JP2006218210A - Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image generating program and ultrasonic image generating method - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image generating program and ultrasonic image generating method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnostic apparatus which can extract and display a desired three-dimensional image by a simple method. <P>SOLUTION: An ROI marker 23 is set to follow an image 21 of a fetus on a tomogram 20. The ROI marker 23 indicates a region of interest (ROI) and is set obliquely to an XY orthogonal coordinates system of the tomogram data. An image generating range calculating section acquires the range which includes the range indicated by the ROI marker 23 and is parallel to the XY orthogonal coordinates system to let the range be an image generating range 25. A voxel data generating section generates the voxel data by executing the re-sampling processing using the tomogram data included in the image generating range 25. An image generating section generates the three-dimensional image data on the basis of the voxel data and an image extracting section makes a pixel value of the coordinate in the range other than the range of interest be [0]. Thereby, the three-dimensional image following a shape of the fetus is displayed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、超音波診断装置にて3次元画像を生成し、関心領域(ROI)内の3次元画像を抽出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for generating a three-dimensional image by an ultrasonic diagnostic apparatus and extracting a three-dimensional image in a region of interest (ROI).

被検体の体内を撮影する装置として、X線診断装置、X線CT装置、MRI装置、超音波診断装置等の画像診断装置が用いられている。上記に挙げた画像診断装置のなかでも、超音波診断装置は小型で非侵襲性であり、被検体のX線被爆がないため、特に胎児の発育診断等には必要不可欠な装置となっている。   Image diagnostic apparatuses such as an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray CT apparatus, an MRI apparatus, and an ultrasonic diagnostic apparatus are used as an apparatus for imaging the inside of a subject. Among the above-mentioned diagnostic imaging apparatuses, the ultrasonic diagnostic apparatus is small and non-invasive, and does not have X-ray exposure on the subject. Therefore, it is an indispensable apparatus especially for fetal growth diagnosis. .

超音波診断装置に備えられている超音波プローブは、超音波振動子が走査方向に1次元的に配列され、電子的な遅延制御に超音波の送受信を行なって、被検体の断層像(2次元画像)を収集するものが一般的である。   The ultrasonic probe provided in the ultrasonic diagnostic apparatus has ultrasonic transducers arranged one-dimensionally in the scanning direction, transmits and receives ultrasonic waves for electronic delay control, and produces a tomographic image (2 It is common to collect (dimensional images).

また、近年になって2次元の断層像の撮影のみならず、3次元画像の撮影及び表示が実用化され、臨床の場において利用されつつある(例えば、特許文献1)。例えば、揺動機構を備えた1次元超音波プローブを機械的に揺動させることにより、スキャン面に直交する方向(揺動方向)の複数枚の断層像データ(Bモード画像データ)を収集し、それにより3次元画像を生成している。   In recent years, not only two-dimensional tomographic imaging but also three-dimensional imaging and display have been put into practical use and are being used in clinical settings (for example, Patent Document 1). For example, a tomographic image data (B-mode image data) in a direction perpendicular to the scan plane (oscillation direction) is collected by mechanically oscillating a one-dimensional ultrasonic probe having an oscillation mechanism. Thereby, a three-dimensional image is generated.

例えば、超音波振動子を揺動させて複数枚の断層像データ(Bモード画像データ)を収集した場合、複数枚の断層像データに対してリサンプリングという補間処理を施すことにより3次元情報としての3次元ボリュームデータ(ボクセルデータ)を生成し、そしてこのボクセルデータに対してボリュームレンダリング等の処理を施すことにより3次元画像データが生成される。収集された複数の断層像データは、それぞれ異なる座標系上にあるため、共通の座標系で表されるボクセルデータを再構成する必要がある。超音波プローブの位置や角度を位置センサで計測しておき、その位置や角度を基に、共通の座標系上のボクセル値を近傍の断層像データの画素値により補間して求め、ボクセルデータを生成する(リサンプリング処理)。   For example, when a plurality of tomographic image data (B-mode image data) is acquired by swinging an ultrasonic transducer, three-dimensional information is obtained by performing interpolation processing called resampling on the plurality of tomographic image data. 3D volume data (voxel data) is generated, and the voxel data is subjected to processing such as volume rendering to generate 3D image data. Since the collected tomographic image data are on different coordinate systems, it is necessary to reconstruct voxel data represented by a common coordinate system. The position and angle of the ultrasonic probe are measured with a position sensor, and voxel values on a common coordinate system are interpolated by pixel values of nearby tomographic image data based on the position and angle, and voxel data is obtained. Generate (resampling process).

さらに、処理時間を短縮するために、3次元画像として表示したい関心部位だけの3次元画像を抽出して表示することが行われている。この場合、画像を抽出して表示したい範囲を示す関心領域(ROI)を設定し、ボクセルデータからその関心領域(ROI)内のデータを抽出して、その関心領域(ROI)内の3次元画像を生成している。   Furthermore, in order to shorten the processing time, a three-dimensional image of only a region of interest that is desired to be displayed as a three-dimensional image is extracted and displayed. In this case, a region of interest (ROI) indicating a range to be displayed by extracting an image is set, data in the region of interest (ROI) is extracted from the voxel data, and a three-dimensional image in the region of interest (ROI) is extracted. Is generated.

以上のような3次元画像を収集することができる超音波診断装置を用いて、産科において母体内の胎児を観察することが行われている。3次元画像を表示して胎児を観察する場合においても、関心部位としての胎児の3次元画像を抽出して表示することが行われている。従来においては、胎児の3次元画像を表示する場合、2次元の断層像に含まれる胎児の画像を観察しながら、その胎児の画像が含まれるように3次元画像用の関心領域(ROI)を設定し、その後、リサンプリング処理により生成されたボクセルデータから関心領域(ROI)内のデータを抽出して、関心領域(ROI)内の3次元画像を生成していた。これにより、胎児の画像が含まれる3次元画像が生成され、表示されることになる。   Observation of the fetus in the mother's body is performed in the obstetrics using the ultrasonic diagnostic apparatus capable of collecting the above three-dimensional images. Even when a fetus is observed by displaying a 3D image, a 3D image of the fetus as a region of interest is extracted and displayed. Conventionally, when displaying a 3D image of a fetus, a region of interest (ROI) for the 3D image is included so that the fetal image is included while observing the fetal image included in the 2D tomographic image. After that, data in the region of interest (ROI) is extracted from the voxel data generated by the resampling process, and a three-dimensional image in the region of interest (ROI) is generated. As a result, a three-dimensional image including the fetal image is generated and displayed.

上記の関心領域(ROI)の設定について、図6を参照しつつ説明する。図6は従来技術における関心領域(ROI)の設定方法を説明するための図であり、図6(a)は、2次元情報としての断層像を示す図であり、図6(b)は、切断平面の設定を説明するための断層像を示す図である。   The setting of the region of interest (ROI) will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a method of setting a region of interest (ROI) in the prior art, FIG. 6A is a diagram showing a tomogram as two-dimensional information, and FIG. It is a figure which shows the tomogram for demonstrating the setting of a cutting plane.

例えば、図6(a)に示すように、胎児の画像21が含まれる断層像20を表示装置のモニタ画面上に表示し、操作者はその断層像20を観察しながら、その胎児の画像21が含まれるように、関心領域(ROI)を表す矩形状のROIマーカ23を指定する。この矩形状のROIマーカ23は、断層像20を表すためのXY直交座標軸に平行に設定されるものであった。なお、図6(a)には、胎児を包み込む羊膜の画像22が示されている。このように、XY直交座標軸に平行な矩形状のROIマーカ23が設定されると、複数枚の断層像データに対してリサンプリング処理を施してボクセルデータを生成し、そのボクセルデータからROIマーカ23で表された関心領域(ROI)内のデータを抽出して、関心領域(ROI)内の3次元画像を生成していた。   For example, as shown in FIG. 6A, a tomographic image 20 including a fetal image 21 is displayed on the monitor screen of the display device, and the operator observes the tomographic image 20 while observing the tomographic image 20. A rectangular ROI marker 23 representing a region of interest (ROI) is designated so as to be included. The rectangular ROI marker 23 is set in parallel to the XY orthogonal coordinate axes for representing the tomographic image 20. FIG. 6A shows an image 22 of an amniotic membrane enveloping the fetus. Thus, when the rectangular ROI marker 23 parallel to the XY orthogonal coordinate axes is set, voxel data is generated by performing resampling processing on a plurality of tomographic image data, and the ROI marker 23 is generated from the voxel data. The data in the region of interest (ROI) represented by (3) is extracted to generate a three-dimensional image in the region of interest (ROI).

2次元画像上で設定されたROIマーカ23で表される関心領域(ROI)に含まれる3次元画像が生成され、表示装置のモニタ画面上に3次元画像が表示される。この3次元画像には、胎児の3次元画像が含まれているが、胎児を包み込む羊膜の3次元画像も含まれ、モニタ画面上に表示される。例えば、矢印Aの方向から胎児の3次元画像を観察したい場合には、矢印Aの方向が正面を向いて表示されるように3次元画像の表示方向を変える。ところが、胎児は羊膜に包まれているため、矢印Aの方向が正面を向くように3次元画像の表示方向を変えると、胎児の3次元画像の手前側に羊膜の画像が存在するため、その羊膜の画像が遮蔽物となり、観察したい胎児の3次元画像を観察することができなくなってしまう。   A three-dimensional image included in the region of interest (ROI) represented by the ROI marker 23 set on the two-dimensional image is generated, and the three-dimensional image is displayed on the monitor screen of the display device. This three-dimensional image includes a three-dimensional image of the fetus, but also includes a three-dimensional image of the amniotic membrane that wraps the fetus and is displayed on the monitor screen. For example, when it is desired to observe a three-dimensional image of the fetus from the direction of arrow A, the display direction of the three-dimensional image is changed so that the direction of arrow A is displayed facing the front. However, since the fetus is enveloped in the amniotic membrane, if the display direction of the 3D image is changed so that the direction of the arrow A faces the front, the amniotic membrane image exists on the near side of the 3D image of the fetus. The image of the amniotic membrane becomes a shield, and it becomes impossible to observe the three-dimensional image of the fetus to be observed.

