CN101336843A - 三维图像诊断系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的三维图像诊断系统的特征在于，在执行三维图像的收集和显示的三维图像诊断系统(10)中，具有：可以从包含被检体的疾病部位的容积数据中收集、显示任意截面的三维图像的超声波图像诊断装置(19)；从来自该超声波图像诊断装置(19)以外的医用图像诊断模态(11、12、13、14)的容积数据中收集、显示和上述任意截面的三维图像大致相同的截面的三维图像的三维医用图像诊断装置(14、15)；图像处理显示单元(41)，可以分别同步地显示来自上述两图像诊断装置(19、11；12、13、14)的多个三维图像或者来自相同的医用图像诊断模态(13；11、12)的时间相位不同的容积数据间的大致上同一截面的多个三维图像。

Description

三维图像诊断系统
技术领域
本发明涉及利用3D医用图像的图像诊断技术，特别是涉及使三维超声波图像和其它3D医用图像诊断模态图像相互补充，执行疾病部位的存在、鉴别诊断的三维图像诊断系统。
背景技术
目前，国内的三大疾病中，唯一癌症引起的死亡率在增加，不仅是对诊断，而且对治疗的社会需求非常强烈。在该癌症中肝癌约占10％，而且非常遗憾的是存在增加的趋势。
关于肝癌的诊断，由于超声波诊断装置、MRI装置、X射线CT装置等医用图像诊断模态的技术进步，已经能够在早期谐段发现。
特别是在X射线CT装置中，确立了利用高速旋转螺线式扫描和8列、16列、64列等并列检测器的组合系统的3D摄像法。而且，在MRI装置中，由于伴随倾向磁场系统、高频磁场系统、RF线圈系统的性能提高的高速摄像法的性能提高，确立了屏气时的3D摄像法。3D摄像法和以往的2D摄像相比诊断能力被大大提高。利用这种3D图像的诊断特别是在利用造影剂的3D动态CT(以下，记为3D-CT)中有显著进展。
另一方面，作为肝癌的治疗法，已知有a)肝动脉内抗癌剂注入疗法、b)肝动脉栓塞疗法、c)低侵袭治疗法、d)开腹外科手术这4种，其中，由于对患者负担轻等理由，低侵袭治疗法是实施的最多的一种。
在低侵袭治疗法中，存在经皮的乙醇注入法(REIT：Percutaneous EternalInjection Technique)和微波穿刺烧灼法，一直以来都是在利用超声波诊断装置的实时摄像下监视其穿刺针来进行的。
最近，作为烧灼治疗法的1种，高频烧灼法(RFA：Radio-FrequencyAblation)开始受到关注，临床上的应用具有相当大的进展。在这种RFA中，具有单针的Cool Tip和多根展开针的RITA，在目前的临床评价上都有进步。这些穿刺治疗在多数情况下是通过经皮的穿刺来进行的，而在腹腔镜下(パラオグラフイ)利用和上述相同的穿刺工具直接察看肝脏表面的同时，或者在察看肝脏表面或通过超声波探头察看肝脏内部的同时，实施穿刺治疗的方法也在临床上进行。
在这样的3D摄像诊断技术或穿刺治疗诊断技术的技术进步中，目前，在3D医用诊断图像、穿刺治疗的现场，从治疗计划到治疗过程中、治疗跟踪阶段当然都得到了充分运用。临床辅助的超声波图像是局部的医用诊断图像，不能够一次观察包含横隔膜等的肝脏整体以及周边，所以存在下述需求，即希望在3D-CT的3D立体图像上简便地进行安全的穿刺位置探索。
而且，穿刺治疗诊断技术是在超声波摄像下的穿刺治疗，所以存在下述需求，即在3D立体图像上容易明白地显示假定了包含穿刺针的拍摄时的超声波截面的3D-CT截面图像(假想超声波图像)，或者以了解体表和骨头关系的方式显示决定的穿刺。
近年来，关于在3D-CT图像等上探索假想超声波截面的方法，提出了如在JP-A2002-112998和JP-A2005-169070等中记载的各种方案，实时假想超声波系统已经被产品化。
在JP-A2002-112998中，提出了基于三维容积数据(volume data)显示和穿刺超声波探头的位置和角度对应的截面图像的穿刺支持装置，但在该支持装置中，存在难以判断在穿刺针进入路径上或者在其附近是否存在不适合穿刺的部位的问题。
而且，在3D-CT图像上等探索假想超声波截面的方法中，还存在下述问题，即，在X射线CT图像上能够看到治疗对象，但在超声波诊断图像上却看不到或者难以看到的问题，在具有多个治疗对象时，实际上在治疗紧接之前的应对仅仅参照在术前计划中得到的图像是不充分的问题。
进而，在3D-CT图像上等探索假想超声波截面的方法中，还存在下述问题，即，超声波穿刺治疗的特性是，超声波诊断装置侧的超声波图像是二维截面，局限于与来自能够由超声波探头摄像的位置的摄像截面大致相同的CT等截面探索，在治疗之后难以和其它模态进行图像比较。
