JP2008206748A

JP2008206748A - 超音波診断装置及び超音波診断プログラム

Info

Publication number: JP2008206748A
Application number: JP2007046625A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ichioka; 健一市岡
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2008-09-11
Also published as: US20080208050A1; CN101254118B; CN101254118A

Abstract

【課題】４Ｄ超音波画像を生成するためのパラメータの相関関係を１つのグラフで表わし、そのうち１つ値を変更したときに、相関関係に基づいてグラフを変化させることで他のパラメータの設定状況を表示する超音波診断装置を提供する。
【解決手段】スライス方向の照射範囲、スライス方向と直角方向の照射範囲、画像の密度、及び単位時間の三次元画像表示数のうちいずれか３つのパラメータの入力された値を受けて、他の１つ値を求めるパラメータ算出手段００３と、入力された３つのパラメータのうち１つのパラメータの値及び前記求めたパラメータの値を基に相関関係を値に応じて表わす設定グラフを作成するする、とともに、前記４つのパラメータのうち選択された２つのパラメータのうち一方の値の変更の指示を受けて、パラメータ算出手段００３に他方の値を求めさせてパラメータ設定グラフを再作成するグラフ作成手段００２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波ビームを被検体内に対してスキャンすることにより、被検体内の超音波３Ｄ（三次元）画像を取得することで４Ｄ画像（３Ｄ画像の動画）を生成する超音波診断装置に関する。さらに詳しくは、そのような超音波診断装置で４Ｄ画像の生成に用いるパラメータ設定のためのユーザインタフェースに関する。

超音波診断装置は、超音波プローブを介して被検体に超音波ビームを入射し、その反射波を受信することで、その深さ方向での反射波の振幅を輝度に変換し被検体の二次元断層像を得るものである。このとき得られる二次元断層像はＢモード画像と呼ばれる。また、そのスキャン面の位置をその面に直交する方向に移動させていくことなどによって隣接する多数の断層面でのスキャンを行うことにより、その三次元的にスキャンしたボリューム（隣接する二次元断層像をまとめて一つの立体を構成したもの）での３Ｄ超音波画像（立体画像）を得ることができる。さらに、同一のボリュームに対して超音波ビームによる三次元的なスキャンを繰り返し、順次表示していくことで被検体のそのボリュームにおける３Ｄ超音波画像がリアルタイムで動画として得られる。ここで、リアルタイムとは超音波画像を取得するのとほぼ同時に表示手段に表示させることをいう。このような３Ｄ超音波画像のリアルタイム動画を４Ｄ超音波画像という。ここで、二次元断層像を作成するときの超音波ビームの移動方向を「スライス方向」、及びスライス方向に直交する方向でボリュームを作成する方向を「ボリューム方向」とする。

このような４Ｄ超音波画像を作成するためには、４種類のパラメータが必要である。第１のパラメータは二次元断層像を作成するためのパラメータである。二次元断層像を作成するためには、断層面を作成する範囲を決定するために超音波ビームを走査方向にどこからどこまで動かすかというスライス方向の照射範囲（例えば、揺動角度など。）が必要である。このパラメータが大きいほど、広い範囲の二次元断層像が作成できる、すなわち３Ｄ超音波画像の走査方向の大きさが大きくなる。

第２のパラメータは、３Ｄ画像を作成するためのパラメータである。３Ｄ画像を作成するためには、ボリュームとする範囲を決定するために断層面をボリューム方向のどこからどこまで移動させるかというボリューム方向の照射範囲（以下では、「スキャンレンジ」という。）が必要である。このパラメータの単位はスキャン方法によって異なり、移動距離や角度がある。このパラメータが大きいほど、３Ｄ画像のボリューム方向の大きさが大きくなる。

第３のパラメータは、画像の密度（粗さ）である。これは密度が密であればより鮮明な画像が生成され、粗ければより不鮮明な画像が生成される。

第４のパラメータは、ボリュームレートである。ボリュームレートとは単位時間当たり（例えば、１秒間など。）に作成できるボリュームの数である。このボリュームレートが速い（高い）ほど、１秒間に表示される３Ｄ画像が多くなるので３Ｄ画像の時間的な動きが滑らかになり、ボリュームレートが遅い（低い）ほど、３Ｄ画像の時間的な動きが粗くなる。

以上の４種類のパラメータを設定することで、大きな範囲の画像、鮮明な画像、滑らかな動きの画像など、どのような４Ｄ超音波画像を作成するかが決定される。

そして、超音波診断装置の処理能力には限界が存在するため、その処理能力の中で以上の４種類のパラメータは相互に関係しあっている。すなわち、揺動角度が大きければ大きくなるほど、スキャンレンジが大きければ大きいほど、画像の密度を密にすればするほど、ボリュームレートを高くすればするほど、超音波診断装置の処理能力が必要となっていく。そこで、超音波診断装置の処理能力を一定に区切った場合に、パラメータの１つが大きくなれば他のパラメータのうち１つ又は複数を小さくしなければならないというトレードオフの関係が、前記４種類のパラメータには存在する。