つまり、2次元画像において、XY直交座標軸に平行な矩形状のROIマーカ23を設定して、その範囲に含まれる3次元画像を抽出しているため、観察したい胎児の3次元画像の他に、遮蔽物となる羊膜の画像も抽出されてしまい、その結果、胎児の3次元画像のみを抽出して表示することができなかった。通常、胎児の画像はXY直交座標軸に対して斜めに表示されているため、胎児が含まれるように、XY直交座標軸に平行な矩形状のROIマーカ23を設定すると、胎児以外の部分も関心領域(ROI)に含まれてしまい、胎児の3次元画像のみを抽出して表示することができなかった。   That is, in the two-dimensional image, since the rectangular ROI marker 23 parallel to the XY orthogonal coordinate axes is set and the three-dimensional image included in the range is extracted, in addition to the three-dimensional image of the fetus to be observed, An image of the amniotic membrane serving as a shield was also extracted, and as a result, only a three-dimensional image of the fetus could not be extracted and displayed. Usually, since the image of the fetus is displayed obliquely with respect to the XY orthogonal coordinate axes, if a rectangular ROI marker 23 parallel to the XY orthogonal coordinate axes is set so that the fetus is included, the part other than the fetus is also in the region of interest. It was included in (ROI), and only a three-dimensional image of the fetus could not be extracted and displayed.

そのため、余計な画像を除去して胎児の3次元画像のみを表示するために、関心領域(ROI)を設定した後に、図6(b)に示すように、所定の平面(切断平面)24を胎児に沿って設定していた。そして、ROIマーカ23で表される関心領域(ROI)に含まれる3次元画像を抽出したときに、切断平面24を境にして、胎児の画像が含まれる領域23Aの外側の領域23Bに含まれる画像を除去していた。除去された領域では、例えば、画素値を「0」にする。これにより、矢印Aの方向が正面を向いて表示されるように3次元画像の表示方向を変えた場合であっても、領域23Aに含まれる3次元画像は除去されているため、その領域23Aに含まれる羊膜の画像は表示されず、矢印Aの方向から胎児の3次元画像を観察することができる。   Therefore, in order to remove the unnecessary image and display only the three-dimensional image of the fetus, after setting the region of interest (ROI), a predetermined plane (cut plane) 24 is formed as shown in FIG. It was set along the fetus. When a three-dimensional image included in the region of interest (ROI) represented by the ROI marker 23 is extracted, it is included in the region 23B outside the region 23A including the fetal image with the cutting plane 24 as a boundary. The image was removed. In the removed area, for example, the pixel value is set to “0”. Accordingly, even when the display direction of the three-dimensional image is changed so that the direction of the arrow A is displayed facing the front, the three-dimensional image included in the region 23A is removed. The image of the amniotic membrane contained in is not displayed, and a three-dimensional image of the fetus can be observed from the direction of arrow A.

特開2001−190552号公報JP 2001-190552 A

しかしながら、遮蔽物となる羊膜の画像などを除去するために切断平面24を設定するためには、断層像20上に切断平面24を表示して、上下方向(Y方向)及び左右方向(X方向)の位置と、胎児に対する角度を変えて切断平面24を設定する必要があった。この作業は操作者が行う必要があり、遮蔽物を除去して胎児の3次元画像を表示するためには、斜めに表示されている胎児に対して平行になるように切断平面24を設定する必要があるが、その設定は非常に煩雑な作業であるため、簡便に目的の3次元画像(上記の例では、胎児の3次元画像)のみを抽出して表示することができなかった。さらに、この切断平面24の設定には熟練した技量を要するため、短時間で精度良く目的の画像(上記の例では、胎児の3次元画像)を表示できず、診断時間が長くなるおそれもある。また、切断平面24の設定は操作者の技量に依存するため、操作者によっては胎児の3次元画像のみが表示されるように切断平面24を設定できないおそれもある。   However, in order to set the cutting plane 24 in order to remove the image of the amniotic membrane serving as a shield, the cutting plane 24 is displayed on the tomographic image 20, and the vertical direction (Y direction) and the horizontal direction (X direction) are displayed. ) And the angle with respect to the fetus must be changed to set the cutting plane 24. This operation needs to be performed by the operator. In order to display the three-dimensional image of the fetus by removing the shielding object, the cutting plane 24 is set so as to be parallel to the fetus displayed obliquely. Although it is necessary, since the setting is a very complicated operation, it is not possible to simply extract and display only a target three-dimensional image (in the above example, a three-dimensional image of a fetus). Furthermore, since setting of the cutting plane 24 requires skilled skills, the target image (in the above example, the three-dimensional image of the fetus) cannot be displayed with high accuracy in a short time, and the diagnosis time may be prolonged. . Moreover, since the setting of the cutting plane 24 depends on the skill of the operator, there is a possibility that the operator cannot set the cutting plane 24 so that only a three-dimensional image of the fetus is displayed.

この発明は上記の問題を解決するものであり、関心領域を含むとともに断層像を表す座標軸に平行な画像生成範囲を求め、その画像生成範囲に含まれる3次元画像を抽出し、その3次元画像から関心領域の範囲に含まれる画像以外の画像を除去して表示することにより、簡便に関心領域に含まれる3次元画像を抽出して表示することが可能な超音波診断装置、超音波画像生成プログラム及び超音波画像生成方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above problem, obtains an image generation range including a region of interest and parallel to a coordinate axis representing a tomographic image, extracts a three-dimensional image included in the image generation range, and extracts the three-dimensional image. Apparatus that can easily extract and display a three-dimensional image included in a region of interest by removing and displaying an image other than the image included in the region of interest from the image It is an object to provide a program and an ultrasonic image generation method.

請求項1に記載の発明は、超音波振動子をスキャン面に直交する方向に揺動させながら超音波の送受信を行うことにより、揺動方向に複数の断層像データを収集するスキャン手段と、前記断層像データに対して関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記関心領域に外接し、前記断層像データの座標軸に平行な画像生成範囲を求める画像生成範囲算出手段と、前記揺動方向に収集された複数の断層像データ全てについて、前記断層像データの前記画像生成範囲に含まれるデータを前記揺動方向に積み重ねて3次元ボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、前記3次元ボリュームデータに基づいて3次元画像データを生成し、前記3次元画像データから前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出する3次元画像生成手段と、前記抽出された3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である。   The invention according to claim 1 is a scanning unit that collects a plurality of tomographic image data in the swinging direction by performing transmission and reception of ultrasonic waves while swinging the ultrasonic transducer in a direction orthogonal to the scan plane; A region-of-interest setting means for setting a region of interest for the tomographic image data; an image generation range calculating unit that circumscribes the region of interest and obtains an image generation range parallel to the coordinate axis of the tomographic image data; Volume data generating means for generating three-dimensional volume data by stacking data included in the image generation range of the tomographic image data in the swing direction for all of the plurality of tomographic image data collected in 3D image generation means for generating 3D image data based on the data and extracting 3D image data included in the region of interest from the 3D image data When a display means for displaying the 3-dimensional image in which the extracted, an ultrasonic diagnostic apparatus characterized by having a.

例えば、胎児の3次元画像を抽出して観察したい場合に、断層像上で胎児の向きに沿った関心領域(ROI)が設定されると、画像生成範囲算出手段は、その関心領域に外接する範囲を求め、その範囲を画像生成範囲とする。その画像生成範囲は、断層像を表すための座標軸と平行になるように求められる。例えば、断層像が直交座標上にある場合は、その直交座標軸に平行になるような矩形状の画像生成範囲が求められる。胎児の向きがその直交座標に対して斜めになっている場合に、その向きに沿って関心領域が設定された場合も、その関心領域に外接し、直交座標軸に平行な画像生成範囲が求められる。ボリュームデータ生成手段は、その画像生成範囲に含まれる断層像データを用いて、リサンプリング処理を行うことにより、3次元ボリュームデータを生成する。そして、3次元画像生成手段は、3次元ボリュームデータから3次元画像データを生成する際に、関心領域に含まれるデータを抽出する。これにより、胎児の形状に沿った3次元画像を生成し、表示することが可能となる。従って、従来のように、余計な画像を除去するために切断平面を指定する作業が必要ないため、簡便な作業で所望の3次元画像を抽出して表示することが可能となる。なお、関心領域(ROI)は操作者によって指定されるものであり、その位置や形状を任意に変えることができるものである。   For example, when a region of interest (ROI) along the direction of the fetus is set on the tomographic image when a three-dimensional image of the fetus is to be observed for observation, the image generation range calculation means circumscribes the region of interest. A range is obtained, and the range is set as an image generation range. The image generation range is obtained so as to be parallel to the coordinate axis for representing the tomographic image. For example, when the tomographic image is on Cartesian coordinates, a rectangular image generation range that is parallel to the Cartesian coordinate axes is obtained. If the region of interest is set along the orientation when the orientation of the fetus is oblique to the Cartesian coordinate, an image generation range that circumscribes the region of interest and is parallel to the Cartesian coordinate axis is obtained. . The volume data generation means generates three-dimensional volume data by performing resampling processing using the tomographic image data included in the image generation range. The three-dimensional image generation unit extracts data included in the region of interest when generating the three-dimensional image data from the three-dimensional volume data. As a result, a three-dimensional image along the shape of the fetus can be generated and displayed. Therefore, unlike the prior art, there is no need to specify a cutting plane in order to remove an unnecessary image, so that a desired three-dimensional image can be extracted and displayed with a simple operation. The region of interest (ROI) is designated by the operator, and the position and shape can be arbitrarily changed.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の超音波診断装置であって、前記座標軸は直交座標軸であり、前記設定された関心領域は矩形状の形状を有し、前記画像生成範囲算出手段は、各辺が前記矩形状の関心領域の各頂点に接し、前記直交座標軸に平行な矩形状の画像生成範囲を求めることを特徴とするものである。   The invention according to claim 2 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the coordinate axis is an orthogonal coordinate axis, the set region of interest has a rectangular shape, and the image generation range The calculating means obtains a rectangular image generation range in which each side is in contact with each vertex of the rectangular region of interest and parallel to the orthogonal coordinate axis.