发明内容
鉴于上述情况而提出本发明，目的在于，提供一种三维图像诊断系统，其能够相补充地在3D超声波图像和3D诊断模态图像之间进行任意截面的截面比较，有效果且高效率进行癌等疾病部位的存在/鉴别诊断。
本发明的另一目的是，提供一种三维图像诊断系统，其无需利用仅来自能够由超声波探头摄像的位置的摄像截面，利用三维超声波图像可以简单且容易地进行任意截面上的局部性超声波图像和整体性3D诊断模态图像间的互补的截面比较。
为了解决上述问题，本发明的三维图像诊断系统是，在执行三维图像的收集和显示的三维图像诊断系统中，具有：可以从包含被检体的疾病部位的容积数据中收集、显示任意截面的三维图像的超声波图像诊断装置；从来自该超声波图像诊断装置以外的医用图像诊断模态的容积数据中收集、显示和上述任意截面的三维图像大致相同的截面的三维图像的三维医用图像诊断装置；图像处理显示单元，可以分别同步地显示来自上述两图像诊断装置的多个三维图像或者来自相同的医用图像诊断模态的时间相位不同的容积数据间的大致相同截面的多个三维图像。
在本发明的三维图像诊断系统中，如利用超声波图像诊断装置执行的3D超声波图像的诊断、或者治疗效果的判断那样，参照来自超声波图像诊断装置以外的医用图像诊断模态的3D医用模态图像(3D参照图像)，在共同的截面上简便地比较起到互补作用的3D超声波图像和3D参照图像，或者，比较时间相位不同的3D医用模态图像之间的公共截面，从而能够更加可靠有效而且高效地鉴别诊断癌等疾病部位的存在、大小、内容。
附图说明
图1是表示本发明的三维图像诊断系统的第1实施方式的整体结构图。
图2是表示组装到图1的三维图像诊断系统中的独立型图像处理显示装置的模块结构的图。
图3是表示组装到图1的三维图像诊断系统中的超声波图像诊断装置的结构的图。
图4的(A)、(B)、(C)是分别表示由超声波图像诊断装置摄像到的3D超声波图像及其图像处理例的图。
图5的(A)、(B)、(C)、(D)是分别表示以医用图像诊断模态拍摄的VR图像(3DCT图像、3D参照图像)及其图像处理例的图。
图6的(A)、(B)、(C)是比较地示出分别显示在超声波诊断装置的监视器(或者独立型图像显示装置的三维图像显示部)左右的3D超声波图像和3DCT图像的图。
图7的(A)和(B)是表示显示在超声波诊断装置的监视器左右的向3D超声波图像和3DCT图像的球形区域的同步显示例的图。
图8(A)和(B)是表示显示在超声波诊断装置的监视器左右的向3D超声波图像和3DCT图像的圆形区域的同步显示例的比较图。
图9示出了本发明的三维图像诊断系统的第2实施方式，是利用了3D位置传感器的超声波截面和3DCT摄像空间坐标的关系图。
图10表示第1变形例的动作概念。
图11表示第2变形例的动作概念。
图12表示第3变形例的动作概念。
图13表示本发明的三维图像诊断系统的第2实施方式。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的三维图像诊断系统的实施方式。
第1实施方式
图1是简要表示本发明的三维图像诊断系统的第1实施方式的整体结构图。
该三维图像诊断系统10具有：收集从X射线CT装置11、磁共振诊断(MRI)装置12或X射线系统13或超声波诊断装置14(以下，将其总称为医用图像诊断模态)得到的诊断对象部位的三维容积数据的3D数据收集系统15，处理并显示收集到的3D容积数据的图像处理显示系统16。3D数据收集系统15也可以位于各医用图像诊断模态内。
利用各医用图像诊断模态收集到的3D容积数据，利用各诊断模态内的图像处理显示功能，在未图示的控制台监视器上或者图像处理显示系统16的显示单元上，在独立型图像处理显示装置18的显示单元或超声波图像诊断装置19的显示单元上显示。
在第1实施方式示出的三维图像诊断系统中，在X射线CT装置11、MRI装置12、X射线系统13、超声波诊断装置14的3D医用模态图像中，利用3D-CT图像来进行说明。
3D数据收集系统15收集到的CT3D图像直接显示在医用图像显示系统16上，或者通过LAN等的网络17将处理结果显示在例如独立图像处理显示装置18的显示单元或者超声波图像诊断装置19间的显示单元上。超声波图像诊断装置19的显示单元也可以实时显示刺入被检测体内的穿刺针的像。
另外，在图1中，示出的是在框图上将X射线系统13和超声波图像诊断装置14分为2个部分的例子，但二者也可以合为一体。