この点、従来の超音波診断装置（例えば、特許文献１参照。）では、ユーザ又は操作者は、各パラメータの値のみを表示するなどそれぞれのパラメータの相関関係が反映されていないユーザインタフェースを使用して、各パラメータをそれぞれ設定している。そして、超音波診断装置は、ユーザ又は操作者が設定した各パラメータの値だけをユーザインタフェース上に表示させたりしている。

特開２００６−０２６２５６号公報

しかし、各パラメータをそれぞれ設定していると、トレードオフの関係がボリュームレートに対し自動的に反映されてしまうため、その結果得られるボリュームレートがユーザ又は操作者の意図しないレベルまで低下することもあり、ユーザ又は操作者は経験に基づくスキルが要求され、経験の少ないユーザ又は操作者が４Ｄ超音波画像を描出することが困難であった。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、４Ｄ超音波画像を生成するための、スライス方向の超音波ビームの照射範囲、スキャンレンジ、ボリュームレート、及び画像の密度の４つのパラメータの関係を、設定された各値に基づいて、視覚認識可能に表示することにより、各パラメータを容易に設定可能にする超音波診断装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の超音波診断装置は、スライス方向の超音波ビームの照射範囲、前記スライス方向に直交する方向の超音波ビームの照射範囲、画像の密度、及び単位時間当たりの三次元画像の表示数という４つのパラメータのうちいずれか３つのパラメータの値を入力するための表示手段及び入力手段を有するユーザインタフェースと、前記３つのパラメータの値を受けて、予め記憶手段に記憶されている前記４つのパラメータの相関関係を表わした相関情報を基に、他の１つのパラメータの値を求めるパラメータ算出手段と、前記入力された３つのパラメータ及び前記求めたパラメータのうち２つのパラメータの値を基に相関関係を表わすグラフを作成し、双方のパラメータを変更可能に前記表示手段に表示させる設定グラフを作成する、とともに、前記グラフ化された２つのパラメータのうち一方の値の変更が指示された場合は、前記パラメータ算出手段に前記相関情報を基に他方の値を求めさせて前記設定グラフを再作成するグラフ作成手段と、前記設定グラフを表示手段に表示させる表示制御手段と、前記パラメータの値の確定の入力を受けて、前記４つのパラメータの値を基に、被検体へ超音波ビームを放射し、被検体からの超音波エコーを受信して得られたデータに基づいて三次元画像の動画である４Ｄ超音波画像を生成する超音波画像生成手段とを備えることを特徴とするものである。

請求項７に記載の超音波診断プログラムは、コンピュータに、スライス方向の超音波ビームの照射範囲、スライス方向と直交する方向の超音波ビームの照射範囲、画像の密度、及び単位時間当たりの三次元画像の表示数という４つのパラメータのうちいずれか３つのパラメータの値の入力を基に、予め記憶手段に記憶されている前記４種類のパラメータの相関関係を数値で表わす対応テーブルを参照させ、他の１つのパラメータの値を求めさせ、前記入力された３つのパラメータ及び求めたパラメータのうち１つのパラメータの値をそれに対応する色で表わさせ、他の３つのパラメータのうち１つのパラメータの値を文字で表わさせ、残りの２つのパラメータの値を基に相関関係を値に応じて表わすグラフを作成させ、前記色、前記文字、及び前記グラフを組み合わせて該４つのパラメータを変更可能に前記表示手段に表示させる設定グラフを作成させ、前記設定グラフを前記表示手段に表示させ、入力手段により、前記４つのパラメータのうち２つが選択され、選択された２つのパラメータのうち一方の値の変更の指示を受けた場合は、残りの２つ及び前記一方のパラメータの値を、前記入力された３つのパラメータの値として前記算出段階及び前記グラフ作成段階を繰り返させ、パラメータの値の確定が入力された場合に、前記前記入力された３つのパラメータの値及び前記求めた他の１つのパラメータの値を基に、被検体へ超音波ビームを放射させ、被検体からの超音波エコーを受信して得られたデータに基づいて三次元画像の動画である４Ｄ超音波画像を生成させることを特徴とするものである。

請求項１に記載の超音波診断装置によると、４Ｄ超音波画像を作成する際に、２つのトレードオフの関係にあるパラメータの値をグラフに基づいて調整することができる。これにより、視覚的に調整している２つのパラメータの設定状況が把握でき、４Ｄ超音波画像のパラメータのうち２つのパラメータの設定を容易に行なうことが可能となる。

