JP2008307087A - Ultrasonogaph - Google Patents

Ultrasonogaph Download PDF

Info

Publication number
JP2008307087A
JP2008307087A JP2007154920A JP2007154920A JP2008307087A JP 2008307087 A JP2008307087 A JP 2008307087A JP 2007154920 A JP2007154920 A JP 2007154920A JP 2007154920 A JP2007154920 A JP 2007154920A JP 2008307087 A JP2008307087 A JP 2008307087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
image data
data
volume data
probe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007154920A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiyoshi Kaneda
明義 金田
Noriaki Otsuka
紀昭 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007154920A priority Critical patent/JP2008307087A/en
Publication of JP2008307087A publication Critical patent/JP2008307087A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve local sensitivity degradation on image data which are caused by ultrasonic absorption in transmitting ultrasound in tissues of a subject and an obstruction preventing the transmission. <P>SOLUTION: An ultrasonograph 100 is equipped with two ultrasonic probes 4a, 4b disposed in different positions of the subject. First, first three-dimensional ultrasound data are generated by using the ultrasonic probe 4a selected by a probe selection part 3, and second three-dimensional ultrasonic data are generated by using the ultrasonic probe 4b selected in the same way. Then, third volume data are generated by combining a first volume data based on the first three-dimensional ultrasonic data and a second volume data based on the second three-dimensional ultrasonic data, and three-dimensional image data acquired by performing rendering processing on the third volume data are displayed on a display part 9. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置に係り、特に、同一被検体に対して配置された複数の超音波プローブの各々によって収集される超音波情報を合成することにより良質な画像データの生成を可能とする超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and in particular, it is possible to generate high-quality image data by synthesizing ultrasonic information collected by each of a plurality of ultrasonic probes arranged on the same subject. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus.

超音波診断装置は、複数の振動素子が配列された超音波プローブを用いて被検体内の複数方向に対し超音波送受信を行ない、このとき得られた反射波に基づいて生成した画像データをモニタ上に表示するものであり、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で体内の2次元画像をリアルタイムで観測することができるため各種臓器の形態診断や機能診断に広く用いられている。   The ultrasonic diagnostic apparatus performs ultrasonic transmission / reception in a plurality of directions in a subject using an ultrasonic probe in which a plurality of vibration elements are arranged, and monitors image data generated based on the reflected wave obtained at this time It is displayed on the top and is widely used for morphological diagnosis and functional diagnosis of various organs because it can observe a two-dimensional image in the body in real time with a simple operation by simply bringing an ultrasonic probe into contact with the body surface. Yes.

又、近年では、複数の振動素子が1次元配列された超音波プローブを更に機械的に移動することによって3次元データ(ボリュームデータ)を収集する方法や、複数の超音波振動子が2次元配列された所謂2次元アレイ超音波プローブを用いてボリュームデータを収集する方法が開発され、これらのボリュームデータに基づいて生成したボリュームレンダリング画像データ等の3次元画像データをリアルタイム表示する試みもなされている。   In recent years, a method of collecting three-dimensional data (volume data) by further mechanically moving an ultrasonic probe in which a plurality of vibration elements are arranged one-dimensionally, or a plurality of ultrasonic transducers are arranged two-dimensionally A method for collecting volume data using a so-called two-dimensional array ultrasonic probe has been developed, and attempts have been made to display three-dimensional image data such as volume rendering image data generated based on the volume data in real time. .

このようにして得られた3次元画像データを観測することによって、血管や各臓器の位置関係の把握が容易となるため侵襲的な検査や治療への適用が検討されており、例えば、患部組織に対する薬物の投与や細胞・組織の摘出を目的とした穿刺を3次元画像データの観測下にて行なうことにより検査や治療における安全性を飛躍的に向上させることができる(例えば、特許文献1参照。)。
特開2006−346176号公報
By observing the three-dimensional image data obtained in this way, it becomes easy to grasp the positional relationship between blood vessels and organs, and therefore, application to invasive examinations and treatments has been studied. By performing puncture for the purpose of drug administration and cell / tissue extraction under observation of three-dimensional image data, safety in examination and treatment can be dramatically improved (see, for example, Patent Document 1) .).
JP 2006-346176 A

しかしながら、1つの超音波プローブを用いて3次元画像データの収集を行なう場合、超音波が被検体組織を伝播する際に発生する超音波吸収により十分なS/Nが得られない場合には、従来行なわれてきたTGC(Time gain control)法による受信信号の利得補正には限界があった。又、超音波の送受信方向に超音波の伝播を妨げる肺や骨等が存在する場合には、これらの後方における生体組織情報を捉えることができないため超音波診断装置の診断能が著しく低下するという問題点を有していた。   However, when collecting three-dimensional image data using one ultrasonic probe, when sufficient S / N cannot be obtained due to ultrasonic absorption generated when ultrasonic waves propagate through the subject tissue, There has been a limit to gain correction of received signals by the TGC (Time Gain Control) method that has been performed conventionally. In addition, when there are lungs, bones, etc. that prevent the propagation of ultrasonic waves in the ultrasonic wave transmission / reception direction, the diagnostic ability of the ultrasonic diagnostic apparatus is significantly reduced because the biological tissue information behind them cannot be captured. Had problems.

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波が被検体の組織内を伝播する際の超音波吸収やこの伝播を妨げる上述の障害物に起因した画像データ上の局所的な感度劣化の改善を可能とする超音波診断装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to absorb the ultrasonic waves when the ultrasonic waves propagate through the tissue of the subject and images due to the above-described obstacles that prevent the propagation. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can improve local sensitivity deterioration on data.

上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対する超音波の3次元走査によって得られたボリュームデータに基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、前記被検体の異なる複数の方向から前記3次元走査を行なう複数の超音波プローブと、前記超音波プローブの位置情報を検出する位置検出手段と、前記複数の超音波プローブの各々を用いた前記被検体に対する3次元走査によって収集した受信信号に基づいて複数のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、前記複数のボリュームデータを前記超音波プローブの位置情報に基づいて合成するボリュームデータ合成手段と、合成されたボリュームデータを処理して画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。   In order to solve the above problems, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention according to claim 1 is an ultrasonic diagnostic apparatus that generates image data based on volume data obtained by three-dimensional scanning of ultrasonic waves on a subject. A plurality of ultrasonic probes that perform the three-dimensional scanning from a plurality of different directions of the subject, position detection means that detects position information of the ultrasonic probes, and each of the plurality of ultrasonic probes. Volume data generating means for generating a plurality of volume data based on reception signals collected by three-dimensional scanning of the subject, and volume data combining means for combining the plurality of volume data based on position information of the ultrasonic probe; Image data generating means for processing the synthesized volume data to generate image data; and the image data Is characterized by comprising display means for displaying the data.

又、請求項3に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対する超音波の3次元走査によって得られたボリュームデータに基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、前記被検体の異なる複数の方向から前記3次元走査を行なう複数の超音波プローブと、前記超音波プローブの位置情報を検出する位置検出手段と、前記複数の超音波プローブの各々を用いた前記被検体に対する3次元走査によって収集した受信信号に基づいて複数のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、前記複数のボリュームデータの各々を処理して複数の画像データを生成する画像データ生成手段と、前記複数の画像データを前記超音波プローブの位置情報に基づいて合成する画像データ合成手段と、合成後の画像データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic diagnostic apparatus for generating image data based on volume data obtained by three-dimensional scanning of ultrasonic waves on a subject. A plurality of ultrasonic probes that perform the three-dimensional scanning from a plurality of directions, a position detection unit that detects position information of the ultrasonic probes, and a three-dimensional scanning of the subject using each of the plurality of ultrasonic probes Volume data generating means for generating a plurality of volume data based on the received signal collected by the image processing apparatus; image data generating means for processing each of the plurality of volume data to generate a plurality of image data; and the plurality of image data Is synthesized based on the position information of the ultrasonic probe, and a display for displaying the synthesized image data It is characterized in that a stage.

本発明によれば、超音波が被検体の組織内を伝播する際の超音波吸収やこの伝播を妨げる障害物に起因して発生する画像データ上の局所的な感度劣化が低減された良質な3次元画像データを収集することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the local sensitivity deterioration on the image data caused by the absorption of the ultrasonic wave when the ultrasonic wave propagates through the tissue of the subject and the obstacle that prevents the propagation. Three-dimensional image data can be collected.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下に述べる本発明の第1の実施例における超音波診断装置は、当該被検体の異なる位置に配置される2つの超音波プローブを備えている。そして、先ず第1の超音波プローブを用いて第1の3次元超音波データを生成し、次いで、第2の超音波プローブを用いて第2の3次元超音波データを生成する。次に、第1の3次元超音波データに基づく第1のボリュームデータと第2の3次元超音波データに基づく第2のボリュームデータを合成して第3のボリュームデータを生成し、得られた第3のボリュームデータをレンダリング処理して3次元画像データを生成する。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention described below includes two ultrasonic probes arranged at different positions of the subject. First, first three-dimensional ultrasonic data is generated using a first ultrasonic probe, and then second three-dimensional ultrasonic data is generated using a second ultrasonic probe. Next, the first volume data based on the first three-dimensional ultrasonic data and the second volume data based on the second three-dimensional ultrasonic data are synthesized to generate third volume data. The third volume data is rendered to generate 3D image data.

尚、以下に述べる第1の実施例では、2次元配列された複数の振動素子を有する超音波プローブを用いて当該被検体の診断対象部位に対する3次元走査を行なう場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、1次元配列された複数の振動素子をその配列方向と直交する方向に高速揺動あるいは高速移動することにより前記診断対象部位に対する3次元走査を行なってもよい。   In the first embodiment described below, a case will be described in which a three-dimensional scan is performed on a region to be diagnosed of the subject using an ultrasonic probe having a plurality of vibration elements arranged two-dimensionally. However, the present invention is not limited to this. For example, the diagnosis target region may be scanned three-dimensionally by swinging or moving a plurality of one-dimensionally arranged vibration elements in a direction orthogonal to the arrangement direction.

又、本実施例では、Bモードデータに基づいて3次元画像データを生成する場合について述べるが、カラードプラデータ等の他の超音波データに基づく3次元画像データあるいはBモードデータとカラードプラデータに基づく3次元画像データであっても構わない。   In this embodiment, the case where three-dimensional image data is generated based on B-mode data will be described. However, three-dimensional image data based on other ultrasonic data such as color Doppler data, or B-mode data and color Doppler data. It may be 3D image data based on it.

(装置の構成)
本実施例における超音波診断装置の構成につき図1乃至図7を用いて説明する。尚、図1は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図3は、この超音波診断装置が備えた送受信部及び超音波データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。又、図6は、前記超音波診断装置が備えた画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
(Device configuration)
The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus, and FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of a transmission / reception unit and an ultrasonic data generation unit provided in the ultrasonic diagnostic apparatus. is there. FIG. 6 is a block diagram showing a specific configuration of an image data generation unit provided in the ultrasonic diagnostic apparatus.