而且，利用诊断模态收集的3D图像显示在超声波图像诊断装置19的显示单元即监视器32上。上述3D容积数据以DICOM等格式从各诊断模态直接或者间接移送而传送到超声波图像诊断装置19中，利用超声波图像诊断装置19具有的CD-R、DVD-R 等记录介质取入。
进而，图像处理显示装置18具备：例如图2所示，存储通过网络17得到的三维容积数据的三维数据存储部21；处理该存储部21中存储的三维数据，进行三维图像重构的三维重构处理部22；根据该三维重构处理部22中重构的数据，生成三维图像的三维图像生成部23；基于由该三维图像生成部23生成的数据，显示三维图像的三维图像显示部24；在该三维图像显示部24上显示的截面像上看到患部时，医师等用户为了确定该位置而对三维图像生成部23输入患部位置信息的患部位置确定部25；确定穿刺探头的位置，将该3D容积数据输入至三维图像信息生成部23的探头位置确定部26。其中，三维数据存储部21由半导体存储器、硬盘、CD-ROM、软盘、存储卡等存储介质构成。
该图像处理显示装置18例如由工作站构成，由未图示的CPU控制。或者也可以将具有所需的图像处理显示功能的图像处理显示装置18一体化地纳入收超声波图像诊断装置19内。
输入部27是用户执行图像处理显示装置18等的各种输入指示的接口，如后所述，从该输入部27输入用于设定穿刺路径的各种指示。在图像处理显示装置18由工作站构成的情况下，该输入部27例如由键盘或鼠标等构成，在被一体化于超声波图像诊断装置19内时，例如由操作面板、跟踪球、TCS(触摸指令屏)等构成。
而且，超声波图像诊断装置19具有在穿刺时对由超声波探头得到的被检查体的患部、穿刺针的位置等摄像并显示的监视器。另外，在本实施方式中，说明的是采用超声波图像诊断装置19的例子，但只要可以在穿刺时使用，也可以是X射线CT装置或者MRI装置。
超声波图像诊断装置19如图3所示简要构成，具备：具有CPU的超声波诊断装置本体30，附设在该装置本体30上的输入单元31，作为显示单元的监视器32，超声波探头33，以及超声波探头33的位置传感接收单元34。输入单元31具有作为输入装置31a的键盘、跟踪球或接触面板等的操作面板31b。
在超声波图像诊断装置19的监视器32上显示3D容积数据即3D图像。该3D容积数据以DICOM等格式从医用图像诊断模态11、12或者13直接或者通过DICOM服务器等间接地传送到超声波诊断装置本体30中，利用CD-R、DVD-R等记录介质取入超声波诊断装置本体30。
超声波图像诊断装置19的装置本体30中，具有进行包含和超声波图像相关的超声波发送接收的控制、处理或者3D重建(rendering)处理的图像显示功能的CPU。超声波探头33和输入单元31分别和该超声波诊断装置本体30连接，超声波图像以及超声波以外的其它模态图像显示在监视器32上。超声波图像诊断装置19中，由装置本体30、输入单元31、超声波探头33以及作为显示单元的监视器32构成图像处理显示单元41。该图像处理显示单元41同样也可以构成在图像处理显示系统16或独立型图像处理显示装置18中。
这里，在超声波探头33中，通常具有一维阵列探头、使一维阵列探头部分机械摇动而收集多个超声波截面的机械3D探头、或者根据压电振子的二维(矩阵)阵列的实时3D探头。
下面，参照图4说明三维图像诊断系统10的有代表性的工作流程。
首先，用例如X射线CT装置11的医用图像诊断模态拍摄3D的CT图像(以下，称3D参照图像、3D诊断模态图像)，该3D参照图像的三维容积数据暂时收集在3D数据收集系统14中(步骤1)。
3D参照图像的容积数据从X射线CT装置11或者3D数据收集系统14以DICOM等格式直接或者通过DICOM服务器等间接传送到超声波图像诊断装置19中。或者，将由MO、CD-R、DVD-R等记录介质20预先记录的3D参照图像取入超声波图像诊断装置19中。取入超声波图像诊断装置19中的3D容积数据利用容积重建(VR)法3D显示在超声波诊断装置本体30的监视器32上，例如作为3DCT图像3D显示在其右侧(步骤2)。
此外，超声波图像诊断装置19具有超声波一维阵列探头，机械3D探头，或者实时3D探头的超声波探头33，利用该超声波探头33，拍摄预想疾病部位的局部B模式或者包含B模式图像的多普勒模式的3D超声波摄像图像。将拍摄到的3D超声波摄像图像中的3D容积数据取入并收集到超声波图像诊断装置本体30中。由超声波诊断装置本体30收集的3D容积数据利用容积重建(VR)法3D显示在监视器32上，例如在其右侧3D显示超声波三维图像(步骤3)。
