CN102753103A - 超声波诊断装置以及超声波图像显示方法 - Google Patents

超声波诊断装置以及超声波图像显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种超声波诊断装置以及超声波图像显示方法，能够按照可分别识别三维弹性图像、三维血流图像和三维断层图像的方式适当地进行显示，超声波诊断装置具备：超声波探头(102)，具有对超声波进行收发的振动器；发送部(105)，经由超声波探头(102)向被检体(101)发送超声波；接收部(106)，接收来自被检体(101)的反射回波信号；投影图像制成部(120)，通过绘制基于反射回波信号的多种体数据来制成投影图像；以及显示部(122)，显示投影图像，还具备：投影图像制成部(200、202)，根据多种体数据来制成多个投影图像；以及投影图像合成部(203)，基于规定的合成率来合成多个投影图像而制成合成投影图像，显示部(122)显示合成投影图像。

Description

超声波诊断装置以及超声波图像显示方法
技术领域
本发明涉及利用超声波来对表示被检体的生物体组织的硬度或者柔软度的三维弹性图像进行显示的超声波诊断装置以及超声波图像显示方法。
背景技术
超声波诊断装置通过超声波探头向被检体内部发送超声波，并能够基于从被检体内部的生物体组织接收到的接收信号来获得并显示三维断层图像和三维弹性图像。
在三维断层图像上叠加显示三维弹性图像之际，以能够识别三维弹性图像的较硬的部位或者较软的部位的形状、容积的方式，进行三维断层图像的不透明度的设定(例如专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-259605号公报
发明内容
(发明所要解决的课题)
在上述专利文献1中公开了设定三维断层图像的不透明度这一内容，但是关于同时显示三维弹性图像、三维血流图像和三维断层图像的方法并没有提及。因此，可能三维弹性图像中的弹性信息和三维血流图像中的血流信息会混合，使得想要观察的关心部位(例如三维弹性图像中的较硬的区域(肿瘤)等)被其他图像隐藏。
本发明的目的在于，按照能够分别识别三维弹性图像、三维血流图像和三维断层图像的方式进行显示。
(用于解决课题的技术方案)
为了达成本发明的目的，提供一种超声波诊断装置，具备：超声波探头，具有对超声波进行收发的振动器；发送部，经由所述超声波探头向被检体发送超声波；接收部，接收来自所述被检体的反射回波信号；以及显示部，通过对基于所述反射回波信号的多种体数据进行绘制来制成投影图像，并显示所述投影图像，所述超声波诊断装置还具备：投影图像制成部，根据所述多种体数据来制成多个投影图像；以及投影图像合成部，基于规定的合成率来合成所述多个投影图像而制成合成投影图像，所述显示部显示所述合成投影图像。由此，能够按照作为合成投影图像可分别识别三维弹性图像、三维血流图像和三维断层图像的方式进行显示。
具体而言，所述超声波诊断装置具备：第1投影图像制成部，利用从所述多种体数据中选择出的体数据来制成第1投影图像；以及第2投影图像制成部，利用从所述多种体数据中选择出的体数据来制成不同于所述第1投影图像的第2投影图像，所述投影图像合成部基于所述第1投影图像和所述第2投影图像的规定的合成率来合成所述第1投影图像和所述第2投影图像而制成所述合成投影图像。
(发明效果)
根据本发明，能够按照可分别识别三维弹性图像、三维血流图像和三维断层图像的方式进行显示。
附图说明
图1是表示本发明的整体制成的框图的图。
图2是表示本发明的实施例1中的合成投影图像制成部120的详细的图。
图3是表示本发明的实施例1中的显示部122的一显示形态的图。
图4是表示本发明的动作顺序的流程图。
图5是表示本发明的实施例2、3中的合成投影图像制成部120的详细的图。
图6是表示本发明的实施例2、3中的显示部122的一显示形态的图。
具体实施方式
利用图1来说明应用了本发明的超声波诊断装置100。
如图1所示，超声波诊断装置100具备：超声波探头102，与被检体101抵接地使用；发送部105，经由超声波探头102每隔一定的时间间隔向被检体101反复发送超声波；接收部106，接收从被检体101反射回来的反射回波信号；收发控制部107，对发送部105和接收部106进行控制；调相加法运算部108，对由接收部106接收到的反射回波进行调相相加。
超声波探头102配设多个振动器而形成，并具有经由振动器向被检体101发送超声波以及从被检体101接收超声波的功能。超声波探头102由呈矩形或者扇形的多个振动器构成，能够在与多个振动器的排列方向正交的方向上使振动器机械地振动，从而以三维方式收发超声波。此外，超声波探头102也可二维方式排列多个振动器，能够以电子方式控制超声波的收发。
发送部105生成送波脉冲，用于驱动超声波探头102的振动器来产生超声波。发送部105具有将所发送的超声波的收敛点设定在某深度的功能。另外，接收部106以规定的增益对由超声波探头102接收到的反射回波信号进行放大来生成RF信号、即接收信号。收发控制部107用于控制发送部105、接收部106。