請求項3に記載の発明は、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であって、前記3次元画像生成手段は、前記画像生成範囲内であって、前記関心領域以外の範囲の3次元画像を除去することにより、前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出することを特徴とするものである。   The invention according to claim 3 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, wherein the three-dimensional image generation means is within the image generation range and the region of interest. The three-dimensional image data included in the region of interest is extracted by removing the three-dimensional image in a range other than.

請求項4に記載の発明は、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であって、前記3次元画像生成手段は、前記画像生成範囲内であって、前記関心領域以外の範囲に含まれる3次元画像データの画素値を「0」にすることにより、前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出することを特徴とするものである。   A fourth aspect of the present invention is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the three-dimensional image generation means is within the image generation range and the region of interest. The three-dimensional image data included in the region of interest is extracted by setting the pixel value of the three-dimensional image data included in the range other than “0” to “0”.

請求項5に記載の発明は、超音波振動子をスキャン面に直交する方向に揺動させながら超音波の送受信を行うことにより、揺動方向に複数の断層像データを収集する超音波診断装置に、前記断層像データに対して関心領域を設定する関心領域設定機能と、前記関心領域に外接し、前記断層像データの座標軸に平行な画像生成範囲を求める画像生成範囲算出機能と、前記揺動方向に収集された複数の断層像データ全てについて、前記断層像データの前記画像生成範囲に含まれるデータを前記揺動方向に積み重ねて3次元ボリュームデータを生成するボリュームデータ生成機能と、前記3次元ボリュームデータに基づいて3次元画像データを生成し、前記3次元画像データから前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出する3次元画像生成機能と、前記抽出された3次元画像を表示手段に表示させる表示機能と、を実行させることを特徴とする超音波画像生成プログラムである。   The invention according to claim 5 is an ultrasonic diagnostic apparatus that collects a plurality of tomographic image data in a swinging direction by transmitting and receiving ultrasonic waves while swinging an ultrasonic transducer in a direction orthogonal to the scan plane. A region-of-interest setting function for setting a region of interest for the tomographic image data; an image generation range calculating function for obtaining an image generation range circumscribing the region of interest and parallel to the coordinate axis of the tomographic image data; A volume data generation function for generating three-dimensional volume data by stacking data included in the image generation range of the tomographic image data in the swing direction for all of the plurality of tomographic image data collected in the moving direction; 3D image generation that generates 3D image data based on 3D volume data and extracts 3D image data included in the region of interest from the 3D image data Noh, an ultrasonic image generating program, characterized in that to execute a display function of displaying on the display means the three-dimensional image the extracted.

請求項6に記載の発明は、超音波振動子をスキャン面に直交する方向に揺動させながら超音波の送受信を行うことにより、揺動方向に収集された複数の断層像データに基づいて3次元画像データを生成する超音波画像生成方法であって、関心領域設定手段が、前記断層像データに対して関心領域を設定する関心領域設定ステップと、画像生成範囲算出手段が、前記関心領域に外接し、前記断層像データの座標軸に平行な画像生成範囲を求める画像生成範囲算出ステップと、ボリュームデータ生成手段が、前記揺動方向に収集された複数の断層像データ全てについて、前記断層像データの前記画像生成範囲に含まれるデータを前記揺動方向に積み重ねて3次元ボリュームデータを生成するボリュームデータ生成ステップと、3次元画像生成手段が、前記3次元ボリュームデータに基づいて3次元画像データを生成し、前記3次元画像データから前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出する3次元画像生成ステップと、を含むことを特徴とする超音波画像生成方法である。   The invention according to claim 6 is based on a plurality of tomographic image data collected in the swing direction by transmitting and receiving ultrasonic waves while swinging the ultrasonic transducer in a direction orthogonal to the scan plane. An ultrasonic image generation method for generating dimensional image data, wherein a region-of-interest setting unit sets a region of interest for the tomographic image data, and an image generation range calculation unit includes a region of interest in the region of interest. An image generation range calculating step for obtaining an image generation range that circumscribes and parallel to the coordinate axis of the tomographic image data, and a volume data generating unit for the tomographic image data for all of the plurality of tomographic image data collected in the swing direction Data generation step for generating three-dimensional volume data by stacking data included in the image generation range in the swing direction, and three-dimensional image generation means 3D image generation step of generating 3D image data based on the 3D volume data and extracting 3D image data included in the region of interest from the 3D image data. It is an ultrasonic image generation method.

この発明によると、観察したい診断部位の形状に沿った3次元画像を生成して表示することが可能となる。また、従来のように、あらためて切断平面を設定する必要がないため、操作が簡便になり、短時間で精度良く目的の3次元画像を表示することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to generate and display a three-dimensional image along the shape of the diagnostic region desired to be observed. Further, unlike the prior art, it is not necessary to set a cutting plane again, so that the operation becomes simple and the target three-dimensional image can be displayed accurately in a short time.

以下、この発明の実施形態に係る超音波診断装置、超音波画像生成プログラム及び超音波画像生成方法について、図1乃至図5を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image generation program, and an ultrasonic image generation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

(構成)
この発明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、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。
(Constitution)
The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

この発明の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ1、送受信部2、信号処理部3、DSC4、3次元画像生成部5、表示制御部6、表示装置7、関心領域(ROI)設定部8及び操作部9を備えて構成されている。   An ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention includes an ultrasonic probe 1, a transmission / reception unit 2, a signal processing unit 3, a DSC 4, a three-dimensional image generation unit 5, a display control unit 6, a display device 7, and a region of interest (ROI). A setting unit 8 and an operation unit 9 are provided.

超音波プローブ1は、超音波を送受信する超音波振動子が走査方向に1次元的に配列された1次元超音波プローブからなり、走査(スキャン)することによって超音波を送受信し、被検体からの反射波をエコー信号として受信する。1次元超音波プローブには揺動機構としてモータが設置されており、そのモータにより超音波振動子が走査方向に直交する方向(揺動方向)に揺動させられて、揺動方向の複数枚の断層像データを収集し、それら複数枚の断層像データを用いることにより、3次元画像データが生成される。換言すると、超音波振動子はスキャン面に直交する方向に揺動させられて、その揺動方向の複数枚の断層像データを収集する。また、超音波プローブ1として、超音波振動子がマトリックス(格子)状に配置された2次元超音波プローブを用いても良い。2次元超音波プローブの場合は、走査(スキャン)することによって3次元的に超音波を送受信し、プローブの表面から放射状に広がる形状の3次元データをエコー信号として受信する。   The ultrasonic probe 1 is composed of a one-dimensional ultrasonic probe in which ultrasonic transducers that transmit and receive ultrasonic waves are arranged one-dimensionally in the scanning direction. The reflected wave is received as an echo signal. The one-dimensional ultrasonic probe is provided with a motor as a swinging mechanism, and the ultrasonic transducer is swung in a direction (swinging direction) perpendicular to the scanning direction by the motor, and a plurality of swinging directions are provided. 3D image data is generated by collecting the tomographic image data and using these tomographic image data. In other words, the ultrasonic transducer is swung in a direction perpendicular to the scan plane, and a plurality of pieces of tomographic image data in the swing direction are collected. Further, as the ultrasonic probe 1, a two-dimensional ultrasonic probe in which ultrasonic transducers are arranged in a matrix (lattice) may be used. In the case of a two-dimensional ultrasonic probe, ultrasonic waves are transmitted and received three-dimensionally by scanning, and three-dimensional data having a shape spreading radially from the surface of the probe is received as an echo signal.

送受信部2は送信部と受信部とからなり、超音波プローブ1に電気信号を供給して超音波を発生させるとともに、超音波プローブ1が受信したエコー信号を受信する。   The transmission / reception unit 2 includes a transmission unit and a reception unit, supplies an electrical signal to the ultrasonic probe 1 to generate an ultrasonic wave, and receives an echo signal received by the ultrasonic probe 1.

送受信部2内の送信部は、図示しないクロック発生回路、送信遅延回路、及びパルサ回路を備えている。クロック発生回路は、超音波信号の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する回路である。送信遅延回路は、超音波の送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する回路である。パルサ回路は、各超音波振動子に対応した個別経路(チャンネル)の数分のパルサを内蔵し、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生し、超音波プローブ1の各超音波振動子に供給するようになっている。   The transmission unit in the transmission / reception unit 2 includes a clock generation circuit, a transmission delay circuit, and a pulsar circuit (not shown). The clock generation circuit is a circuit that generates a clock signal that determines the transmission timing and transmission frequency of the ultrasonic signal. The transmission delay circuit is a circuit that performs transmission focus with a delay when transmitting ultrasonic waves. The pulsar circuit incorporates pulsars corresponding to the number of individual paths (channels) corresponding to each ultrasonic transducer, generates a drive pulse at a delayed transmission timing, and each ultrasonic transducer of the ultrasonic probe 1. To supply.

また、送受信部2内の受信部は、図示しないプリアンプ回路、A/D変換回路、及び受信遅延・加算回路を備えている。プリアンプ回路は、超音波プローブ1の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。A/D変換回路は、増幅されたエコー信号をA/D変換する。受信遅延・加算回路は、A/D変換後のエコー信号に対して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、加算する。その加算により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。なお、この送受信回路3によって加算処理された信号を「RFデータ(または、生データ)」と称する。   The reception unit in the transmission / reception unit 2 includes a preamplifier circuit, an A / D conversion circuit, and a reception delay / addition circuit (not shown). The preamplifier circuit amplifies the echo signal output from each ultrasonic transducer of the ultrasonic probe 1 for each reception channel. The A / D converter circuit A / D converts the amplified echo signal. The reception delay / adder circuit gives a delay time necessary for determining the reception directivity to the echo signal after A / D conversion, and adds the delay time. By the addition, the reflection component from the direction according to the reception directivity is emphasized. The signal added by the transmission / reception circuit 3 is referred to as “RF data (or raw data)”.