本实施方式的三维图像诊断系统10，在超声波图像诊断装置19的监视器32上，例如在其右侧显示3D参照图像(3D CT图像：3D诊断模态图像)，在其左侧3D显示根据超声波图像诊断装置19的3D超声波图像36。在超声波图像诊断装置19的监视器32上显示的3D参照图像和3D超声波图像，同样也可以3D显示在独立型图像处理显示装置18的三维图像显示部24上。
现在，将注意力放在超声波图像诊断装置19的3D超声波图像上。超声波图像诊断装置19根据超声波探头33的操作得到图4(A)所示的预想了疾病部位的局部3D超声波图像36，得到的3D超声波图像36显示在监视器32的例如左侧。3D超声波图像36也可以从医用图像诊断模态的超声波诊断装置14一侧得到。在该3D超声波图像36上选择任意截面，以图4(B)所示的方式执行平截(PC)面显示。对于超声波3D图像36上的作为位置对准截面适当的截面，通过输入单元31的旋转、移动操作，利用超声波诊断装置本体30的CPU，在监视器32上显示PC面37。该PC面37将包含疾病部(疾病阴影部)38的面作为位置对准截面而被选择。为了提高诊断效率，如图4(C)所示，指定疾病部38的任意一点作为中心锁定点(步骤4)。
这里，如图4(C)所示，将在疾病阴影部38处指定的中心锁定点39作为中心点，通过输入单元31的旋转操作，使超声波3D图像36的PC面37旋转，使适当的一截面的PC面图像作为位置对准图像(超声波诊断图像)显示(步骤5)。
此时，如图4(C)所示，将与位于3D超声波图像36的PC面37的旋转中心39不同的特征结构选定为特征点40。例如选择、设定肝静脉的分支部等的点，用输入单元31将该点设定为特征点40。并且通过输入单元31的操作，在监视器32的监视画面坐标上将连接旋转中心点39和特征点40的线作为方向矢量线A而进行图形显示(步骤6)。
另一方面，利用容积重建(VR)法处理由医用图像诊断模态的X射线CT装置11拍摄到的3D的CT图像43，如图5所示显示在超声波图像诊断装置19的监视器32上。3DCT图像43示出了被检测体的包含疾病部位的整体，例如包含具有特征的周边结构的整体区域。对于被检测体的3D的CT图像，能够以表现骨头的CT值的区域44和其以外的区域45同时显示的方式来调整容积重建的透明度，或者将2个区域44、45作为不同的容积，同时显示2个容积(步骤7)。符号47是表示暂定的截面位置的平截面(PC面)。
接着，医师等用户使图3所示的输入单元31的鼠标、跟踪球等定点设备移动或者旋转，输入移动量、移动方向或者旋转量、旋转方向时，超声波图像诊断装置本体30的CPU就使显示表示三维容积图像的VR图像(3D参照图像；3DCT图像)的PC面47旋转移动或者平行移动期望的量和方向，并进行PC面显示。
在超声波图像诊断装置19的监视器32上，例如在其右侧显示的基于VR的3D参照图像(3DCT图像)利用PC面显示，根据PC面的移动·旋转操作，从图5(A)所示的状态移位到图5(B)所示的状态，探索疾病部(疾病阴影部)48，显示患病阴影部48(步骤8)。
指定图5(B)所示基于VR的3D参照图像的PC面47上显示的疾病部48中任意1点，将该指定点作为中心锁定点49定位，如图5(C)所示，显示VR的3D参照图像的PC面47(步骤9)。接着，将图5(C)所示的VR的3D参照图像的PC面47的中心点49作为中心点进行PC旋转，如图5(D)所示截面显示具有特征点50的VR图像(3D参照图像)的PC面47，该特征点50具有和图4(C)所示的3D超声波图像的PC面37相同的结构。
在图5(D)中，在基于VR的3D参照图像的PC面47上，显示包含和图4(C)的特征点40相同的结构的截面。将和特征点40对应的点50设定为VR图像(3D参照图像；3DCT图像)的特征点50，将旋转中心(中心锁定点)49和特征点50的连线作为VR图像(3DCT图像)的方向矢量线B进行图形显示(步骤10)。
通过基于超声波图像诊断装置19的输入单元31对各PC面37、47进行移动、旋转操作，如图4和图5所示，在超声波3D图像的PC面37和基于VR的3D参照图像的PC面47以及各方向矢量线A、B显示在超声波图像诊断装置19的监视器32的左右的阶段进行位置对准和公共的截面显示(步骤11)。如果对各中心锁定点39、49和方向矢量线A、B相互进行位置对准，且显示公共截面，则可以利用存储在超声波诊断装置本体中的锁定单元(未图示)，各中心锁定点39、49被定位并固定，3D超声波图像36和3D参照图像43相互自动跟随。之后，通过一个三维图像的操作，另一个三维图像也被同步地进行跟随旋转移动操作。
