JP2003093382A

JP2003093382A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP2003093382A
Application number: JP2001293770A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Momotake; 一剛百武
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-02

Abstract

(57)【要約】【課題】三次元撮像ができる超音波プローブが一回
で、走査できる範囲よりも大きい被験域を、歪みなく三
次元画像を構築するために、複数回三次元画像を構築
し、それらの同一部分を判断し、合成することができる
超音波診断装置を提供すること。【解決手段】三次元画像構築回路１５で構築された三
次元画像を複数枚取得し、同一部分判定回路１７により
複数の三次元画像の同一部分を判断し、三次元合成回路
１８で、複数の三次元画像を一枚の三次元画像として、
合成されて表示することにより、超音波プローブ２０で
走査できる範囲よりも大きく被験域を表示することがで
きる。被験域を広げることにより、操作者は、診断を行
っている関心領域を大きな視野で診断することができる
ようになるため、診断精度の向上や診断時間の短縮をす
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
関し、特に三次元画像を構築することができる超音波診
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、三次元画像を構築することができ
る超音波診断装置は特開平１−１６４３５４号公報に記
載されたものが知られている。

【０００３】従来の三次元超音波画像を構築することが
できる超音波診断装置の構成を図９に示す。従来の超音
波診断装置は、医師または超音波診断装置の操作者（以
下、単に操作者と称す）が被験者に対して超音波ビーム
の送波を行い、関心領域より反射して返ってきたエコー
データを受信する超音波プローブ２０と、該超音波プロ
ーブ２０に対して駆動信号を送信、またエコーデータを
受信する送受信回路１０と、該送受信回路１０で受信し
たエコーデータを検波する検波回路１１と、該検波回路
１１で検波されたエコーデータを二次元の超音波断層像
として表示するためエコーデータ１本ごとに変換処理を
行うＤＳＣ回路１２と、該ＤＳＣ回路１２でエコーデー
タ１本ごとに変換されていくデータを１枚の超音波断層
像としてモニタ１９で表示できるようにするため、超音
波断層像１枚分のデータを貯えておくフレームメモリ１
３と、該フレームメモリ１３上に構築された二次元の超
音波断層像を三次元上での位置情報とともに保存してお
く画像データ保存回路１４と、該画像データ保存回路１
４で保存された超音波断層像とその断層像の位置情報よ
り三次元上での位置を計算し、三次元画像を構築する三
次元画像構築回路１５と、該三次元画像構築回路１５に
より構築された三次元画像を表示するモニタ１９とから
構成されている。

【０００４】従来の超音波診断装置で使用される三次元
撮像することができる超音波プローブ２０としては、電
気的、あるいは機械的に振動子を移動することにより複
数断面のエコーデータを取得し、三次元画像構築を行う
超音波プローブと、１断面しか走査することができない
超音波プローブを操作者が断面と鉛直方向に移動させる
ことにより、複数断面のエコーデータを取得し、三次元
画像構築を行う超音波プローブに分けられる。電気的、
あるいは機械的に超音波振動子を移動し、走査する超音
波プローブとして、特公昭６２−４９８８号公報、特開
平１−１６４３５４号公報に記載のように、複数の超音
波振動子を二次元に配置することにより、電気的に超音
波振動子群を切り替え、三次元のエコーデータを取得す
る超音波プローブ（図１０参照）や、特開昭６２−１２
９０３８号公報に記載のように、多数の超音波振動子を
一列に配列した一次元アレイ超音波振動子を振り子運動
させることにより複数断面のエコーデータを取得し、三
次元画像を構築する超音波プローブ（図１１参照）があ
る。また通常使用する二次元のエコーデータを取得する
ことしかできない超音波プローブを、操作者が超音波プ
ローブの走査できる断面と鉛直方向に移動させることに
より、二次元のエコーデータを複数枚取得し、超音波診
断装置内で三次元画像を構築する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記、
電気的、あるいは機械的に超音波振動子を移動すること
により、複数断面のエコーデータを取得し、三次元画像
構築を行う従来の超音波診断装置の場合には、超音波プ
ローブで走査できる範囲のみしか三次元画像を構築でき
ないという問題を有していた。

