CN103220980B - 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。为了能生成使各种超声波投影像适当组合后的超声波投影像，具备：存储部，存储断层像体数据和弹性像体数据；体绘制部(17)，基于所述断层像体数据并通过体绘制来生成断层投影像；显示器(11)，显示由该体绘制部生成的所述超声波投影像；和操作部(4)，输入对所述体绘制部进行控制的指令，所述体绘制部根据从所述操作部输入的指令，针对由设定于绘制空间的切断面所划分的一个绘制空间，对具有满足被设定的阈值的弹性值的所述弹性像体数据的体素所对应的所述断层像体数据的体素进行绘制来生成所述断层投影像，并使其显示于所述显示器。

Description

超声波诊断装置以及超声波图像显示方法
技术领域
本发明涉及超声波诊断装置，具体而言涉及具备构建并显示对断层投影像有效利用弹性投影像等其他超声波投影像所具有的特质而组合后的断层投影像的功能的超声波诊断装置以及超声波图像显示方法。
背景技术
超声波诊断装置从超声波探头向被检体发送超声波，由超声波探头接收从被检体的生物体组织返回的超声波的反射回波，对所接收到的反射回波信号进行调相处理等接收处理，来生成RF帧数据。而且，构成为基于所生成的二RF帧数据来生成诊断部位的浓淡二维的断层像并显示于显示器。此外，还公知一种如下构成，即：获取生物体组织的一定的块儿部分(体)所涉及的多个二维断层像数据来生成断层像体数据，通过体绘制来制成浓淡三维的断层投影像并显示于显示器。
同样，基于施加给生物体组织的压缩量不同的2个RF帧数据来生成表示诊断部位的生物体组织的软硬度的二维的弹性帧数据，并将根据弹性值进行了着色后的弹性像显示于显示器。进而，还公知一种如下构成，即：获取生物体组织的体所涉及的多个二维弹性帧数据来生成弹性像体数据，通过体绘制来制成三维的弹性投影像并显示于显示器。
显示弹性投影像的目的在于：提取被内脏器官包围的较硬的肿瘤部，对该肿瘤部的硬度及周围的组织的状态进行观察，来判断该肿瘤部的恶性程度，以避免侵入性检查、以及决定适当的治疗方法等。然而，一般情况下由于在肿瘤部的周围会存在实体性的组织，因此在生成并显示基于通常的绘制的三维的弹性投影像的方法中，当从视点进行观看时由于周边组织高亮度而肿瘤被隐藏，故存在难以同时地显示并观看两者的问题。
对此，专利文献1提出了如下方法，即：在对三维的断层投影像进行体绘制处理时，通过取代与一般采用的亮度值对应的不透明度表而使用与弹性值对应的不透明度表，来生成并显示使较硬的部位变得显眼的断层投影像。
另一方面，专利文献2提出了如下方法，即：为了视觉辨认肿瘤部与血流之间的立体关系，显示被设定于三维的断层投影像上的任意的断面中的断层像、和三维的血流投影像，以易于判别贯穿肿瘤组织内的营养血管的存在。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-259605号公报
专利文献2：美国专利申请公开第2006/480732号说明书
发明内容
(发明所要解决的课题)
然而，在专利文献1所公开的方法中，由于例如作为目标的较硬的部位以外的周边组织变得不会被显示于断层投影像中，因此难以通过与周边组织之间的比较来评价恶性程度。此外，在专利文献2所公开的方法中，仅仅在于使二维断层像和血流投影像组合起来进行显示，关于有效利用其他超声波投影像的特质的组合显示并没有任何考虑。
即，随着超声波诊断技术的发展，通过构建对断层投影像有效利用了各种超声波投影像所具有的特质的断层投影像，可期待诊断的宽度扩宽。但是，在现有技术中，并未考虑到生成有效利用了各种超声波投影像的特质的断层投影像。
本发明要解决的课题在于，可生成对断层投影像组合了弹性投影像等其他超声波投影像后的断层投影像，从而有助于诊断。
(用于解决课题的方案)
为了解决上述课题，本发明的方案具备：体绘制部，基于超声波的断层像体数据和弹性像体数据，通过体绘制来生成断层投影像和弹性投影像；和显示器，显示由该体绘制部生成的断层投影像和弹性投影像，所述体绘制部针对由设定于绘制空间的切断面所划分的一个绘制空间，对具有满足被设定的阈值的弹性值的所述弹性像体数据的体素所对应的所述断层像体数据的体素进行绘制来生成所述断层投影像，并使其显示于所述显示器。此外，具备存储部，存储断层像体数据和弹性像体数据；和操作部，对设定于绘制空间的切断面进行设定。
在该情况下，所述体绘制部能够针对由所述切断面所划分的另一个体绘制空间，对所述断层像体数据进行绘制来生成所述断层投影像，并使其显示于所述显示器。