図1に示す本実施例の超音波診断装置100は、被検体の診断対象部位に対して超音波パルス(送信超音波)を送信し、この送信によって得られた超音波反射波(受信超音波)を電気信号(受信信号)に変換する複数個の振動素子を備えた2つの超音波プローブ4a(第1の超音波プローブ)及び超音波プローブ4b(第2の超音波プローブ)と、超音波プローブ4aあるいは超音波プローブ4bの選択を行なうプローブ選択部3と、前記被検体の所定方向に対し超音波パルスを送信するための駆動信号をプローブ選択部3によって選択された超音波プローブ4aあるいは超音波プローブ4bの振動素子に供給し、プローブ選択部3を介しこれらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部2と、整相加算後の受信信号を信号処理して超音波データ(Bモードデータ)を生成する超音波データ生成部5と、超音波プローブ4a及び超音波プローブ4bを用いた当該被検体に対する3次元走査によって得られた3次元的な超音波データ(以下では、3次元超音波データと呼ぶ。)を用いてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部6を備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 1 transmits an ultrasonic pulse (transmitted ultrasonic wave) to a diagnosis target part of a subject, and an ultrasonic reflected wave (received ultrasonic wave) obtained by this transmission. ) Two ultrasonic probes 4a (first ultrasonic probe) and ultrasonic probe 4b (second ultrasonic probe) having a plurality of vibration elements that convert electrical signals (reception signals) into ultrasonic signals, and ultrasonic waves The probe selection unit 3 that selects the probe 4a or the ultrasonic probe 4b, and the ultrasonic probe 4a or the ultrasonic signal that is selected by the probe selection unit 3 as a drive signal for transmitting an ultrasonic pulse in a predetermined direction of the subject. A transmission / reception unit 2 that supplies the oscillating element of the sonic probe 4b and phasing and adding the reception signals of a plurality of channels obtained from these oscillating elements via the probe selection unit 3; 3 obtained by three-dimensional scanning with respect to the subject using the ultrasonic data generation unit 5 that generates ultrasonic data (B-mode data) by performing signal processing on the signal, and the ultrasonic probe 4a and the ultrasonic probe 4b. A volume data generation unit 6 that generates volume data using dimensional ultrasonic data (hereinafter referred to as three-dimensional ultrasonic data) is provided.

更に、超音波診断装置100は、超音波プローブ4aを用いて生成されたボリュームデータ(第1のボリュームデータ)と超音波プローブ4bを用いて生成されたボリュームデータ(第2のボリュームデータ)を超音波プローブ4a及び4bの位置情報に基づいて合成し第3のボリュームデータを生成するボリュームデータ合成部7と、この第3のボリュームデータを用いて3次元画像データを生成する画像データ生成部8と、生成された3次元画像データを表示する表示部9と、被検体情報の入力、画像データ収集条件や画像データ表示条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部10と、超音波プローブ4aの位置情報を検出する位置検出部11a(第1の位置検出部)及び超音波プローブ4bの位置情報を検出する位置検出部11b(第2の位置検出部)と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部12を備えている。   Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus 100 uses the volume data (first volume data) generated using the ultrasonic probe 4a and the volume data (second volume data) generated using the ultrasonic probe 4b. A volume data synthesizing unit 7 for synthesizing based on the positional information of the acoustic probes 4a and 4b and generating third volume data; and an image data generating unit 8 for generating three-dimensional image data using the third volume data; A display unit 9 for displaying the generated three-dimensional image data, an input unit 10 for inputting subject information, setting image data collection conditions and image data display conditions, and inputting various command signals, and an ultrasonic probe. Position detection unit 11a (first position detection unit) that detects position information of 4a and position detection that detects position information of the ultrasonic probe 4b 11b (second position detector), and a system control unit 12 which collectively controls the respective units described above.

被検体の周囲に配置された図示しない支持体に対し摺動あるいは揺動自在に取り付けられた超音波プローブ4a及び4bの各々は2次元配列されたN個の図示しない振動素子をその先端部に有し、この先端部を患者の体表に接触させて超音波の送受信を行なう。又、これらのN個の振動素子は、Nチャンネルの多芯ケーブル及びプローブ選択部3を介して送受信部2の入出力端子に接続されている。   Each of the ultrasonic probes 4a and 4b slidably or swingably attached to a support (not shown) arranged around the subject has N vibration elements (not shown) arranged two-dimensionally at its tip. The tip is brought into contact with the patient's body surface to transmit and receive ultrasonic waves. These N vibrating elements are connected to the input / output terminals of the transmission / reception unit 2 via an N-channel multi-core cable and the probe selection unit 3.

振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス(駆動信号)を超音波パルス(送信超音波)に変換し、又、受信時には超音波反射波(受信超音波)を電気的な受信信号に変換する機能を有している。尚、超音波プローブ4a及び4bには、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、操作者は診断部位に応じて任意に選択することが可能であるが、本実施例では、N個の振動素子が2次元配列されたセクタ走査用の超音波プローブ4a及び4bを用いた場合について述べる。   The vibration element is an electroacoustic transducer, which converts an electric pulse (drive signal) into an ultrasonic pulse (transmitted ultrasonic wave) at the time of transmission, and converts an ultrasonic reflected wave (received ultrasonic wave) into an electric reception signal at the time of reception. It has the function to convert to. The ultrasonic probes 4a and 4b include sector scanning, linear scanning, convex scanning, and the like, and the operator can arbitrarily select them according to the diagnostic site. A case will be described in which sector scanning ultrasonic probes 4a and 4b in which N vibrating elements are two-dimensionally arranged are used.

次に、上述のプローブ選択部3の機能につき図2を用いて説明する。但し、ここでは説明を簡単にするために送信用振動素子数(Nt)及び受信用振動素子数(Nr)は超音波プローブ4aあるいは超音波プローブ4bが有する振動素子数Nに等しい場合について述べるが、これに限定されない。   Next, the function of the probe selection unit 3 will be described with reference to FIG. However, here, in order to simplify the description, a case will be described in which the number of vibration elements for transmission (Nt) and the number of vibration elements for reception (Nr) are equal to the number N of vibration elements included in the ultrasonic probe 4a or the ultrasonic probe 4b. However, the present invention is not limited to this.

即ち、プローブ選択部3は、図2に示すようにNチャンネルの切り替えスイッチSW−1乃至SW−Nを有し、これら切り替えスイッチSW−1乃至SW−Nの各々は、システム制御部12から供給される選択制御信号に従って超音波プローブ4aが内蔵する振動素子41a−1乃至41a−Nあるいは超音波プローブ4bが内蔵する振動素子41b−1乃至41b−Nの何れか一方を送受信部2の送信部21−1乃至21−N及び受信部22−1乃至22−Nへ接続する。   That is, as shown in FIG. 2, the probe selection unit 3 has N-channel change-over switches SW-1 to SW-N, and each of these change-over switches SW-1 to SW-N is supplied from the system control unit 12. One of the vibration elements 41a-1 to 41a-N built in the ultrasonic probe 4a or the vibration elements 41b-1 to 41b-N built in the ultrasonic probe 4b according to the selected control signal is transmitted to the transmission unit 2 21-1 to 21-N and receiving units 22-1 to 22-N are connected.

次に、図3に示す送受信部2は、超音波プローブ4aあるいは超音波プローブ4bにおけるN個の振動素子の中から選択されたNt個の送信用振動素子に対して駆動信号を供給する送信部21と、前記N個の振動素子の中から選択されたNr個の受信用振動素子によって得られたNrチャンネルの受信信号に対し整相加算を行なう受信部22を備えている。   Next, the transmission / reception unit 2 illustrated in FIG. 3 transmits a drive signal to Nt transmission vibration elements selected from the N vibration elements in the ultrasonic probe 4a or the ultrasonic probe 4b. 21 and a receiving unit 22 that performs phasing addition on the received signal of the Nr channel obtained by Nr receiving vibrating elements selected from the N vibrating elements.

送信部21は、レートパルス発生器211、送信遅延回路212及び駆動回路213を備え、レートパルス発生器211は、送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成して送信遅延回路212に供給する。送信遅延回路212は、送信に使用されるNt個の振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信超音波を所定の深さに集束するための集束用遅延時間と所定方向(θp、φq)に送信するための偏向用遅延時間を上記レートパルスに与えて駆動回路213へ供給する。駆動回路213は、送信遅延回路212と同数の独立な駆動回路を有し、超音波プローブ3にて2次元配列されているN個の振動素子の中から送信用として選択されたNt(Nt≦N)個の振動素子を駆動して被検体の体内に送信超音波を放射する。   The transmission unit 21 includes a rate pulse generator 211, a transmission delay circuit 212, and a drive circuit 213. The rate pulse generator 211 generates a rate pulse that determines the repetition period of the transmission ultrasonic wave and supplies the generated rate pulse to the transmission delay circuit 212. To do. The transmission delay circuit 212 is composed of the same number of independent delay circuits as the Nt number of vibration elements used for transmission, and includes a focusing delay time for focusing the transmission ultrasonic wave to a predetermined depth and a predetermined direction (θp, A deflection delay time for transmission to φq) is given to the rate pulse and supplied to the drive circuit 213. The drive circuit 213 includes the same number of independent drive circuits as the transmission delay circuit 212, and Nt (Nt ≦ Nt ≦ N) selected for transmission from among the N vibration elements arranged two-dimensionally by the ultrasonic probe 3 N) Driving the number of vibration elements to radiate transmission ultrasonic waves into the body of the subject.

一方、受信部22は、超音波プローブ4aあるいは超音波プローブ4bに内蔵されているN個の振動素子の中から受信用として選択されたNr(Nr≦N)個の振動素子に対応するNrチャンネルのプリアンプ220、A/D変換器221及び受信遅延回路222と加算器223を備えている。そして、受信用振動素子から供給されるNrチャンネルの受信信号の各々は、プリアンプ220において生体組織の伝播距離に依存する減衰量が補正され、更に、A/D変換器221にてデジタル信号に変換されて受信遅延回路222に送られる。   On the other hand, the receiving unit 22 has Nr channels corresponding to Nr (Nr ≦ N) vibration elements selected for reception from among the N vibration elements built in the ultrasonic probe 4a or the ultrasonic probe 4b. The preamplifier 220, the A / D converter 221, the reception delay circuit 222, and the adder 223 are provided. Each of the Nr channel received signals supplied from the receiving vibration element is corrected for attenuation depending on the propagation distance of the living tissue in the preamplifier 220, and further converted into a digital signal by the A / D converter 221. And sent to the reception delay circuit 222.

受信遅延回路222は、所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と、所定方向(θp、φq)に対し強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をA/D変換器221から出力されるNrチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器223は、受信遅延回路222からの受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路222と加算器223により、所定方向から得られた受信信号は整相加算される。   The reception delay circuit 222 sets a focusing delay time for focusing the received ultrasonic wave from a predetermined depth and a deflection delay time for setting a strong reception directivity for a predetermined direction (θp, φq). An Nr channel reception signal output from the / D converter 221 is applied to each of the reception signals, and an adder 223 adds and combines the reception signals from the reception delay circuit 222. That is, the reception delay circuit 222 and the adder 223 perform phasing addition on the reception signal obtained from a predetermined direction.

