JP2006055506A - 超音波診断装置、及び画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 DSC7は、超音波ラスタデータからボクセルデータを生成するとき、ボリューム・レンダリングにおける視線方向22とボクセルデータ21とが直交するように、ボクセルデータ21を生成する。このボクセルデータ21を表すための直交座標系(X’、Y’、Z’)と、超音波プローブに対して固定的な座標系(X、Y、Z)とは、一次変換により変換が可能なように対応付けられている。視線方向22を示す単位ベクトルとその一次変換を表す変換式とにより、視線方向22に直交するようにボクセルデータ21を生成し、ボリューム・レンダリングによって3次元超音波画像を生成する。
【選択図】 図4
Description
式(1) R=(x2+y2)1/2
θ=arctan(x/y)
DSC106は、上記の座標変換を行って表示用の座標系(X、Y)で表される画像データ91を作成する。
定義(1)
距離R:超音波の送受信点(2次元超音波プローブの位置)と超音波サンプリング点93aとの距離
角度θ:超音波ビームの軌跡をXY平面上に投影したとき、投影された軌跡がY軸となす角度
角度φ:超音波ビームの軌跡をYZ平面上に投影したとき、投影された軌跡がY軸となす角度
式(2) R=(x2+y2+z2)1/2
θ=arctan(x/y)
φ=arctan(z/y)
DSCは、上記の座標変換を行って座標系(X、Y、Z)で表されるボクセルデータを作成する。
この発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置及び画像処理方法について、図1乃至図7を参照しつつ説明する。
第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図1を参照しつつ説明する。図1は、この発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
次に、第1の実施形態に係る超音波診断装置の動作について、図2乃至図5を参照しつつ説明する。図2は、第1の実施形態に係る超音波診断装置に備えられているデジタルスキャンコンバータ(DSC)の詳細な構成を示す機能ブロック図である。図3は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の動作を順番に説明するためのフローチャートである。図4は、DSCにおける座標変換処理を説明するための図である。図5は、投影光線とボクセルデータとが一直線上に並んだ状態を示す模式図である。
式(3)
次に、この発明の第2の実施形態に係る超音波診断装置及び画像処理方法について、図8及び図9を参照しつつ説明する。この第2の実施形態に係る超音波診断装置は、投影光線によって貫かれた各ボクセル値の中から最大値又は最小値を計算し、得られた値をピクセルに格納することによって画像を生成するものである。
次に、この発明の第3の実施形態に係る超音波診断装置及び画像処理方法について、図10及び図11を参照しつつ説明する。この第3の実施形態に係る超音波診断装置は、ボクセルデータを特定の平面で切断し、その切断面からMPR画像を生成し、更に、厚み方向に直交する複数のMPR画像を加算して平均することによって画像(厚み付きMPR画像と称する。)を生成するものである。図10は、この発明の第3の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示す機能ブロック図である。図11は、MPR画像を生成する処理を説明するための模式図である。
次に、この発明の第4の実施形態に係る超音波診断装置及び画像処理方法について、図12を参照しつつ説明する。この第4の実施形態に係る超音波診断装置は、圧電素子が走査方向に垂直な方向に分割された1次元超音波プローブを用いて3次元画像を生成するものである。本実施形態に係る超音波診断装置の構成は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成と同じであり、デジタルスキャンコンバータ(DSC)の構成も同じである。
第4の実施形態に係る超音波診断装置の動作について、図12を参照しつつ説明する。図12は、第4の実施形態に係る超音波診断装置による座標変換処理を説明するための図である。
式(4) R=(x2+y2)1/2
θ=arctan(x/y)
z=z(一定)
距離R及び角度θの定義を以下に示す。
距離R:超音波の送受信点(1次元超音波プローブの位置)と超音波サンプリング点との距離
角度θ:超音波ビームの軌跡をXY平面上に投影したとき、投影された軌跡がY軸となす角度
次に、この発明の第5の実施形態に係る超音波診断装置及び画像処理方法について、図13を参照しつつ説明する。この第5の実施形態に係る超音波診断装置は、第4の実施形態と同様に1次元超音波プローブを用いて3次元画像を生成するものである。また、本実施形態に係る超音波診断装置の構成は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成と同じであり、DSCの構成も同じである。
第5の実施形態に係る超音波診断装置の動作について、図13を参照しつつ説明する。図13は、第5の実施形態に係る超音波診断装置による座標変換処理を説明するための図である。
式(5) R=(x2+y2+z2)1/2
θ=arctan{x/(y2+z2)1/2}
φ=arctan(z/y)
距離R及び角度θの定義を以下に示す。
距離R:超音波の送受信点(1次元超音波プローブの位置)と超音波サンプリング点との距離
角度θ:2次元超音波ラスタデータ60上での超音波ビームがY軸となす角度
角度φ:2次元超音波ラスタデータ60がXY平面となす角度
2 2次元超音波プローブ
3 送受信回路
4 Bモード処理回路
5 CFM処理回路
6 記憶装置
7 DSC(デジタルスキャンコンバータ)
8 ボリューム・レンダリング処理回路(VR処理回路)
9 表示装置
10 操作卓
11 座標系設定回路
12 コントローラ
71 X’Y’Z’座標発生器
72 XYZ座標変換器
73 Rθφ座標変換器
74 アドレス変換器
75 補間処理回路
76 シーケンサ
Claims (18)
- 被検体に対して超音波の送受信を行う超音波プローブと、
前記超音波プローブを駆動して前記被検体内を走査する送受信手段と、