调相加法运算部108控制由接收部106放大后的RF信号的相位，相对于1点或者多个收敛点而形成超声波束，来生成RF信号帧数据(相当于RAW数据)。
而且，超声波诊断装置100具备：数据存储部109，存储由调相加法运算部108生成的RF信号帧数据；二维断层图像制成部113，基于数据存储部109中存储的RF信号帧数据来制成二维断层图像；断层体数据生成部114，针对由二维断层图像制成部113制成的二维断层图像，基于二维断层图像的取得位置进行三维坐标变换，生成断层体数据(volumedata)；二维弹性图像制成部115，基于数据存储部109中存储的多个RF信号帧数据来制成二维弹性图像；弹性体数据生成部116，针对由二维弹性图像制成部115制成的二维弹性图像，基于二维弹性图像的取得位置进行三维坐标变换，生成弹性体数据；二维血流图像制成部117，基于数据存储部109中存储的多个RF信号帧数据来进行血流速度、血流量(power)的血流信息的运算，制成二维血流图像；血流体数据生成部118，针对由二维血流图像制成部117制成的二维血流图像，基于二维血流图像的取得位置进行三维坐标变换，生成血流体数据；体数据存储部119，存储所生产的断层体数据、弹性体数据和血流体数据；合成投影图像制成部120，依次读出在体数据存储部119中存储的各体数据，制成合成投影图像；合成处理部121，对合成投影图像进行各种处理；以及显示部122，显示合成投影图像、二维断层图像等。
另外，超声波诊断装置100具备：控制部103，对上述各构成要素进行控制；以及操作部104，对控制部103进行各种输入。操作部104具备键盘、跟踪球等。
二维断层图像制成部113基于控制部103中的设定条件，将从数据存储部109输出的RF信号帧数据进行输入来进行增益修正、对数压缩、检波、轮廓强调、滤波处理等信号处理，制成二维断层图像。
超声波探头102能够与超声波的收发同时地测量收发方向
Figure BDA00001991039200041
断层体数据生成部114基于与二维断层图像的取得位置相当的收发方向
Figure BDA00001991039200042
来对多个二维断层图像进行三维变换，生成断层体数据。断层体数据的各点根据接收信号的信号强度而被赋予断层代码。断层代码是用于分配RGB值的代码(例如256灰度(8比特))。
二维弹性图像制成部115根据数据存储部109中存储的多个RF信号帧数据来测量位移。并且，二维弹性图像制成部115基于所测量出的位移来运算弹性值，制成二维弹性图像。弹性值例如是形变、杨氏模量、位移、黏性、形变比等的弹性信息的其中一个。
弹性体数据生成部116基于与二维弹性图像的取得位置相当的收发方向
Figure BDA00001991039200043
来对多个二维弹性图像进行三维变换，生成弹性体数据。弹性体数据的各点根据弹性值而被赋予弹性代码。弹性代码是用于分配RGB值的代码(例如256灰度(8比特))。
二维血流图像制成部117根据数据存储部109中存储的多个RF信号帧数据，利用由多普勒效应(Doppler)生成的频率偏移来运算血流速度、血流量(power)的血流信息。之后，二维血流图像制成部117基于运算出的血流信息来制成二维血流图像。
血流体数据生成部118基于与二维血流图像的取得位置相当的收发方向
Figure BDA00001991039200051
对多个二维血流图像进行三维变换，生成血流体数据。血流体数据根据血流信息(血流速度、血流方向、方差)而被赋予血流代码。血流代码是用于分配RGB值的代码(例如256灰度(8比特))。
体数据存储部119作为多种体数据而存储：由断层体数据生成部114生成的断层体数据、由弹性体数据生成部116生成的弹性体数据、以及由血流体数据生成部118生成的血流体数据。
合成投影图像制成部120读出在体数据存储部119中存储的多种体数据来制成多个投影图像，合成所制成的多个投影图像来制成合成投影图像。投影图像是指通过将体数据绘制在二维投影面上而制成的三维图像。
利用图2、图3来说明合成投影图像制成部120。图2表示合成投影图像制成部120的详细情况，图3表示显示部122所显示的合成投影图像制成部120的各种参数的设定画面(图形用户接口)。各种参数的设定画面中利用了数值、条(bar)等图形，能够通过基于操作部104的操作的控制部103的控制来设定各种参数。
合成投影图像制成部120具备：投影图像制成部200、202，根据多种体数据来制成多个投影图像；以及投影图像合成部203，基于对该多个投影图像进行合成用的规定的合成率来合成多个投影图像，制成合成投影图像。
具体而言，合成投影图像制成部120由下述部件构成：第1投影图像制成部200，操作者从多种体数据中选择规定的体数据，并利用所选择出的体数据来制成第1投影图像；第2投影图像制成部202，操作者选择规定的体数据，并利用从多种体数据中选择出的体数据来制成与第1投影图像不同的第2投影图像；以及投影图像合成部203，基于第1投影图像和第2投影图像的规定的合成率来合成第1投影图像和第2投影图像而制成合成投影图像。