在此，切断面能够设定在利用断层像体数据而在显示于显示器的正交3断面的至少一个断面像上。在该情况下，能够通过操作部对显示在画面上的指针进行移动操作来设定。此外，切断面并不限于平面，当然也可以是曲面、曲折面。
这样，根据本发明的体绘制部，在通过正交3断面像等进行观察时，存在断层投影像中没有表现出但被隐藏于内部的较硬的部位的情况下，检查者将该部位设为关心部位，按照关心部位出现在切断面的视点侧的方式设定切断面。由此，切断面的视点侧被作为不显示基于通常的绘制的断层投影像的区域(非显示区域)，生成具有阈值以上的弹性值的生物体组织部的断层投影像。另一方面，切断面的背侧的区域被作为基于通常的绘制的断层投影像的对象区域。
其结果，例如在将被隐藏于内部的部位认为是肿瘤等的较硬的组织的情况下，生成将具有满足阈值的弹性值的体素所对应的断层像体数据的体素作为对象进行了体绘制后的断层投影像。由此，生成并显示出弹性投影像的信息被反映到断层投影像中的断层投影像，从而能够容易理解关心部位的立体构造，能够期待诊断的宽度扩宽。例如，由于作为目标的较硬的部位以外的周边组织被显示于断层投影像中，因此可以通过与周边组织之间的比较来评价恶性程度。
例如，为了观看被实体性的组织包围的肿瘤，设定通过包括该肿瘤的位置的切断面，在该切断面的视点侧，将具有规定的硬度的部位的断层像以外的断层像设为非显示。由此，包括切断面的背侧的周边区域的部位和肿瘤部建立对应关系后进行显示，因此能够同时地视觉辨认肿瘤部的三维的断层投影像、和周边组织的断层投影像，能够期待诊断的宽度扩宽。在该情况下，优选被显示于切断面的一侧的断层投影像根据弹性值而进行着色显示。此外，弹性值的阈值能作为具有上限和下限的范围而可变设定。在该情况下，能够与显示于显示器的断层投影像并排显示弹性色标的图像，在该弹性色标上显示阈值的上限和下限。而且，能够在显示于显示器的弹性色标上经由操作部而可设定阈值的上限和下限地形成。
本发明的断层投影像并不限于上述方式，例如能够针对切断面的视点侧的绘制空间，而对所述阈值以上的弹性投影像进行体绘制来生成，并且针对所述一个绘制空间，对具有满足所述阈值的弹性值的所述弹性像体数据的体素进行绘制来生成弹性投影像，以及对所述断层像体数据生成基于通常的绘制的所述断层投影像，并使所述弹性投影像和基于通常的绘制的所述断层投影像重叠地显示于所述显示器。此外，能够在这些断层投影像中添加对切断面的视点侧的区域中的血流像体数据进行体绘制所生成的血流投影像。
这样，通过显示血流投影像，从而能够直观地理解营养血管流入肿瘤部的情况。
此外，能够在切断面中显示该切断面中的断层断面像、弹性断面像、向流断面像中的至少一个。也就是说，通过在切断面中显示亮度分布的断层断面像，并且仅对所期望的硬度的部位进行弹性值的着色，从而可以进行更直观的理解。
此外，切断面并不限于1张，也可以设定平行的多张切断面。在该情况下，能够将被多张切断面夹持的区域作为对基于通常的绘制的断层投影像进行显示的区域，将多张切断面的外侧的区域作为对考虑到弹性信息等的断层投影像进行显示的区域。进而，多张切断面能够根据显示于显示器的正交3断面的各个断面像来进行设定。
(发明效果)
根据本发明，能够生成对断层投影像组合了弹性投影像等其他超声波投影像后的断层投影像。其结果，通过观察诊断部位以及周边组织等的立体构造、以及有效利用了各种超声波像的特质的断层投影像，从而可期待诊断的宽度扩宽。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的超声波诊断装置的构成框图。
图2是表示实施例1的体绘制部中的处理过程的流程图。
图3是说明实施例1的断层投影像的效果的示意图。
图4是表示实施例2的断层投影像的显示例的图。
图5是表示实施例3的断层投影像、正交3断面像和切断面的设定例的图。
图6是表示实施例4的断层投影像、正交3断面像和切断面的设定例的其他例的图。
图7是表示实施例5的断层投影像的显示例的图。
图8是表示实施例6的体绘制部中的处理过程的流程图。
图9是表示实施例6的断层投影像和任意断面像的显示例的图。
图10是本发明的实施方式2的超声波诊断装置的构成框图。
图11是表示实施方式2的体绘制部中的处理过程的流程图。
图12是表示实施方式2的断层投影像和断面像的显示例的图。
具体实施方式
以下，基于图示实施方式，对具有构建并显示本发明的断层投影像的功能的超声波诊断装置进行说明。
(实施方式1)