図4は、超音波プローブ4aの中心軸をz軸として設定された直交座標(xo−yo−zo)における超音波の送受信方向(θp、φq)を示したものであり、この場合、振動素子はxo軸方向及びyo軸方向に沿って2次元配列され、θp及びφqは、xo−zo平面及びyo−zo平面に投影された送受信方向のzo軸に対する角度を示している。   FIG. 4 shows the ultrasonic transmission / reception direction (θp, φq) in orthogonal coordinates (xo-yo-zo) set with the central axis of the ultrasonic probe 4a as the z-axis. In this case, the vibration element Are two-dimensionally arranged along the xo-axis direction and the yo-axis direction, and θp and φq indicate angles with respect to the zo-axis in the transmission / reception direction projected on the xo-zo plane and the yo-zo plane.

尚、受信遅延回路222及び加算器223は、システム制御部12の遅延時間制御により複数方向に対する受信超音波ビームを同時に形成する所謂並列同時受信を行なうことも可能である。この並列同時受信法の適用により3次元走査に要する時間は大幅に短縮される。   Note that the reception delay circuit 222 and the adder 223 can perform so-called parallel simultaneous reception in which a reception ultrasonic beam in a plurality of directions is simultaneously formed by delay time control of the system control unit 12. By applying this parallel simultaneous reception method, the time required for three-dimensional scanning is greatly reduced.

図3に戻って、超音波データ生成部5は、包絡線検波器51と対数変換器52を備え、受信部22の加算器223から供給された整相加算後の受信信号は、包絡線検波器51にて包絡線検波された後対数変換器52にてその振幅が対数変換され超音波データとしてのBモードデータが生成される。尚、包絡線検波器51と対数変換器52は順序を入れ替えて構成してもよい。そして、超音波データ生成部5にて生成された超音波データは、ボリュームデータ生成部6の図示しないデータ記憶回路に保存される。   Returning to FIG. 3, the ultrasonic data generation unit 5 includes an envelope detector 51 and a logarithmic converter 52, and the received signal after phasing addition supplied from the adder 223 of the reception unit 22 is envelope detection. After the envelope is detected by the device 51, the logarithmic converter 52 logarithmically converts the amplitude thereof to generate B-mode data as ultrasonic data. Note that the envelope detector 51 and the logarithmic converter 52 may be configured by changing the order. The ultrasonic data generated by the ultrasonic data generation unit 5 is stored in a data storage circuit (not shown) of the volume data generation unit 6.

次に、図1に示したボリュームデータ生成部6は、超音波プローブ4aを用いた被検体に対する3次元走査によって収集される3次元超音波データ(第1の3次元超音波データ)及び超音波プローブ4bを用いた前記被検体に対する3次元走査によって収集される3次元超音波データ(第2の3次元超音波データ)を保存する上述のデータ記憶回路とこれらの3次元超音波データを補間処理して第1のボリュームデータ及び第2のボリュームデータを生成する演算回路を有している。   Next, the volume data generation unit 6 shown in FIG. 1 performs three-dimensional ultrasound data (first three-dimensional ultrasound data) and ultrasound collected by three-dimensional scanning on the subject using the ultrasound probe 4a. The above-described data storage circuit for storing three-dimensional ultrasonic data (second three-dimensional ultrasonic data) collected by three-dimensional scanning on the subject using the probe 4b and interpolation processing of these three-dimensional ultrasonic data And an arithmetic circuit for generating the first volume data and the second volume data.

即ち、超音波プローブ4a及び4bを用いた当該被検体の3次元走査によって収集された超音波データは、システム制御部12から供給される送受信方向(θp、φq)の情報に対応させて前記データ記憶回路に保存され第1の3次元超音波データ及び第2の3次元超音波データが生成される。   That is, the ultrasonic data collected by the three-dimensional scanning of the subject using the ultrasonic probes 4a and 4b corresponds to the data in the transmission / reception direction (θp, φq) supplied from the system control unit 12. The first three-dimensional ultrasonic data and the second three-dimensional ultrasonic data are generated in the storage circuit.

一方、前記演算回路は、前記データ記憶回路にて生成された第1の3次元超音波データ及び第2の3次元超音波データを読み出し、これらの3次元超音波データを構成する不等間隔のボクセルを補間処理することによって等方的なボクセルを有するボリュームデータを生成する。   On the other hand, the arithmetic circuit reads out the first three-dimensional ultrasonic data and the second three-dimensional ultrasonic data generated by the data storage circuit, and sets the three-dimensional ultrasonic data at unequal intervals. Volume data having isotropic voxels is generated by interpolating the voxels.

次いで、ボリュームデータ合成部7は、図示しない演算回路を有し、位置検出部11a及び11bにおいて検出されシステム制御部12の主制御部122を介して供給される超音波プローブ4a及び4bの位置情報(例えば、超音波プローブ4a及び4bの位置座標や傾斜角度)に基づきボリュームデータ生成部6から供給される第1のボリュームデータと第2のボリュームデータを合成して第3のボリュームデータを生成する。   Next, the volume data synthesizing unit 7 has an arithmetic circuit (not shown), and the position information of the ultrasonic probes 4a and 4b detected by the position detecting units 11a and 11b and supplied via the main control unit 122 of the system control unit 12 is provided. Based on (for example, the position coordinates and inclination angles of the ultrasonic probes 4a and 4b), the first volume data supplied from the volume data generation unit 6 and the second volume data are combined to generate the third volume data. .

図5は、ボリュームデータ合成部7により第1のボリュームデータと第2のボリュームデータの合成方法を説明するための図であり、この図では、位置検出部11a及び11bから供給された位置情報に基づいて合成される第1のボリュームデータVaと第2のボリュームデータVbを示している。この場合、超音波プローブ4aから距離Lax離れ、超音波プローブ4bから距離Lbx(Lbx>Lax)離れた第3のボリュームデータにおけるボクセルBxのボクセル値Px(Lax,Lbx)は、第1のボリュームデータVaにおけるボクセルBxのボクセル値と第2のボリュームデータVbにおけるボクセルBxのボクセル値とを距離Lax及びLbxに基づいて重み付け加算することにより算出される。   FIG. 5 is a diagram for explaining a method of synthesizing the first volume data and the second volume data by the volume data synthesizing unit 7. In this figure, the position information supplied from the position detecting units 11a and 11b is shown. The first volume data Va and the second volume data Vb synthesized based on the above are shown. In this case, the voxel value Px (Lax, Lbx) of the voxel Bx in the third volume data separated from the ultrasonic probe 4a by the distance Lax and separated from the ultrasonic probe 4b by the distance Lbx (Lbx> Lax) is the first volume data. The voxel value of the voxel Bx in Va and the voxel value of the voxel Bx in the second volume data Vb are calculated by weighted addition based on the distances Lax and Lbx.

例えば、第1のボリュームデータVaにおけるボクセルBxのボクセル値をPa、第2のボリュームデータVbにおけるボクセルBxのボクセル値をPbとした場合、第3のボリュームデータにおけるボクセルBxのボクセル値Px(Lax,Lbx)は、例えば、以下に示す式(1)あるいは式(2)によって算出され、ボクセルBxに近い超音波プローブ4aによって収集された第1のボリュームデータVaのボクセル値Paが支配的となるように重み付け処理が行なわれる。

Figure 2008307087
Figure 2008307087
For example, when the voxel value of the voxel Bx in the first volume data Va is Pa and the voxel value of the voxel Bx in the second volume data Vb is Pb, the voxel value Px (Lax, Lbx) is calculated by, for example, the following formula (1) or (2), and the voxel value Pa of the first volume data Va collected by the ultrasonic probe 4a close to the voxel Bx is dominant. A weighting process is performed.
Figure 2008307087
Figure 2008307087

次に、画像データ生成部8による3次元画像データの生成方法につき図6を用いて説明する。図6は、3次元画像データの生成を可能とする画像データ生成部8の具体的な構成を示すブロック図であり、この画像データ生成部8は、ボリュームデータ記憶部81、不透明度・色調設定部82、レンダリング処理部83及び3次元画像データ記憶部84を有している。そして、ボリュームデータ合成部7における第1のボリュームデータと第2のボリュームデータとの合成によって生成された第3のボリュームデータは、ボリュームデータ記憶部81に一旦保存される。   Next, a method for generating three-dimensional image data by the image data generation unit 8 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram illustrating a specific configuration of the image data generation unit 8 that enables generation of three-dimensional image data. The image data generation unit 8 includes a volume data storage unit 81, an opacity / tone setting, and the like. A unit 82, a rendering processing unit 83, and a three-dimensional image data storage unit 84. Then, the third volume data generated by combining the first volume data and the second volume data in the volume data combining unit 7 is temporarily stored in the volume data storage unit 81.

一方、不透明度・色調設定部82は、第3のボリュームデータのボクセル値に基づいて透明度と色調をボクセル単位で設定し、レンダリング処理部83は、不透明度・色調設定部82によって設定された不透明度や色調の情報に基づき、ボリュームデータ記憶部81から供給される第3のボリュームデータをレンダリング処理して3次元画像データを生成する。そして、得られた3次元画像データは3次元画像データ記憶部84に保存される。   On the other hand, the opacity / color tone setting unit 82 sets the transparency and the color tone in units of voxels based on the voxel value of the third volume data, and the rendering processing unit 83 sets the non-transparency set by the opacity / color tone setting unit 82. Based on the transparency and color tone information, the third volume data supplied from the volume data storage unit 81 is rendered to generate three-dimensional image data. The obtained three-dimensional image data is stored in the three-dimensional image data storage unit 84.

再び図1に戻って、表示部9は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備えている。前記表示データ生成部は、画像データ生成部8において生成された3次元画像データに対し入力部10からシステム制御部12を介して供給される被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成する。そして、前記データ変換部は、前記表示データに対してD/A変換と表示フォーマット変換を行なって前記モニタに表示する。   Returning to FIG. 1 again, the display unit 9 includes a display data generation unit, a data conversion unit, and a monitor (not shown). The display data generation unit adds display information such as subject information supplied from the input unit 10 via the system control unit 12 to the three-dimensional image data generated by the image data generation unit 8 to display the display data. Generate. The data conversion unit performs D / A conversion and display format conversion on the display data and displays the display data on the monitor.

次に、入力部10は、表示パネルやキーボード、各種スイッチ、選択ボタン、マウス、トラックボール等の入力デバイスを備えたインターラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、画像データ収集条件の設定、画像データ表示条件の設定、超音波データ収集モード(Bモードデータ収集モードやカラードプラデータ収集モード等)の選択、更には、各種コマンド信号の入力等が上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なわれる。   Next, the input unit 10 is an interactive interface including input devices such as a display panel, a keyboard, various switches, a selection button, a mouse, and a trackball. The input unit 10 inputs subject information, sets image data collection conditions, and images. Setting of data display conditions, selection of ultrasonic data acquisition mode (B mode data acquisition mode, color Doppler data acquisition mode, etc.), and input of various command signals, etc. are performed using the above-described display panel and input device. .