第1投影图像制成部200由下述部件构成：第1体选择部210，从在体数据存储部119中存储的多种体数据之中选择规定的体数据；第1贡献率设定部214，设定在由第1体选择部210选择出的体数据的体绘制中其他体数据的贡献率；以及第1绘制运算部212，基于所设定的贡献率进行所选择出的体数据的体绘制，制成第1投影图像。
第2投影图像制成部202由下述部件构成：第2体选择部220，从在体数据存储部119中存储的多种体数据之中选择规定的体数据；第2贡献率设定部224，设定在由第2体选择部220选择出的体数据的体绘制中其他体数据的贡献率；以及第2绘制运算部222，基于所设定的贡献率进行所选择出的体数据的体绘制，制成第2投影图像。
投影图像合成部203由下述部件构成：合成率设定部204，设定第1投影图像和第2投影图像的各自的合成率；第1乘法运算部206，将由合成率设定部204设定的合成率与第1投影图像相乘；第2乘法运算部207，将由合成率设定部204设定的合成率与第2投影图像相乘；以及合成部208，将乘以合成率后的第1投影图像与第2投影图像进行合成，并将合成后的合成投影图像输出至合成处理部121。
另外，如图3所示，显示部122显示：第1体数据选择框310，其对应于第1体数据选择部210，用于从在体数据存储部119中存储的多种体数据之中选择规定的体数据；以及第2体数据选择框312，其对应于第2体数据选择部220，用于从在体数据存储部119中存储的多种体数据之中选择规定的体数据。另外，显示部122按照由第1体选择部210或者第2体数据选择部220选择出的体数据能够识别的方式，针对所选择的体数据显示选择标记320。操作者通过对多种体数据设定选择标记320，从而能够选择规定的体数据。
显示部122显示：第1投影图像贡献率框314，对应于第1贡献率设定部214，用于设定第1投影图像的体绘制中的贡献率；以及第2投影图像贡献率框316，对应于第2贡献率设定部224，用于设定第2投影图像的体绘制中的贡献率。由第1贡献率设定部214和第2贡献率设定部224设定的贡献率用{K1，K2，K3，K4，K5，K6}这样的数值进行表示。操作者通过对多个贡献率分别设定数值，从而能够设定贡献率。详细内容将在后面叙述。
进而，显示部122显示合成率显示框318，对应于合成率设定部204，用于利用合成率设定条330来设定第1投影图像和第2投影图像的合成率。操作者通过操作合成率设定条330，能够设定合成率。
在本实施例中，如图3的选择标记320所示那样，例如第1体数据选择部210选择了断层体数据和血流体数据，第2体数据选择部220选择了断层体数据、血流体数据和弹性体数据。
第1贡献率设定部214设定第1绘制运算部212的体绘制中所输出的像素值的贡献率。并且，第1绘制运算部212在对某一体数据进行体绘制之际，在考虑作为其他体数据的信息而设定的贡献率的基础上进行体绘制。具体而言，第1绘制运算部212利用下式进行体绘制，制成第1投影图像。由第1贡献率设定部214设定的贡献率用{K1，K2，K3，K4，K5，K6}进行显示。
式(1.1)～(1.3)是断层体数据的体绘制中的式子，式(1.4)～(1.6)是血流体数据的体绘制中的式子，式(1.7)～(1.9)是弹性体数据的体绘制中的式子。
{数学式1}
Cout(i)＝Cout(i-1)+X(i)·(1-Xout(i-1))·C(i)·S(i)
(1-K1·Yout(i-1))·(1-K2·Zout(i-1))         -(1.1)
Xout(i)＝Xout(i-1)+(1-Xout(i-1))·X(i)       -(1.2)
X(i)＝OpacityX[C(i)]                         -(1.3)
Dout(i)＝Dout(i-1)+Y(i)·(1-Yout(i-1))·D(i)·T(i)·(1-K3·Xout(i-1))·(1-K4·Zout(i-1))           -(1.4)
Yout(i)＝Yout(i-1)+(1-Yout(i-1))·Y(i)       -(1.5)
Y(i)＝OpacityY[D(i)]                         -(1.6)
Eout(i)＝Eout(i-1)+Z(i)·(1-Zout(i-1))·E(i)·U(i)·(1-K5·Xout(i-1))·(1-K6·Yout(i-1))           -(1.7)
Zout(i)＝Zout(i-1)+(1-Zout(i-1))·Z(i)       -(1.8)
Z(i)＝OpacityZ[E(i)]                         -(1.9)
首先，对式(1.1)～(1.3)进行说明。C(i)是在从所制成的二维投影面上的某点观看三维断层图像时视线上第i个存在的亮度值。Cout(i)是所输出的像素值。例如，在视线上排列了N体素(voxel)的亮度值之时，累计直至i＝0～N-1为止的亮度值Cout(N-1)成为最终被输出的像素值。Cout(i-1)表示直到第i-1个为止的累计值。