請求項６に記載の超音波診断方法、及び請求項７に記載の超音波診断プログラムによると、４Ｄ超音波画像を作成する際に、４つのトレードオフの関係にあるパラメータの値をグラフに表わし、そのうち２つのパラメータを該グラフに基づいて調整することができる。これにより、視覚的に４つのパラメータの設定状況が把握でき、４Ｄ超音波画像の作成に必要な４つのパラメータの設定を容易に行なうことが可能となる。

〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図１は本発明に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図である。ここで、表示制御手段００１、グラフ作成手段００２、パラメータ算出手段００３、超音波画像制御手段００５、及び実行制御手段００９は、それぞれＣＰＵ及びその動作を規定するプログラムで構成されている。

記憶手段００４は、ハードディスクや不揮発性メモリなどデータ記憶媒体である。記憶手段００４には、予めスライス方向の超音波ビームの照射範囲（以下では、「揺動角度」で説明する。）、スライス方向に直交する方向の超音波ビームの照射範囲（以下、「スキャンレンジ」という。）、画像の密度、及び単位時間当たりの三次元画像の表示数（以下では、１秒間あたりの表示数（ｖｐｓ：ＶｏｌｕｍｅＰｅｒＳｅｃｏｎｄ）で説明する。また、このパラメータを以下では「ボリュームレート」という。）という４Ｄ超音波画像を作成するのに必要な４つのパラメータの相関関係を数値で表わした対応テーブルが記憶されている。ここで、単位時間あたりの三次元画像の表示数とは、画面に表示されるフレーム数のことであり、１つのフレームに複数の画像が表示されている場合には、表示されている複数の画像を合わせて１つの画像と考え単位時間当たりにその画像が表示される数を指す。また、上述の相関関係は４つのパラメータのうち２つのパラメータが固定値を採る場合には、残りの２つのパラメータはそれぞれ一方が増えれば他方が減るというトレードオフの関係を有している。さらに、それぞれのパラメータはそれぞれ複数段階の値を有している。本実施形態では、揺動角度は第１角度から第８角度まで徐々に角度が大きくなる値（単位は度）が設定されており、スキャンレンジは第１範囲から第８範囲まで徐々に距離が長くなる値（単位はｍｍ）が設定されており、画像の密度は第１密度から第８密度まで徐々に密度が密になる値が設定されており、ボリュームレートは第１レートから第８レートまで徐々に１秒間に表示されるボリューム数が増える値（単位はｖｐｓ）が設定されている。

パラメータ算出手段００３は、表示手段１０１及び入力手段１０２を有するユーザインタフェース１００を用いて、揺動角度、スキャンレンジ、画像の密度、及びボリュームレートという４つのパラメータのうち３つのパラメータの値の入力を表示制御手段００１から受け取る。以下では、揺動角度、スキャンレンジ、画像の密度、及びボリュームレートをそれぞれｗ，ｘ，ｙ，ｚと表わす。また、以下では、揺動角度（ｗ）、スキャンレンジ（ｘ）、及び画像の密度（ｙ）の３つがそれぞれ（ｗ、ｘ、ｙ）＝（ｗ_１，ｘ_１，ｙ_１）と入力された場合で説明する。

パラメータ算出手段００３は、記憶手段００４に記憶されている対応テーブルを参照し、受け取った３つのパラメータから残りの１つのパラメータの値を求める。ここでは、揺動角度、スキャンレンジ、及び画像の密度の値を基に、ボリュームレートの値を求める。すなわち、（ｗ_１，ｘ_１，ｙ_１）を使用してｚの値ｚ_１を求める。そして、パラメータ算出手段００３は、入力された３つのパラメータの値及び求めたパラメータの値（ｗ_１，ｘ_１，ｙ_１，ｚ_１）をグラフ作成手段００２に送信する。

さらに、パラメータ算出手段００３は、表示制御手段００１から４つのパラメータのうち固定値とする２つのパラメータの指定、及び固定されていない２つのパラメータのうち一方のパラメータの値の変更の入力を入力手段１０２から受けた場合、２つの固定値及び変更された値を入力された３つのパラメータの値として、再度対応テーブルを参照し、他方のパラメータの値を求める。ここで、固定値とするパラメータとして揺動角度及び画像の密度が指定された場合で説明すると、パラメータ算出手段００３は、スキャンレンジ及びボリュームレートのうちどちらか一方の値の変更を受けて、他方の値を再度求める。すなわち、（ｗ，ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｗ_１，ｘ_１，ｙ_１，ｚ_１）のうちｗ_１，ｙ_１を固定値とし、スキャンレンジの値がｘ_２への変更が入力された場合、ｗ_１，ｘ_２，ｙ_１を利用してボリュームレートｚ_２を求める。ここで、スキャンレンジとボリュームレートはトレードオフの関係にあるため、例えば、ｘ_２がｘ_１より小さい値に変更された場合には、ｚ_２はｚ_１より大きい値として求められる。そして、パラメータ算出手段００３は、求めたパラメータの値を及び他の３つのパラメータの値（ｗ，ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｗ_１，ｘ_２，ｙ_１，ｚ_２）を表示制御手段００１に送る。