信号処理部3は、Bモード処理回路、ドプラ処理回路、及びカラーモード処理回路を備えている。送受信部2から出力されたRFデータは、いずれかの処理回路にて所定の処理を施される。   The signal processing unit 3 includes a B mode processing circuit, a Doppler processing circuit, and a color mode processing circuit. The RF data output from the transmission / reception unit 2 is subjected to predetermined processing in any processing circuit.

Bモード処理回路は、エコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からBモード超音波ラスタデータを生成する。具体的には、RFデータに対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。その他、エッジ強調等の処理が行われる場合もある。このBモード処理回路で生成されるデータをBモード超音波ラスタデータという。   The B-mode processing circuit visualizes echo amplitude information and generates B-mode ultrasonic raster data from the echo signal. Specifically, bandpass filter processing is performed on the RF data, and then the envelope of the output signal is detected, and compression processing by logarithmic transformation is performed on the detected data. In addition, processing such as edge enhancement may be performed. Data generated by the B-mode processing circuit is referred to as B-mode ultrasonic raster data.

ドプラ処理回路は、位相検波回路及びFFT演算回路等から構成され、RFデータからドプラ偏移周波数成分を取り出し、更にFFT処理等を施して血流情報を有するデータを生成する。   The Doppler processing circuit includes a phase detection circuit, an FFT operation circuit, and the like. The Doppler shift frequency component is extracted from the RF data, and further subjected to FFT processing and the like to generate data having blood flow information.

カラーモード処理回路は、動いている血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成する。血流情報には、速度、分散、パワー等の情報があり、血流情報は2値化情報として得られる。具体的には、カラーモード処理回路は、位相検波回路、MTIフィルタ、自己相関器、及び流速・分散演算器から構成されている。このカラーモード処理回路は、組織信号と血流信号とを分離するためのハイパスフィルタ処理(MTIフィルタ処理)が行われ、自己相関処理により血流の移動速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。その他、組織信号を低減及び削減するための非線形処理が行われる場合もある。   The color mode processing circuit visualizes the moving blood flow information and generates color ultrasonic raster data. Blood flow information includes information such as speed, dispersion, and power, and blood flow information is obtained as binarized information. Specifically, the color mode processing circuit includes a phase detection circuit, an MTI filter, an autocorrelator, and a flow velocity / dispersion calculator. In this color mode processing circuit, high-pass filter processing (MTI filter processing) for separating tissue signals and blood flow signals is performed, and blood flow information such as blood flow velocity, dispersion, and power is obtained by autocorrelation processing. Ask for multiple points. In addition, non-linear processing for reducing and reducing tissue signals may be performed.

DSC4(Digital Scan Converter:デジタルスキャンコンバータ)は、直交座標系で表される画像を得るために、超音波ラスタデータを直交座標で表されるデータに変換する。DSC4は、上述した信号処理部3から出力された走査線信号列で表される信号処理後のデータを空間情報に基づいた座標系のデータに変換する(スキャンコンバージョン処理)。つまり、超音波走査に同期した信号列をテレビ走査方式の表示装置7で表示できるようにするために、標準のテレビ走査に同期して読み出すことにより走査方式を変換している。   A DSC 4 (Digital Scan Converter) converts ultrasonic raster data into data represented by orthogonal coordinates in order to obtain an image represented by an orthogonal coordinate system. The DSC 4 converts the signal-processed data represented by the scanning line signal sequence output from the signal processing unit 3 described above into coordinate system data based on the spatial information (scan conversion process). That is, the scanning method is converted by reading out in synchronization with the standard television scanning so that the signal sequence synchronized with the ultrasonic scanning can be displayed on the display device 7 of the television scanning method.

Bモード処理回路から出力されたデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、被検体の組織形状を2次元情報として表す断層像データ(Bモード画像データ)が生成される。この2次元情報の断層像データ(Bモード画像データ)は、表示制御部6を介して表示装置7に出力され、表示装置7のモニタ画面上に2次元の断層像として濃淡表示される。   When scan conversion processing is performed on the data output from the B-mode processing circuit, tomographic image data (B-mode image data) representing the tissue shape of the subject as two-dimensional information is generated. The two-dimensional information tomographic image data (B-mode image data) is output to the display device 7 via the display control unit 6 and displayed as a two-dimensional tomographic image on the monitor screen of the display device 7 as a light and shade.

さらにこのDSC4は、画像生成範囲算出部41及びボクセルデータ生成部42を備えて構成されており、生成した複数の断層像データに対してリサンプリングという補間処理を施すことにより3次元ボリュームデータ(ボクセルデータ)を再構成する。画像生成範囲算出部41は、ROI設定部8から出力されたROIマーカが示す関心領域(ROI)に外接し、断層像を表すためのXY直交座標軸に平行な矩形状の範囲を生成する。この平行な矩形状の範囲が画像生成範囲となる。ボクセルデータ生成部42は、画像生成範囲算出部41から矩形状の範囲を示す画像生成範囲データを受けて、複数の断層像データに対してリサンプリングという補間処理を行う。このとき、ボクセルデータ生成部42は、矩形状の範囲を示す画像生成範囲データに基づいて、その矩形状の範囲内のデータをリサンプリングして矩形状の範囲に対応するボクセルデータを生成する。このDSC4の具体的な処理内容については後述する。   Further, the DSC 4 is configured to include an image generation range calculation unit 41 and a voxel data generation unit 42, and performs three-dimensional volume data (voxel) by performing an interpolation process called resampling on the generated plurality of tomographic image data. Data). The image generation range calculation unit 41 circumscribes a region of interest (ROI) indicated by the ROI marker output from the ROI setting unit 8 and generates a rectangular range parallel to the XY orthogonal coordinate axes for representing a tomographic image. This parallel rectangular range is the image generation range. The voxel data generation unit 42 receives image generation range data indicating a rectangular range from the image generation range calculation unit 41 and performs an interpolation process called resampling on a plurality of tomographic image data. At this time, the voxel data generation unit 42 resamples the data in the rectangular range based on the image generation range data indicating the rectangular range, and generates voxel data corresponding to the rectangular range. Specific processing contents of the DSC 4 will be described later.

3次元画像生成部5は、DSC4から出力されたボクセルデータに対してボリュームレンダリングを施して3次元画像データを生成する。3次元画像生成部5によって生成された3次元画像データは、表示制御部6を介して表示装置7に出力されて表示される。3次元画像生成部5は、操作者によって超音波画像を生成すべき領域を示す関心領域(ROI)が設定されてROI設定部8からROIマーカデータが送られると、そのROIマーカが示す範囲内のデータを抽出して関心領域(ROI)の3次元画像を生成する。   The 3D image generation unit 5 performs volume rendering on the voxel data output from the DSC 4 to generate 3D image data. The three-dimensional image data generated by the three-dimensional image generation unit 5 is output to the display device 7 via the display control unit 6 and displayed. When a region of interest (ROI) indicating a region where an ultrasonic image is to be generated is set by the operator and ROI marker data is sent from the ROI setting unit 8, the 3D image generation unit 5 is within the range indicated by the ROI marker. Is extracted to generate a three-dimensional image of the region of interest (ROI).

具体的には、この3次元画像生成部5は、画像生成部51及び画像抽出部52を備えて構成されている。画像生成部51は、DSC4のボクセルデータ生成部42からボクセルデータを受けて、ボリュームレンダリング処理により3次元画像データを生成する。ボクセルデータ生成部42から、矩形状の範囲に対応するボクセルデータが出力されている場合は、矩形状の範囲内の3次元画像データが生成されることになる。画像抽出部52は、画像生成部51により生成された3次元画像データのうち、ROIマーカが示す関心領域(ROI)外の画像を除去する。つまり、画像抽出部52は、ROIマーカが示す関心領域(ROI)外にある座標の画素値を「0」にする。そして、3次元画像生成部5は、関心領域(ROI)外にある座標の画素値が「0」となった3次元画像データを、表示制御部6を介して表示装置7に出力する。この3次元画像生成部5の具体的な処理内容については後述する。   Specifically, the three-dimensional image generation unit 5 includes an image generation unit 51 and an image extraction unit 52. The image generation unit 51 receives voxel data from the voxel data generation unit 42 of the DSC 4 and generates three-dimensional image data by volume rendering processing. When voxel data corresponding to a rectangular range is output from the voxel data generation unit 42, three-dimensional image data within the rectangular range is generated. The image extraction unit 52 removes an image outside the region of interest (ROI) indicated by the ROI marker from the three-dimensional image data generated by the image generation unit 51. That is, the image extraction unit 52 sets the pixel value of the coordinates outside the region of interest (ROI) indicated by the ROI marker to “0”. Then, the three-dimensional image generation unit 5 outputs the three-dimensional image data in which the pixel value of the coordinates outside the region of interest (ROI) is “0” to the display device 7 via the display control unit 6. Specific processing contents of the three-dimensional image generation unit 5 will be described later.

なお、ボリュームレンダリングは、ボクセルデータに対して所定の視線方向(投影光線の投影方向)を決めて、任意の視点から光線追跡処理を行い、視線上のボクセル値(輝度値等)の積分値や重み付き累積加算値を投影面上の画像ピクセルに出力することによって、臓器等を立体的に抽出して3次元画像を生成するものである。   Volume rendering determines a predetermined line-of-sight direction (projection direction of projected light) for voxel data, performs ray-tracing processing from an arbitrary viewpoint, and integrates voxel values (luminance values, etc.) on the line-of-sight. By outputting the weighted cumulative addition value to the image pixels on the projection plane, the organs and the like are three-dimensionally extracted to generate a three-dimensional image.