另外，OpacityX是取0～1.0的值的断层不透明度表格(断层不透明度(opacity)表格)。X(i)是在视线上第i个存在的亮度值的不透明度，如式(1.3)所示那样，根据该亮度值来参照断层不透明度表格OpacityX，由此决定向所输出的二维投影面(三维断层图像)上的不透明度。
S(i)是通过亮度C(i)和根据其周边的像素值求出的梯度而估算的用于添加阴影的权重成分，指示出：例如在光源与以体素i为中心的面的法线相一致的情况下，由于反射最强，故被给予1.0；在光源与法线正交的情况下，给予0.0等这样的强调效果。
在式(1.1)、式(1.2)中，i＝0情况下的Cout(i-1)、Xout(i-1)都用0进行初始化。如式(1.2)所示，Xout(i)在每次通过体素之时都被累计而收敛至1.0。由此，如式(1.1)所示那样，在直到第i-1个为止的不透明度的累计值Xout(i-1)收敛为1.0的情况下，第i个以后的亮度值C(i)没有反映在输出图像中。
另外，在式(1.1)中，作为系数而有(1-K1·Yout(i-1))、(1-K2·Zout(i-1))。像素值Cout(i)不仅基于断层体数据，还基于血流体数据和弹性体数据的体绘制中直到第i-1个为止的不透明度的累计值来进行运算。
接着，对式(1.4)～(1.6)进行说明。D(i)是在从所制成的二维投影面上的某点观看三维血流图像时视线上第i个存在的血流值(例如速度)。Dout(i)是所输出的像素值。例如，在视线上排列了N体素的血流值之时，累计直至i＝0～N-1为止的血流值Dout(N-1)成为最终被输出的像素值。Dout(i-1)表示直到第i-1个为止的累计值。
另外，OpacityY是取0～1.0的值的血流不透明度表格(血流不透明度表格)。Y(i)是在视线上第i个存在的血流值的不透明度，如式(1.6)所示那样，根据该血流值来参照血流不透明度表格OpacityY，由此决定向所输出的二维投影面(三维血流图像)上的不透明度。
T(i)是通过血流值D(i)和根据其周边的像素值求出的梯度而估算的用于添加阴影的权重成分，指示出：例如在光源与以体素i为中心的面的法线相一致的情况下，由于反射最强，故被赋予1.0；在光源与法线正交的情况下，给予0.0等这样的强调效果。
在式(1.4)、式(1.5)中，i＝0情况下的Dout(i-1)、Yout(i-1)都用0进行初始化。如式(1.5)所示，Yout(i)在每次通过体素之时都被累计而收敛至1.0。由此，如式(1.4)所示那样，在直到第i-1个为止的不透明度的累计值Yout(i-1)为约1.0的情况下，第i个以后的血流值D(i)没有反映在输出图像中。
另外，在式(1.4)中，作为系数而有(1-K3·Xout(i-1))、(1-K4·Zout(i-1))。像素值Dout(i)不仅基于血流体数据，还基于断层体数据和弹性体数据的体绘制中直到第i-1个为止的不透明度的累计值来运算。
接着，对式(1.7)～(1.9)进行说明。E(i)是在从所制成的二维投影面上的某点观看三维弹性图像时视线上第i个存在的弹性值(例如，形变、杨氏模量、位移、黏性、形变比)。Eout(i)是所输出的像素值。例如，在视线上排列了N体素的弹性值之时，累计直至i＝0～N-1为止的弹性值Eout(N-1)成为最终被输出的像素值。Eout(i-1)表示直到第i-1个为止的累计值。
另外，OpacityZ是取0～1.0的值的弹性不透明度表格(弹性不透明度表格)。E(i)是在视线上第i个存在的弹性值的不透明度，如式(1.9)所示那样，根据该弹性值来参照弹性不透明度表格OpacityZ，由此决定向所输出的二维投影面(三维弹性图像)上的不透明度。
U(i)是通过弹性值E(i)和根据其周边的像素值求出的梯度而估算的用于添加阴影的权重成分，指示出：例如在光源与以体素i为中心的面的法线相一致的情况下，由于反射最强，故被赋予1.0；在光源与法线正交的情况下，给予0.0等这样的强调效果。
在式(1.7)、式(1.8)中，i＝0情况下的Eout(i-1)、Zout(i-1)都用0进行初始化。如式(1.8)所示，Zout(i)在每次通过体素之时都被累计而收敛至1.0。由此，如式(1.7)所示那样，在直到第i-1个为止的不透明度的累计值Zout(i-1)为约1.0的情况下，第i个以后的弹性值E(i)没有反映在输出图像中。
另外，在式(1.7)中，作为系数而有(1-K5·Xout(i-1))、(1-K6·Yout(i-1)。像素值Eout(i)不仅基于弹性体数据，还基于断层体数据和血流体数据的体绘制中直到第i-1个为止的不透明度的累计值来运算。
在本实施例中，如图3所示那样，由第1贡献率设定部214设定的贡献率{K1，K2，K3，K4，K5，K6}被设定为{1.0，1.0，1.0，1.0，1.0，1.0}。
与第1投影图像制成部200同样地，第2投影图像制成部202的第2贡献率设定部224设定第2绘制运算部222的体绘制中的输出的贡献率。并且，第2绘制运算部222在对某一体数据进行体绘制之际，在考虑了基于其他体数据的输出图像的贡献率的基础上来进行体绘制，制成第2投影图像。具体情况由于与上述式(1.1)～(1.9)相同，所以省略说明。在本实施例中，如图3所示，由第2贡献率设定部224设定的贡献率{K1，K2，K3，K4，K5，K6}被设定为{1.0，0.0，1.0，0.0，0.0，0.0}。