また、パラメータ算出手段００３は、表示制御手段００１からの確定の指示を受けて、求めた１つのパラメータの値を超音波画像生成手段００５に送る。

グラフ作成手段００２は、パラメータ生成手段００３から、４つのパラメータの値を受け取る。図２はグラフ作成手段００２が作成する表示手段１０１に表示させるパラメータ設定に用いるためのグラフ（以下では「設定グラフ」という。）の図である。図２のグラフでは後に説明するように、Ｘ軸は揺動角度、Ｙ軸はスキャンレンジ、グラフ中央に記載されている文字は画像の密度、グラフ中央の四角の色はボリュームレートをそれぞれ表わしている。

グラフ作成手段００２は、予め各パラメータの各段階に対応する色及び文字の対応表を有している。例えば、画像の密度の８段階に対応する文字はそれぞれ低いほうから、ＬＬ，ＭＬ，ＨＬ，ＬＭ，ＨＭ，ＬＨ，ＭＨ，ＨＨという文字を割当てた対応表を有している。また、ボリュームレートの８段階に対応する色はそれぞれ低いほうから、白、極薄いグレー、薄いグレー、グレー、濃いグレー、極濃いグレー、黒という色を割当てた対応表を有している。ここで、本実施形態では色を白と黒のグラデーションで表現しているが、この色に特に制限はなく、例えば、赤から青へのグラデーションを使用してもよい。また、いずれのパラメータを文字、色とするかは設定可能である。

さらに、グラフ作成手段００２は、相関関係を値に応じて表わすグラフを生成するために、２つの値を表現する表示手段１０１に表示できるサイズの座標系を有している。ここでは、図２に示すように、Ｘ軸（縦軸）及びＹ軸（横軸）を有する２次元の座標系２０１を有しており、このＸ、Ｙの値は規格化されたものであり、最大値としてＸ軸Ｙ軸ともに４０を採る場合で考える。そして、グラフ生成手段００２は、パラメータの値のそれぞれの段階を規格化した値に変換する対応表を持っている。例えば、８段階を有する場合には、８段階の値をそれぞれ、４、８、１２、１６、２０、２４、２８、３２に割当てることで規格化する。以下の説明では、この規格化した値で説明する。また、このＸ軸Ｙ軸にいずれのパラメータを対応させるかは設定可能である。

グラフ作成手段００２は、相関関係を値に応じて表わすグラフ、色、及び文字への各パラメータの割り付けの入力を基に、取得した４つのパラメータを割り付ける。本実施形態では、図２に示すように揺動角度を相関関係を値に応じて表わすグラフの座標系２０１のＹ軸方向、スキャンレンジを相関関係を値に応じて表わすグラフの座標系２０１のＸ軸方向、画像の密度を文字、ボリュームレートを色に割り付けた場合で説明する。ここで、本実施形態では、ユーザ又は操作者の視認性向上のために、ユーザ又は操作者からの割付の指示を基に、各パラメータの表現方法割り付けを行っているが、これは、割付の指示を受けずにグラフ作成手段００２が自動的に割り付けてもよい。

グラフ作成手段００２は、パラメータ算出手段００３から４つのパラメータの値（ｗ，ｘ，ｙ，ｚ）を受ける。以下では、グラフ作成手段００２が、４つのパラメータの値として（ｗ，ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｗ_１，ｘ_１，ｙ_１，ｚ_１）を受けた場合を考える。

グラフ作成手段００２は、相関関係を値に応じて表わすグラフに割当てられた２つのパラメータの値を基に、一方のパラメータはＸ軸方向の長さとして表わし、他方のパラメータはＹ軸方向の長さとして表わす。本実施形態では、長さの表わし方は、グラフ生成手段００２が有している座標系２０１のＸ軸、Ｙ軸の中心にそれぞれの長さの中心がくるように表わす。本実施形態では、座標系２０１が０から４０までの座標系なので、例えば、Ｘ軸方向に割当てられたスキャンレンジの値ｘ_１が４段階目の値をとる場合には、４段階目は１６と規格化されているので、Ｘ軸方向の１２から２８の長さで表わされる。そして、Ｙ軸方向に割当てられた揺動角度の値ｗ_１が３段階目の値を採る場合には、３段階目は１２に割当てられているので、Ｙ軸方向の１４から２６までで表わされる。そして、グラフ生成手段００２は、図２に示すようにスキャンレンジの長さのＸ軸方向の最低値及び最高値、揺動角度の長さのＹ軸方向の最低値最高値で囲まれた四角形２０２を作成し相関関係を値に応じて表わすグラフを作成する。