ボリュームレンダリングによる画像は、ボクセルデータを特定の視点をもとに特定の方向を有する投影光線を貫くことによって、その投影光線に垂直な投影面に投影されたピクセルに基づいて生成される。投影光線によって貫かれた各ボクセル値により積分値や重み付き累積加算値が計算され、この得られた積分値や重み付け加算値がピクセルに格納される。そして、最終的には、ボクセル値が格納されたピクセルが複数個集まることによって、3次元画像が生成される。   An image by volume rendering is generated based on pixels projected on a projection plane perpendicular to the projection ray by passing voxel data through a projection ray having a specific direction based on a specific viewpoint. An integrated value or a weighted cumulative added value is calculated from each voxel value penetrated by the projected light, and the obtained integrated value or weighted added value is stored in the pixel. Finally, a three-dimensional image is generated by collecting a plurality of pixels storing voxel values.

表示制御部6は、DSC4又は3次元画像生成部5から断層像データ又は3次元画像データを受け、表示装置7に断層像又は3次元画像を表示させる。また、表示装置7は、断層像と3次元画像を同時に表示することもできる。さらに、後述するROI設定部8から出力されたROIマーカデータを受けて、断層像データにそのROIマーカデータを合成して表示装置7に出力し、表示装置7のモニタ画面上において断層像と関心領域を表すROIマーカとを重畳させて表示させる。   The display control unit 6 receives the tomographic image data or the three-dimensional image data from the DSC 4 or the three-dimensional image generation unit 5 and causes the display device 7 to display the tomographic image or the three-dimensional image. The display device 7 can also display a tomographic image and a three-dimensional image at the same time. Further, it receives ROI marker data output from the ROI setting unit 8 to be described later, synthesizes the ROI marker data with the tomographic image data and outputs it to the display device 7, and the tomographic image and the interest on the monitor screen of the display device 7. An ROI marker representing the area is superimposed and displayed.

表示装置7はCRTや液晶ディスプレイなどのモニタからなり、そのモニタ画面上に断層像、3次元画像又は血流情報などが表示される。   The display device 7 includes a monitor such as a CRT or a liquid crystal display, and a tomographic image, a three-dimensional image, blood flow information, or the like is displayed on the monitor screen.

ROI設定部8は、ROIマーカ生成部81、位置情報生成部82及びROIマーカ記憶部83を備えて構成されている。ROIマーカ生成部81は、表示装置7のモニタ画面上に表示されるROIマーカを生成する。ROIマーカ記憶部83に所定の形状及び所定の大きさを有する初期設定のROIマーカデータを記憶しておく。そして、操作部9から関心領域(ROI)設定の指示を受けると、ROIマーカ記憶部83に記憶されている初期設定のROIマーカデータを読み込み、DSC4、3次元画像生成部5及び表示制御部6に出力する。この初期設定のROIマーカデータは、表示装置7のモニタ画面上において所定の位置に表示される。さらに、ROIマーカ生成部81は、操作部9からの指示に従って、読み込んだ初期設定のROIマーカの形状及び大きさを変更する。   The ROI setting unit 8 includes an ROI marker generation unit 81, a position information generation unit 82, and an ROI marker storage unit 83. The ROI marker generation unit 81 generates an ROI marker displayed on the monitor screen of the display device 7. The ROI marker storage unit 83 stores initial ROI marker data having a predetermined shape and a predetermined size. When receiving a region of interest (ROI) setting instruction from the operation unit 9, the initial ROI marker data stored in the ROI marker storage unit 83 is read, and the DSC 4, the three-dimensional image generation unit 5, and the display control unit 6 are read. Output to. The initially set ROI marker data is displayed at a predetermined position on the monitor screen of the display device 7. Further, the ROI marker generation unit 81 changes the shape and size of the read initial setting ROI marker in accordance with an instruction from the operation unit 9.

位置情報生成部82は、操作部9のポインティングデバイスなどにより、表示装置7のモニタ画面上におけるROIマーカの位置や方向の変更指示がなされた場合に、表示装置7のモニタ画面上でROIマーカを表示させる座標を求める。ROIマーカ生成部81により生成されたROIマーカデータにその座標データが付され、DSC4、3次元画像生成部5及び表示制御部6に出力され、表示装置7のモニタ画面上では、所定の位置にROIマーカが表示される。   The position information generation unit 82 displays the ROI marker on the monitor screen of the display device 7 when an instruction to change the position or direction of the ROI marker on the monitor screen of the display device 7 is given by the pointing device of the operation unit 9 or the like. Find the coordinates to be displayed. The coordinate data is attached to the ROI marker data generated by the ROI marker generation unit 81 and output to the DSC 4, the three-dimensional image generation unit 5 and the display control unit 6. On the monitor screen of the display device 7, the coordinate data is output. The ROI marker is displayed.

ROIマーカ記憶部83は、ROMなどのメモリやハードディスクなどからなり、初期設定のROIマーカデータが記憶されている。   The ROI marker storage unit 83 includes a memory such as a ROM or a hard disk, and stores initial setting ROI marker data.

操作部9は、ジョイスティックやトラックボールなどのポインティングデバイス、スイッチ、各種ボタン、キーボード又はTCS(Touch Command Screen)などが備えられ、超音波の送受信条件などに関する各種設定が操作者により入力される。この操作部9で入力された情報は制御部(図示しない)に送られ、制御部はその情報に従って超音波診断装置の各部の制御を行なう。   The operation unit 9 includes a pointing device such as a joystick and a trackball, switches, various buttons, a keyboard, a TCS (Touch Command Screen), and the like, and various settings relating to ultrasonic transmission / reception conditions are input by the operator. Information input through the operation unit 9 is sent to a control unit (not shown), and the control unit controls each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the information.

例えば、表示装置7のモニタ画面上に関心領域(ROI)の範囲を表すROIマーカを表示させる場合、操作者が表示装置7のモニタ画面を観察しながらポインティングデバイスなどを操作することにより、モニタ画面上に表示されているROIマーカの位置や向きなどを変更することができる。   For example, when displaying an ROI marker representing a region of interest (ROI) on the monitor screen of the display device 7, the operator operates a pointing device or the like while observing the monitor screen of the display device 7. The position and orientation of the ROI marker displayed above can be changed.

また、超音波診断装置には制御部(図示しない)と記憶部(図示しない)とが設けられている。制御部はCPUからなり、超音波診断装置の各処理部に接続されて、ROMなどからなるメモリに記憶されている超音波診断装置の制御プログラムや超音波画像生成プログラムなどを実行することにより、各処理部の制御を行う。記憶部は、ROMなどのメモリやハードディスクなどからなり、信号処理部3、DSC4又は3次元画像生成部5により生成された各データが保存されている。さらに、記憶部には、超音波診断装置の各種設定条件、超音波診断装置の制御プログラム、超音波画像生成プログラムなどが記憶されている。   The ultrasound diagnostic apparatus is provided with a control unit (not shown) and a storage unit (not shown). The control unit is composed of a CPU, is connected to each processing unit of the ultrasonic diagnostic apparatus, and executes an ultrasonic diagnostic apparatus control program, an ultrasonic image generation program, and the like stored in a memory such as a ROM. Control each processing unit. The storage unit includes a memory such as a ROM, a hard disk, and the like, and stores each data generated by the signal processing unit 3, DSC 4, or 3D image generation unit 5. Further, the storage unit stores various setting conditions of the ultrasonic diagnostic apparatus, a control program for the ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image generation program, and the like.

(動作)
次に、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の動作(超音波画像生成方法)について図2乃至図5を参照しつつ説明する。図2は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置1の動作を順番に示すフローチャートである。この実施形態においては、胎児の画像を収集する場合について説明する。
(Operation)
Next, the operation (ultrasonic image generation method) of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing in sequence the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. In this embodiment, a case where fetal images are collected will be described.

超音波プローブ1により被検体(この例においては母体)に対して超音波を送信し、被検体(母体)からの反射波を受信してDSC4により2次元情報としての母体及び胎児の断層像データを生成する(ステップS01)。具体的には、超音波プローブ1として1次元超音波プローブを用いた場合は、被検体(母体)からの反射波を2次元データのエコー信号として受信する。送受信部2に入力されたエコー信号は、送受信部2の受信部にて受信チャンネルごとに増幅された後、受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与えられ、更に加算されてRFデータが生成される。信号処理部3に入力されたRFデータは、Bモード処理回路により処理が施されて2次元のBモード超音波ラスタデータが生成される。そして、2次元のBモード超音波ラスタデータは、DSC4によりスキャンコンバージョン処理が施されて、直交座標系で表される2次元情報としての断層像データ(Bモード画像データ)に変換される。   The ultrasonic probe 1 transmits ultrasonic waves to the subject (maternal body in this example), receives the reflected wave from the subject (maternal), and the tomographic image data of the mother and fetus as two-dimensional information by the DSC 4 Is generated (step S01). Specifically, when a one-dimensional ultrasonic probe is used as the ultrasonic probe 1, a reflected wave from the subject (maternal body) is received as an echo signal of two-dimensional data. The echo signal input to the transmission / reception unit 2 is amplified for each reception channel by the reception unit of the transmission / reception unit 2 and then given a delay time necessary to determine reception directivity, and further added to the RF data. Is generated. The RF data input to the signal processing unit 3 is processed by a B-mode processing circuit to generate two-dimensional B-mode ultrasonic raster data. The two-dimensional B-mode ultrasound raster data is subjected to scan conversion processing by the DSC 4 and converted into tomographic image data (B-mode image data) as two-dimensional information represented by an orthogonal coordinate system.

このようにして生成された2次元情報としての断層像データが表示制御部6を介して表示装置7に出力され、表示装置7のモニタ画面上に母体及び胎児の断層像が表示される。また、DSC4にて生成された断層像データは、記憶部(図示しない)に保存される。   The tomographic image data as the two-dimensional information generated in this way is output to the display device 7 via the display control unit 6, and the maternal and fetal tomographic images are displayed on the monitor screen of the display device 7. The tomographic image data generated by the DSC 4 is stored in a storage unit (not shown).