在图1中示出应用了本发明的实施方式1的超声波诊断装置1的构成框图。如图示，在超声波诊断装置1中具备：与被检体12相抵接地使用的超声波探头2、经由超声波探头2每隔一定的时间间隔而向被检体12反复发送超声波的发送部5、对从被检体12反射的反射回波信号进行接收的接收部6、对发送部5和接收部6进行控制的收发控制部7、以及对由接收部6接收到的反射回波进行调相相加的调相相加部8。
超声波探头2是配设多个振子而形成的，且具有经由振子而对被检体12收发超声波的功能。超声波探头2由呈矩形或者扇形的多个振子构成，能够使振子在与多个振子的排列方向相正交的方向上进行机械式振动，从而以三维的方式收发超声波。另外，超声波探头2也可对多个振子进行二维排列，并以电子的方式对超声波的收发进行控制。
发送部5生成用于对超声波探头2的振子进行驱动以产生超声波的送波脉冲。发送部5具有将被发送的超声波的收敛点设定在某深度的功能。此外，接收部6以规定的增益对由超声波探头2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7用于控制发送部5及接收部6。
调相相加部8对由接收部6放大后的RF信号的相位进行控制，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)。进而，在超声波诊断装置1中，由调相相加部8生成的RF信号帧数据被存储到数据存储部9中。断层信息运算部13基于在数据存储部9中存储的RF信号帧数据，来构成断层帧数据。断层像体数据制成部15基于由断层信息运算部13构成的断层帧数据的获取位置(坐标)进行三维坐标变换，来生成断层像体数据。此外，断层断面像制成部21将由断层信息运算部13构成的断层帧数据进行输入，来生成由操作部4等设定的任意位置的断层断面像。
弹性信息运算部14基于在数据存储部9中存储的多个RF信号帧数据，来构成二维的弹性帧数据。弹性像体数据制成部16取入由弹性信息运算部14构成的弹性帧数据，并基于该获取位置(坐标)进行三维坐标变换，来生成弹性像体数据。此外，弹性断面像制成部22取入由弹性信息运算部14构成的弹性帧数据，来生成由操作部4等设定的任意位置的弹性断面像。体绘制部17根据断层像体数据来生成三维的断层投影像(超声波投影像)，根据弹性像体数据来构成三维的弹性投影像。此外，合成处理部10基于由操作部4等设定的显示指令来合成由体绘制部17生成的超声波投影像、以及由断层断面像制成部21和弹性断面像制成部22生成的断层断面像和弹性断面像。由合成处理部10合成的合成图像、或者二维断层像、二维弹性像等被显示于显示器11。
此外，在超声波诊断装置1中具备：对上述的各构成要素进行控制的控制部3、和向控制部3输入各种指令的操作部4。操作部4具备键盘、跟踪球等。
下面，将主要的各部分的详细构成与动作一起进行说明。断层信息运算部13基于由控制部3设定的设定条件，将从数据存储部9输出的RF信号帧数据进行输入，进行增益补偿、对数压缩、检波、轮廓强调、滤波处理等信号处理，来构成二维断层图像。
超声波探头2是配设多个振子而形成的，具有以电子的方式进行射束扫描并对被检体12收发超声波的功能。取而代之，超声波探头2能够由呈矩形或者扇形的多个振子构成，使振子在与多个振子的排列方向相正交的方向上进行机械式振动，从而以三维的方式收发超声波。另外，超声波探头2也可对多个振子进行二维排列，并以电子的方式对超声波的收发进行控制。总而言之，只要超声波探头2能够沿着短轴方向、即与排列多个振子的长轴方向相正交的方向对超声波的扫描面进行扫描，并测量被检体12的规定范围的体的反射回波信号即可。此外，只要能测量扫描面上的超声波束的扫描角度θ、和短轴方向上的超声波束的摆动角度即可。而且，超声波探头2在使摆动角度变化的同时利用收发部在扫描面上扫描超声波束，并且接收来自被检体12的反射回波信号。超声波诊断装置1能够与超声波的收发同时地测量收发方向(θ、)。
断层像体数据制成部15基于与二维断层图像的获取位置相当的收发方向(θ、)，对多个二维断层图像进行三维变换来生成断层像体数据。根据亮度对断层像体数据赋予了从黑变白的灰度标、带有红色的暗褐色等的主要根据亮度而明度变大的色标。
弹性信息运算部14根据在数据存储部9中存储的多个RF信号帧数据来测量生物体组织的位移。生物体组织的位移能够通过周知的技能、或者机械式压迫、超声波所带来的冲击、拍动等的体动而被赋予，基于2个RF信号帧数据进行测量。而且，弹性信息运算部14基于所测量出的位移来运算形变或者弹性模量等弹性值，来制成二维的弹性帧数据。弹性像体数据制成部16基于与弹性帧数据的获取位置相当的收发方向(θ、)，对多个弹性帧数据进行三维变换来生成弹性像体数据。能够根据弹性值而对弹性像体数据的各像素赋予彩色值(蓝色、淡蓝色、绿色、黄色、红色等)。
