JP2008259605A - 超音波診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】弾性像ボリュームレンダリング手段66は、弾性像ボリュームデータ62のボクセルの弾性値に対応して不透明度を設定した不透明度テーブルを有し、視線方向に配列する断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に、そのボクセルが対応する弾性像ボリュームデータのボクセルの弾性値に対応する不透明度を乗じて累積加算する。その際、直前のボクセルまでの不透明度の累積値を予め設定された不透明度の上限閾値から引いた残余を現在のボクセルの不透明度に乗じて累積加算して3次元濃淡断層像の画素値とすることにより、課題を解決する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の一実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、超音波診断装置には、被検体10に当接させて用いる超音波探触子12と、超音波探触子12を介して被検体10に時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信部14と、被検体10から発生する時系列の反射エコー信号を受信する受信部16と、送信部14と受信部16を制御する送受信制御部17と、受信部16で受信された反射エコーを整相加算する整相加算部18とが備えられている。
Aout = Aout-1+(1−Aout-1)・Ai (2)
上式において、Ciは作成される2次元投影面上の点から3次元ボリュームデータを見た視線上のi番目に存在するボクセル値である。視線上に複数(N)のボクセルのデータ(ボクセル値)が並んだとき、i=0〜Nまでを累積した値Coutが2次元投影面上の最終的な画素(ピクセル)値となる。Cout-1はi-1番目までの累積値を示す。
そこで、本実施形態では、図3に示す、弾性像データに応じて不透明度を定義した不透明度テーブルに基づいて、3次元断層像のボリュームレンダリングを行うことを特徴とする。図3の不透明度テーブルは、横軸に硬さを、縦軸に不透明度をとって定義されている。
式(1)、(2)において、i番目ボクセル値の不透明度を決定する際、弾性像のボリュームデータにおける同一座標の硬さを弾性像座標変換部65から参照する。そして、図3の不透明度テーブルを参照して不透明度を決定する。つまり、ボリュームレンダリング部66は、弾性像ボリュームデータのボクセルの硬さに対応して不透明度を設定した不透明度テーブル(図3)を有する。そして、視線方向に配列する濃淡断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に、そのボクセルが対応する弾性像ボリュームデータのボクセルの硬さに対応する不透明度を乗じて累積加算する。その際に、式(1)、(2)と同様に、直前のボクセルまでの不透明度の累積値を予め設定された不透明度の上限閾値から引いた残余を、現在のボクセルの不透明度に乗じて累積加算して3次元濃淡断層像の画素値を求める。図3の不透明度テーブルを、硬い組織をより不透明に、軟らかい組織をより透明になるように作成することにより、軟らかい組織で周辺が囲まれた関心領域中の硬い部位を強調した、3次元断層像を作成することができる。
ここで、不透明化係数Yiは、i番目のボクセル値の不透明度を補正する係数であり0〜1.0の値をとり、図4に示す不透明化係数テーブルのように、横軸に硬さ、縦軸に不透明化係数Yiをとって定義する。
ここで、Cout Nは視線上にあるN個のボクセルを全て累積した結果であり、2次元投影面上のピクセル値として出力される。式(4)より、同一視線上でKiが最大となるボクセルが出力のピクセル値に対し、最も大きく寄与していることになる。そこで、2次元投影面の濃淡断層像の各点において、寄与率Kiが最大となるボクセルを求め、そのボクセルと同一座標の弾性データを2次元投影面にマッピングすることで、診断に際し、最も関心の高い領域の弾性像を作成できる。
このようにして、ボリュームレンダリング部66は、同一視線上で寄与率Kiが最大となるボクセルの3次元ボリュームデータにおける座標データを、2次元投影面に対応させた弾性データバッファを作成して、ボリュームレンダリング部67に出力する。ボリュームレンダリング部67は、弾性データバッファの座標データを参照し、弾性像の3次元ボリュームデータから、対応する座標のボクセル値を読み出して、2次元投影面の画素値として3次元弾性像を生成する。
図11に、本発明の実施形態2の超音波診断装置のブロック構成図を示す。本実施形態が、実施形態1と異なる点は、超音波探触子12の探触子ヘッドに配置された振動子が、短軸方向にも複数(k)個に切断されて1〜kチャンネル分配列されている2次元アレイ探触子であり、電子走査による3次元データ収集が可能であるために、モーター制御部61が省略されていることにある。また、手動圧迫で磁気センサ71とセンサ制御部70により上下の圧迫位置を検出するようにしているため、自動圧迫用の圧迫制御部60が省略されている。その他のブロックの機能構成は、実施形態1と同一であることから、同一の符号を付して説明を省略する。
図12に、本発明の実施形態3の超音波診断装置のブロック構成図を示す。本実施形態が、実施形態1、2と異なる点は、圧迫位置を検出するための圧迫制御部60、センサ制御部70、磁気センサ71等を備えていないことにある。その他のブロックの機能構成は、実施形態1と同一であることから、同一の符号を付して説明を省略する。
10 被検体
12 超音波探触子
14 送信部
16 受信部
17 送受信制御部
18 整相加算部
20 断層画像構成部
22 白黒スキヤンコンバータ
26 画像表示器
28 RF信号フレームデータ選択部
30 変位計測部
32 弾性情報演算部
34 弾性画像構成部
36 弾性像スキヤンコンバータ
60 圧迫制御部
61 モータ制御部
62 断層像フレームメモリ
63 弾性像フレームメモリ
64 断層像座標変換部
65 弾性像座標変換部
66、67 ボリュームレンダリング部
68 合成部画像
Claims (13)
- 超音波探触子により計測した被検体の断層部位のRF信号フレームデータに基づいて生成された3次元の濃淡断層像ボリュームデータが格納される断層像フレームメモリと、該断層像フレームメモリの濃淡断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元濃淡断層像を生成する断層像ボリュームレンダリング手段と、前記RF信号フレームデータに基づいて生成された3次元の弾性像ボリュームデータが格納される弾性像フレームメモリと、該弾性像フレームメモリの弾性像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に前記視線方向から見た3次元弾性像を生成する弾性像ボリュームレンダリング手段と、前記3次元濃淡断層像と前記3次元弾性像の合成画像を生成する画像合成手段とを備え、
前記断層像ボリュームレンダリング手段は、前記濃淡断層像ボリュームデータの各ボクセルに対応する前記弾性像ボリュームデータのボクセルの弾性値に応じて不透明度を用いて、前記3次元濃淡断層像を求め、