第1投影图像制成部200和第2投影图像制成部202分别绘制被赋予了断层代码、弹性代码、血流代码的体数据，由此制成第1投影图像和第2投影图像。在第1投影图像制成部200以及第2投影图像制成部202中，通过绘制由断层代码构成的体数据而制成的图像成为第1投影图像的断层图像以及第2投影图像的断层图像，通过绘制由弹性代码构成的体数据而制成的图像成为第1投影图像的弹性图像以及第2投影图像的弹性图像，通过绘制由血流代码构成的体数据而制成的图像成为第1投影图像的血流图像以及第2投影图像的血流图像。
并且，投影图像合成部203利用下式来制成合成投影图像。
{数学式2}
合成断层图像
＝α×(第1投影图像的断层图像)+β×(第2投影图像的断层图像)合成弹性图像
＝α×(第1投影图像的弹性图像)+β×(第2投影图像的弹性图像)合成血流图像
＝α×(第1投影图像的血流图像)+β×(第2投影图像的血流图像)
α+β＝1
合成断层图像是以规定的合成率合成了第1投影图像和第2投影图像的断层图像中的断层代码而成的图像，合成弹性图像是以规定的合成率合成了第1投影图像和第2投影图像的弹性图像中的弹性代码而成的图像，合成血流图像是以规定的合成率合成了第1投影图像和第2投影图像的血流图像中的血流代码的图像。合成投影图像是按二维投影面的每个坐标相加了合成断层图像、合成弹性图像和合成血流图像而成的图像。
合成率设定部204通过基于操作部104的操作的控制部103的控制来设定第1投影图像和第2投影图像的合成率α、β。合成率α、β为0以上且1以下。如图3所示，合成率显示框318显示出：对第1投影图像和第2投影图像的合成率进行设定的合成率设定条330。
若使合成率设定条330处于比中央靠左侧的位置，则合成率设定部204将合成率α设定得较大，使第1投影图像相对于第2投影图像被强调。合成率设定部204也可以将合成率β设定得较小。
若使合成率设定条330处于比中央靠右侧的位置，则合成率设定部204将合成率α设定得较小，以使第2投影图像相对于第1投影图像被强调。合成率设定部204也可以将合成率β设定得较大。
将由合成率设定部204设定的合成率与第1投影图像相乘的第1乘法运算部206、和将由合成率设定部204设定的合成率与第2投影图像相乘的第2乘法运算部207相当于上述式子中的乘法运算。另外，合成第1投影图像和第2投影图像并将合成后的合成投影图像输出至合成处理部121的合成部208相当于上述式子中的加法运算。
如图3所示，显示部122显示在由上述体数据的选择、贡献率、合成率等各种参数设定的状态下由合成投影图像制成部120制成的合成投影图像300。操作者能够边确认合成投影图像300边设定各种参数。
例如，在想要使合成投影图像300主要显示血流信息的情况下，提升由断层体数据和血流体数据构成的第1投影图像的合成率α。另外，在想要使合成投影图像300主要显示弹性信息的情况下，提升由断层体数据、血流体数据和弹性体数据构成的第2投影图像的合成率β。另外，在操作者将合成率α设定为0.5的情况下，作为断层信息和弹性信息相重叠的区域的两者被混合后的图像，能够制成合成投影图像300。
合成处理部121按照对合成投影图像制成部120制成的合成断层图像进行变换后的断层代码、对合成血流图像进行变换后的血流代码、对合成弹性图像进行变换后的弹性代码的二维投影面的每个坐标，来设定RGB值，并且按各RGB的每个成分，基于合成投影图像＝合成断层图像+合成弹性图像+合成血流图像来进行合成以及着色处理。另外，合成处理部121也能够进行下述处理：与被着色的合成投影图像一起合成二维断层图像、二维弹性图像或者二维血流图像。显示部122显示被着色后的合成投影图像。
由此，合成投影图像300能够作为：通过断层信息能掌握的组织302、通过弹性信息而分别能掌握的拥有规定的硬度的肿瘤部304以及包围肿瘤部302的血流部306的合成投影图像。
此外，在本实施例中，虽然由合成处理部121对合成投影图像进行了着色处理，但也可以对存储于体数据存储部119的体数据预先进行着色。
在体数据存储部119中存储的断层体数据的各点根据信号强度而被赋予浓淡信息(白色、黑色的RGB值)。另外，弹性体数据的各点根据弹性值而被赋予色信息(蓝色、淡蓝色、绿色、黄色、红色等的RGB值)。血流体数据的各点根据血流信息(血流速度、血流方向、方差)而被赋予色信息(蓝色、红色、绿色等的RGB值)。
并且，第1绘制运算部212以及第2绘制运算部222对式(1.1)～(1.9)进行改变，而利用下式进行绘制。在此，主要说明与式(1.1)～(1.9)不同之处。
{数学式3}
Cout(i)
＝Cout(i-1)+X(i)·(1-Xout(i-1))·C(i)·S(i)          -(3.1)
Xout(i)
＝Xout(i-1)+(1-Xout(i-1))·{X(i)+K1·Y(i)+K2·Z(i)}  -(3.2)
X(i)