在监视器32上同步比较显示超声波3D图像和3D参照图像(3DCT图像；VR图像)的公共PC面37、47显示的阶段，如果操作输入单元31，激活超声波诊断装置本体30中具备的同时显示、操作功能，则两个三维图像大致呈一体地移动，被同步地跟随旋转移动。在该同步的跟随操作中，使如图6所示方向矢量线A、B的取向一致地，例如，3D参照图像侧的容积图像整体如图6(B)至(C)所示跟随并旋转，表现整体的3DCT图像(3D参照图像)的PC面47以朝向和局部的3D超声波图像的PC面37同一方向的方式跟随移动，并被定位设置(步骤12)。
在该设置之后，3D超声波图像36和3D参照图像(3DCT图像)43上的操作通过锁定单元单元相互保持跟随关系地进行，通过输入单元31的操作，以两图像36、43相互同步联动的方式，进行超声波诊断装置本体30的跟随或者调节控制(步骤13)。因为两3D图像同步联动地被关联操作，所以输入单元31在设置之后可以仅仅操作3D超声波图像36和3DCT图像(VR图像、3D参照图像)中的一个。
具体而言，一个3D图像的PC面37或者47的旋转、移动操作、对3D图像进行的各种剪辑操作，作为另一3D图像的PC面47或者37的旋转、移动操作、对3D图像进行的各种剪辑操作相互同步，两3D图像彼此同步地被联动显示。
而且，如果通过输入单元31的锁定解除操作解除锁定单元的活性，则锁定单元被解消，3D超声波图像36和3D参照图像(3DCT图像)43的跟随联动动作被解除，相互独立地对3D超声波图像36和3D参照图像43进行移动、旋转操作。输入单元31具有作为解除锁定单元的锁定解除单元的功能。
在本实施方式的三维图像诊断系统10中，在超声波图像诊断装置19的监视器32的左右，分别显示包含疾病部的局部3D超声波图像36和表示测定区域整体的3DCT图像(3D图像诊断模态图像；3D参照图像)43，能够一边确认整体的3DCT图像43，一边观察局部3D超声波图像36，决定穿刺位置，实施观察诊断。在低侵袭治疗时，能够一边监视穿刺位置，一边一次观察被检查体的体表和骨头以及包含例如横隔膜等的肝脏整体、周边组织整体，能够在3DCT图像的3D立体图像上简便地进行安全的穿刺位置探索。
在该三维图像诊断系统10中，通过参照为了进行利用超声波图像诊断装置的诊断或者判断治疗效果而事先收集的其它图像诊断模态的3D模态图像，通过以公共截面简便地比较可具有互补作用的3D超声波图像和3D参照图像(3D模态图像)，能够更可靠地把握疾病部的存在、大小、位置和内容，更有效且效率地执行癌等疾病部的鉴别诊断。
而且，在本发明的三维图像诊断系统中，在超声波图像诊断装置19的监视器32上，在左右(也可以是上下)并列显示作为基准3D图像的包含疾病部位的局部3D超声波图像36和包含疾病部位的组织整体的3DCT图像(3D图像诊断模态图像)43，能够以包含疾病部位的局部3D超声波图像36的任意截面为基准，选择3DCT图像。以具备图4(C)所示的表示疾病部位38、特征点(表示特征性周边结构的门静脉或静脉分支部的点)40的PC面37的3D超声波图像36为基准，进行整体的3DCT图像(3D参照图像；VR图像；3D图像诊断模态图像)的移动、旋转操作，如图5(D)所示定位并设置。
通过如图6(C)所示，对整体表示包含疾病部位的区域的组织的3DCT图像(3D图像诊断模态图像)43进行移动、旋转操作，在超声波图像诊断装置19的监视器32上，能够在PC面37、47大致对应的状态下显示图6(A)所示的3D超声波图像36和图6(C)所示的3DCT图像43。该图像显示不仅能够在超声波图像诊断装置19的监视器32上进行，同样也可以在例如三维图像诊断系统10的图像处理显示系统16或独立型图像处理显示装置18的各显示单元上显示。
而且，该三维图像诊断系统示出了在监视器32上显示3D超声波图像36和3DCT图像43的例子，在同一图像诊断模态例如同一超声波图像诊断装置19(14)中输入时间相位不同的(时间不同)的各3D超声波图像。也可以输入时间相位不同的多个、例如2个3D超声波图像(3D诊断图像模态图像)，在监视器32等显示单元上左右或者上下显示时间相位不同的多个3D超声波图像。通过在监视器32等显示单元的左右(上下)并列比较显示时间相位不同的各3D超声波图像，能够比较显示例如术前、术后那样时间相位不同的PC面的3D超声波图像。
换言之，能够从同一个医用图像诊断模态在监视器等显示单元上同步并列显示时间相位不同的多个三维图像，观察各三维图像的公共的PC面，正确地高精度掌握癌等疾病部位的存在、大小、位置、内容，能够正确且有效地执行鉴别诊断。
