JP2009279177A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体内の３次元空間における任意断面についての断層画像と、フレームデータについての断層画像とを表示させる超音波診断装置であって、一方の断層画像における特定の部分が、他方の断層画像においてどの位置に存在しているかを簡単に把握できる超音波診断装置を提供する。
【解決手段】被検体内の３次元空間において超音波を送受信する超音波プローブ２と、超音波を送受信して得られた複数のフレームデータから作成されたボクセルデータに基づいて、被検体内の３次元空間における任意の断面についての断層画像を作成する任意断層画像作成部４２と、前記フレームデータについての断層画像を作成する２Ｄ画像作成部４３と、前記任意断層画像作成部４２によって作成された断層画像と前記２Ｄ画像作成部４３によって作成された断層画像との対応部分を指示する指示表示を前記各画像に表示させる表示設定部４４と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、被検体内の３次元空間における任意断面についての断層画像を表示する超音波診断装置に関する。

従来、超音波プローブによって３次元空間に超音波を送受信し、得られた複数のフレームデータから作成されたボクセルデータに基づいて、３次元画像を作成して表示させる超音波診断装置が知られている。このように３次元画像を表示させることができる超音波診断装置の中には、ボクセルデータに基づいて、被検体内の３次元空間における任意の断面についての断層画像を作成し表示させるものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−４９４２６号公報

ところで、任意断面についての断層画像において、患部などの注目部位がある場合に、この部位を、通常見慣れているフレームデータについての断層画像においても見たい場合がある。また、反対にフレームデータについての断層画像における注目部位を、任意断面についての断層画像においても見たい場合がある。しかし、両断層画像において、注目部位が同じ位置に存在しているわけではなく、また両断層画像が表示される領域の形状及び大きさが互いに異なることもあって、一方の断層画像における注目部位が、他方の断層画像においてどの位置に存在しているかを簡単に把握することができない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、被検体内の３次元空間における任意断面についての断層画像と、フレームデータについての断層画像とを表示させる超音波診断装置であって、一方の断層画像における特定の部分が、他方の断層画像においてどの位置に存在しているかを簡単に把握できる超音波診断装置を提供することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、第1の観点の発明は、被検体内の３次元空間において超音波を送受信する超音波プローブと、超音波を送受信して得られた複数のフレームデータから作成されたボクセルデータに基づいて、被検体内の３次元空間における任意の断面についての断層画像を作成する任意断層画像作成手段と、前記フレームデータについての断層画像を作成する２Ｄ画像作成手段と、前記任意断層画像作成手段によって作成された断層画像と前記２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像との対応部分を指示する指示表示を前記各画像に表示させる表示設定手段と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。

第２の観点の発明は、被検体内の３次元空間において超音波を送受信する超音波プローブと、超音波を送受信して得られた複数のフレームデータから作成されたボクセルデータに基づいて、被検体内の３次元空間における任意の断面についての断層画像を作成する任意断層画像作成手段と、該任意断層画像作成手段によって作成された断層画像において、特定の部分を指示するための指示表示を表示させる表示設定手段と、前記複数のフレームデータの中から、前記表示設定手段によって指示された部分に対応するデータを含むフレームデータを選択し、該フレームデータについての断層画像を作成する２Ｄ画像作成手段と、を備え、該２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像には、前記任意断層画像作成手段によって作成された断層画像において指示された位置と対応する位置に、前記表示設定手段によって前記指示表示が表示されることを特徴とする超音波診断装置である。

第３の観点の発明は、第２の観点の発明において、前記２Ｄ画像作成手段は、前記任意断層画像作成手段によって作成された断層画像において前記指示表示によって指示された部分の座標を算出し、算出された座標に対応するデータを有するフレームデータを選択することを特徴とする超音波診断装置である。

第４の観点の発明は、第２又は第３の観点の発明において、前記複数のフレームデータからボクセルデータを作成し、該ボクセルデータに基づいて３次元画像を作成する３Ｄ画像作成手段を備え、前記任意断層画像作成手段は、前記３Ｄ画像作成手段によって作成されたボクセルデータに基づいて、断層画像の作成を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。

第５の観点の発明は、被検体内の３次元空間において超音波を送受信する超音波プローブと、超音波を送受信して得られた複数のフレームデータから選択された任意のフレームデータについての断層画像を作成する２Ｄ画像作成手段と、
該２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像において、特定の部分を指示するための指示表示を表示させる表示設定手段と、被検体内の３次元空間における任意の断面であって、前記指示表示によって指示された部分に対応するデータを含む断面についての断層画像を、前記複数のフレームデータから作成されたボクセルデータに基づいて作成する任意断層画像作成手段と、を備え、前記任意断層画像作成手段によって作成された断層画像には、前記２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像において指示された位置と対応する位置に、前記表示設定手段によって前記指示表示が表示されることを特徴とする超音波診断装置である。