＝OpacityX[C(i)]                                     -(3.3)
Dout(i)
＝Dout(i-1)+Y(i)·(1-Yout(i-1))·D(i)·T(i)          -(3.4)
Yout(i)
＝Yout(i-1)+(1-Yout(i-1))·{K3·X(i)+Y(i)+K4·Z(i)}  -(3.5)
Y(i)
＝OpacityY[D(i)]                                     -(3.6)
Eout(i)
＝Eout(i-1)+Z(i)·(1-Zout(i-1))·E(i)·U(i)          -(3.7)
Zout(i)
＝Zout(i-1)+(1-Zout(i-1))·{K5·X(i)+K6·Y(i)+Z(i)}  -(3.8)
Z(i)＝OpacityZ[E(i)]                                 -(3.9)
第1绘制运算部212以及第2绘制运算部222利用式(3.1)～(3.9)，按二维投影面的每个坐标而对RGB的各成分进行绘制。
第1绘制运算部212为了制成第1投影图像R，将断层图像的亮度的R成分设为C(i)、血流图像的亮度的R成分设为D(i)、弹性图像的亮度的R成分设为E(i)，利用贡献率来进行式(3.1)～(3.9)的运算，相加这些结果而作为第1投影图像R。
同样地，为了制成第1投影图像G，将断层图像、血流图像、弹性图像的G成分分别设为C(i)、D(i)、E(i)，为了制成第1投影图像B，将各图像的B成分设为C(i)、D(i)、E(i)来进行式(3.1)～(3.9)的运算，并相加这些结果。
第2绘制运算部222同样地，利用贡献率，相对于二维投影面的坐标而制成第2投影图像。
此外，式(3.1)～(3.9)中用到的不透明度表格，也能够在第1绘制运算部212和第2绘制运算部222中使用不同的参数。
接着，说明在投影图像合成部203中合成第1投影图像和第2投影图像来制成合成投影图像的方式。投影图像合成部203利用下式，按二维投影面的每个坐标而对多个投影图像分别合成RGB值，制成合成投影图像。
{数学式4}
合成投影图像R＝α×(第1投影图像R)+β×(第2投影图像R)
合成投影图像G＝α×(第1投影图像G)+β×(第2投影图像G)
合成投影图像B＝α×(第1投影图像B)+β×(第2投影图像B)
α+β＝1
其中，由于合成率α、合成率β、合成率设定条330等的说明与上述数学式2相同，所以在此省略其说明。
接着，利用图4来说明本实施例中的动作顺序。
(S100)第1体选择部210或者第2体选择部220通过基于操作部104的操作的控制部103的控制，从在体数据存储部119中存储的断层体数据、弹性体数据和血流体数据之中选择在投影图像的图像制成中用到的体数据。
(S101)第1贡献率设定部214或者第2贡献率设定部224通过基于操作部104的操作的控制部103的控制，设定所选择出的体数据的体绘制中的贡献率。
(S102)通过基于操作部104的操作的控制部103的控制，选择是否制成其他用于合成的投影图像。在制成其他用于合成的投影图像的情况下，返回到S100，再次制成投影图像。在本实施例中，虽然制作了2个用于合成的投影图像，但是也可以制成3个以上的投影图像。
(S103)合成率设定部204通过基于操作部104的操作的控制部103的控制，设定作为合成对象的第1投影图像和第2投影图像等的合成率。
(S104)合成部208基于所设定的合成率来合成作为合成对象的第1投影图像和第2投影图像等而制成合成投影图像。
(S105)显示部122显示合成投影图像。
以上，根据本实施例，能够按照作为合成投影图像可分别识别出三维弹性图像、三维血流图像和三维断层图像的方式进行显示。也就是说，操作者能够在合成投影图像中立体地掌握：能掌握组织的断层信息、能掌握硬度信息的弹性信息、以及能掌握血流信息的血流图像之间的位置关系。
此外，也可从体数据存储部119中读出断层体数据、弹性体数据和血流体数据中的其中一个，合成根据各个体数据制成的投影图像。具体而言，第1投影图像制成部200根据在体数据存储部119中存储的断层体数据、弹性体数据和血流体数据之中的任一个体数据(例如断层体数据)来进行体绘制，制成第1投影图像。并且，第2投影图像制成部202根据在体数据存储部119中存储的断层体数据、弹性体数据和血流体数据之中的任一个体数据(例如弹性体数据)来进行体绘制，制成第2投影图像。投影图像合成部203如上述那样，基于规定的贡献率来合成第1投影图像和第2投影图像。
另外，在本实施例中，以体绘制进行了说明，但是除了体绘制之外，还可采用表面绘制等其他绘制方法。
接着，利用图1～图6来说明实施例2。与实施例1不同之处在于，能够自动地设定第1投影图像和第2投影图像的合成率。
为了设定用于在合成投影图像中优先地显示的优先显示模式，而具有设定断层模式、血流模式、弹性模式的模式设定部500。模式设定部500与控制部103连接。另外，如图6所示，显示部122显示模式设定框600，对应于模式设定部500，用于设定优先显示模式。对于所设定的优先显示模式赋予了模式设定标记602。控制部103基于由模式设定部500设定的优先显示模式，来控制合成投影图像制成部120的各构成要素。合成率设定部204主要基于由模式设定部500设定的优先显示模式，来设定第1投影图像和第2投影图像的合成率。