而且，在三维图像诊断系统10中，在具有疾病部位38、48的3D超声波图像36和3DCT图像43的同步联动显示中，如图7(A)和(B)所示，也可以在PC面37、47上显示球状区域50、51。
在监视器32等显示单元上，图7(A)和(B)所示那样显示的球状区域50、51表示烧灼区域，如果预先掌握了烧灼区域50、51，则在掌握疾病部位的存在、大小、位置、内容，正确地执行鉴别诊断的方面上会很方便。因为一般来说能量以球状扩散，所以将至烧灼区域的球作为球状区域50、51图示是有意义的，为了避免由于基于两个三维图像的对疾病部位的整体掌握给生体组织造成坏影响，进行局部观察，来执行鉴别判断。
而且，基于同样的目的，如图8(A)、(B)所示，圆形显示图7(A)、(B)所示的球状区域50、51和PC面37、47的交线。
[第1实施方式的变形例]
但是，在上述第1实施方式中，如图9所示，使超声波3D图像的矢量A(连接中心锁定点39和特征点40的矢量)和3DCT图像的矢量B(连接中心锁定点49和特征点50的矢量)一致，之后，需要以矢量B轴为中心，微调(通过旋转进行调整)3DCT图像的PC面，使3DCT图像的PC面和超声波3D图像的PC面的图像一致的操作。该旋转操作中3DCT图像的PC面受矢量B的约束，所以不会成为用户的操作负担，能够较简单地实现图像的一致。在彼此的PC面一致时锁定。通过该锁定功能，彼此的PC面联动变化，所以之后3DCT图像和超声波3D图像的PC面能够始终作为相同的面同步显示。
以下示出的变形例更加进步，不需要执行3DCT图像的PC面的微调操作。
[第1实施方式的第1变形例]
图10是表示第1变形例的动作概念的图。在第1变形例中，在使矢量A和矢量B一致之后，使3DCT图像的PC面以矢量B的轴为中心依次旋转，依次运算和超声波3D图像的PC面的相关性。然后，将相关性最强的3DCT图像的PC面作为一致的画面设定。之后的处理和第1实施方式相同。
[第1实施方式的第2变形例]
图11是表示第2变形例的动作概念的图。第2变形例比第1变形例更进一步，不是使矢量A、B一致，而是仅仅使中心锁定点39和中心锁定点49一致。之后，将3DCT图像的中心锁定点40作为旋转中心，使PC面依次旋转(此时，为独立的2轴旋转)，同时依次运算和超声波3D图像的PC面的相关性。然后，将相关性最强的3DCT图像的PC面作为一致的画面设定。之后的处理和第1实施方式相同。运算负荷和第1变形例相比变大了，但因为最初一致的是点和点的一致，所以用户的操作负荷变小了。
[第1实施方式的第3变形例]
图12是表示第3变形例的动作概念的图。第3变形例最初除了矢量A、矢量B一致之外，还执行矢量C和矢量D的一致。矢量C和矢量D是从中心锁定点39(49)朝向第2特征点40a(50a)的矢量。由于使位于同一面内的2个矢量一致，所以能够使超声波3D图像的PC面和3DCT图像的PC面完全一致。
因为第3变形例使2个矢量一致，所以用户的操作负担稍大了一些，但无需相关性处理。
[第2实施方式]
图13是表示本发明的三维图像诊断系统的第2实施方式的图。
该三维图像诊断系统10A的整体结构与图1至图3所示的三维图像诊断系统10及其结构和作用相同，所以相同的结构采用相同的符号，其说明简化或者省略。
第2实施方式所示的三维图像诊断系统10A在超声波图像诊断装置19的超声波探头33上设有位置传感接收器55，通过该位置传感接收器55，能够利用位置传感发送器56在作为基准的床(bed)57上自动检测超声波探头33的三维位置。
超声波图像诊断装置19的位置传感发送器56利用成为基准的床57中构成3DXT-YT-ZT的位置传感发送器坐标系58。利用XP-YP-ZP的探头坐标系59掌握超声波探头33的3D位置，安装在该超声波探头33上的位置传感接收器55的3D位置利用XR-YR-ZR的位置传感接收器坐标系60掌握。由超声波探头33得到的探头图像被变换到X1-Y1-Z1的图像坐标系61中，通过超声波探头33的移动·旋转操作得到的3DCT图像从探头坐标系59经过位置传感接收器坐标系60、位置传感发送器坐标系58，利用3DCT图像(摄像)坐标系61掌握。
3DCT图像上的特征点P从图像坐标系62经过探头坐标系59、位置传感接收器坐标系60、以及位置传感发送器坐标系58，用3DCT图像坐标系61掌握。图像坐标系62、探头坐标系59、位置传感接收器坐标系60、位置传感发送器坐标系58以及3DCT图像(摄像)坐标系61在超声波诊断装置本体30内执行变换处理。
如图9所示，将作为3D位置传感器单元的位置传感接收器55安装在超声波图像诊断装置19中具备的超声波探头(一维阵列探头，4D机械探头，或者实时3D探头)上。