前記送受信手段が受信した受信信号に基づいて表示画像を生成するときの投影位置及び投影方向を設定する投影方向設定手段と、
前記送受信手段の走査によって得られた受信信号に基づいて前記投影方向の座標系で表されるボクセルデータを生成するボクセルデータ生成手段と、
前記ボクセルデータを基に前記投影方向の表示画像を生成する画像生成手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。 - 前記ボクセルデータ生成手段は、前記投影方向と前記ボクセルデータの1つの方向とを平行させることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記ボクセルデータ生成手段は、前記投影方向に沿った順番で前記ボクセルデータを生成することを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 超音波画像を生成すべき関心領域を指定する関心領域指定手段を更に有し、前記ボクセルデータ生成手段は、前記関心領域内の受信信号に基づいてボクセルデータを生成することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記受信信号を前記送受信手段が収集した収集座標系で記憶する記憶手段を更に有し、
前記ボクセルデータ生成手段は、ボクセルデータを特定する3次元直交座標を出力するボクセルジェネレータと、前記ボクセルデータを特定する3次元直交座標を前記設定された投影方向に変更し、かつ、前記収集座標系に変換する座標変換器と、を備え、前記座標変換器の出力で前記記憶手段にアクセスしてボクセルデータを生成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。 - 前記座標変換器は、前記ボクセルデータを特定する3次元直交座標のうち1つの方向の座標を前記投影方向と平行になるように変更することを特徴とする請求項5に記載の超音波診断装置。
- 前記ボクセルジェネレータは、前記投影位置及び投影方向を基に、前記投影位置において投影方向に重なるボクセルデータを特定する3次元直交座標を前記投影方向に重なるボクセルデータの順に出力することを特徴とする請求項6に記載の超音波診断装置。
- 前記画像生成手段は、前記ボクセルデータから3次元超音波画像を生成するボリューム・レンダリング、前記投影方向上におけるボクセルデータの中からボクセル値が最大であるボクセルデータを投影して画像を生成する最大値投影処理、ボクセル値が最小であるボクセルデータを投影して画像を生成する最小値投影処理、又は、前記ボクセルデータを所定の切断平面で切断することによって切断面を生成し、前記切断平面に略直交する方向を投影方向として前記投影方向に沿って所定の厚みの範囲において前記切断面を加算平均してMPR画像を生成する処理のいずれかの処理を施して画像を生成することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記超音波プローブは、機械的に移動させることにより3次元的に走査することが可能な1次元超音波プローブ、又は、圧電体が2次元的に配列された2次元超音波プローブのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 超音波プローブで被検体に対して超音波の送受信を行い、受信信号に基づいて表示画像を生成するときの投影位置及び投影方向を設定する第1のステップと、
前記第1のステップにて得られた受信信号に基づいて前記投影方向の座標系で表されるクセルデータを生成する第2のステップと、
前記ボクセルデータを基に表示画像を生成する第3のステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 前記第2のステップでは、前記投影方向と前記ボクセルデータの1つの方向とを平行させることを特徴とする請求項10に記載の画像処理方法。
- 前記第2のステップでは、前記投影方向に沿った順番で前記ボクセルデータを生成することを特徴とする請求項10又は請求項11のいずれかに記載の画像処理方法。
- 超音波を生成すべき関心領域を指定する関心領域を指定する第4のステップを更に含み、前記第2のステップでは、前記関心領域内の受信信号に基づいてボクセルデータを生成することを特徴とする請求項10乃至請求項12のいずれかに記載の画像処理方法
- 前記受信信号を収集座標系で記憶装置に記憶する第5のステップを更に含み、
前記第2のステップは、ボクセルデータを特定する3次元直交座標を出力する第6のステップと、前記ボクセルデータを特定する3次元直交座標を前記設定された投影方向に変更し、かつ、前記収集座標系に変換する第7のステップと、を含み、前記第7のステップによる出力で前記記憶装置にアクセスしてボクセルデータを生成することを特徴とする請求項10に記載の画像処理方法。 - 前記第7のステップでは、前記ボクセルデータを特定する3次元直交座標のうち1つの方向の座標を前記投影方向と平行になるように変更することを特徴とする請求項14に記載の画像処理方法。
- 前記第6のステップでは、前記投影位置及び投影方向を基に、前記投影位置において投影方向に重なるボクセルデータを特定する3次元直交座標を前記投影方向に重なるボクセルデータの順に出力することを特徴とする請求項15に記載の画像処理方法。
- 前記第3のステップでは、前記ボクセルデータから3次元超音波画像を生成するボリューム・レンダリング、前記投影方向上におけるボクセルデータの中からボクセル値が最大であるボクセルデータを投影して画像を生成する最大値投影処理、ボクセル値が最小であるボクセルデータを投影して画像を生成する最小値投影処理、又は、前記ボクセルデータを所定の切断平面で切断することによって切断面を生成し、前記切断平面に略直交する方向を投影方向として前記投影方向に沿って所定の厚みの範囲において前記切断面を加算平均してMPR画像を生成する処理のいずれかの処理を施して画像を生成することを特徴とする請求項10乃至請求項16のいずれかに記載の画像処理方法。
- 前記超音波プローブは、機械的に移動させることにより3次元的に走査することが可能な1次元超音波プローブ、又は、圧電体が2次元的に配列された2次元超音波プローブのいずれかであることを特徴とする請求項10乃至請求項17のいずれかに記載の画像処理方法。
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