一方、超音波プローブ4aに装着された位置検出部11a及び超音波プローブ4bに装着された位置検出部11bの各々は、超音波プローブ4a及び4bの位置座標や傾斜角度等を検出する機能を有している。超音波プローブの位置検出法として各種の方法が提案されているが、検出精度、コスト及び大きさ等を考慮した場合、超音波センサあるいは磁気センサを用いた方法が好適である。例えば、磁気センサを有した位置検出部11a及び11bは、特開2000−5168号公報等に記載されているように磁気を発生するトランスミッタ(磁気発生部)と、この磁気を検出する複数の磁気センサを有したレシーバと、検出された磁気に基づく電気信号(検出信号)を処理して超音波プローブ4a及び4bの位置や傾き等に関する情報(位置情報)を算出する位置情報算出部(何れも図示せず)を備えている。磁気センサを有した前記レシーバは、通常、超音波プローブ4a及び4bの表面に装着され、前記トランスミッタは超音波プローブ4a及び4bの近傍に設置される。そして、前記位置情報算出部は、磁気によって計測された複数の磁気センサの各々とトランスミッタとの距離に基づいて超音波プローブ4a及び4bの位置情報(即ち、超音波プローブ4a及び4bの位置座標や傾斜角度)を算出する。   On the other hand, each of the position detector 11a attached to the ultrasonic probe 4a and the position detector 11b attached to the ultrasonic probe 4b has a function of detecting the position coordinates, the inclination angle, etc. of the ultrasonic probes 4a and 4b. is doing. Various methods have been proposed as a method for detecting the position of an ultrasonic probe. However, in consideration of detection accuracy, cost, size, and the like, a method using an ultrasonic sensor or a magnetic sensor is preferable. For example, the position detectors 11a and 11b having magnetic sensors include a transmitter (magnet generator) that generates magnetism and a plurality of magnets that detect the magnetism as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-5168. A receiver having a sensor, and a position information calculation unit that processes an electrical signal (detection signal) based on the detected magnetism and calculates information (position information) on the positions and inclinations of the ultrasonic probes 4a and 4b (both are both) (Not shown). The receiver having a magnetic sensor is usually mounted on the surface of the ultrasonic probes 4a and 4b, and the transmitter is installed in the vicinity of the ultrasonic probes 4a and 4b. Then, the position information calculation unit calculates the position information of the ultrasonic probes 4a and 4b based on the distance between each of the plurality of magnetic sensors measured by magnetism and the transmitter (that is, the position coordinates of the ultrasonic probes 4a and 4b, (Tilt angle) is calculated.

システム制御部12は、走査制御部121と主制御部122とを備えている。走査制御部121は、入力部10から主制御部122を介して供給される画像データの収集条件に基づいて送信部21の送信遅延回路212及び受信部22の受信遅延回路222における遅延時間を制御する。   The system control unit 12 includes a scanning control unit 121 and a main control unit 122. The scanning control unit 121 controls delay times in the transmission delay circuit 212 of the transmission unit 21 and the reception delay circuit 222 of the reception unit 22 based on the collection conditions of image data supplied from the input unit 10 via the main control unit 122. To do.

一方、主制御部122は図示しないCPUと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力部10にて入力/設定/選択された上述の被検体情報や画像データ収集条件等が保存される。そして、前記CPUは、上述の入力情報/設定情報/選択情報や予め保管された設定情報/選択情報に基づいて超音波診断装置100の各ユニットを統括的に制御し3次元画像データの生成と表示を行なう。   On the other hand, the main control unit 122 includes a CPU and a storage circuit (not shown), and the storage circuit stores the above-described subject information input / set / selected by the input unit 10 and image data collection conditions. Then, the CPU comprehensively controls each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 based on the above-mentioned input information / setting information / selection information and pre-stored setting information / selection information to generate three-dimensional image data. Display.

図7は、超音波プローブ4a及び4bの選択制御とこれら超音波プローブ4a及び4bに対する送受信方向の切り替え制御を説明するための図であり、説明を簡単にするために、超音波プローブ4a及び4bの各々は送受信方向θ1乃至θPに対し超音波送受信を行なって2次元超音波データを収集する場合について示しているが、実際には、送受信方向(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=1〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=1〜Q))に対する超音波送受信により上述の3次元超音波データが収集される。   FIG. 7 is a diagram for explaining the selection control of the ultrasound probes 4a and 4b and the transmission / reception direction switching control for these ultrasound probes 4a and 4b. For simplicity of explanation, the ultrasound probes 4a and 4b are illustrated. 1 shows a case where two-dimensional ultrasonic data is collected by performing ultrasonic transmission / reception in the transmission / reception directions θ1 to θP, but actually, the transmission / reception direction (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) ) The above-mentioned three-dimensional ultrasonic data is collected by ultrasonic transmission / reception for Δθ (p = 1 to P), φq = φ1 + (q−1) Δφ (q = 1 to Q)).

即ち、図7に示すように本実施例では、超音波プローブ4aの中心軸Axaを基準とした送受信方向θ1乃至θP((θp、φq)p=1〜P、q=1〜Q)に対する超音波の送受信と、超音波プローブ4bの中心軸Axbを基準とした送受信方向θ1乃至θP((θp、φq)p=1〜P、q=1〜Q)に対する超音波の送受信とが交互に繰り返し行なわれる。   That is, as shown in FIG. 7, in the present embodiment, the superposition with respect to the transmission / reception directions θ1 to θP ((θp, φq) p = 1 to P, q = 1 to Q) with respect to the central axis Axa of the ultrasonic probe 4a. Transmission / reception of sound waves and transmission / reception of ultrasonic waves in the transmission / reception directions θ1 to θP ((θp, φq) p = 1 to P, q = 1 to Q) with reference to the central axis Axb of the ultrasonic probe 4b are alternately repeated. Done.

(3次元画像データの収集手順)
次に、本実施例における3次元画像データの収集手順につき図8のフローチャートを用いて説明する。当該被検体に対する超音波の3次元走査に先立ち、超音波診断装置100の操作者は、入力部10において被検体情報を入力した後、画像データ収集条件や画像データ表示条件の設定を行なう。(図8のステップS1)。
(3D image data collection procedure)
Next, the procedure for collecting the three-dimensional image data in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Prior to the ultrasound three-dimensional scanning of the subject, the operator of the ultrasound diagnostic apparatus 100 inputs subject information at the input unit 10 and then sets image data collection conditions and image data display conditions. (Step S1 in FIG. 8).

次いで、操作者は、当該被検体の体表面に超音波プローブ4a及び4bの先端部を配置し、入力部10にて3次元画像データの収集開始コマンドを入力する(図8のステップS2)。そして、このコマンド信号がシステム制御部12の主制御部122へ供給されることにより、3次元画像データの収集が開始される。   Next, the operator places the distal end portions of the ultrasonic probes 4a and 4b on the body surface of the subject, and inputs a 3D image data collection start command at the input unit 10 (step S2 in FIG. 8). Then, when this command signal is supplied to the main control unit 122 of the system control unit 12, the collection of the three-dimensional image data is started.

3次元画像データの収集に際し、システム制御部12の主制御部122は、プローブ選択部3に対し選択制御信号を供給して超音波プローブ4aの振動素子41a−1乃至41a−Nと送受信部2の入出力端子とを接続し(図8のステップS3)、送信部21のレートパルス発生器211は、システム制御部12の主制御部122から供給された制御信号に従ってレートパルスを生成し送信遅延回路212に供給する。   When collecting the three-dimensional image data, the main control unit 122 of the system control unit 12 supplies a selection control signal to the probe selection unit 3, and the vibration elements 41 a-1 to 41 a -N of the ultrasonic probe 4 a and the transmission / reception unit 2. The rate pulse generator 211 of the transmission unit 21 generates a rate pulse according to the control signal supplied from the main control unit 122 of the system control unit 12 and transmits the transmission delay. Supply to circuit 212.

送信遅延回路212は、システム制御部12の走査制御部121から供給された制御信号に基づき送信超音波を集束するための遅延時間と超音波プローブ4aの中心軸を基準とした送受信方向(θ1、φ1)に前記送信超音波を送信するための遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをNtチャンネルの駆動回路213へ供給する。次いで、駆動回路213は、送信遅延回路212から供給されたレートパルスに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号をプローブ選択部3を介し超音波プローブ4aにおけるNt個の振動素子41aに供給して当該被検体の体内に送信超音波を放射する。   The transmission delay circuit 212 is a transmission / reception direction (θ1,...) Based on the delay time for focusing the transmission ultrasonic wave based on the control signal supplied from the scanning control unit 121 of the system control unit 12 and the central axis of the ultrasonic probe 4a. A delay time for transmitting the transmission ultrasonic wave is given to the rate pulse to φ1), and this rate pulse is supplied to the drive circuit 213 of the Nt channel. Next, the drive circuit 213 generates a drive signal based on the rate pulse supplied from the transmission delay circuit 212, and supplies this drive signal to the Nt number of vibration elements 41a in the ultrasonic probe 4a via the probe selection unit 3. Transmitting ultrasonic waves into the body of the subject.

放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる組織等の境界において反射し、前記振動素子41aにて受信信号に変換される。次いで、プローブ選択部3を介し受信部22に供給された前記受信信号は、受信部22のA/D変換器221においてデジタル信号に変換された後、Nrチャンネルの受信遅延回路222において所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と送受信方向(θ1、φ1)からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間が与えられ、加算器223にて整相加算される。   A part of the radiated transmission ultrasonic wave is reflected at a boundary between tissues having different acoustic impedances and converted into a reception signal by the vibration element 41a. Next, the reception signal supplied to the reception unit 22 via the probe selection unit 3 is converted into a digital signal by the A / D converter 221 of the reception unit 22, and then the Nr channel reception delay circuit 222 has a predetermined depth. A focusing delay time for focusing the received ultrasonic wave and a deflection delay time for setting a strong reception directivity with respect to the receiving ultrasonic wave from the transmission / reception direction (θ1, φ1) are given. Phased and added at.

そして、整相加算後の受信信号が供給された超音波データ生成部5は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なって超音波データ(Bモードデータ)を生成し、ボリュームデータ生成部6のデータ記憶回路に保存する。   The ultrasonic data generation unit 5 to which the reception signal after the phasing addition is supplied performs envelope detection and logarithmic conversion on the reception signal to generate ultrasonic data (B mode data), and volume data. The data is stored in the data storage circuit of the generation unit 6.