断层断面像制成部21基于对由操作部4设定的任意的显示断面进行指定的指令，根据由断层信息运算部13制成的断层像体数据来制成正交3断面所涉及的1个以上的二维的断层断面像。弹性断面像制成部22同样地基于对由操作部4设定的任意的显示断面进行指定的指令，根据由弹性信息运算部14制成的弹性像体数据来制成正交3断面所涉及的1个以上的二维的弹性断面像。这些断层断面像和弹性断面像被合成处理部10重叠地显示于显示器11。
本发明的特征在于体绘制。因此，在实施例中分开说明本实施方式1的体绘制部17的特征构成以及动作。
＜实施例1＞
在图2中示出体绘制部17的实施例1的流程图，在图3中示出由本实施例生成的超声波投影像的特征的说明图。图3(a)是示意性表示三维的断层投影像301的图，是在软部组织中包含较硬的肿瘤部302的例子。在该情况下，根据通常的体绘制，当肿瘤部302的周边组织在软部组织中与肿瘤部302相比为高亮度时，由于肿瘤部302被隐藏而仅周围的软部组织被作为断层投影像301描绘出，因此检查者无法视觉辨认肿瘤部302。
在此，如图3(b)的示意图所示，例如在断层像体数据中设定切断面304，将与切断面304相比更靠视点侧(在图中是指跟前侧)设定成不显示基于通常的体绘制的断层投影像301的区域(以下适当称作非显示区域)。因此，在与切断面304相比更靠跟前侧没有显示出基于通常的体绘制的断层投影像，因此在被切断面304切断的断层投影像301的断面305中显示出肿瘤部302的断层像。由此，检查者能够视觉辨认在断层投影像301内存在着肿瘤部302。在本实施例中，还生成并显示图3(c)所示的超声波投影像300。也就是说，若为了使肿瘤部302的形态投影图像化而以肿瘤部302的特质即生物体组织的硬度(弹性值)作为基准对切断面304的跟前侧的断层像体数据进行体绘制时，包括例如半球状的肿瘤部302的断层投影像307被显示出。也就是说，对弹性像体数据进行检索，来提取弹性值满足被可变设定的阈值的体素。而且，对所提取出的体素所对应的断层像体数据的体素进行绘制，来生成并显示考虑到弹性的断层投影像307。由此，检查者能够视觉辨认存在于断层投影像301内的肿瘤部302的形态的一部分。
下面，沿着图2来说明生成图3(c)的超声波投影像300的体绘制部17的处理过程。首先，在步骤201中，设定切断面304。该切断面304能够经由操作部4对显示于显示器11的断层投影像301而设定成任意的位置以及倾斜度。在此，在体绘制部17中，切断面304的背侧(视点的相反侧)的区域被设定为基于通常的体绘制的断层投影像的显示区域。因此，切断面304的视点侧的区域被设为不显示基于通常的体绘制的断层投影像的非显示区域，但被设定成显示具有后述的特质的断层投影像。
然后，在步骤202中开始体绘制。在此，为了便于说明，将在显示区域中显示的投影像作为基于通常的体绘制的断层投影像，将在非显示区域中显示的断层投影像作为进行了本发明的特征即体绘制处理的具有弹性的特质的断层投影像，来进行说明。首先，利用步骤203来更新投影面的处理对象像素的位置(最初为初始化)，利用步骤204将绘制对象的视线上的纵深的处理对象体素的位置依次向里侧进行更新(最初为初始化)。
然后，以投影面作为基准来求出已更新的处理对象体素的坐标位置(步骤205)，判断处理对象体素是否在显示区域内(步骤206)。在显示区域内的情况下，进入步骤208，对处理对象体素的亮度值进行绘制、即进行累计处理。另一方面，在处理对象体素不在显示区域内时，进入步骤207，读出与处理对象体素的坐标位置对应的弹性像体数据的体素的弹性值，判断该弹性值是否满足预先规定的阈值。在此，阈值能够在满足一定值以上、或者满足具有下限值和上限值的范围内的条件下进行设定。在步骤207的判断为处理对象体素的弹性值满足阈值的情况下，进入步骤208，对处理对象体素的亮度值进行绘制处理。在步骤208的绘制处理结束了的情况下，进入步骤209。
另一方面，在步骤207的判断为处理对象体素的弹性值不满足阈值的情况下，进入步骤209，针对当前正在处理中的视线上的体素而判断直到纵深方向的最后体素的绘制运算是否已结束。如果步骤209的判断为直到纵深方向的最后体素的绘制运算未结束，则返回到步骤204，对处理对象体素的位置进行更新来重复进行步骤205～209。