この実施形態においては、さらに、上記のスキャンが繰り返し行なわれている間に、超音波プローブ1の超音波振動子を機械的に揺動させることにより、2次元のスキャン面の位置を少しずつ移動させ、揺動方向に複数の断層像データを収集する。   In this embodiment, the position of the two-dimensional scan plane is moved little by little by mechanically oscillating the ultrasonic transducer of the ultrasonic probe 1 while the above scan is repeated. And collect a plurality of tomographic image data in the swing direction.

表示装置7のモニタ画面上に表示される断層像の1例を図3に示す。図3は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置により収集された断層像を示す図であり、3次元画像用の関心領域(ROI)の設定範囲を説明するための図である。   An example of a tomographic image displayed on the monitor screen of the display device 7 is shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing tomographic images collected by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention, and is a diagram for explaining a setting range of a region of interest (ROI) for a three-dimensional image.

図3に示すように、表示装置7のモニタ画面上には、2次元情報としての断層像20が表示されている。この断層像20は、XY直交座標系で表される。断層像20には胎児を示す断層像21が含まれている。さらに、この断層像20には、胎児の断層像21の周りに羊膜の断層像22が表示されている。このように、母体内の胎児の周りには羊膜が存在するため、胎児の全体像を収集すると胎児の周りある羊膜までも画像として表示される。このような状態で複数枚の断層像データから3次元画像を再構成して表示する場合、その羊膜の画像が遮蔽物となって、本来、観察したい胎児を表示して観察することができない。   As shown in FIG. 3, a tomographic image 20 as two-dimensional information is displayed on the monitor screen of the display device 7. This tomographic image 20 is represented by an XY orthogonal coordinate system. The tomographic image 20 includes a tomographic image 21 showing the fetus. Further, in this tomographic image 20, an amniotic tomographic image 22 is displayed around a fetal tomographic image 21. As described above, since the amniotic membrane exists around the fetus in the mother body, when the whole image of the fetus is collected, the amniotic membrane around the fetus is also displayed as an image. When a three-dimensional image is reconstructed and displayed from a plurality of tomographic image data in such a state, the image of the amniotic membrane becomes a shielding object, and the fetus to be originally observed cannot be displayed and observed.

そこで、3次元画像において胎児の画像のみが表示されるように、関心領域(ROI)の設定を行う。その関心領域(ROI)を設定するために、操作者は操作部9を操作することにより、関心領域(ROI)設定の命令を超音波診断装置に与える。操作部9から操作情報がROI設定部8に出力される。ROI設定部8のROIマーカ生成部81は、その関心領域(ROI)設定命令を受けると、ROIマーカ記憶部83に記憶されている初期設定のROIマーカデータを読み込んで、そのROIマーカデータをDSC4、3次元画像生成部5及び表示制御部6に出力する。   Therefore, the region of interest (ROI) is set so that only the fetal image is displayed in the three-dimensional image. In order to set the region of interest (ROI), the operator operates the operation unit 9 to give a command for setting the region of interest (ROI) to the ultrasonic diagnostic apparatus. Operation information is output from the operation unit 9 to the ROI setting unit 8. When the ROI marker generation unit 81 of the ROI setting unit 8 receives the region of interest (ROI) setting command, it reads the initial ROI marker data stored in the ROI marker storage unit 83 and stores the ROI marker data in the DSC 4. The data is output to the three-dimensional image generation unit 5 and the display control unit 6.

表示制御部6は、ROIマーカデータを受けると、断層像データと合成して表示装置7に出力し、表示装置7のモニタ画面上にROIマーカを断層像に重畳させて表示させる(ステップS02)。例えば、図3に示すように、断層像20上にROIマーカ23が重畳されて表示されることになる。このROIマーカ23は、観察したい部位の画像を抽出する領域を表している。初期設定のROIマーカ23は、矩形状の形状を有しているが、操作者によって任意の形状に変化させても良い。   Upon receiving the ROI marker data, the display control unit 6 combines it with the tomographic image data and outputs it to the display device 7, and displays the ROI marker superimposed on the tomographic image on the monitor screen of the display device 7 (step S02). . For example, as shown in FIG. 3, the ROI marker 23 is superimposed on the tomographic image 20 and displayed. This ROI marker 23 represents an area from which an image of a part to be observed is extracted. The default ROI marker 23 has a rectangular shape, but may be changed to an arbitrary shape by the operator.

そして、操作者は表示装置7のモニタ画面上に表示されている胎児の断層像21を観察しながら、ROIマーカ23内に胎児の断層像21が含まれるように、操作部9を操作することによりROIマーカ23を移動又は回転させる(ステップS03)。   Then, the operator operates the operation unit 9 so that the tomographic image 21 of the fetus is included in the ROI marker 23 while observing the tomographic image 21 of the fetus displayed on the monitor screen of the display device 7. Thus, the ROI marker 23 is moved or rotated (step S03).

操作者が操作部9のポインティングデバイスなどを操作することにより、ROIマーカ23をモニタ画面上で、上下又は左右方向に移動させたり、図3に示すように、矢印Bの方向に移動させたり、矢印Cの方向に回転させたりして、ROIマーカ23に胎児の断層像21が含まれるようにするとともに、胎児の向きに沿ってROIマーカ23を設定する。   When the operator operates the pointing device of the operation unit 9 or the like, the ROI marker 23 is moved vertically or horizontally on the monitor screen, or is moved in the direction of arrow B as shown in FIG. The ROI marker 23 is rotated in the direction of arrow C so that the tomographic image 21 of the fetus is included in the ROI marker 23, and the ROI marker 23 is set along the direction of the fetus.

操作者は、表示装置7のモニタ画面上に表された胎児の断層像21とROIマーカ23を観察しながら、操作部9のポインティングデバイスなどを操作することにより、ROIマーカ23内に胎児の断層像21が含まれ、さらに、胎児の方向に沿うようにROIマーカ23の位置及び方向を変更する。操作部9により入力された操作情報は、ROI設定部8の位置情報生成部82に出力される。位置情報生成部82は、操作部9からの操作情報に従って、表示装置7のモニタ画面上にROIマーカ23を表示させる位置の座標を算出する。なお、位置情報生成部82は、XY直交座標系で表される座標を算出する。そして、位置情報生成部82により求められた座標データがROIマーカデータに付されて表示制御部6に出力される。なお、座標データが付されたROIマーカデータは、DSC4及び3次元画像生成部5にも出力される。表示装置7のモニタ画面上においては、その座標に対応した位置にROIマーカ23が表示される。上記の操作及び処理により、ROIマーカ23は表示装置7のモニタ画面上にて移動及び回転させられる。   The operator operates the pointing device or the like of the operation unit 9 while observing the fetal tomographic image 21 and the ROI marker 23 displayed on the monitor screen of the display device 7, so that the fetal tomography is in the ROI marker 23. An image 21 is included, and the position and direction of the ROI marker 23 are changed so as to follow the direction of the fetus. The operation information input by the operation unit 9 is output to the position information generation unit 82 of the ROI setting unit 8. The position information generation unit 82 calculates the coordinates of the position at which the ROI marker 23 is displayed on the monitor screen of the display device 7 according to the operation information from the operation unit 9. The position information generation unit 82 calculates coordinates expressed in the XY orthogonal coordinate system. Then, the coordinate data obtained by the position information generation unit 82 is attached to the ROI marker data and output to the display control unit 6. Note that the ROI marker data to which the coordinate data is attached is also output to the DSC 4 and the three-dimensional image generation unit 5. On the monitor screen of the display device 7, the ROI marker 23 is displayed at a position corresponding to the coordinates. By the above operation and processing, the ROI marker 23 is moved and rotated on the monitor screen of the display device 7.

例えば、図3に示すように、胎児の断層像21を含ませるとともに、胎児の画像21以外の余計な画像が含まれないように、胎児の向きに沿ってROIマーカ23を設定する。この例においては、XY直交座標軸に対して胎児の断層像21は斜めの方向を向いており、斜め方向を向いた胎児の画像に沿って関心領域が設定されるように、ROIマーカ23をXY直交座標軸に対して斜めに設定する。   For example, as shown in FIG. 3, the ROI marker 23 is set along the direction of the fetus so that the tomographic image 21 of the fetus is included and no extra image other than the fetal image 21 is included. In this example, the tomographic image 21 of the fetus is directed obliquely with respect to the XY orthogonal coordinate axes, and the ROI marker 23 is set to the XY so that the region of interest is set along the image of the fetus directed obliquely. Set oblique to the Cartesian coordinate axis.

座標データが付されたROIマーカデータは、DSC4及び3次元画像生成部5にも出力される。そして、DSC4の画像生成範囲算出部41は、ROI設定部8から出力されたROIマーカデータを受けて、ROIマーカが示す関心領域(ROI)に外接し、断層像のXY直交座標軸に平行な矩形状の範囲を求める(ステップS04)。画像生成範囲算出部41により求められた矩形状の範囲が画像生成範囲となり、ボクセルデータ生成部42は、複数の断層像データ全てについて、その画像生成範囲が示す矩形状の範囲内にあるデータを用いてリサンプリング処理を行ってボクセルデータを再構成する(ステップS05)。   The ROI marker data to which the coordinate data is attached is also output to the DSC 4 and the three-dimensional image generation unit 5. The image generation range calculation unit 41 of the DSC 4 receives the ROI marker data output from the ROI setting unit 8, circumscribes the region of interest (ROI) indicated by the ROI marker, and is a rectangle parallel to the XY orthogonal coordinate axes of the tomographic image. A shape range is obtained (step S04). The rectangular range obtained by the image generation range calculation unit 41 is the image generation range, and the voxel data generation unit 42 sets the data within the rectangular range indicated by the image generation range for all the tomographic image data. Then, the resampling process is performed to reconstruct the voxel data (step S05).