送受信方向(θ1、φ1)に対する超音波データの生成と保存が終了したならば、システム制御部12の走査制御部121は、送信部21の送信遅延回路212及び受信部22の受信遅延回路222における遅延時間を制御して超音波の送受信方向がθ方向にΔθ、φ方向にΔφずつ順次更新された(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=2〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=2〜Q))の各々に対し送受信方向(θ1、φ1)の場合と同様の手順で超音波の送受信を行なって被検体に対する3次元走査を行なう。そして、各々の送受信方向にて得られた超音波データはボリュームデータ生成部6のデータ記憶回路に順次保存されて3次元超音波データ(第1の3次元超音波データ)が生成される(図8のステップS4)。   When the generation and storage of the ultrasound data for the transmission / reception direction (θ1, φ1) is completed, the scanning control unit 121 of the system control unit 12 performs the transmission delay circuit 212 of the transmission unit 21 and the reception delay circuit 222 of the reception unit 22. The transmission / reception direction of ultrasonic waves is sequentially updated by Δθ in the θ direction and Δφ in the φ direction by controlling the delay time (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 2 to P), φq. = Φ1 + (q−1) Δφ (q = 2 to Q)), ultrasonic transmission / reception is performed in the same procedure as in the transmission / reception direction (θ1, φ1) to perform three-dimensional scanning on the subject. The ultrasonic data obtained in each transmission / reception direction is sequentially stored in the data storage circuit of the volume data generation unit 6 to generate three-dimensional ultrasonic data (first three-dimensional ultrasonic data) (FIG. 8 step S4).

超音波プローブ4aによる第1の3次元超音波データの収集が終了したならば、システム制御部12の主制御部122は、プローブ選択部3に対し再度選択制御信号を供給して超音波プローブ4bにおける振動素子41b−1乃至41b−Nと送受信部2の入出力端子とを接続し(図8のステップS5)、システム制御部12の走査制御部121は、送信部21の送信遅延回路212及び受信部22の受信遅延回路222における遅延時間を制御して超音波プローブ4bの中心軸を基準とした送受信方向(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=1〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=1〜Q))の各々に対し超音波プローブ4aの場合と同様の手順で超音波の送受信を行なって被検体に対する3次元走査を行なう。そして、各々の送受信方向にて得られた超音波データはボリュームデータ生成部6のデータ記憶回路に順次保存されて3次元超音波データ(第2の3次元超音波データ)が生成される(図8のステップS6)。   When the collection of the first three-dimensional ultrasonic data by the ultrasonic probe 4a is completed, the main control unit 122 of the system control unit 12 supplies the selection control signal to the probe selection unit 3 again to supply the ultrasonic probe 4b. Are connected to the input / output terminals of the transmission / reception unit 2 (step S5 in FIG. 8), the scanning control unit 121 of the system control unit 12 includes the transmission delay circuit 212 of the transmission unit 21 and Transmission / reception direction (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 1 to P) with reference to the central axis of the ultrasonic probe 4b by controlling the delay time in the reception delay circuit 222 of the reception unit 22 , Φq = φ1 + (q−1) Δφ (q = 1 to Q)), three-dimensional scanning is performed on the subject by transmitting and receiving ultrasonic waves in the same procedure as in the case of the ultrasonic probe 4a. The ultrasonic data obtained in each transmission / reception direction is sequentially stored in the data storage circuit of the volume data generation unit 6 to generate three-dimensional ultrasonic data (second three-dimensional ultrasonic data) (see FIG. 8 step S6).

超音波プローブ4aによる第1の3次元超音波データと超音波プローブ4bによる第2の3次元超音波データの収集が終了したならば、ボリュームデータ生成部6の演算回路は、自己のデータ記憶回路にて生成された第1の3次元超音波データ及び第2の3次元超音波データを読み出し、これらの3次元超音波データを構成するボクセルを補間処理して等方的なボクセルで構成される第1のボリュームデータ及び第2のボリュームデータを生成する(図8のステップS7)。   When the collection of the first three-dimensional ultrasonic data by the ultrasonic probe 4a and the second three-dimensional ultrasonic data by the ultrasonic probe 4b is completed, the arithmetic circuit of the volume data generation unit 6 is the own data storage circuit. The first three-dimensional ultrasound data and the second three-dimensional ultrasound data generated in step 1 are read out, and the voxels constituting these three-dimensional ultrasound data are interpolated to form isotropic voxels. First volume data and second volume data are generated (step S7 in FIG. 8).

次いで、ボリュームデータ合成部7は、超音波プローブ4aに装着された位置検出部11a及び超音波プローブ4bに装着された位置検出部11bにおいて検出されシステム制御部12の主制御部122を介して供給される超音波プローブ4a及び超音波プローブ4bの位置情報に基づき、ボリュームデータ生成部6から供給される第1のボリュームデータと第2のボリュームデータを合成して第3のボリュームデータを生成する(図8のステップS8)。   Next, the volume data synthesizing unit 7 is detected by the position detection unit 11a attached to the ultrasonic probe 4a and the position detection unit 11b attached to the ultrasonic probe 4b and supplied via the main control unit 122 of the system control unit 12. Based on the positional information of the ultrasonic probe 4a and the ultrasonic probe 4b, the first volume data and the second volume data supplied from the volume data generation unit 6 are combined to generate third volume data ( Step S8 in FIG.

次に、画像データ生成部8の不透明度・色調設定部82は、第3のボリュームデータのボクセル値に基づいて透明度と色調をボクセル単位で設定し、レンダリング処理部83は、不透明度・色調設定部82によって設定された不透明度や色調の情報に基づき、ボリュームデータ記憶部81に一旦保存された第3のボリュームデータをレンダリング処理して3次元画像データを生成する(図8のステップS9)。   Next, the opacity / color tone setting unit 82 of the image data generation unit 8 sets the transparency and the color tone in units of voxels based on the voxel values of the third volume data, and the rendering processing unit 83 sets the opacity / color tone. Based on the opacity and color tone information set by the unit 82, the third volume data once stored in the volume data storage unit 81 is rendered to generate three-dimensional image data (step S9 in FIG. 8).

そして、表示部9の表示データ生成部は、画像データ生成部8において生成された3次元画像データに対し入力部10からシステム制御部12を介して供給される被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成し、データ変換部は、前記表示データに対してD/A変換と表示フォーマット変換を行なってモニタに表示する(図8のステップS10)。   The display data generation unit of the display unit 9 adds incidental information such as subject information supplied from the input unit 10 via the system control unit 12 to the 3D image data generated by the image data generation unit 8. Then, display data is generated, and the data converter performs D / A conversion and display format conversion on the display data and displays the display data on the monitor (step S10 in FIG. 8).

以上述べた第1の実施例によれば、第1の超音波プローブを用いて生成した第1のボリュームデータと第2の超音波プローブを用いて生成した第2のボリュームデータを合成することにより、超音波が被検体の組織内を伝播する際の超音波吸収やこの伝播を妨げる障害物等に起因して発生する画像データ上の局所的な感度劣化が低減された良質な3次元画像データを収集することができる。このため、診断精度が向上し、更に、前記3次元画像データの観察下にて各種治療を行なう場合には、これらの治療における安全性を更に向上させることができる。   According to the first embodiment described above, by combining the first volume data generated using the first ultrasonic probe and the second volume data generated using the second ultrasonic probe. High-quality three-dimensional image data in which local sensitivity degradation on image data caused by ultrasonic absorption when the ultrasonic wave propagates through the tissue of the subject or obstacles that prevent this propagation is reduced Can be collected. For this reason, diagnostic accuracy is improved, and when various treatments are performed under observation of the three-dimensional image data, safety in these treatments can be further improved.

又、図5に示すような第1のボリュームデータのボクセル値と第2のボリュームデータのボクセル値との重み付け加算によって有効な超音波情報を強調して合成することが可能となり、診断能に優れた3次元画像データを収集することができる。   Further, it is possible to emphasize and synthesize effective ultrasonic information by weighted addition of the voxel value of the first volume data and the voxel value of the second volume data as shown in FIG. 3D image data can be collected.

次に、本発明における第2の実施例につき図9及び図10を用いて説明する。本実施例の超音波診断装置は、当該被検体の異なる位置に配置された2つの超音波プローブを備え、先ず、第1の超音波プローブから当該被検体の3次元領域に対し順次放射される送信超音波に基づいて第1のボリュームデータを生成し、次いで、第2の超音波プローブから放射される送信超音波に基づいて第2のボリュームデータを生成する。次に、第1のボリュームデータをレンダリング処理して生成した第1の3次元画像データと第2のボリュームデータをレンダリング処理して生成した第2の3次元画像データを合成して第3の3次元画像データを生成する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment includes two ultrasonic probes arranged at different positions of the subject, and first, the first ultrasonic probe sequentially emits the three-dimensional region of the subject. First volume data is generated based on the transmitted ultrasonic wave, and then second volume data is generated based on the transmitted ultrasonic wave emitted from the second ultrasonic probe. Next, the first three-dimensional image data generated by rendering the first volume data and the second three-dimensional image data generated by rendering the second volume data are combined to generate the third 3 Generate dimensional image data.

即ち、上述の第1の実施例の特徴は、第1の超音波プローブによって収集された第1のボリュームデータと第2の超音波プローブによって収集された第2のボリュームデータを合成して第3のボリュームデータを生成し、この第3のボリュームデータに基づいて表示用の3次元画像データを生成することにあったが、本実施例の特徴は、第1の超音波プローブによって収集された第1のボリュームデータに基づく第1の3次元画像データと第2の超音波プローブによって収集された第2のボリュームデータに基づく第2の3次元画像データを合成して表示用の3次元画像データ(第3の3次元画像データ)を生成することにある。   That is, the feature of the first embodiment described above is that the first volume data collected by the first ultrasonic probe and the second volume data collected by the second ultrasonic probe are combined to form the third volume data. The volume data is generated and three-dimensional image data for display is generated based on the third volume data. The feature of the present embodiment is that the first ultrasonic probe collects the first volume data. The first three-dimensional image data based on the first volume data and the second three-dimensional image data based on the second volume data collected by the second ultrasonic probe are combined to display three-dimensional image data for display ( (Third 3D image data) is generated.

(装置の構成)
本実施例における超音波診断装置の構成につき図9のブロック図を用いて説明する。但し、図9において、図1に示した超音波診断装置100の各ユニットと略同一の構成と機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
(Device configuration)
The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus in this embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. However, in FIG. 9, units having substantially the same configuration and function as each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 shown in FIG.

即ち、図9に示す本実施例の超音波診断装置200は、被検体の診断対象部位に対し超音波パルス(送信超音波)を送信し、この送信によって得られた超音波反射波(受信超音波)を電気信号(受信信号)に変換する複数個の振動素子を備えた超音波プローブ4a(第1の超音波プローブ)及び超音波プローブ4b(第2の超音波プローブ)と、超音波プローブ4aあるいは超音波プローブ4bの選択を行なうプローブ選択部3と、前記被検体の所定方向に対し超音波パルスを送信するための駆動信号をプローブ選択部3によって選択された超音波プローブ4aあるいは超音波プローブ4bの振動素子に供給し、プローブ選択部3を介しこれらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部2と、整相加算後の受信信号を信号処理して超音波データ(Bモードデータ)を生成する超音波データ生成部5と、超音波プローブ4a及び4bを用いた当該被検体に対する3次元走査によって得られた3次元超音波データを用いて第1のボリュームデータ及び第2のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部6を備えている。   That is, the ultrasonic diagnostic apparatus 200 of the present embodiment shown in FIG. 9 transmits an ultrasonic pulse (transmission ultrasonic wave) to a diagnosis target part of a subject, and an ultrasonic reflected wave (reception ultrasonic wave) obtained by this transmission. Ultrasonic probe 4a (first ultrasonic probe) and ultrasonic probe 4b (second ultrasonic probe) each having a plurality of vibration elements for converting sound waves) into electrical signals (received signals), and ultrasonic probes The probe selection unit 3 that selects the 4a or the ultrasonic probe 4b, and the ultrasonic probe 4a or the ultrasonic wave selected by the probe selection unit 3 as a drive signal for transmitting an ultrasonic pulse in a predetermined direction of the subject. A transmitter / receiver 2 for phasing and adding reception signals of a plurality of channels supplied to the oscillating elements of the probe 4b and obtained from these oscillating elements via the probe selection unit 3, and a reception after phasing addition Three-dimensional ultrasound data obtained by three-dimensional scanning of the subject using the ultrasound data generation unit 5 that performs signal processing on the signal to generate ultrasound data (B-mode data) and the ultrasound probes 4a and 4b. Is provided with a volume data generation unit 6 for generating first volume data and second volume data.