前記弾性像ボリュームレンダリング手段は、前記3次元濃淡断層像に最も寄与している濃淡断層像ボリュームデータのボクセルに対応する前記弾性像ボリュームデータのボクセルの弾性値を用いて前記3次元弾性像を生成することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記弾性像ボリュームレンダリング手段は、前記弾性像ボリュームデータのボクセルの弾性値に対応して不透明度を設定した不透明度テーブルを有し、前記視線方向に配列する前記濃淡断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に、当該ボクセルが対応する前記弾性像ボリュームデータのボクセルの弾性値に対応する不透明度を乗じて累積加算するに際し、直前のボクセルまでの不透明度の累積値を予め設定された不透明度の上限閾値から引いた残余を現在のボクセルの不透明度に乗じて累積加算して前記3次元濃淡断層像の画素値を求めることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記断層像ボリュームレンダリング手段は、前記濃淡断層像ボリュームデータのボクセルの輝度値に応じて不透明度が設定された不透明度テーブルと、前記弾性像ボリュームデータのボクセルの弾性値に応じて不透明化係数が設定された不透明化係数テーブルを有し、前記視線方向に配列する前記濃淡断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に、当該ボクセルの輝度値に対応する不透明度を乗じて累積するに際し、直前のボクセルまでの不透明度の累積値を予め設定された不透明度の上限閾値から引いた残余を現在のボクセルの不透明度に乗じるとともに、当該ボクセルが対応する前記弾性像ボリュームデータのボクセルの弾性値に対応する不透明化係数を乗じて累積加算して前記3次元濃淡断層像の画素値を求めることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項2又は3に記載の超音波診断装置において、
前記断層像ボリュームレンダリング手段は、前記3次元濃淡断層像の各画素値に占める寄与率が最大のボクセルの座標を求め、
前記弾性像ボリュームレンダリング手段は、前記断層像ボリュームレンダリング手段により求められた前記寄与率が最大のボクセルの座標に対応する位置の前記弾性像ボリュームデータの弾性値を画素値として前記3次元弾性像を生成することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項2又は3に記載の超音波診断装置において、
前記不透明度テーブル又は前記不透明化係数テーブルは、前記弾性値が軟らかい組織を透明に、又は硬い組織を透明に表示して、関心領域である硬い組織を強調した又は軟らかい組織を強調した3次元断層像を生成するように設定されてなることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記弾性像ボリュームレンダリング手段は、前記2次元投影面の視線方向に存在する前記弾性像ボリュームデータのボリュームレンダリング像、最大値投影像、最小値投影像、もしくは平均値像、あるいはこれらを加算もしくは減算して作成した弾性投影像を作成して前記画像表示手段に表示することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記断層像ボリュームレンダリング手段は、前記2次元投影面の視線方向に存在する前記濃淡断層像ボリュームデータのボリュームレンダリング像、最大値投影像、最小値投影像もしくは平均値像の断層投影像を生成し、
前記弾性像ボリュームレンダリング手段は、前記2次元投影面の視線方向に存在する前記弾性像ボリュームデータのボリュームレンダリング像、最大値投影像、最小値投影像、もしくは平均値像、あるいはこれらを加算もしくは減算して作成した断層投影像を生成し、
前記画像合成手段は、前記断層像ボリュームレンダリング手段と前記弾性像ボリュームレンダリング手段が生成した断層投影像と断層投影像を合成することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記断層像ボリュームレンダリング手段と前記弾性像ボリュームレンダリング手段は、直交する3断面(MPR像)における弾性像と断層像を生成し
前記画像合成手段は、前記3断面の弾性像と断層像、又は前記3断面の弾性像を断層像に重畳した画像を生成することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項2乃至4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記超音波探触子を介して前記被検体に圧迫力を加える自動圧迫器を備え、該自動圧迫器は圧迫位置を検出する機能を有してなり、
前記断層像フレームメモリは、同じ圧迫位置の濃淡断層像のみを用いて前記濃淡断層像ボリュームデータを格納することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項2乃至4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記被検体に前記超音波探触子を介して手動により圧迫力が加えられたときの圧迫位置を検出する位置センサを備え、
前記断層像フレームメモリは、同じ圧迫位置の濃淡断層像のみを用いて前記濃淡断層像ボリュームデータを格納することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項2乃至4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記被検体に前記超音波探触子を介して手動により圧迫力が加えられたときの濃淡断層像データに基づいて相関演算により同じ圧迫位置における濃淡断層像を検出する断層像選択部を設け、
前記断層像フレームメモリは、前記断層像選択部により検出された同じ圧迫位置における濃淡断層像を保存することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項2乃至4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記断層像ボリュームレンダリング手段又は前記弾性像ボリュームレンダリング手段は、前記濃淡断層像ボリュームデータ又は前記弾性像簿ルームデータの各ボクセルについて可変設定される閾値を超えるボクセルを抽出してカウントし、そのカウント値に基づいて閾値を超える領域の容積を画面表示手段に表示させることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記画像合成手段により生成された合成画像を表示する表示手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
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