如果步骤209的判断为直到纵深方向的最后体素的绘制运算已结束，则进入步骤210，判断对投影面的全部像素的绘制运算是否已结束。如果步骤210的判断为针对投影面的全部像素的绘制运算未结束，则返回到步骤203，对处理对象像素的位置进行更新来重复进行步骤204～210。如果步骤210的判断为针对投影面的全部像素的绘制运算已结束，则进入步骤211，根据像素值对通过绘制所生成的断层投影像的像素进行RGB变换，并进行规定的着色，从而结束处理。
在此，对直到步骤203～210的处理进行更具体地说明。当前与投影面上的处理对象像素对应的视线上的处理对象体素存在于显示区域时，处理对象像素的输出像素值Cout根据式(1)、(2)对体素值Ci、不透明度Ai、梯度Si进行累计，从而获得三维的超声波投影像。式(1)、(2)是由Levoy等提出的众所周知的体绘制方式。
Cout＝Cout-1+(1-Aout-1)·Ai·Ci·Si   (1)
Aout＝Aout-1+(1-Aout-1)·Ai   (2)
在此，Ci为在从所制成的二维的投影面上的某点观看三维的图像的视线上第i个存在的体素的体素值，当在视线上排列了N体素的数据时，累计i＝0～N后的值Cout成为最终的输出像素值。Cout-1是到第i-1个的累计值。
此外，Ai为在视线上第i个存在的体素的不透明度，取0～1.0的值，Si为根据作为体素值的亮度Ci的倾斜度所估算的附带阴影用的权重成分，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，为了最强地反射而被赋予1.0，在光源和法线正交的情况下，被赋予0.0等，以表示强调效果。Cout、Aout都将0作为初始值，如式(2)所示那样，Aout每当通过体素时便被累计，从而收敛于1.0。由此，如式(1)所示那样当直到第i-1个的体素的不透明度的累计值Aout-1大致为1.0时，第i个的体素值Ci未被反映到输出图像中。由此一来，在对视线上的体素位置的i进行更新而达到第N个时、或者不透明度的累计值Aout几乎为1.0时，结束该视线上的体绘制，将视线更新到下一个像素位置。
由此一来，在本实施例的体绘制部17中，基于断层像体数据和弹性像体数据来合成断层像的三维投影像，并传输给合成处理部10。由此，图3(c)示出的反映出弹性值的断层投影像307被显示于显示器11，因此检查者能够观察肿瘤部302的形态以及在断层投影像中表现出的周边组织的形态，并做出准确的诊断。也就是说，由于能够对构成断层投影像307的各个超声波投影像所具有的特质的关联进行视觉辨认并做出诊断，因此诊断的宽度扩宽。
另外，也可在步骤208中按照色标而将断层像的体素值变换成RGB的色码，基于式(1)对R、G、B的每个要素进行累计处理。在该情况下，无需实施步骤211的RGB变换。
如以上说明过的那样，在本实施例中具备：体绘制部17，基于超声波的断层像体数据和弹性像体数据，通过体绘制来生成断层投影像和弹性投影像；和显示器11，显示由体绘制部17生成的断层投影像和弹性投影像，体绘制部17针对由设定于绘制空间的切断面所划分的一个绘制空间，对具有满足被设定的阈值的弹性值的弹性像体数据的体素所对应的断层像体数据的体素进行绘制来生成断层投影像，并使其显示于显示器11。即，获取超声波的断层像体数据和弹性像体数据，针对由设定于绘制空间的切断面所划分的一个绘制空间，对具有满足被设定的阈值的弹性值的所述弹性像体数据的体素所对应的所述断层像体数据的体素进行绘制来生成断层投影像，并使该生成的断层投影像显示于显示器11。
此外，具备存储部(未图示)，存储断层像体数据和弹性像体数据；和操作部4，对设定于绘制空间的切断面进行设定。体绘制部17针对由切断面所划分的另一个体绘制空间，对断层像体数据生成基于通常的绘制的断层投影像，并使其显示于显示器11。
由此，通过切断面304而划分成：显示基于通常的体绘制的断层投影像的区域、和显示进行了作为本发明的特征的体绘制处理的断层投影像的区域，对弹性值满足阈值的肿瘤部的断层像体数据进行体绘制处理，并显示该断层投影像。由此，则即便是以往会被周边组织隐藏的肿瘤部，也可参照弹性体数据所具有的弹性值，对断层投影像的体素之中的具有一定的弹性值的体素进行体绘制处理，并生成投影像。由此，如图3(c)所示，能够在切断面的视点侧的区域中仅显示去除周边组织后的肿瘤部302所对应的包括具有立体表面的肿瘤部在内的断层投影像307的部分。换言之，在描绘被高亮度的周边组织包围的具有特定的硬度的肿瘤的情况下，根据本实施例，例如能够同时地辨别肿瘤部302及其周边组织的断面305、以及断层投影像。
＜实施例2＞