グラフ作成手段００２は、図２に示すように、作成した四角形２０２の中に、文字に割当てたパラメータの値に対応した文字２０３を挿入する。例えば、文字に割り付けられたパラメータである画像の密度の値ｙ_１が５段階目の値を採る場合、グラフ作成手段００２は、上述の対応表を参照し５段階目に対応するＨＭという文字２０３を取得し、ＨＭ（文字２０３）を四角の中に挿入する。

グラフ作成手段００２は、図２に示すように作成した四角形２０２の中を、色に割り付けられたパラメータの値に対応した色２０４で塗りつぶす。例えば、色に割り付けられたパラメータであるボリュームレートの値ｚ_１が３段階目の値をとる場合、グラフ作成手段００２は、上述の対応表を参照し３段階名に対応する色２０４である薄いグレーを取得し、四角形２０２の中を薄いグレー（色２０４）で塗りつぶす。

グラフ作成手段００２は、以上のように４つのパラメータの値に応じた相関関係を値に応じて表わすグラフ、文字、及び色を基に設定グラフを作成する。ここで設定グラフとは、ユーザ又は操作者がそのグラフを確認しながら各パラメータの値の設定を行なうためのグラフである。グラフ生成手段００２は、作成した設定グラフを表示制御手段００１に送る。

また、グラフ作成手段００２は、固定値とする２つのパラメータ及び他の２つのうち一方のパラメータの値の変更の指示に基づきパラメータ算出手段００３により新たに求められたパラメータの値を受けた場合に、その新しいパラメータの値を基に図３に示すような設定グラフ３０１を作成する。図３はパラメータの変更により変更された設定グラフの図である。例えば、新しいパラメータの値として（ｗ，ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｗ_１，ｘ_２，ｙ_１，ｚ_２）を受け、ｘ_２がスキャンレンジの３段階目の値であり、ｚ_２がボリュームレートの４段階目の値である場合には、図３に示すようにスキャンレンジを表わすＸ軸方向の長さが１２とされ四角形３０２が変更され、ボリュームレートを表わす色３０４がグレーに変更される。また、他の２つのパラメータは固定値であるので、Ｙ軸方向の長さ及び文字３０３の変更は行われない。これにより、ユーザ又は操作者はパラメータの値の変更を視覚的に捕らえることができる。この場合には、スキャンレンジを短くすれば四角形３０２のＸ方向の長さが短くなり、それに反してボリュームレートは速くなるので色３０４が濃くなることで、スキャンレンジとボリュームレートとのトレードオフの関係が視覚的に把握できる。

ここで、本実施形態では視認性を高めるため、色に割当てられたパラメータの変化に合わせて、背景に右上に行くほど値が大きい色を表わしているグラデーションを入れているが、これは、無地でもかまわないまた、より視認性を高めるため、グラデーションに合わせて、すなわち本実施形態では、グラフの右上に「高」や「Ｆａｓｔ」など色に割当てられたパラメータの大きい値を表わす表現を記載し、左下に「低」や「Ｓｌｏｗ」など色に割当てられたパラメータの小さい値を表わす表現を記載してもよい。

表示制御手段００１は、表示手段１０１及び入力手段１０２を有するユーザインタフェース１００を使用して入力されたパラメータの値及び変更されたパラメータの値をパラメータ算出手段００３に送る。

本実施形態では入力手段１０２を使用して、ユーザ又は操作者が直接パラメータの数値を入力しているが、これは他の方法でもよい。例えば、最初に入力手段１０２を使用したユーザ又は操作者による４つのそれぞれのパラメータの各表現方法への割り付けを受けて、表示制御手段００１は一旦グラフ制御手段００２に送り、グラフ制御手段００２は適当なグラフを表示制御手段００１に返信することで、表示制御手段００１は仮のグラフを表示手段１０１に表示させる。表示手段１０１はタッチパネルとなっており、ユーザ又操作者は表示手段１０１に触れ、Ｘ軸方向の長さ、Ｙ軸方向の長さ、文字、及び色のうち３つを入力する方法でもよい。これは、以下のような方法で実現可能である。まず、Ｘ軸方向の長さ及びＹ軸方向の長さは始点を指で押さえると軸の中心線に対象に逆側に長さが伸びることで長さを調整できその長さを表示制御手段００１を介してグラフ作成手段００２が一度受けそれに対応するパラメータの値を表示制御手段００１に返信する。また、背景のグラデーションの色で触れることで色が調整できその色を表示制御手段００１を介してグラフ作成手段００２が一度受けそれに対応するパラメータの値を表示制御手段００１に返信する。さらに、文字に指で触れるとグラフ作成手段００２から送られた文字のリストが表示され、その中から文字を選びその文字を表示制御手段００１を介してグラフ作成手段００２が一度受けそれに対応するパラメータの値を表示制御手段００１に返信する。これにより、表示制御手段００１はパラメータ算出手段００３に送るパラメータの値を取得することができる。