ここで、ステップS04において画像生成範囲算出部41が画像生成範囲を求める処理について、図4を参照しつつ説明する。図4は、設定された関心領域(ROI)の範囲から、3次元画像を生成する画像生成範囲を求める処理を説明するための図である。   Here, the process in which the image generation range calculation unit 41 obtains the image generation range in step S04 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining processing for obtaining an image generation range for generating a three-dimensional image from a set region of interest (ROI).

画像生成範囲算出部41は、ROIマーカ23に外接し、断層像のXY直交座標軸に平行な矩形状の画像生成範囲25を求める。具体的には、画像生成範囲算出部41は、各辺がROIマーカ23の各頂点24に接するような矩形状の範囲を求め、その範囲を画像生成範囲25となる。この実施形態においては、ROIマーカ23の4つの頂点24がそれぞれ、矩形状の画像生成範囲25の各辺に接している。この画像生成範囲25がボクセルデータを生成する範囲になる。なお、この画像生成範囲25のデータを表示制御部6を介して表示装置7に出力し、表示装置7のモニタ画面上に画像生成範囲25を示すマーカを表示するようにしても良い。   The image generation range calculation unit 41 circumscribes the ROI marker 23 and obtains a rectangular image generation range 25 parallel to the XY orthogonal coordinate axes of the tomographic image. Specifically, the image generation range calculation unit 41 obtains a rectangular range in which each side is in contact with each vertex 24 of the ROI marker 23, and this range becomes the image generation range 25. In this embodiment, the four vertices 24 of the ROI marker 23 are in contact with the sides of the rectangular image generation range 25. This image generation range 25 is a range for generating voxel data. The data of the image generation range 25 may be output to the display device 7 via the display control unit 6 and a marker indicating the image generation range 25 may be displayed on the monitor screen of the display device 7.

そして、ボクセルデータ生成部42は、揺動方向の複数の断層像データ全てについて、断層像データのうち画像生成範囲25内にあるデータを用いてリサンプリング処理を施してボクセルデータを再構成する(ステップS05)。複数の断層像データは各々異なる座標系上にあるため、ボクセルデータ生成部42は、共通の座標系上のボクセル値を近傍の断層像データの画素値より補間することにより求め、ボクセルデータを生成する。このとき、断層像データのうち、画像生成範囲25内にあるデータを用いてボクセルデータを生成する。   Then, the voxel data generation unit 42 performs re-sampling processing on all of the plurality of tomographic image data in the swing direction using data within the image generation range 25 of the tomographic image data to reconstruct the voxel data ( Step S05). Since the plurality of tomographic image data are on different coordinate systems, the voxel data generation unit 42 generates voxel data by interpolating voxel values on a common coordinate system from pixel values of nearby tomographic image data. To do. At this time, voxel data is generated using data within the image generation range 25 among the tomographic image data.

なお、XY直交座標軸に対して斜めに設定された関心領域から、直接、ボクセルデータを生成しようとすると、リサンプリング処理が複雑になるため、ボクセルデータ生成に要する時間が長くなり、その結果、超音波診断装置のリアルタイム性が阻害されるおそれがある。そこで、この実施形態に係る超音波診断装置においては、XY直交座標軸に対して斜めに関心領域が設定された場合であっても、一旦、XY直交座標軸に平行な画像生成範囲25を求め、その範囲内のデータからボクセルデータを生成することとしている。このように、XY直交座標軸に平行な画像生成範囲25内のデータからボクセルデータを生成することで、リサンプリング処理を単純にすることができ、その結果、ボクセルデータ生成に要する時間を短くし、超音波診断装置のリアルタイム性が阻害されずに3次元画像を生成することができる。   Note that if the voxel data is generated directly from the region of interest set obliquely with respect to the XY orthogonal coordinate axes, the resampling process becomes complicated, so the time required to generate the voxel data becomes long. There is a risk that the real-time property of the ultrasonic diagnostic apparatus may be hindered. Therefore, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment, even when the region of interest is set obliquely with respect to the XY orthogonal coordinate axis, the image generation range 25 that is parallel to the XY orthogonal coordinate axis is once obtained, Voxel data is generated from data within the range. Thus, by generating voxel data from the data in the image generation range 25 parallel to the XY orthogonal coordinate axes, the resampling process can be simplified, and as a result, the time required for voxel data generation can be shortened. A three-dimensional image can be generated without impairing the real-time property of the ultrasonic diagnostic apparatus.

ボクセルデータ生成部42にて生成されたボクセルデータは、3次元画像生成部5の画像生成部51に出力される。画像生成部51は、そのボクセルデータに対してボリュームレンダリング処理を施して3次元画像データを生成し、画像抽出部52に出力する(ステップS06)。   The voxel data generated by the voxel data generation unit 42 is output to the image generation unit 51 of the three-dimensional image generation unit 5. The image generation unit 51 performs volume rendering processing on the voxel data to generate three-dimensional image data, and outputs it to the image extraction unit 52 (step S06).

画像抽出部52は、画像生成部51により生成された3次元画像データを受け、更に、ROI設定部8から出力されたROIマーカデータを受けて、3次元画像データのうち、関心領域(ROI)以外の範囲にある画像を除去する(ステップS07)。例えば、画像抽出部52は、関心領域(ROI)以外の範囲にある座標の画素値を「0」にする。つまり、関心領域(ROI)に含まれる画像のみを表示し、関心領域(ROI)以外の画像が表示されないようにするために、関心領域(ROI)以外の範囲にある座標の画素値を「0」にする。図4に示す画像生成範囲25においては、ROIマーカ23が示す範囲に含まれる画像のみを表示するために、斜線で示す領域にある画像データの値を「0」にする。   The image extraction unit 52 receives the three-dimensional image data generated by the image generation unit 51, and further receives the ROI marker data output from the ROI setting unit 8, and includes a region of interest (ROI) in the three-dimensional image data. An image in a range other than is removed (step S07). For example, the image extraction unit 52 sets the pixel value of coordinates in a range other than the region of interest (ROI) to “0”. That is, in order to display only the image included in the region of interest (ROI) and not display the image other than the region of interest (ROI), the pixel values of the coordinates in the range other than the region of interest (ROI) are set to “0”. " In the image generation range 25 shown in FIG. 4, in order to display only the image included in the range indicated by the ROI marker 23, the value of the image data in the hatched area is set to “0”.

そして、画像抽出部52から、関心領域(ROI)内の3次元画像データが表示制御部6を介して表示装置7に出力され、表示装置7のモニタ画面上に関心領域(ROI)の3次元画像が表示される。この実施形態においては、胎児の3次元画像が表示される。また、胎児以外の部位が含まれないように胎児に沿って関心領域(ROI)を設定しているため、関心部位(この例においては胎児)の3次元画像を表示することが可能となる。   Then, the three-dimensional image data in the region of interest (ROI) is output from the image extraction unit 52 to the display device 7 via the display control unit 6, and the three-dimensional region of interest (ROI) is displayed on the monitor screen of the display device 7. An image is displayed. In this embodiment, a three-dimensional image of the fetus is displayed. In addition, since the region of interest (ROI) is set along the fetus so as not to include a region other than the fetus, a three-dimensional image of the region of interest (the fetus in this example) can be displayed.

従来においては、関心部位としての胎児の画像以外に、羊膜の画像も表示されていまい、胎児の画像を観察するため羊膜の画像を除去していたが、この実施形態に係る超音波診断装置によれば、羊膜の画像を除去するために切断平面を設定する必要がないため、煩雑な操作を省略することができる。また、切断平面の設定は熟練した技量が求められるが、この実施形態に係る超音波診断装置によると、簡便に関心部位の画像を抽出して表示することが可能となる。   Conventionally, in addition to the fetal image as the region of interest, the amniotic membrane image is not displayed, and the amniotic membrane image has been removed in order to observe the fetal image. According to this, since it is not necessary to set a cutting plane in order to remove the amniotic membrane image, complicated operations can be omitted. In addition, the skilled person is required to set the cutting plane. However, according to the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment, it is possible to easily extract and display an image of a region of interest.

さらに、断層像を表すXY直交座標軸に対して斜めに関心領域が設定された場合に、斜めの関心領域に含まれるデータから、直接、ボクセルデータを生成すると、リサンプリング処理が複雑になるため、その計算の分だけ、ボクセルデータ生成に要する時間が長くなり、超音波診断装置のリアルタイム性が阻害されるおそれがある。この実施形態のように、XY直交座標軸に対して平行な範囲に含まれるデータからボクセルデータを生成することにより、断層像データからボクセルデータへのリサンプリング処理が複雑にならないため、ボクセルデータ生成に要する時間が長くならず、超音波診断装置のリアルタイム性を阻害することがない。つまり、この実施形態によると、ボクセルデータを生成するための計算量が少なくて済むため、データ作成時間が短くなり、リアルタイム性が阻害されない時間で3次元画像データを生成することが可能となる。例えば所定時間ごとに複数の3次元画像データを生成して、いわゆる動画として表示する場合であっても、リアルタイム性が阻害されないため、操作者が動画として認識できる。   Furthermore, when the region of interest is set obliquely with respect to the XY orthogonal coordinate axes representing the tomographic image, if voxel data is generated directly from the data included in the oblique region of interest, the resampling process becomes complicated. The time required for voxel data generation is increased by the amount of the calculation, and the real-time property of the ultrasonic diagnostic apparatus may be hindered. As in this embodiment, by generating voxel data from data included in a range parallel to the XY orthogonal coordinate axes, the resampling process from tomographic image data to voxel data does not become complicated. The required time is not lengthened, and the real-time property of the ultrasonic diagnostic apparatus is not hindered. That is, according to this embodiment, since the calculation amount for generating the voxel data is small, the data creation time is shortened, and the three-dimensional image data can be generated in a time that does not hinder the real-time property. For example, even when a plurality of three-dimensional image data is generated every predetermined time and displayed as a so-called moving image, since the real-time property is not hindered, the operator can recognize it as a moving image.