在图4中示出由本实施例2显示的超声波投影像400的一例。本实施例的体绘制部17为实施例1的体绘制部17的变形例，如图示那样，是除了切断面304的跟前侧之外还将由切断面304切断的切断面404本身设定成不显示基于通常的体绘制的断层投影像的区域的例子。而且，在切断面404中显示断层投影像401的切断面404中的二维的断层断面像405。体绘制部17基于断层像体数据或者弹性像体数据，在切断面304中生成断层断面像或者弹性断面像并使其显示于显示器11。在被显示的断层断面像405中表现出血管像403。此外，在断层断面像405的区域内，以立体的方式显示出包括较硬的肿瘤部302在内的断层投影像307。通过观察该超声波投影像400，从而能够直观地理解营养血管流入肿瘤部302这一情况。
在图4中，与超声波投影像400并排地显示弹性值的色标406。色标406将弹性值分为多个灰度，与灰度相匹配地改变色调。被赋予给色标406的阈值标记407、408表示想要显示的弹性值的阈值的范围(下限、上限)，检查者经由操作部4而对阈值的范围进行可变设定，从而能够在断层投影像307中指定具有想要显示的弹性值的区域、例如与肿瘤相当的硬度。由此，对具有通过被赋予给色标406的阈值标记407、408所设定的阈值的范围的弹性值的体素进行绘制，从而包括肿瘤部302的断层投影像307被显示出。也就是说，如果假设阈值标记407、408表示较硬的区域，则三维的断层投影像401成为仅使切断面304的跟前的视点侧的空间区域的柔软区域不显示的图像。
＜实施例3＞
在图5中示出由本实施例3显示的超声波投影像400的一例。本实施例为将通过图1的断层断面像制成部21和弹性断面像制成部22所制成的任意的正交3断面像与实施例2的超声波投影像400并排地显示于显示器11的例子。即，正交3断面的矢状断面像501、冠状断面像502、水平断面像503分别是通过断层断面像制成部21和弹性断面像制成部22所制成的断层断面像和弹性断面像被重叠地显示的图像。
在本实施例中，在显示于显示器11的矢状断面像501中，经由操作部4对切断断面505进行设定，从而能够设定切断面304。在利用切断断面505而设定了切断面304的情况下，作为在视线上的纵深方向水平地延伸的面被设定在三维的体中，与之相应地在三维的断层投影像上制成断层断面像405。在该情况下，由于能够在参照矢状断面像501内的肿瘤部的同时设定切断面，因此能够容易地提取肿瘤部。此外，在参照被重叠于断层像的矢状断面像501上的弹性断面像的色标的同时对弹性的阈值标记407、408进行设定，由此可以更直观地决定描绘范围。
＜实施例4＞
在图6中示出由本实施例4显示的超声波投影像600的一例。本实施例为图5所示的实施例3的任意的断面像的变形例、和切断面的其他实施例。即，是将通过图1的断层断面像制成部21和弹性断面像制成部22所制成的任意的正交3断面像与超声波投影像600并排地显示于显示器11的例子。正交3断面的矢状断面像601、冠状断面像602、水平断面像603分别是通过断层断面像制成部21和弹性断面像制成部22所制成的断层断面像和弹性断面像被重叠地显示的图像。
在本实施例中，通过与正交的3断面像上的各轴相平行的切断断面604、605、606，来设定一对平行的切断面。另外，一对切断面并不一定为平行的。在本实施例的情况下，作为长方体而能够切出三维的断层投影像607，并描绘超声波投影像600。在此，即便是通过切断断面606而使得肿瘤部处于不显示基于通常的体绘制的断层投影像的区域的情况，也可利用由色标406上的阈值标记407、408所设定的弹性值的阈值的范围，以立体的方式描绘包括肿瘤部的断层投影像307，从而可进行能容易掌握与周围组织之间的关系的显示。
＜实施例5＞
在图7中示出实施例4的变形例的超声波投影像612的显示例。本实施例为一对平行的切断面的外侧被设定为不显示基于通常的体绘制的断层投影像的区域的例子。根据本实施例，包括球状的肿瘤部302在内的断层投影像307的切断断面606的表侧的断层投影像307a和背侧的断层投影像307b被显示出。进而，也能够经由操作部4而使超声波投影像612的视点自由地旋转。由此，可以直观地辨别一对平行的切断面的表侧和背侧的断层投影像307a、307b与切断面之间的三维位置关系。
＜实施例6＞
参照图8和图9，对本发明的实施例6进行说明。本实施例与实施例1等不同之处在于：由图1示出的超声波诊断装置的体绘制部17所实施的绘制处理。即，由体绘制部17所实施的绘制处理在于，如图8所示那样将图2的步骤208的累计处理(绘制)分成断层像累计处理(绘制)708和弹性像累计处理(绘制)709。其他点与图2相同，因此省略其说明。