更に、超音波診断装置100は、第1のボリュームデータ及び第2のボリュームデータをレンダリング処理して第1の3次元画像データ及び第2の3次元画像データを生成する画像データ生成部8と、第1の3次元画像データと第2の3次元画像データを合成して第3の3次元画像データを生成する画像データ合成部13と、得られた第3の3次元画像データを表示する表示部9と、被検体情報の入力、画像データ収集条件の設定、画像データ表示条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部10と、超音波プローブ4aの位置情報を検出する位置検出部11a(第1の位置検出部)及び超音波プローブ4bの位置情報を検出する位置検出部11b(第2の位置検出部)と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部12を備えている。   Furthermore, the ultrasound diagnostic apparatus 100 renders the first volume data and the second volume data to generate first three-dimensional image data and second three-dimensional image data, An image data composition unit 13 for synthesizing the first three-dimensional image data and the second three-dimensional image data to generate third three-dimensional image data, and a display for displaying the obtained third three-dimensional image data Unit 9, input unit 10 for inputting subject information, setting of image data collection conditions, setting of image data display conditions, input of various command signals, and the like, and a position detection unit for detecting position information of ultrasonic probe 4a 11a (first position detection unit), a position detection unit 11b (second position detection unit) that detects position information of the ultrasonic probe 4b, and a system control unit 1 that comprehensively controls each unit described above. It is equipped with a.

(3次元画像データの収集手順)
次に、上述の各ユニットを有した超音波診断装置200による3次元画像データの収集手順につき図10のフローチャートに沿って説明する。
(3D image data collection procedure)
Next, a procedure for collecting three-dimensional image data by the ultrasonic diagnostic apparatus 200 having the above-described units will be described with reference to the flowchart of FIG.

当該被検体に対する超音波の3次元走査に先立ち、超音波診断装置200の操作者は、入力部10において被検体情報の入力や画像データ収集条件の設定等を行ない(図10のステップS11)、3次元画像データの収集開始コマンドを入力する(図10のステップS12)。   Prior to the ultrasound three-dimensional scanning of the subject, the operator of the ultrasound diagnostic apparatus 200 inputs subject information, sets image data collection conditions, and the like in the input unit 10 (step S11 in FIG. 10). A three-dimensional image data collection start command is input (step S12 in FIG. 10).

3次元画像データの収集に際し、プローブ選択部3は、システム制御部12から供給される選択制御信号に従って超音波プローブ4aの振動素子41a−1乃至41a−Nと送受信部2の入出力端子とを接続する(図10のステップS13)。次いで送受信部2は、超音波プローブ4aの中心軸を基準とした送受信方向(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=1〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=1〜Q))の各々に対し超音波の送受信を順次行ない、超音波データ生成部5は、これらの送受信によって得られた受信信号を信号処理して超音波データを生成する。そして、ボリュームデータ生成部6は、上述の超音波データを送受信方向に対応させて保存することにより生成された第1の3次元超音波データを補間処理して第1のボリュームデータを生成し、画像データ生成部8は、得られた第1のボリュームデータをレンダリング処理して第1の3次元画像データを生成する(図10のステップS14)。   When collecting three-dimensional image data, the probe selection unit 3 connects the vibration elements 41a-1 to 41a-N of the ultrasonic probe 4a and the input / output terminals of the transmission / reception unit 2 according to the selection control signal supplied from the system control unit 12. Connect (step S13 in FIG. 10). Next, the transmitting / receiving unit 2 transmits and receives (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 1 to P), φq = φ1 + (q−1) with respect to the central axis of the ultrasonic probe 4a. Ultrasonic wave transmission / reception is sequentially performed with respect to each of Δφ (q = 1 to Q)), and the ultrasonic data generation unit 5 processes the reception signals obtained by the transmission / reception to generate ultrasonic data. Then, the volume data generation unit 6 generates first volume data by interpolating the first three-dimensional ultrasonic data generated by storing the above-described ultrasonic data in correspondence with the transmission / reception direction, The image data generation unit 8 renders the obtained first volume data to generate first three-dimensional image data (step S14 in FIG. 10).

超音波プローブ4aを用いた第1の3次元画像データの生成が終了したならば、同様の手順によりプローブ選択部3は、超音波プローブ4bの振動素子41b−1乃至41b−Nと送受信部2の入出力端子とを接続する(図10のステップS15)。次いで、送受信部2は超音波プローブ4bの中心軸を基準とした送受信方向(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=1〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=1〜Q))の各々に対し超音波の送受信を順次行ない、超音波データ生成部5は、これらの送受信によって得られた受信信号を信号処理して超音波データを生成する。   When the generation of the first three-dimensional image data using the ultrasonic probe 4a is completed, the probe selection unit 3 performs the vibration element 41b-1 to 41b-N of the ultrasonic probe 4b and the transmission / reception unit 2 by the same procedure. Are connected to the input / output terminals (step S15 in FIG. 10). Next, the transmitter / receiver 2 transmits and receives (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 1 to P), φq = φ1 + (q−1) with respect to the central axis of the ultrasound probe 4b. Ultrasonic wave transmission / reception is sequentially performed with respect to each of Δφ (q = 1 to Q)), and the ultrasonic data generation unit 5 processes the reception signals obtained by the transmission / reception to generate ultrasonic data.

そして、ボリュームデータ生成部6は、上述の超音波データを送受信方向に対応させて保存することにより生成された第2の3次元超音波データを補間処理して第2のボリュームデータを生成し、画像データ生成部8は、得られた第2のボリュームデータをレンダリング処理して第2の3次元画像データを生成する(図10のステップS16)。   Then, the volume data generation unit 6 generates second volume data by interpolating the second three-dimensional ultrasonic data generated by storing the above-described ultrasonic data corresponding to the transmission / reception direction, The image data generation unit 8 renders the obtained second volume data to generate second three-dimensional image data (step S16 in FIG. 10).

次に、画像データ合成部13は、超音波プローブ4aに装着された位置検出部11a及び超音波プローブ4bに装着された位置検出部11bにおいて検出され、システム制御部12の主制御部122を介して供給される超音波プローブ4a及び超音波プローブ4bの位置情報に基づき、画像データ生成部8から供給される第1の3次元画像データと第2の3次元画像データを合成して第3の3次元画像データを生成する(図10のステップS17)。   Next, the image data synthesizing unit 13 is detected by the position detecting unit 11a attached to the ultrasonic probe 4a and the position detecting unit 11b attached to the ultrasonic probe 4b, and via the main control unit 122 of the system control unit 12. The first three-dimensional image data and the second three-dimensional image data supplied from the image data generation unit 8 are synthesized based on the positional information of the ultrasonic probe 4a and the ultrasonic probe 4b supplied in the third step. Three-dimensional image data is generated (step S17 in FIG. 10).

この場合、図5に示したような方法に基づいて第1の3次元画像データと第2の3次元画像データとを合成して第3の3次元画像データを生成してもよく、又、異なる色調を有した第1の3次元画像データと第2の3次元画像データとを重畳して第3の3次元画像データを生成してもよい。更に、入力部10に第1の3次元画像データと第2の3次元画像データとの相対的な位置を微調整する画像位置調整部を新たに設け、表示部9に第3の画像データとして表示された第1の3次元画像データと第2の3次元画像データの観察下にてこれら3次元画像データにおける位置ズレを補正してもよい。   In this case, the first three-dimensional image data and the second three-dimensional image data may be combined based on the method shown in FIG. 5 to generate the third three-dimensional image data, The third 3D image data may be generated by superimposing the first 3D image data and the second 3D image data having different color tones. Further, an image position adjustment unit for finely adjusting the relative position between the first 3D image data and the second 3D image data is newly provided in the input unit 10, and the display unit 9 has third image data as the third image data. The positional deviation in the three-dimensional image data may be corrected under the observation of the displayed first three-dimensional image data and second three-dimensional image data.

そして、表示部9の表示データ生成部は、画像データ合成部13において生成された第3の3次元画像データに対し入力部10からシステム制御部12を介して供給される被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成し、データ変換部は、前記表示データに対してD/A変換と表示フォーマット変換を行なってモニタに表示する(図10のステップS18)。   The display data generation unit of the display unit 9 is attached to the third 3D image data generated by the image data synthesis unit 13 such as subject information supplied from the input unit 10 via the system control unit 12. Information is added to generate display data, and the data converter performs D / A conversion and display format conversion on the display data and displays the display data on the monitor (step S18 in FIG. 10).

以上述べた第2の実施例によれば、第1の超音波プローブを用いて生成した第1の3次元画像データと第2の超音波プローブを用いて生成した第2の3次元画像データを合成することにより、超音波が被検体の組織内を伝播する際の超音波吸収やこの伝播を妨げる障害物等に起因して発生する画像データ上の局所的な感度劣化が低減された良質な表示用の3次元画像データ(第3の3次元画像データ)を得ることができる。このため、診断精度が向上し、更に、第3の3次元画像データの観察下にて各種の治療を行なう場合には、これらの治療における安全性を更に向上させることができる。   According to the second embodiment described above, the first three-dimensional image data generated using the first ultrasonic probe and the second three-dimensional image data generated using the second ultrasonic probe are used. By combining, high-quality images with reduced local sensitivity degradation on the image data caused by ultrasonic absorption when the ultrasound propagates through the tissue of the subject and obstacles that hinder this propagation are reduced. Display three-dimensional image data (third three-dimensional image data) can be obtained. For this reason, the diagnostic accuracy is improved, and when various treatments are performed under the observation of the third three-dimensional image data, the safety in these treatments can be further improved.

又、図5に示した方法と同様の手順により第1の3次元画像データのボクセル値と第2の3次元画像データのボクセル値との重み付け加算によって有効な超音波情報を強調して合成することが可能となり、診断能に優れた第3の3次元画像データを収集することができる。   Further, the effective ultrasonic information is emphasized and synthesized by weighted addition of the voxel value of the first three-dimensional image data and the voxel value of the second three-dimensional image data by the same procedure as the method shown in FIG. This makes it possible to collect third 3D image data with excellent diagnostic ability.