在本实施例中，如图6的模式设定标记602所示那样，设定了弹性模式(优先显示模式)。第1投影图像制成部200和第2投影图像制成部202中的第1体数据选择部210和第2体数据选择部220的其中一个，按照包含弹性体数据的方式选择体数据。第1绘制运算部212和第2绘制运算部222如在实施例1中说明的那样进行体绘制。设在第1投影图像中包含弹性体数据。
合成率设定部204基于所设定的弹性模式，按照利用具有弹性体数据的体数据而体绘制出的第1投影图像的合成率高于其他的第2投影图像的合成率的方式设定合成率。具体而言，合成率设定部204将利用具有弹性体数据的体数据而体绘制出的第1投影图像的合成率设定得高于0.5。并且，合成部208以所设定的合成率来合成第1投影图像和第2投影图像，制成合成投影图像。
由此，具有弹性体数据的第1投影图像的合成率高于其他的第2投影图像的合成率，因而合成投影图像中的弹性信息不会被其他组织隐藏而能够显示出来。因而，操作者能够相互确认三维弹性图像和其他图像。
而且，显示部122显示：全自动设定框610，对应于模式设定部500，用于设定全自动模式。若设定全自动模式，则显示部122赋予复选标记612。控制部103基于由模式设定部500设定的全自动模式来控制合成投影图像制成部120的各构成要素。
具体而言，在体数据存储部119的输出侧具有模式设定部500。模式设定部500解析各体数据，设定各种参数。模式设定部500首先运算弹性体数据的弹性值是否超过规定的阈值。弹性体数据的弹性值为平均值、中位数等。弹性体数据的平均值是将弹性体数据的弹性值全部相加之后除以弹性体数据的总数而得到的值。弹性体数据的中位数是在弹性体数据的弹性值之中位于最硬的弹性值和最软的弹性值的中央的值。
并且，在弹性体数据的弹性值没有超过阈值的情况下，模式设定部500按照利用具有弹性体数据的体数据而体绘制出的第1投影图像的合成率高于其他的第2投影图像的合成率的方式设定合成率。在弹性体数据的弹性值超过了阈值的情况下，模式设定部500按照利用具有弹性体数据的体数据而体绘制出的第1投影图像的合成率低于其他的第2投影图像的合成率的方式设定合成率。
此外，在本实施例中，虽然利用弹性体数据的弹性值而设定了第1投影图像和第2投影图像的合成率，但是也可以利用血流体数据的血流值来设定第1投影图像和第2投影图像的合成率。
以上，根据本实施例，能够按照作为合成投影图像可分别识别出三维弹性图像、三维血流图像和三维断层图像的方式适当地进行显示。由此，操作者能够确认三维弹性图像、三维血流图像和三维断层图像的相互的图像。
接着，利用图1～图6来说明实施例3。与实施例1、2不同之处在于：能够自动地设定第1投影图像和第2投影图像的贡献率。
第1贡献率设定部214或者第2贡献率设定部224分别基于由实施例2所示的模式设定部500设定的优先显示模式来设定贡献率。在本实施例中，如图6的模式设定标记602所示那样设定了弹性模式(优先显示模式)。第1贡献率设定部214或者第2贡献率设定部224基于所设定的弹性模式来设定贡献率。具体而言，第1贡献率设定部214或者第2贡献率设定部224将与弹性体数据相关的贡献率{K1，K2，K3，K4，K5，K6}设定为{0.0，1.0，0.0，1.0，0.0，0.0}。
具体而言，第1贡献率设定部214或者第2贡献率设定部224，通过将弹性体数据的体绘制所涉及的其他体绘制的贡献率设定得较低(例如将K5和K6设为零)、或者将其他体数据的体绘制所涉及的弹性体数据的体绘制的贡献率设定得较高(例如将K2和K4设定为1)，从而弹性体数据的体绘制被优先。这样，进行弹性体绘制的体绘制，合成第1投影图像和第2投影图像，由此合成投影图像中的弹性信息不会被其他组织隐藏而能够显示出来。因而，操作者能够确认三维弹性图像、三维血流图像和三维断层图像的相互的图像。
符号说明
100：超声波诊断装置，102：超声波探头，103：控制部，104：操作部，105：发送部，106：接收部，107：收发控制部，108：调相加法运算部，109：数据存储部，113：二维断层图像制成部，114：断层体数据生成部，115：二维弹性图像制成部，116：弹性体数据生成部，117：二维血流图像制成部，118：血流体数据生成部，119：体数据存储部，120：合成投影图像制成部，121：合成处理部，122：显示部。

Claims (14)

1.一种超声波诊断装置，其特征在于，具备：
超声波探头，其具有对超声波进行收发的振动器；
发送部，其经由所述超声波探头向被检体发送超声波；
接收部，其接收来自所述被检体的反射回波信号；和
显示部，其通过对基于所述反射回波信号的多种体数据进行绘制来制成投影图像，并显示所述投影图像，
所述超声波诊断装置还具备：
投影图像制成部，其根据所述多种体数据来制成多个投影图像；和