安装了3D位置传感器单元的三维图像诊断系统10A的具有代表性的工作流程和第1实施方式示出的三维图像诊断系统10的工作流程相比，基本上仅仅是步骤3～步骤10的内容不同。
在第1实施方式的三维图像诊断系统10的监视器32上，例如在其左侧收集、显示3D超声波图像36(参考图4(A))的紧接之前或者紧接之后，利用作为超声波的通常摄像的实时2D摄像，拍摄作为位置对准截面适当的超声波图像的一截面图像，并进行显示。利用来自安装在超声波探头33上的位置传感接收器(接收线圈)55(参考图13)的3D位置传感信息，由超声波诊断装置本体30的运算控制单元自动计算该超声波截面在3DCT图像的摄像空间中的位置和旋转方向。
在计算超声波图像的位置对准截面的位置和旋转方向时，如图9所示，前提条件是，预先得知3D位置传感计测坐标空间和3DCT摄像坐标空间的关系(3D坐标间的变换矩阵CTTT)，两3D坐标空间的相互关系已知。
简单地说，通过预先确定例如和决定3D位置传感器55的空间(3D)坐标的发送系统的基准床57的相对位置关系，能够利用变换矩阵CTTT作为固定值。
接着，基于超声波图像的位置对准截面的位置和旋转方向，计算相对于超声波截面侧的CT截面的方向矢量。能够基于相对于CT截面的方向矢量的方向和位置，得到和超声波截面大致相同的CT截面图像，并自动显示。
在超声波截面图像和CT截面图像这2画面显示在超声波图像诊断装置19的监视器32的左右的阶段，将连接诊断中心的旋转中心和特征点的线作为方向矢量线图示，之后的步骤中和第1实施方式的步骤11之后的步骤同样地进行图像处理。这样，通过对3D超声波图像和3DCT图像或者3DMRI图像，相对比较的同时进行截面比较，能够高效而且有效地执行癌等疾病部位的存在/鉴别诊断。
[第2实施方式的变形例]
下面对本发明的三维图像诊断系统的第2实施方式的变形例进行说明。
该变形例示出的三维图像诊断系统10B是将3D方向传感器65安装在超声波图像诊断装置19的超声波探头33上时的例子。其它结构和作用与第2实施方式示出的三维图像诊断系统10A没有不同，所以相同的结构采用相同的符号，简化或者省略说明。
该变形例的三维图像诊断系统10B的整体结构和图1至图3示出的三维图像诊断系统10没有不同。三维图像诊断系统10B在图9示出的三维图像诊断系统10A的超声波图像诊断装置19的超声波探头33上安装了3D方向传感器65。
在超声波探头33上，采用一维阵列探头，4D机械探头，或者实时3D探头，在该超声波探头33上，取代3D位置传感器55，安装3D方向传感器65。
安装了3D方向传感器65的三维图像诊断系统10B的具有代表性的工作流程和第1实施方式示出的三维图像诊断系统10的工作流程相比，步骤3～10的内容不同，其它步骤的内容是相同的。
在第1实施方式的三维图像诊断系统10的步骤3示出的超声波图像诊断装置19的监视器32上，在收集·显示3D超声波图像紧接之前或者紧接之后，显示作为超声波的通常摄像的实时2D摄像的超声波图像，拍摄作为位置对准截面适当的超声波图像的一截面图像并进行显示。
利用来自安装在超声波探头33上的3D方向传感器65的3D方向传感信息，自动计算该超声波图像的超声波截面所对应的3DCT图像摄像空间的旋转方向。
在计算超声波图像的位置对准截面的旋转方向时，前提条件是，已知3D方向传感计测坐标空间和3DCT摄像坐标空间的关系(3D坐标间的旋转矩阵)。在该前提条件下，通过预先确定和决定3D位置传感器65的空间(3D)坐标的发送系统的床57的相对关系，能够利用旋转矩阵作为固定值。
因为基于超声波图像的位置对准截面的旋转方向，计算相对于超声波图像截面侧的3DCT截面的方向矢量，所以能够基于该方向矢量的方向，自动显示和超声波截面大致同一方向的3DCT截面图像。
而且，通过执行3DCT画面的位移操作，能够探索和超声波截面图像大致相同的超声波截面。
在超声波截面图像和CT截面图像这2画面显示在超声波图像诊断装置19的监视器32的左右的阶段，能够将连接诊断中心的旋转中心和特征点的线作为方向矢量线图示。之后的步骤和第1实施方式的步骤11之后的步骤同样进行图像处理。
这样，通过对3D超声波图像和3DCT图像(或者3DMRI图像)互补地执行截面比较，能够高效而且有效地执行癌等疾病部位的存在/鉴别诊断。
而且，在本发明的实施方式和变形例中，示出的是，相比较的2个3D图像中的一个是3D超声波图像，另一个是其它的医用诊断模态的3D图像，例如3DCT图像、3DMRI图像的场合。但是，也可以将同一医用模态，例如同一超声波图像诊断装置中时间上不同的3D图像之间作为比较对象。