在步骤206中，如果处理对象体素在显示区域内，则利用断层像累计处理(绘制)708而按照式(1)、(2)进行断层像的累计处理。在切断面的视点侧的区域的情况下，在步骤207中判断处理对象体素的弹性值是否满足阈值。如果步骤207的判断为肯定，则在弹性像累计处理(绘制)709中也按照式(1)、(2)进行弹性像的累计处理。
也就是说，无论是基于通常的体绘制的断层投影像的显示区域、或不是基于通常的体绘制的断层投影像的显示区域，只要是具有想要显示的弹性值的体素，就对断层像体数据进行累计处理。
另一方面，仅在是断层投影像的显示区域、且是不具有想要显示的弹性值的体素时，不实施累计处理。进而，在是断层投影像的显示区域、且是具有想要显示的弹性值的体素时，实施弹性像的累计处理。
在本实施例的体绘制部17中，如上述那样基于弹性像体数据和断层像体数据来生成弹性投影像被重叠的三维的断层投影像，并经由合成处理部10而将其传输至显示器11。其结果，根据本实施例，能够获得利用弹性像的色标仅对切断面的视点侧的肿瘤部进行着色后的断层投影像。
此外，也可在步骤708、709中按照色标而将断层投影像和弹性投影像的体素值变换成RGB的色码，并基于式(1)对R、G、B的每个要素进行累计处理。在该情况下，不实施步骤211的RGB变换，而仅实施弹性像和断层像的相加即可。
图9是由本实施例生成的超声波投影像800的例子。如图示，处于切断面304的视点侧的区域内的肿瘤部302的断层投影像307成为在断层投影像上重叠了弹性投影像后的投影像。此外，断层投影像307的弹性投影像根据弹性值而利用色标进行着色，从而能够直观地辨别硬度。此外，利用断层断面像制成部21和弹性断面像制成部22来制成切断面304中的断层断面像和弹性断面像，制成由合成处理部10将这些图像合成之后的合成图像804，通过与超声波投影像800并排显示，从而能够正确地理解切断面304中的硬度。
(实施方式2)
参照图10、图11、图12，对应用了本发明的实施方式2的超声波诊断装置进行说明。图10是本实施方式的超声波诊断装置900的构成框图。图10与图1不同之处在于：设定了血流信息运算部901、血流像体数据制成部902、和血流断面像制成部903。
血流信息运算部901根据在数据存储部9中存储的多个RF信号帧数据，利用通过多普勒产生的频率偏移，来运算血流速度、血流量(能量)的血流信息。血流像体数据制成部902基于与二维弹性图像的获取位置相当的收发方向(θ、)，对多个二维血流图像进行三维坐标变换，来生成血流像体数据。根据血流值而对血流像体数据赋予了彩色值(例如根据方向而从暖色系变为冷色系的色标)。存储部能够存储血流像体数据。
血流断面像制成部903基于对由操作部4设定的任意的显示断面进行指定的指令，根据由血流信息运算部901制成的血流像体数据来制成正交3断面所涉及的1个以上的二维的血流断面像。通过血流断面像制成部903所制成的血流断面像与通过断层断面像制成部21和弹性断面像制成部22所制成的各断面像一起同时地传输给合成处理部10，例如重叠显示于显示器11。
图11是由本实施方式的体绘制部17所实施的绘制处理的流程图。在图11中，与图8的流程图不同之处在于：在步骤207或者步骤708的下游侧设置了进行血流像累计处理(绘制)的步骤1010。其他点与图8相同，因此省略其说明。
进行血流像累计处理(绘制)的步骤1010，在切断面的视点侧的区域中，与弹性值是否满足阈值无关，都执行血流像体数据的累计处理。其结果，切断面的视点的相反侧的区域的断层投影像、和切断面的视点侧的区域的断层投影像以及血流投影像被相加，从而制成图12(a)所示的超声波投影像1100并显示于显示器11。如图示，三维的超声波投影像1100对处于切断面304的视点侧的区域内的肿瘤部302的断层投影像1103进行着色，从而能够直观地辨别硬度。此外，以立体的方式显示三维的血流投影像1105。其结果，通过同时参照这些投影像和周围的二维的断面像1104，从而可以容易地理解肿瘤部周边的构造。也就是说，根据本实施方式，能够容易地辨别肿瘤部与血管之间的三维关系。
此外，如图12(b)所示，利用断层断面像制成部21、弹性断面像制成部22和血流像断面制成部903来制成切断面304中的断面1101的肿瘤部302、血管403和周边的断层像，并重叠地显示为合成断面像1107，由此能够正确地理解切断面304的位置上的各部分的生物体组织的硬度。
符号说明