表示制御手段００１は、グラフ作成手段００２から送られてきた設定グラフを表示手段１０１に表示させる。

また、表示制御手段００１は、ユーザインタフェース１００を使用したユーザ又は操作者によるパラメータ確定の入力をパラメータ算出手段００３に送る。

表示制御手段００１は、パラメータ設定に使用した設定グラフを消し、超音波画像生成手段００５から送られてきた４Ｄ超音波画像を表示手段１０１に表示させる。ここで、本実施形態では設定グラフと４Ｄ超音波画像を同じ場所に表示させているが、これは、同じ表示手段１０１の異なる場所又は異なる表示手段に表示させてもよい。この場合には設定グラフを表示したままでもよい。

超音波画像生成手段００５は、超音波プローブ００６、送受信回路００７、及び画像処理回路００８で構成される。パラメータ算出手段００３から受けた４つのパラメータの値を基に、揺動角度、スキャンレンジ、画像の密度、及びボリュームレートを決定し、画像の密度及びボリュームレートを基に送受信回路００７から信号を送り、揺動角度に合わせて超音波プローブ００６を稼動させ被検体に超音波ビームを放射し、スキャンレンジに合わせて超音波プローブ００６で受けた被検体からの超音波エコーを送受信回路００７で受信する。さらに、超音波画像生成手段００５は、受信した超音波エコーを基に画像処理回路００８で４Ｄ超音波画像を生成する。そして、超音波画像生成手段００５は、生成した４Ｄ超音波画像を表示制御手段００１に送る。

実行制御手段００９は、以上のようなパラメータの設定及び４Ｄ超音波画像の作成における各手段の動作タイミングや情報の受け渡しを統括管理している。

次に、図４を参照して、本実施例に係る超音波診断装置のパラメータ設定及び４Ｄ超音波画像作成の流れを説明する。ここで、図４は本実施形態に係る超音波診断装置のパラメータ設定及び４Ｄ超音波画像作成のフローチャートの図である。

ステップＳ００１：ユーザ又は操作者は、ユーザインタフェース１００を使用して４Ｄ超音波画像の作成に必要な４つのパラメータのうち３つのパラメータの値を入力する。

ステップＳ００２：パラメータ算出手段００３は、３つのパラメータの値を表示制御手段００１から受けて、記憶手段００４の対応テーブルを参照し残る１つのパラメータを求める。

ステップＳ００３：グラフ作成手段００２は、パラメータ算出手段００３から受けた４つのパラメータの値及び、入力された各パラメータのそれぞれの表示方法への割り付けを基に、自らが持つ各パラメータと色又は文字との対応表を使用して色及び文字を決定し、自らが持つ座標系を使用して設定グラフを作成する。

ステップＳ００４：表示制御手段００１は、グラフ作成手段００２から受けた設定グラフを表示手段１０１に表示させる。

ステップＳ００５：ユーザ又は操作者は、表示された設定グラフを参照し、パラメータの値を確定するか否かを判断し、確定する場合には確定を入力する。確定しない場合にはステップＳ００６に進み、確定する場合にはステップＳ００９に進む。

ステップＳ００６：ユーザ又は操作者は固定値とする２つのパラメータを指定する。

ステップＳ００７：ユーザ又は操作者は固定されていない２つのパラメータのうち一方の変更した値を入力する。

ステップＳ００８：パラメータ算出手段００３は、２つの固定値及び変更された値を、入力された３つパラメータの値とし、ステップＳ００２に進む。

ステップＳ００９：超音波画像作成手段００５は、４つのパラメータの値を基に、４Ｄ超音波画像を作成する。

ステップＳ００８：表示制御手段００１は、表示手段１０１から設定グラフを消し、超音波画像作成手段００５から受けた４Ｄ超音波画像を表示手段１０１に表示させる。

本実施形態に係る超音波診断装置は以上のようなパラメータ設定及び４Ｄ超音波画像の表示動作を規定したプログラムで構成されている。

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置では４Ｄ超音波画像を生成するために必要な４つのパラメータの関係を２つのパラメータの値を表すグラフ、色、及び文字を使用したグラフで表示し、１つのパラメータの値を変更すると、各パラメータの相関関係に基づいてグラフ、色、又は文字を変化させることで４つのパラメータの設定状況を表示することができる。これにより、視覚的にパラメータの設定状況が把握できるため、４つのパラメータの値を容易に適切な値に設定することができる。したがって、４Ｄ超音波画像を作成した経験の少ないユーザや操作者（医師等）でも、自分か必要とする大きさ、画像の粗さ、及び動きの滑らかさを有する４Ｄ超音波画像を作成することが可能となる。

