも一方を変更することで、前記所定の矢状断面に対応する画像に表示される胎児の向きを変更する変更ユニットをさらに具備し、
前記検出ユニットは、変更後の前記矢状断面に対応する画像を基準として、前記ボリュームデータのうち前記ＮＴ領域に対応するＮＴデータと、前記ＮＴ領域の長手方向と、を検出する請求項１４乃至２１のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２３】
前記計測ユニットは、操作者によって入力される点と前記法線方向とを用いて、前記視線方向を決定する請求項１４乃至２２のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２４】
前記画像生成ユニットは、
前記ＮＴ領域の厚さの最大値が前記ＮＴ領域の中央又はその近傍に位置するように、前記視線方向及び前記ＮＴデータの向きのうちの少なくとも一方を変更し、
変更後の前記視線又は前記ＮＴデータを用いて、前記画像を生成する請求項１４乃至２３のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２５】
前記画像生成ユニットは、前記ＮＴ領域が明るくなるように階調を反転させて前記三次元画像を生成する請求項１４乃至２４のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【請求項２６】
前記画像生成ユニットは、前記ＮＴデータをそれ以外のデータに比して高いボクセル値として、前記画像を生成する請求項１４乃至２４のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
【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１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−８１２５７（Ｐ２０１２−８１２５７Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７６９９（Ｐ２０１１−１９７６９９）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【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４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【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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