また、この実施形態においては、断層像20上に矩形状のROIマーカ23を表示し、矩形状の関心領域(ROI)を設定したが、関心領域(ROI)の形状は、操作者によって任意に変更することができる。例えば、図5に示すように、ROIマーカ26が曲線を有する形状であっても良い。この場合も、画像生成範囲算出部41は、曲線形状のROIマーカ26に外接し、断層像のXY直交座標軸に平行な矩形状の画像生成範囲28を求める。図5に示す例においては、ROIマーカ26と画像生成範囲28とは、接点27において接している。このように、ROIマーカ26に外接する画像生成範囲28を求める。そして、複数の断層像データ全てについて、断層像データのうち、その画像生成範囲28内にあるデータからボクセルデータを生成し、更にボリュームレンダリング処理を施して3次元画像データを生成する。そして、その3次元画像データのうち、関心領域(ROI)以外の範囲の画像データを「0」にすることにより、関心領域(ROI)内に含まれる3次元画像を抽出し、表示装置7のモニタ画面上に表示する。   In this embodiment, a rectangular ROI marker 23 is displayed on the tomographic image 20 and a rectangular region of interest (ROI) is set. The shape of the region of interest (ROI) can be arbitrarily set by the operator. Can be changed. For example, as shown in FIG. 5, the ROI marker 26 may have a curved shape. Also in this case, the image generation range calculation unit 41 circumscribes the curved ROI marker 26 and obtains a rectangular image generation range 28 parallel to the XY orthogonal coordinate axes of the tomographic image. In the example shown in FIG. 5, the ROI marker 26 and the image generation range 28 are in contact with each other at the contact point 27. In this way, the image generation range 28 circumscribing the ROI marker 26 is obtained. Then, for all of the plurality of tomographic image data, voxel data is generated from the data in the image generation range 28 of the tomographic image data, and volume rendering processing is further performed to generate three-dimensional image data. Then, by setting the image data in a range other than the region of interest (ROI) out of the three-dimensional image data to “0”, a three-dimensional image included in the region of interest (ROI) is extracted, and the display device 7 Display on the monitor screen.

この発明の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. この発明の実施形態に係る超音波診断装置の動作を順番に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the ultrasound diagnosing device which concerns on embodiment of this invention in order. この発明の実施形態に係る超音波診断装置により収集された断層像を示す図であり、3次元画像用の関心領域(ROI)の設定範囲を説明するための図である。It is a figure which shows the tomogram collected by the ultrasound diagnosing device which concerns on embodiment of this invention, and is a figure for demonstrating the setting range of the region of interest (ROI) for three-dimensional images. 設定された関心領域(ROI)の範囲から、3次元画像を生成する画像生成範囲を求める処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which calculates | requires the image generation range which produces | generates a three-dimensional image from the range of the set region of interest (ROI). 設定された関心領域(ROI)の範囲から、3次元画像を生成する画像生成範囲を求める処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which calculates | requires the image generation range which produces | generates a three-dimensional image from the range of the set region of interest (ROI). 超音波診断装置により収集された断層像を示す図であり、従来において設定された関心領域(ROI)の範囲を説明するための図である。It is a figure which shows the tomogram acquired by the ultrasound diagnosing device, and is a figure for demonstrating the range of the region of interest (ROI) set in the past.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波プローブ
2 送受信部
3 信号処理部
4 DSC(デジタルスキャンコンバータ)
5 3次元画像生成部
6 表示制御部
7 表示装置
8 ROI設定部
9 操作部
41 画像生成範囲算出部
42 ボクセルデータ生成部
51 画像生成部
52 画像抽出部
81 ROIマーカ生成部
82 位置情報生成部
83 ROIマーカ記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 2 Transmission / reception part 3 Signal processing part 4 DSC (digital scan converter)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 3D image generation part 6 Display control part 7 Display apparatus 8 ROI setting part 9 Operation part 41 Image generation range calculation part 42 Voxel data generation part 51 Image generation part 52 Image extraction part 81 ROI marker generation part 82 Position information generation part 83 ROI marker storage

Claims (6)

超音波振動子をスキャン面に直交する方向に揺動させながら超音波の送受信を行うことにより、揺動方向に複数の断層像データを収集するスキャン手段と、
前記断層像データに対して関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記関心領域に外接し、前記断層像データの座標軸に平行な画像生成範囲を求める画像生成範囲算出手段と、
前記揺動方向に収集された複数の断層像データ全てについて、前記断層像データの前記画像生成範囲に含まれるデータを前記揺動方向に積み重ねて3次元ボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
前記3次元ボリュームデータに基づいて3次元画像データを生成し、前記3次元画像データから前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出する3次元画像生成手段と、
前記抽出された3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。
Scanning means for collecting a plurality of tomographic image data in the swing direction by transmitting and receiving ultrasonic waves while swinging the ultrasonic transducer in a direction perpendicular to the scan plane;
A region of interest setting means for setting a region of interest for the tomographic image data;
Image generation range calculation means for obtaining an image generation range circumscribing the region of interest and parallel to the coordinate axis of the tomographic image data;
Volume data generating means for generating three-dimensional volume data by stacking data included in the image generation range of the tomographic image data in the swing direction for all of the plurality of tomographic image data collected in the swing direction;
3D image generation means for generating 3D image data based on the 3D volume data and extracting 3D image data included in the region of interest from the 3D image data;
Display means for displaying the extracted three-dimensional image;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記座標軸は直交座標軸であり、
前記設定された関心領域は矩形状の形状を有し、
前記画像生成範囲算出手段は、各辺が前記矩形状の関心領域の各頂点に接し、前記直交座標軸に平行な矩形状の画像生成範囲を求めることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The coordinate axes are orthogonal coordinate axes;
The set region of interest has a rectangular shape,
2. The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the image generation range calculation unit obtains a rectangular image generation range in which each side is in contact with each vertex of the rectangular region of interest and is parallel to the orthogonal coordinate axis. Diagnostic device.
前記3次元画像生成手段は、前記画像生成範囲内であって、前記関心領域以外の範囲の3次元画像を除去することにより、前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出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。   The three-dimensional image generation means extracts three-dimensional image data included in the region of interest by removing a three-dimensional image within the image generation range and other than the region of interest. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2. 前記3次元画像生成手段は、前記画像生成範囲内であって、前記関心領域以外の範囲に含まれる3次元画像データの画素値を「0」にすることにより、前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出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。   The three-dimensional image generation means sets the pixel value of the three-dimensional image data included in the range other than the region of interest within the image generation range to “0”, thereby including the three-dimensional image included in the region of interest. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein image data is extracted. 超音波振動子をスキャン面に直交する方向に揺動させながら超音波の送受信を行うことにより、揺動方向に複数の断層像データを収集する超音波診断装置に、
前記断層像データに対して関心領域を設定する関心領域設定機能と、
前記関心領域に外接し、前記断層像データの座標軸に平行な画像生成範囲を求める画像生成範囲算出機能と、
前記揺動方向に収集された複数の断層像データ全てについて、前記断層像データの前記画像生成範囲に含まれるデータを前記揺動方向に積み重ねて3次元ボリュームデータを生成するボリュームデータ生成機能と、
前記3次元ボリュームデータに基づいて3次元画像データを生成し、前記3次元画像データから前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出する3次元画像生成機能と、
前記抽出された3次元画像を表示手段に表示させる表示機能と、
を実行させることを特徴とする超音波画像生成プログラム。
An ultrasonic diagnostic apparatus that collects a plurality of tomographic image data in the oscillation direction by transmitting and receiving ultrasonic waves while oscillating the ultrasonic transducer in a direction orthogonal to the scan plane.
A region of interest setting function for setting a region of interest for the tomographic image data;
An image generation range calculation function for obtaining an image generation range circumscribing the region of interest and parallel to the coordinate axis of the tomographic image data;
A volume data generation function for generating three-dimensional volume data by stacking data included in the image generation range of the tomographic image data in the swing direction for all of the plurality of tomographic image data collected in the swing direction;
A 3D image generation function for generating 3D image data based on the 3D volume data and extracting 3D image data included in the region of interest from the 3D image data;
A display function for displaying the extracted three-dimensional image on a display means;
An ultrasonic image generation program characterized in that
超音波振動子をスキャン面に直交する方向に揺動させながら超音波の送受信を行うことにより、揺動方向に収集された複数の断層像データに基づいて3次元画像データを生成する超音波画像生成方法であって、
関心領域設定手段が、前記断層像データに対して関心領域を設定する関心領域設定ステップと、
画像生成範囲算出手段が、前記関心領域に外接し、前記断層像データの座標軸に平行な画像生成範囲を求める画像生成範囲算出ステップと、
ボリュームデータ生成手段が、前記揺動方向に収集された複数の断層像データ全てについて、前記断層像データの前記画像生成範囲に含まれるデータを前記揺動方向に積み重ねて3次元ボリュームデータを生成するボリュームデータ生成ステップと、
3次元画像生成手段が、前記3次元ボリュームデータに基づいて3次元画像データを生成し、前記3次元画像データから前記関心領域に含まれる3次元画像データを抽出する3次元画像生成ステップと、
を含むことを特徴とする超音波画像生成方法。
An ultrasonic image that generates three-dimensional image data based on a plurality of tomographic image data collected in the oscillation direction by transmitting and receiving ultrasonic waves while oscillating the ultrasonic transducer in a direction orthogonal to the scan plane. A generation method,
A region of interest setting step in which a region of interest setting means sets a region of interest for the tomographic image data;
An image generation range calculating step for obtaining an image generation range circumscribing the region of interest and parallel to the coordinate axis of the tomographic image data;
A volume data generation unit generates three-dimensional volume data by stacking data included in the image generation range of the tomographic image data in the swing direction for all of the plurality of tomographic image data collected in the swing direction. A volume data generation step;
A 3D image generating means for generating 3D image data based on the 3D volume data, and extracting 3D image data included in the region of interest from the 3D image data;
An ultrasonic image generation method comprising:
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