以上では、４つのパラメータ全てを、２つのパラメータの値を表わすグラフ、色、及び文字に割当てて表示させる場合で説明したが、これは、４つのパラメータ全てを使わずに、４つのパラメータのうち２つを選択しパラメータの値を表わすグラフを用いたり、４つのパラメータのうち３つを選択し、色又は文字、及びパラメータの値を表わすグラフで表わしたグラフを用いたりすることで設定状況を把握できるように表示させることも可能である。

〔第２の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。第２の実施形態に係る超音波診断装置は、第１の実施形態において、テーブル参照することで求めたパラメータの値を、４種類のパラメータの相関関係を表わす関係式を利用して求めるようにしたものである。そこで以下では、４種類のパラメータの相関関係を表す関係式を利用したパラメータの値の求め方を説明する。以下では、スライス方向の超音波ビームの照射範囲（以下では、「揺動角度」で説明する。）の値をｗ、スライスレンジの値をｘ、画像の密度の値をｙ、及びボリュームレートの値をｚとする。さらに以下では、揺動角度、スライスレンジ、画像の密度の各値を入力してボリュームレートを調整する場合で説明する。

記憶手段００４には、予め４種類のパラメータの相関関係を表わす関係式が記憶されている。まず、走査線の本数は揺動角度、スライスレンジ、画像の密度で表されるため、これをＦ（ｗ，ｘ，ｙ）とする。そして、ボリュームレートは走査線の本数に反比例するためｚ＝ａ／Ｆ（ｗ，ｘ，ｙ）（ａは定数）と表わされる。したがって、本実施形態では関係式として記憶手段００４にｚ＝ａ／Ｆ（ｗ，ｘ，ｙ）が記憶されている。

パラメータ算出手段００３は、入力された（ｗ，ｘ，ｙ）＝（ｗ_１、ｘ_１、ｙ_１）という３つのパラメータの値を上記式に代入してボリュームレートの値ｚを求める。ここでは、ｚ_１＝ａ／Ｆ（ｗ_１、ｘ_１、ｙ_１）となる。

次に、パラメータ算出手段００３は、表示制御手段００１から固定値とする２つのパラメータ、及び残りの２つのパラメータのうち一方の値の変更の入力を受けて、２つの固定値及び変更された値を入力された３つのパラメータの値として上記式に代入し、残り１つのパラメータの値を求める。ここでは、揺動角度及び画像の密度を固定値とし、スライスレンジの値がｘ_２に変更された場合で説明する。このとき、パラメータ算出手段００３は、（ｗ，ｘ，ｙ）＝（ｗ_１，ｘ_２，ｙ_１）を入力された３つの値とし、上記関係式に代入し、ボリュームレートの値を求める。ここではｚ＝ａ／Ｆ（ｗ_１、ｘ_２、ｙ_１）となる。

このようにして求められた４つのパラメータの値は、第１の実施形態と同様グラフ生成手段００２に渡され、その値に基づき設定グラフが作成され、表示制御手段００１により表示手段１０１に表示される。さらに、そのパラメータの値が確定されると、超音波画像生成手段００５はその値を基に４Ｄ超音波画像を作成し、表示制御手段００１はその４Ｄ超音波画像を表示手段１０１に表示させる。

以上では、ボリュームレートを求める場合で説明したが、これはその他の値を求める場合でも同様である。

以上のように、本実施形態では３つのパラメータの値を基に関係式を用いて残りの１つのパラメータの値を求めるため、パラメータの値を無段階に求めることができる。これにより、より細かい４Ｄ超音波画像作成のためのパラメータの設定を行なうことが可能となる。

本発明に係る超音波診断装置のブロック図設定グラフの図パラメータの変更により変更された設定グラフの図第１の施形態に係る超音波診断装置のパラメータ設定及び４Ｄ超音波画像作成のフローチャートの図

符号の説明

００１表示制御手段
００２グラフ作成手段
００３パラメータ算出手段
００４記憶手段
００５超音波画像生成手段
００６超音波プローブ
００７送受信回路
００８画像処理回路
００９実行制御手段
１００ユーザインタフェース
１０１表示手段
１０２入力手段