以上、本発明の第1の実施例及び第2の実施例について述べてきたが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、2次元配列された複数の振動素子を有する超音波プローブ4a及び4bを用いて当該被検体の診断対象部位に対する3次元走査を行なう場合について述べたが、例えば、1次元配列された複数の振動素子をその配列方向と直交する方向に高速揺動あるいは高速移動することにより前記診断対象部位に対する3次元走査を行なってもよい。   The first embodiment and the second embodiment of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and can be modified. For example, the case where the ultrasonic probe 4a and 4b having a plurality of vibration elements arranged two-dimensionally is used to perform a three-dimensional scan on the diagnosis target part of the subject has been described. Three-dimensional scanning may be performed on the diagnosis target portion by swinging or moving the vibrating element at a high speed in a direction orthogonal to the arrangement direction.

又、上述の実施例では、Bモードデータを超音波データとして3次元画像データを生成する場合について述べたが、カラードプラデータ等の他の超音波データに基づく3次元画像データあるいはBモードデータとカラードプラデータに基づく3次元画像データであっても構わない。更に、コンベックス走査、リニア走査、ラジアル走査を可能とする上述の超音波プローブ4a及び4bを用いた3次元走査であっても構わない。   In the above-described embodiment, the case where the 3D image data is generated using the B mode data as the ultrasonic data has been described. However, the 3D image data or the B mode data based on other ultrasonic data such as color Doppler data It may be 3D image data based on color Doppler data. Furthermore, three-dimensional scanning using the above-described ultrasonic probes 4a and 4b that enable convex scanning, linear scanning, and radial scanning may be used.

更に、当該被検体の体表面に配置された3つ以上の超音波プローブによって収集された3つ以上のボリュームデータや3次元画像データを合成して表示用の3次元画像データを生成してもよい。   Furthermore, three-dimensional image data for display may be generated by synthesizing three or more volume data or three-dimensional image data collected by three or more ultrasonic probes arranged on the body surface of the subject. Good.

一方、上述の実施例では、3次元画像データとしてボリュームレンダリング画像データあるいはサーフェィスレンダリング画像データを生成する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、MIP(Maximum Intensity Projection)画像データやMPR(Multi Planar Reconstruction)画像データのような3次元情報が反映された画像データであっても構わない。   On the other hand, in the above-described embodiment, the case where volume rendering image data or surface rendering image data is generated as three-dimensional image data has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, MIP (Maximum Intensity Projection) images It may be image data reflecting three-dimensional information such as data or MPR (Multi Planar Reconstruction) image data.

又、上述の実施例では、超音波プローブ4aの中心軸を基準とした送受信方向(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=1〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=1〜Q))の各々に対する超音波の送受信と、超音波プローブ4bの中心軸を基準とした送受信方向(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=1〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=1〜Q))の各々に対する超音波の送受信を繰り返し行なう場合(図7参照)について示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図11に示すように超音波プローブ4aと超音波プローブ4bを超音波の送受信周期(レート周期)で交互に選択し、超音波プローブ4a及び4bの中心軸を基準とした送受信方向(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=1〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=1〜Q))の各々に対し超音波の送受信を順次行なう送受信方法であっても構わない。   In the above-described embodiment, the transmission / reception direction (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 1 to P), φq = φ1 + (q−) with respect to the central axis of the ultrasonic probe 4a. 1) Transmission / reception of ultrasonic waves for each of Δφ (q = 1 to Q)) and transmission / reception directions (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p) with respect to the central axis of the ultrasonic probe 4b = 1 to P), φq = φ1 + (q−1) Δφ (q = 1 to Q)), the case of repeatedly transmitting and receiving ultrasonic waves (see FIG. 7) is shown, but the present invention is not limited to this. Instead, for example, as shown in FIG. 11, the ultrasonic probe 4a and the ultrasonic probe 4b are alternately selected in the transmission / reception cycle (rate cycle) of ultrasonic waves, and transmission / reception is performed with reference to the central axis of the ultrasonic probes 4a and 4b. Direction (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 1 to P) , Φq = φ1 + (q−1) Δφ (q = 1 to Q)) may be a transmission / reception method for sequentially transmitting / receiving ultrasonic waves.

又、第1の実施例における第1のボリュームデータの収集時間と第2のボリュームデータの収集時間、あるいは、第2の実施例における第1の3次元画像データの収集時間と第2の3次元画像データの収集時間は異なるように超音波の送受信を制御してもよい。特に、動きの速い臓器の超音波情報を含むボリュームデータあるいは3次元画像データの収集時間を短く設定することにより時間分解能に優れた表示用の3次元画像データを得ることが可能となる。   Also, the first volume data collection time and the second volume data collection time in the first embodiment, or the first three-dimensional image data collection time and the second three-dimensional data in the second embodiment. You may control transmission / reception of an ultrasonic wave so that the collection time of image data may differ. In particular, it is possible to obtain display three-dimensional image data with excellent time resolution by setting a short collection time of volume data or three-dimensional image data including ultrasonic information of a fast-moving organ.

尚、上述の実施例では、超音波プローブ4aから送信される送信超音波の中心周波数と超音波プローブ4bから送信される送信超音波の中心周波数は、通常、等しくなるように設定されるが、これらの中心周波数を異なるように設定しても構わない。この場合、超音波プローブ4a及び超音波プローブ4bの各々には異なる共振周波数を有する振動素子が内蔵され、送信部21の駆動回路213では、これら振動素子の共振周波数に対応した周期を有する駆動信号が生成される。超音波プローブ4aから送信される送信超音波の中心周波数と超音波プローブ4bから送信される送信超音波の中心周波数とが異なるように設定することにより、超音波周波数に依存した多くの生体情報を合成して表示することが可能となり診断能を更に向上させることが可能となる。   In the above-described embodiment, the center frequency of the transmission ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 4a and the center frequency of the transmission ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 4b are normally set to be equal. These center frequencies may be set differently. In this case, each of the ultrasonic probe 4a and the ultrasonic probe 4b includes a vibration element having a different resonance frequency, and the drive circuit 213 of the transmission unit 21 has a drive signal having a period corresponding to the resonance frequency of these vibration elements. Is generated. By setting the center frequency of the transmission ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 4a and the center frequency of the transmission ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 4b to be different, a large amount of biological information depending on the ultrasonic frequency can be obtained. It is possible to combine and display and further improve the diagnostic ability.

又、このとき、一方の超音波周波数にて得られた所定閾値以上のボクセル値を有するボリュームデータあるいは3次元画像データと他の超音波周波数にて得られたボリュームデータあるいは3次元画像データとを合成して表示用の3次元画像データを生成してもよい。   At this time, volume data or three-dimensional image data having a voxel value equal to or higher than a predetermined threshold obtained at one ultrasonic frequency and volume data or three-dimensional image data obtained at another ultrasonic frequency are used. Three-dimensional image data for display may be generated by synthesis.

本発明の第1の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. 同実施例の超音波診断装置が備えたプローブ選択部の機能を説明するための図。The figure for demonstrating the function of the probe selection part with which the ultrasonic diagnosing device of the Example was equipped. 同実施例の超音波診断装置が備えた送受信部及び超音波データ生成部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the transmission / reception part with which the ultrasonic diagnostic apparatus of the Example was provided, and the ultrasonic data generation part. 同実施例における超音波プローブの中心軸を基準とした超音波送受信方向を示す図。The figure which shows the ultrasonic transmission / reception direction on the basis of the central axis of the ultrasonic probe in the Example. 同実施例におけるボリュームデータの合成方法を説明するための図。The figure for demonstrating the synthetic | combination method of the volume data in the Example. 同実施例の超音波診断装置が備えた画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the image data generation part with which the ultrasonic diagnosing device of the Example was equipped. 同実施例における超音波プローブの選択制御とこれら超音波プローブに対する送受信方向の切り替え制御を説明するための図。The figure for demonstrating selection control of the ultrasonic probe in the Example, and switching control of the transmission / reception direction with respect to these ultrasonic probes. 同実施例における3次元画像データの収集手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the collection procedure of the three-dimensional image data in the Example. 本発明の第2の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the ultrasonic diagnosing device in the 2nd Example of this invention. 同実施例における3次元画像データの収集手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the collection procedure of the three-dimensional image data in the Example. 本発明の第1の実施例及び第2の実施例の変形例における超音波プローブの選択制御とこれら超音波プローブに対する送受信方向の切り替え制御を説明するための図。The figure for demonstrating the selection control of the ultrasonic probe in the modification of the 1st Example of this invention, and the 2nd Example, and the switching control of the transmission / reception direction with respect to these ultrasonic probes.

符号の説明Explanation of symbols

2…送受信部
21…送信部
211…レートパルス発生器
212…送信遅延回路
213…駆動回路
22…受信部
220…プリアンプ
221…A/D変換器
222…受信遅延回路
223…加算器
3…プローブ選択部
4a、4b…超音波プローブ
5…超音波データ生成部
51…包絡線検波器
52…対数変換器
6…ボリュームデータ生成部
7…ボリュームデータ合成部
8…画像データ生成部
81…ボリュームデータ記憶部
82…不透明度・色調設定部
83…レンダリング処理部
84…3次元画像データ記憶部
9…表示部
10…入力部
11a、11b…位置検出部
12…システム制御部
121…走査制御部
122…主制御部
13…画像データ合成部
100、200…超音波診断装置
2. Transmission / reception unit 21 ... Transmission unit 211 ... Rate pulse generator 212 ... Transmission delay circuit 213 ... Drive circuit 22 ... Reception unit 220 ... Preamplifier 221 ... A / D converter 222 ... Reception delay circuit 223 ... Adder 3 ... Probe selection 4a, 4b ... ultrasonic probe 5 ... ultrasonic data generation unit 51 ... envelope detector 52 ... logarithmic converter 6 ... volume data generation unit 7 ... volume data synthesis unit 8 ... image data generation unit 81 ... volume data storage unit 82 ... Opacity / color tone setting unit 83 ... Rendering processing unit 84 ... Three-dimensional image data storage unit 9 ... Display unit 10 ... Input unit 11a, 11b ... Position detection unit 12 ... System control unit 121 ... Scan control unit 122 ... Main control Unit 13 ... Image data synthesis unit 100, 200 ... Ultrasonic diagnostic apparatus

Claims (10)