2：超声波探头，3：控制部，4：操作部，9：数据存储部，10：合成处理部，11：显示器，13：断层信息运算部，14：弹性信息运算部，15：断层像体数据制成部，16：弹性像体数据制成部，17：体绘制部，21：断层断面像制成部，22：弹性断面像制成部。

Claims (14)

1.一种超声波诊断装置，其特征在于，具备：
体绘制部，基于超声波的断层像体数据和弹性像体数据，通过体绘制来生成断层投影像和弹性投影像；和
显示器，显示由该体绘制部生成的断层投影像和弹性投影像，
所述体绘制部针对由设定于绘制空间的切断面所划分的一个绘制空间，对具有满足被设定的阈值的弹性值的所述弹性像体数据的体素所对应的所述断层像体数据的体素进行绘制来生成所述断层投影像，针对由所述切断面所划分的另一个体绘制空间，对所述断层像体数据生成基于通常的绘制的断层投影像，并使其显示于所述显示器。
2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述体绘制部还针对所述一个绘制空间，对具有满足所述阈值的弹性值的所述弹性像体数据的体素进行绘制来生成弹性投影像，以及对所述断层像体数据生成基于通常的绘制的所述断层投影像，并使所述弹性投影像和基于通常的绘制的所述断层投影像重叠地显示于所述显示器。
3.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述体绘制部针对所述一个绘制空间之中的除了所述断层投影像以外的区域，对血流像体数据进行体绘制来生成血流投影像，并使其显示于所述显示器。
4.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述体绘制部基于所述断层像体数据或所述弹性像体数据，在所述切断面生成断层断面像或弹性断面像，并使其显示于所述显示器。
5.根据权利要求3所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述体绘制部基于所述血流像体数据，在所述切断面生成血流断面像，并使其显示于所述显示器。
6.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述切断面被设定在利用所述断层像体数据而显示于所述显示器的正交3断面的至少一个断面像上。
7.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述切断面具有平行的多张切断面而构成，
所述体绘制部在所述多张切断面的外侧的区域，对具有满足所述阈值的弹性值的所述弹性像体数据的体素所对应的所述断层像体数据的体素进行绘制来生成所述断层投影像。
8.根据权利要求7所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述多张切断面被设定在显示于所述显示器的正交3断面的各个断面像上。
9.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述断层投影像根据所述弹性值而被着色显示。
10.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述弹性值的阈值作为具有上限和下限的范围而被可变设定，
与显示于所述显示器的断层投影像并排显示弹性色标，在该弹性色标上显示所述阈值的上限和下限。
11.根据权利要求10所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述弹性值的阈值的上限和下限被形成为：在显示于所述显示器的弹性色标上能进行可变设定。
12.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具备操作部，该操作部对设定于所述绘制空间的切断面进行设定。
13.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具备存储部，该存储部存储所述断层像体数据和所述弹性像体数据。
14.一种超声波图像显示方法，其特征在于，
获取超声波的断层像体数据和弹性像体数据，针对由设定于绘制空间的切断面所划分的一个绘制空间，对具有满足被设定的阈值的弹性值的所述弹性像体数据的体素所对应的所述断层像体数据的体素进行绘制来生成断层投影像，针对由所述切断面所划分的另一个体绘制空间，对所述断层像体数据生成基于通常的绘制的断层投影像，并使该生成的断层投影像显示于显示器。
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