例如，在1次医用诊断检查内连续拍摄造影超声波3D图像的场合，也可以以RFA等的治疗效果判断为目的，将治疗前的造影超声波3D图像和治疗后的造影超声波3D图像作为比较对象，更高效而且有效地执行疾病部位的存在/鉴别诊断。
在本发明的三维图像诊断系统中，
1.连续地执行造影超声波3D图像摄像，暂时将这些多个3D图像保存在记录介质20中，其中同时显示2个时间相位容积。
2.在一个VR图像(3DCT图像、3DMRI图像)的PC面上，从疾病阴影中指定1点，将该指定点作为中心点使PC截面旋转，显示适当的截面图像作为诊断图像。
3.之后，可以激活同步显示·操作功能，使二个时间相位的造影超声波3D图像上的操作彼此同步联动，更加高效而且有效地执行疾病部位的存在和鉴别诊断。
而且，在JP-A2005-169070中，公开了使超声波2D图像和3D图像(例如3DDT图像)对应而显示的技术。在该技术中，为了使超声波2D图像和3D图像对应，除了需要执行图像之间的位置对准操作之外，需要检测超声波探头的位置和姿势的位置传感器。与此相对的是，在本发明的第1实施方式的三维图像诊断系统中，虽然执行矢量A、B的位置对准和图像的微调操作，但不需要位置传感器。而且，在本发明的第2实施方式的三维图像诊断系统中，采用了位置传感器，但仅仅设定矢量A、B就足够了，不需要执行矢量A、B的位置对准操作。
如上所述，利用上述各实施方式的三维图像诊断系统，能够利用三维超声波图像，简单且容易地执行任意截面中的局部超声波图像和整体3D诊断模态图像的互补截面比较。
而且，本发明不局限于上述各实施方式，在实施阶段，在不脱离其主旨的范围内，能够对构成要素进行变形并具体化。而且，能够通过对上述实施方式中公开的多个构成要素进行适当组合，形成各种实施方式。例如，可以从实施方式的全部构成要素中去掉几个构成要素。也可以对不同实施方式的构成要素进行适当组合。

Claims (10)

1.一种执行三维图像的收集和显示的三维图像诊断系统，其特征在于，具有：
可以从包含被检体的疾病部位的容积数据中显示任意截面的三维图像的超声波图像诊断装置；
从来自该超声波图像诊断装置以外的医用图像诊断模态的容积数据中显示和上述任意截面的三维图像大致相同的截面的三维图像的三维医用图像诊断装置；
图像处理显示单元，可以分别同步地显示来自上述两图像诊断装置的多个三维图像或者来自相同的医用图像诊断模态的时间相位不同的容积数据间的大至相同截面的多个三维图像。
2.根据权利要求1记载的三维图像诊断系统，其特征在于，
上述图像处理显示单元具备锁定单元，该锁定单元在同步地比较显示相互对应的三维图像的各截面时，以至少包含在上述疾病部位内设定的中心点的上述各截面大致成为相同图像的方式定位固定各截面，并且利用该位置进行锁定。
3.根据权利要求2记载的三维图像诊断系统，其特征在于，
上述锁定单元被连接成使上述三维图像之间彼此跟随移动，使得对图像处理显示单元的监视器上比较显示的多个上述三维图像之间同步联动地进行跟随操作、显示。
4.根据权利要求2或者3记载的三维图像诊断系统，其特征在于，
上述图像处理显示单元具备锁定解除单元，该锁定解除单元解除多个上述三维图像之间的锁定状态或者跟随操作状态。
5.根据权利要求1记载的三维图像诊断系统，其特征在于，
上述图像处理显示单元具备矢量指定单元，该矢量指定单元进行在可以同步比较显示的三维图像的各截面上显示的方向矢量的位置方向对准。
6.根据权利要求1记载的三维图像诊断系统，其特征在于，
上述图像处理显示单元具备球状显示单元，该球状显示单元在可以同步比较显示的三维图像的各截面上，显示以上述各截面的旋转中心为中心的球状区域。
7.根据权利要求1记载的三维图像诊断系统，其特征在于，
上述图像处理显示单元具备交线显示单元，该交线显示单元在可以同步比较显示的三维图像的各截面上，显示这些各个截面和以上述各截面的旋转中心为中心的球状区域的交线。
8.根据权利要求1记载的三维图像诊断系统，其特征在于，
上述超声波图像诊断装置在超声波诊断装置本体上连接超声波探头而具备，在上述超声波探头上安装有三维位置传感器。
9.根据权利要求5记载的三维图像诊断系统，其特征在于，
在上述各截面上显示的方向矢量是分别独立的2个方向矢量。
10.根据权利要求2记载的三维图像诊断系统，其特征在于，
上述图像处理显示单元在定位固定上述各截面时，定位在上述各截面的图像的相关性最高的位置上。
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