【０００６】また、上記の二次元のエコーデータを取得
することしかできない超音波プローブを使用する場合、
つまり、操作者が手動で二次元のエコーデータを取得す
ることしかできない超音波プローブを移動し、三次元画
像を構築する方法では、超音波プローブを手動で動かす
ため、取得される二次元のエコーデータの位置情報取得
が難しく、構築される三次元画像が歪むという問題を有
している。つまり、超音波プローブを移動させる方向と
は別の方向に回転させたために、構築される三次元画像
が歪んでしまったり、超音波プローブの移動量と超音波
診断装置で入力されている二次元の断層像間の距離が異
なるために、構築される三次元画像が超音波プローブの
走査できる方向と鉛直方向の距離が正しくない三次元画
像が構築されてしまう。

【０００７】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、電気的、あるいは機械的に超音波振動子を移動し、
走査する超音波プローブが、一回で走査できる範囲より
も大きい被験域をの三次元画像を構築できる超音波診断
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の超音波診断装置は、三次元撮像することが
できる超音波プローブと、超音波プローブにより撮像さ
れた三次元画像を複数枚保管できる保存手段と、保存手
段に保存された三次元画像の一部を複数枚の三次元画像
間で相関をとり、同一部分であることを判定する判定手
段と、判定手段により同一部分と判断された複数枚の三
次元画像を組み合わせて拡大された三次元画像を合成す
る合成手段と、合成手段により合成された三次元画像を
表示する表示手段とを有する。

【０００９】この構成により、電気的、あるいは機械的
に超音波振動子を移動し、走査する超音波プローブを用
いて一回で走査できる範囲よりも大きい被験域を三次元
画像として構築することができる。被験域を広げること
により、操作者は、診断を行っている関心領域を大きな
視野で診断することができるようになるため、診断精度
の向上や診断時間の短縮をすることができる。

【００１０】また、本発明の超音波診断装置は、複数枚
の三次元画像を組み合わせて合成された三次元画像より
任意の断面を切り出し、表示する表示手段を有する。

【００１１】この構成により、電気的、あるいは機械的
に超音波振動子を移動し、走査する超音波プローブで走
査できる範囲よりも大きい被験域を、三次元を構築する
方法で発生する歪みをなくして三次元構築することで、
歪みのない任意の断面を表示することができる。歪みが
少なくなることで精度の高い診断や測定を行うことがで
きるようになるため、操作者の診断精度向上や診断時間
の短縮をすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
の超音波診断装置について図１乃至図８を用いて説明す
る。

【００１３】図１は、本発明の第１の実施の形態の超音
波診断装置の構成を示すブロック図である。図１に示す
超音波診断装置は、医師または超音波診断装置の操作者
（以下、単に操作者と称す）が、被験者に対して超音波
ビームの送波を行い、関心領域より反射し、返ってきた
エコーデータを受信する超音波プローブ２０と、超音波
プローブ２０に対して駆動信号を送信、またエコーデー
タを受信する送受信回路１０と、送受信回路１０で受信
したエコーデータを検波する検波回路１１と、検波回路
１１で検波されたエコーデータを超音波画像として画像
化するＤＳＣ回路１２と、ＤＳＣ回路１２で画像化され
たエコーデータをモニタ１９で表示するための二次元超
音波画像のデータを構築するフレームメモリ１３と、フ
レームメモリ１３で構築された二次元超音波画像を三次
元上での位置情報とともに保存しておく画像データ保存
回路１４と、画像データ保存回路１４で保存された二次
元超音波画像と画像の位置情報より三次元上での位置を
計算し、三次元画像を構築する三次元画像構築回路１５
と、三次元画像構築回路１５で構築された三次元画像を
複数枚保存しておく三次元画像保存回路１６と、三次元
画像保存回路１６より三次元画像を取り込み、複数枚の
三次元画像と比較し、三次元画像の同一部分を判断する
同一部分判定回路１７と、同一部分判定回路１７で同一
であると判断された複数枚の三次元画像を合成してさら
に被験幅の大きい三次元画像を合成する三次元画像合成
回路１８と、三次元画像合成回路１８により構築された
三次元画像を表示するモニタ１９とから構成されてい
る。なお、ここで使用する超音波プローブ２０は、電気
的、あるいは機械的に超音波振動子を移動し、走査する
ことができる超音波プローブを対象とした。