Claims

スライス方向の超音波ビームの照射範囲、前記スライス方向に直交する方向の超音波ビームの照射範囲、画像の密度、及び単位時間当たりの三次元画像の表示数という４つのパラメータのうちいずれか３つのパラメータの値を入力するための表示手段及び入力手段を有するユーザインタフェースと、
前記３つのパラメータの値を受けて、予め記憶手段に記憶されている前記４つのパラメータの相関関係を表わした相関情報を基に、他の１つのパラメータの値を求めるパラメータ算出手段と、
前記入力された３つのパラメータ及び前記求めたパラメータのうち２つのパラメータの値を基に相関関係を表わすグラフを作成し、双方のパラメータを変更可能に前記表示手段に表示させる設定グラフを作成する、とともに、前記グラフ化された２つのパラメータのうち一方の値の変更が指示された場合は、前記パラメータ算出手段に前記相関情報を基に他方の値を求めさせて前記設定グラフを再作成するグラフ作成手段と、
前記設定グラフを表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記パラメータの値の確定の入力を受けて、前記４つのパラメータの値を基に、被検体へ超音波ビームを放射し、被検体からの超音波エコーを受信して得られたデータに基づいて三次元画像の動画である４Ｄ超音波画像を生成する超音波画像生成手段と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
前記相関情報は、相関関係を数値で表わした対応テーブル又は相関関係を表わした式であることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
前記選択された２つのパラメータは、前記設定グラフの作成の前後いつでも変更可能とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
前記グラフ作成手段は、
前記入力された３つのパラメータ及び前記求めたパラメータのうち１つのパラメータの値を文字又はそれに対応する色で表わし、残りの２つのパラメータの値を基に相関関係を表わすグラフを作成し、前記文字又は色、及び前記グラフを組み合わせて該３つのパラメータを変更可能に前記表示手段に表示させる設定グラフを作成する、とともに、前記入力手段により前記表示されている３つのパラメータのうち２つが選択され、選択された２つのパラメータのうち一方の値の変更が指示された場合は、前記パラメータ算出手段に前記相関情報を基に他方の値を求めさせて前記設定グラフを再作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
前記グラフ作成手段は、
前記入力された３つのパラメータ及び前記求めたパラメータのうち１つのパラメータの値をそれに対応する色で表わし、他の３つのパラメータのうち１つのパラメータの値を文字で表わし、残りの２つのパラメータの値を基に相関関係を表わすグラフを作成し、前記色、前記文字、及び前記グラフを組み合わせて該４つのパラメータを変更可能に前記表示手段に表示させる設定グラフを作成する、とともに、前記入力手段により前記４つのパラメータのうち２つが選択され、選択された２つのパラメータのうち一方の値の変更の指示を受けた場合は、前記パラメータ算出手段に前記相関関係を基に他方の値を求めさせて前記設定グラフを再作成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
前記２つのパラメータの値に基づく相関関係を表わすグラフは、一方のパラメータの値を横方向の長さで表わし、他方のパラメータの値を縦方向の長さで表わすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
コンピュータに、
スライス方向の超音波ビームの照射範囲、スライス方向と直交する方向の超音波ビームの照射範囲、画像の密度、及び単位時間当たりの三次元画像の表示数という４つのパラメータのうちいずれか３つのパラメータの値の入力を基に、予め記憶手段に記憶されている前記４種類のパラメータの相関関係を数値で表わす対応テーブルを参照させ、他の１つのパラメータの値を求めさせ、
前記入力された３つのパラメータ及び求めたパラメータのうち１つのパラメータの値をそれに対応する色で表わさせ、他の３つのパラメータのうち１つのパラメータの値を文字で表わさせ、残りの２つのパラメータの値を基に相関関係を値に応じて表わすグラフを作成させ、前記色、前記文字、及び前記グラフを組み合わせて該４つのパラメータを変更可能に前記表示手段に表示させる設定グラフを作成させ、
前記設定グラフを前記表示手段に表示させ、
入力手段により、前記４つのパラメータのうち２つが選択され、選択された２つのパラメータのうち一方の値の変更の指示を受けた場合は、残りの２つ及び前記一方のパラメータの値を、前記入力された３つのパラメータの値として前記算出段階及び前記グラフ作成段階を繰り返させ、
パラメータの値の確定が入力された場合に、前記前記入力された３つのパラメータの値及び前記求めた他の１つのパラメータの値を基に、被検体へ超音波ビームを放射させ、被検体からの超音波エコーを受信して得られたデータに基づいて三次元画像の動画である４Ｄ超音波画像を生成させる
ことを特徴とする超音波診断プログラム。