投影图像合成部，其基于规定的合成率来合成所述多个投影图像而制成合成投影图像，
所述显示部显示所述合成投影图像。
2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，具备：
第1投影图像制成部，其利用从所述多种体数据中选择出的体数据来制成第1投影图像；和
第2投影图像制成部，其利用从所述多种体数据中选择出的体数据来制成不同于所述第1投影图像的第2投影图像，
所述投影图像合成部基于所述第1投影图像和所述第2投影图像的规定的合成率来合成所述第1投影图像和所述第2投影图像而制成所述合成投影图像。
3.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述显示部显示合成率显示框，该合成率显示框用于设定所述第1投影图像和所述第2投影图像的所述合成率。
4.根据权利要求3所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述合成率显示框中显示有合成率设定条，该合成率设定条设定所述第1投影图像和所述第2投影图像的所述合成率。
5.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述多种体数据是基于所述反射回波信号而运算出的断层体数据、弹性体数据和血流体数据。
6.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述投影图像合成部由下述部件构成：
合成率设定部，其设定所述第1投影图像和所述第2投影图像的各自的合成率；
第1乘法运算部，其将由所述合成率设定部设定的合成率与所述第1投影图像相乘；
第2乘法运算部，其将由所述合成率设定部设定的合成率与所述第2投影图像相乘；和
合成部，其对所述第1投影图像和所述第2投影图像进行合成，并将合成后的合成投影图像输出。
7.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述超声波诊断装置还具备体数据存储部，该体数据存储部存储所述多种体数据。
8.根据权利要求7所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述显示部显示体数据选择框，该体数据选择框用于从所述多种体数据中选择规定的体数据。
9.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述第1投影图像制成部由下述部件构成：
第1体选择部，其从所述多种体数据中选择规定的体数据；
第1贡献率设定部，其设定由所述第1体选择部选择出的体数据的绘制中的其他体数据的贡献率；和
第1绘制运算部，其基于所设定的贡献率来进行选择出的体数据的绘制，制成所述第1投影图像，
所述第2投影图像制成部由下述部件构成：
第2体选择部，其从所述多种体数据中选择规定的体数据；
第2贡献率设定部，其设定由所述第2体选择部选择出的体数据的绘制中的其他体数据的贡献率；和
第2绘制运算部，其基于所设定的贡献率来进行选择出的体数据的绘制，制成第2投影图像。
10.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述第1投影图像制成部根据存储于体数据存储部的断层体数据、弹性体数据和血流体数据之中的任一个体数据来进行体绘制，制成所述第1投影图像，
所述第2投影图像制成部根据存储于所述体数据存储部的断层体数据、弹性体数据和血流体数据之中的任一个体数据来进行体绘制，制成所述第2投影图像。
11.根据权利要求9所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述显示部显示第1投影图像贡献率框和第2投影图像贡献率框，该第1投影图像贡献率框用于设定所述第1投影图像的绘制中的所述贡献率，该第2投影图像贡献率框用于设定所述第2投影图像的绘制中的所述贡献率。
12.根据权利要求6所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述超声波诊断装置还具备模式设定部，该模式设定部设定用于在所述合成投影图像中优先地显示的优先显示模式，
所述合成率设定部基于由所述模式设定部设定的优先显示模式来设定所述第1投影图像和所述第2投影图像的合成率。
13.根据权利要求9所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述超声波诊断装置还具备模式设定部，该模式设定部设定用于在所述合成投影图像中优先地显示的优先显示模式，
所述第1贡献率设定部或者所述第2贡献率设定部分别基于由所述模式设定部设定的所述优先显示模式来设定贡献率。
14.一种超声波图像显示方法，其特征在于，包括：
根据基于超声波的反射回波信号的多种体数据来制成多个投影图像的步骤；
基于规定的合成率来合成所述多个投影图像而制成合成投影图像的步骤；和
显示所述合成投影图像的步骤。
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