【００１４】以上のように構成された超音波診断装置に
ついて、図２乃至図７を用いてその動作を説明する。

【００１５】まず、図２に示すように、超音波プローブ
２０より送波した超音波ビーム２６の反射波をエコーデ
ータ２７として、超音波プローブ２０を通して送受信回
路１０にて受信する。そして検波回路１１、ＤＳＣ回路
１２、フレームメモリ１３を経由して、二次元の超音波
断層像２８が作成される。

【００１６】次に、図３に示すように、複数の二次元の
超音波断層像２８を取得することにより、三次元画像を
構築することができる。また、上述では、二次元の超音
波断層像２８を構築してから三次元画像を構築している
が、エコーデータ２７より直接三次元画像を構築しても
よい。

【００１７】図４に示すように、三次元画像４０が１枚
構築できたら、手動で超音波プローブ２０を移動し、被
験域を変更し、再度三次元画像４０の構築を行う。この
際に同一部分判定回路１７で複数の三次元画像が同一で
あると判定できるようにするために、被験域が重なるよ
うに、即ち同一である部分４１ができるように移動す
る。超音波プローブ２０の移動に、機械を用いて正確に
行う場合には超音波プローブの移動量のみを超音波診断
装置に通知することにより、複数の三次元画像４０間の
距離を計算し、合成し、被験域を拡大することができる
ので、同一部分判定回路１７を設けずに本発明を実施
することができる。

【００１８】図５に示すように、２つの三次元画像を構
築したら、同一部分判定回路１７により同一である部分
４１を判断し、同一であると判断された三次元画像を重
ね合わせ、２つの三次元画像を合成する。このように、
上記作業を複数回実施すれば、複数枚の三次元画像を合
成し、被験域を広げることができる（図４参照）。

【００１９】同一部分判定回路１７は、三次元画像４０
の一部をその他の三次元画像４０のデータとパターンマ
ッチングにより比較を行い、同一部分４１の判断を行
う。三次元画像４０のデータをパターンマッチングする
とデータ量が多いため、同一部分４１を判定するのに時
間がかかるので、二次元の超音波断層像２８（図２参
照）のデータを使用して、他の三次元画像４０を構築し
ている二次元の超音波断層像２８のデータと比較し、同
一部分であるかどうかを判断してもよい。また超音波プ
ローブ２０が移動する方向が決まっているならば、あら
かじめ三次元画像４０が一致する同一部分４１が予想で
きるため、その部分のみ、パターンマッチングを行い、
同一部分４１を判断し、判断にかかる時間を短縮化し、
操作性を改善することができる。

【００２０】また、合成をする三次元画像４０の組み合
わせ方は、図４に示した、二次元の超音波断層像２８を
ＸＹ平面上の断層像とするとＺ方向に三次元画像４０を
合成する組み合わせだけでなく、図６に示すようにｙ方
向に三次元が層４０を合成すしても良く、また図７に示
す用にＹ方向とＺ方向を組み合わせて合成することもで
きる。

【００２１】以上のように、本発明の第１の実施の形態
によれば、同一部分判定回路１７により複数の三次元画
像４０の同一部分４１を判断し、三次元合成回路１８
で、複数の三次元画像４０を一枚の三次元画像として、
合成して表示することにより、超音波プローブ２０で走
査できる範囲よりも大きく被験域を表示することができ
る。被験域を広げることにより、操作者は、診断を行っ
ている関心領域を大きな視野で診断することができるよ
うになるため、診断精度の向上や診断時間の短縮をする
ことができる。

【００２２】図８は、本発明の第２の実施の形態の超音
波診断装置の構成を示すブロック図である。図８におい
て、図１に示す第１の実施の形態と同一の構成要素に
は、同一符号（１０〜２０）を付し、その説明は省略す
る。新たな構成として、三次元画像において、表示を行
いたい任意の断面を設定するための手段となる断面設定
手段２１と、断面設定手段２１により設定された断面を
三次元画像より切り出し、表示を行うために、超音波断
層像を構築する超音波断層像構築回路２２が付加されて
いる。