被検体に対する超音波の3次元走査によって得られたボリュームデータに基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、
前記被検体の異なる複数の方向から前記3次元走査を行なう複数の超音波プローブと、
前記超音波プローブの位置情報を検出する位置検出手段と、
前記複数の超音波プローブの各々を用いた前記被検体に対する3次元走査によって収集した受信信号に基づいて複数のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
前記複数のボリュームデータを前記超音波プローブの位置情報に基づいて合成するボリュームデータ合成手段と、
合成されたボリュームデータを処理して画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
In an ultrasonic diagnostic apparatus that generates image data based on volume data obtained by three-dimensional scanning of ultrasonic waves on a subject,
A plurality of ultrasonic probes for performing the three-dimensional scanning from a plurality of different directions of the subject;
Position detecting means for detecting position information of the ultrasonic probe;
Volume data generating means for generating a plurality of volume data based on reception signals collected by three-dimensional scanning on the subject using each of the plurality of ultrasonic probes;
Volume data synthesizing means for synthesizing the plurality of volume data based on position information of the ultrasonic probe;
Image data generating means for processing the combined volume data to generate image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: display means for displaying the image data.
前記ボリュームデータ合成手段は、前記超音波プローブの位置情報に基づいて位置合わせした前記複数のボリュームデータの各々における所定位置のボクセル値及びこのボリュームデータの生成に用いた超音波プローブと前記所定位置との距離に基づく重み付け処理により前記合成されたボリュームデータにおける前記所定位置のボクセル値を設定することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   The volume data synthesizing means includes a voxel value at a predetermined position in each of the plurality of volume data aligned based on position information of the ultrasonic probe, an ultrasonic probe used to generate the volume data, the predetermined position, The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a voxel value at the predetermined position in the synthesized volume data is set by a weighting process based on a distance between the ultrasound diagnosis apparatus and the synthesized volume data. 被検体に対する超音波の3次元走査によって得られたボリュームデータに基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、
前記被検体の異なる複数の方向から前記3次元走査を行なう複数の超音波プローブと、
前記超音波プローブの位置情報を検出する位置検出手段と、
前記複数の超音波プローブの各々を用いた前記被検体に対する3次元走査によって収集した受信信号に基づいて複数のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
前記複数のボリュームデータの各々を処理して複数の画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記複数の画像データを前記超音波プローブの位置情報に基づいて合成する画像データ合成手段と、
合成後の画像データを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
In an ultrasonic diagnostic apparatus that generates image data based on volume data obtained by three-dimensional scanning of ultrasonic waves on a subject,
A plurality of ultrasonic probes for performing the three-dimensional scanning from a plurality of different directions of the subject;
Position detecting means for detecting position information of the ultrasonic probe;
Volume data generating means for generating a plurality of volume data based on reception signals collected by three-dimensional scanning on the subject using each of the plurality of ultrasonic probes;
Image data generating means for processing each of the plurality of volume data to generate a plurality of image data;
Image data synthesizing means for synthesizing the plurality of image data based on position information of the ultrasonic probe;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: display means for displaying the synthesized image data.
前記画像データ合成手段は、前記超音波プローブの位置情報に基づいて位置合わせした前記複数の画像データの各々における所定位置の画素値及びこの画像データの生成に用いた超音波プローブと前記所定位置との距離に基づく重み付け処理により前記合成後の画像データにおける前記所定位置の画素値を設定することを特徴とする請求項3記載の超音波診断装置。   The image data synthesizing means includes a pixel value at a predetermined position in each of the plurality of image data aligned based on position information of the ultrasonic probe, the ultrasonic probe used to generate the image data, the predetermined position, 4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein a pixel value at the predetermined position in the combined image data is set by a weighting process based on the distance. 前記画像データ合成手段は、前記複数の画像データに異なる色情報を付加して合成することを特徴とする請求項3記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein the image data synthesizing unit synthesizes the plurality of image data by adding different color information. プローブ選択手段を備え、前記プローブ選択手段は、画像データ生成間隔あるいは超音波送受信間隔で前記複数の超音波プローブを順次選択することを特徴とする請求項1又は請求項3に記載した超音波診断装置。   4. The ultrasonic diagnosis according to claim 1, further comprising probe selection means, wherein the probe selection means sequentially selects the plurality of ultrasonic probes at an image data generation interval or an ultrasonic transmission / reception interval. apparatus. 前記位置検出手段は、磁気センサ方式あるいは超音波センサ方式により前記超音波プローブの位置情報を検出することを特徴とする請求項1又は請求項3に記載した超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the position detection unit detects position information of the ultrasonic probe by a magnetic sensor method or an ultrasonic sensor method. 前記画像データ生成手段は、前記ボリュームデータをレンダリング処理してボリュームレンダリング画像データあるいはサーフェイスレンダリング画像データの何れかを生成することを特徴とする請求項1又は請求項3に記載した超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the image data generation unit generates volume rendering image data or surface rendering image data by rendering the volume data. 前記画像データ生成手段は、前記ボリュームデータを用いてMIP画像データあるいはMPR画像データの何れかを生成することを特徴とする請求項1又は請求項3に記載した超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the image data generation unit generates MIP image data or MPR image data using the volume data. 前記複数超音波プローブの各々は、異なる中心周波数を有した超音波パルスを前記被検体に対して送受信することを特徴とする請求項1又は請求項3に記載した超音波診断装置。   4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of ultrasonic probes transmits and receives an ultrasonic pulse having a different center frequency to and from the subject.
JP2007154920A 2007-06-12 2007-06-12 Ultrasonogaph Withdrawn JP2008307087A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007154920A JP2008307087A (en) 2007-06-12 2007-06-12 Ultrasonogaph

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007154920A JP2008307087A (en) 2007-06-12 2007-06-12 Ultrasonogaph

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008307087A true JP2008307087A (en) 2008-12-25

Family

ID=40235257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007154920A Withdrawn JP2008307087A (en) 2007-06-12 2007-06-12 Ultrasonogaph

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008307087A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012040312A (en) * 2010-08-23 2012-03-01 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic diagnostic device
CN102626324A (en) * 2011-02-07 2012-08-08 三星电子株式会社 Ultrasound measuring apparatus and control method thereof
JP2014113507A (en) * 2009-04-14 2014-06-26 Maui Imaging Inc Multiple aperture ultrasound array alignment fixture
JP5699165B2 (en) * 2011-01-26 2015-04-08 株式会社日立メディコ Ultrasonic diagnostic apparatus and image processing method
WO2017016239A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 中慧医学成像有限公司 Three-dimensional imaging ultrasonic scanning method
JP2017121496A (en) * 2010-10-13 2017-07-13 マウイ イマギング,インコーポレーテッド Concave ultrasound transducers and 3d arrays
US10617384B2 (en) 2011-12-29 2020-04-14 Maui Imaging, Inc. M-mode ultrasound imaging of arbitrary paths
US10653392B2 (en) 2013-09-13 2020-05-19 Maui Imaging, Inc. Ultrasound imaging using apparent point-source transmit transducer
US10675000B2 (en) 2007-10-01 2020-06-09 Maui Imaging, Inc. Determining material stiffness using multiple aperture ultrasound
JP2020528303A (en) * 2017-07-11 2020-09-24 中慧医学成像有限公司 Imaging method to acquire the skeleton of the human body
US10856846B2 (en) 2016-01-27 2020-12-08 Maui Imaging, Inc. Ultrasound imaging with sparse array probes
WO2021225247A1 (en) * 2020-05-07 2021-11-11 한국과학기술연구원 Apparatus and method for generating three-dimensional ultrasound image
US11253233B2 (en) 2012-08-10 2022-02-22 Maui Imaging, Inc. Calibration of multiple aperture ultrasound probes
CN114176641A (en) * 2020-09-15 2022-03-15 韩国宝之铂株式会社 Ultrasonic diagnostic system

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10675000B2 (en) 2007-10-01 2020-06-09 Maui Imaging, Inc. Determining material stiffness using multiple aperture ultrasound
JP2014113507A (en) * 2009-04-14 2014-06-26 Maui Imaging Inc Multiple aperture ultrasound array alignment fixture
US10835208B2 (en) 2010-04-14 2020-11-17 Maui Imaging, Inc. Concave ultrasound transducers and 3D arrays
JP2012040312A (en) * 2010-08-23 2012-03-01 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic diagnostic device
JP2017121496A (en) * 2010-10-13 2017-07-13 マウイ イマギング,インコーポレーテッド Concave ultrasound transducers and 3d arrays
JP5699165B2 (en) * 2011-01-26 2015-04-08 株式会社日立メディコ Ultrasonic diagnostic apparatus and image processing method
CN102626324A (en) * 2011-02-07 2012-08-08 三星电子株式会社 Ultrasound measuring apparatus and control method thereof
US10617384B2 (en) 2011-12-29 2020-04-14 Maui Imaging, Inc. M-mode ultrasound imaging of arbitrary paths
US11253233B2 (en) 2012-08-10 2022-02-22 Maui Imaging, Inc. Calibration of multiple aperture ultrasound probes
US10653392B2 (en) 2013-09-13 2020-05-19 Maui Imaging, Inc. Ultrasound imaging using apparent point-source transmit transducer
WO2017016239A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 中慧医学成像有限公司 Three-dimensional imaging ultrasonic scanning method
AU2016299005B2 (en) * 2015-07-28 2019-05-09 Telefield Medical Imaging Limited Three-dimensional imaging ultrasonic scanning method
US10856846B2 (en) 2016-01-27 2020-12-08 Maui Imaging, Inc. Ultrasound imaging with sparse array probes
JP2020528303A (en) * 2017-07-11 2020-09-24 中慧医学成像有限公司 Imaging method to acquire the skeleton of the human body
JP7055860B2 (en) 2017-07-11 2022-04-18 中慧医学成像有限公司 Imaging method to acquire the skeleton of the human body
WO2021225247A1 (en) * 2020-05-07 2021-11-11 한국과학기술연구원 Apparatus and method for generating three-dimensional ultrasound image
KR20210136355A (en) * 2020-05-07 2021-11-17 한국과학기술연구원 Apparatus and method for generating 3d ultrasound image
KR102512104B1 (en) 2020-05-07 2023-03-22 한국과학기술연구원 Apparatus and method for generating 3d ultrasound image
CN114176641A (en) * 2020-09-15 2022-03-15 韩国宝之铂株式会社 Ultrasonic diagnostic system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008307087A (en) Ultrasonogaph
US6685644B2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus
JP3892594B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2000135217A (en) Three-dimensional ultrasonograph
EP2253275A1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image processing apparatus and ultrasonic image processing method
JP2006255083A (en) Ultrasonic image formation method and ultrasonic diagnostic equipment
JP2009089736A (en) Ultrasonograph
US20090306508A1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP5683860B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image processing apparatus, ultrasonic diagnostic apparatus control program, and ultrasonic image processing program
JP2001128975A (en) Ultrasonographic apparatus
JP2008073085A (en) Ultrasonic diagnostic equipment and image data generation method
JP2003260056A (en) Ultrasonograph
JP2011182933A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control program for setting region of interest
JP2011115457A (en) Ultrasonograph and program for controlling for displaying brightness change curve
KR100769546B1 (en) Method and ultrasound diagnostic system for forming 3d ultrasound images using 2d ultrasound images
JP4350214B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2008229097A (en) Ultrasonic diagnostic system
JP4095332B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2007135994A (en) Ultrasonic diagnosis apparatus and method for generating ultrasonic image data
JP4543025B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP5087324B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
US8303504B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP5627171B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP4769047B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image display apparatus
JP2005143733A (en) Ultrasonic diagnosis apparatus, three-dimensional image data displaying apparatus and three-dimensional image data displaying method

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100907