【００２３】操作者は複数の三次元画像が合成されてい
る三次元画像を見ているときに、断面設定手段２１によ
り、表示を行いたい任意の断面を設定すると、設定され
た断面の位置情報に従い、超音波断層像構築回路２２に
より、上述の合成された三次元画像４０から設定された
断面の超音波断層像を切り出し、モニタ１９に表示を行
う。

【００２４】以上のように、本発明の第２の実施の形態
の超音波診断装置によれば、複数の三次元画像が合成さ
れている三次元画像を見ているときに、断面設定手段２
１で、表示を行いたい任意の断面を設定すると、設定さ
れた断面の位置情報に従い、超音波断層像構築回路２２
が、三次元画像から設定された断面の超音波断層像を切
り出し、表示することにより、二次元の超音波断層像２
８を合成し、被験域を広げる方法より、歪みがない正し
い超音波断層像を取得することができる。そのため、操
作者は診断精度の向上や診断時間の短縮を行うことでき
る。二次元の超音波断層像２８を合成し、被験域を広げ
る方法では、超音波断層像を合成する際に取得する二次
元の断層像２８が同一平面状にある超音波断層像である
とは限らないため、超音波断面以外の座標方向への歪み
が生じてしまう可能性があるが、上述のように三次元画
像４０を構築した後に二次元の超音波断層像を切り出せ
ば、歪みは生じない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、超音波
プローブと、超音波プローブにより撮像された三次元画
像を複数枚保管できる保存手段と、保存手段に保存され
た三次元画像の一部を複数枚の三次元画像間で相関をと
り、同一部分であることを判定する判定手段と、判定手
段により同一部分と判断された複数枚の三次元画像を組
み合わせて拡大された三次元画像を合成する合成手段
と、合成手段により合成された三次元画像を表示する表
示手段とを有することにより、電気的、あるいは機械的
に超音波振動子を移動し、走査する超音波プローブで走
査できる範囲よりも大きい被験域を三次元画像として構
築することができる。被験域を広げることにより、操作
者は、診断を行っている関心領域を大きな視野で診断す
ることができるようになるため、診断精度の向上や診断
時間の短縮をすることができるという優れた効果を有す
る超音波診断装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置の
構成を示すブロック図

【図２】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置に
おいて二次元の超音波断層像を作成するまでの動作説明
図

【図３】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置に
おいて二次元の超音波断層像より三次元画像を作成する
までの動作説明図

【図４】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置に
おいて複数の三次元画像を合成し、被験域を拡大した状
態を示す動作説明図

【図５】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置に
おいて２つの三次元画像で同一である部分を判断し、２
つの三次元画像を合成した状態を示す動作説明図

【図６】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置に
おける三次元画像の合成の説明図

【図７】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置に
おける他の三次元画像の合成の説明図

【図８】本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置の
構成を示すブロック図

【図９】従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図

【図１０】従来の超音波診断装置における超音波ビーム
の走査の説明図

【図１１】従来の超音波診断装置における他の超音波ビ
ームの走査の説明図

【符号の説明】

１０送受信回路１１検波回路１２ＤＳＣ１３フレームメモリ１４画像データ保存回路１５三次元画像構築回路１６三次元画像保存回路１７同一部分判定回路１８三次元画像合成回路１９モニタ２０超音波プローブ２１断面設定手段２２超音波断層像構築回路２５超音波振動子群２６超音波ビーム２７エコーデータ（反射波）２８二次元の超音波断層像２９回転軸４０三次元画像４１同一部分であると判断された部分４２超音波プローブの移動方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波プローブと、前記超音波プローブ
により撮像された三次元画像を複数枚保管できる保存手
段と、前記保存手段に保存された三次元画像の一部を複
数枚の三次元画像間で相関をとり、同一部分であること
を判定する判定手段と、前記判定手段により同一部分と
判断された複数枚の三次元画像を組み合わせて拡大され
た三次元画像を合成する合成手段と、前記合成手段によ
り合成された三次元画像を表示する表示手段とを有する
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】前記複数枚の三次元画像を組み合わせて
合成された三次元画像より任意の断面を切り出し、表示
する表示手段を有することを特徴とする請求項１に記載
の超音波診断装置。