第６の観点の発明は、第５の観点の発明において、前記任意断層画像作成手段は、前記２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像において前記指示表示で指示された部分の座標を算出し、算出された座標に対応するデータを有する断面についての断層画像を作成することを特徴とする超音波診断装置である。

第７の観点の発明は、第５又は第６の観点の発明において、前記任意断層画像作成手段は、予め設定された傾きを有する断面についての断層画像を作成する ことを特徴とする超音波診断装置である。

第８の観点の発明は、第１〜７のいずれか一の観点の発明において、前記フレームデータは、被検体内の３次元空間に送信された超音波ビームの深さｒとフレーム内における超音波ビームの角度θと３次元空間におけるフレームの角度φとによる極座標系のデータであり、前記任意断層画像作成手段は、極座標系の前記フレームデータを直交座標系に座標変換して得られたボクセルデータに基づいて、任意の断面についての断層画像を作成することを特徴とする超音波診断装置である。

本発明によれば、前記任意断層画像作成手段によって作成された断層画像と前記２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像との対応部分を指示する指示表示が前記各画像に表示されるので、一方の断層画像における特定の部分が、他方の断層画像においてどの位置に存在しているかを簡単に把握することができる。

また、本発明によれば、前記任意断層画像作成手段によって作成された任意断面の断層画像における特定の部分が、前記指示表示によって指示される。そして、前記指示表示によって指示された部分に対応するデータを含むフレームデータの断層画像が、前記２Ｄ画像作成手段によって作成される。このフレームデータの断層画像には、任意断面の断層画像において前記指示表示によって指示された特定の部分と対応する位置に前記指示表示が表示される。これにより、任意断面の断層画像における特定の部分が、フレームデータの断層画像においてどの位置に存在しているかを簡単に把握することができる。

また、本発明によれば、前記２Ｄ画像作成手段によって作成されたフレームデータの断層画像における特定の部分が、前記指示表示によって指示される。そして、被検体内の３次元空間における任意の断面であって、前記指示表示によって指示された部分に対応するデータを含む断面についての断層画像が、前記任意断層画像作成手段によって作成される。この任意断面の断層画像には、フレームデータの断層画像において前記指示表示によって指示された特定部位と対応する位置に前記指示表示が表示される。これにより、フレームデータの断層画像における特定の部分が、任意断面の断層画像においてどの位置に存在しているかを簡単に把握することができる。

さらに、本発明によれば、極座標系のフレームデータの断層画像と、直交座標系のデータに基づいて作成された任意断面の断層画像とが作成される。そして、各断層画像は、互いに座標系が異なるデータに基づいて作成された画像であるものの、それぞれの画像において対応する部分を前記指示表示によって簡単に把握することができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
先ず、本発明の第一実施形態について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る超音波診断診断装置の構成を示すブロック図、図２は、図１に示す超音波診断装置による超音波走査領域を示す概念図、図３は、図１に示す超音波診断装置の画像作成部の構成を示すブロック図、図４は、図２に示す超音波走査領域に超音波を送受信して得られたフレームデータを示す概念図、図５は、図４に示すフレームデータに基づいて作成されたボクセルデータの概念図、図６は、ボクセルデータにおける任意断面を示す図、図７は、図６に示すボクセルデータに基づいて作成された任意断面の断層画像を示す図、図８は、図６に示す任意断面において指示表示によって指示された注目部位を含むフレームデータの選択を説明するための図、図９は、選択されたフレームデータについての断層画像を示す図である。

図１に示す超音波診断装置１は、超音波の送受信を行う超音波プローブ２と、この超音波プローブ２に駆動信号を与えて超音波を送波させるとともに、この超音波プローブ２が受波したエコー信号を受信する送受信部３と、この送受信部３からの信号に基づいて画像を作成する画像作成部４と、この画像作成部４で作成された画像を表示する表示部５とを備えている。また、前記超音波診断装置１は、前記送受信部３、前記画像作成部４及び前記表示部５を制御する制御部６と、キーボードなどの入力部（図示省略）及びマウスやトラックボールなどのポインティングデバイス（図示省略）を有する操作部７とを備えている。

前記超音波プローブ２は、被検体内の３次元空間において超音波の送受信を行うものである。本例では、前記超音波プローブ２は、コンベックスプローブとなっており、かかる超音波プローブ２から送波される超音波ビームＢＭをθ方向に走査して２次元の走査面を形成し、さらにこの走査面をφ方向に複数形成することにより、図２に示すような超音波走査領域Ｓが走査される。これにより、超音波走査領域Ｓ内には、放射状に複数の走査面が形成される。ただし、本発明においては、このような走査に限られるものではない。

前記画像作成部４について図３に基づいて詳しく説明する。前記画像作成部４は、前記送受信部３から入力された信号に基づいて３次元画像を作成する３次元画像作成部４１と、被検体内の３次元空間における任意の断面についての断層画像ＮＧ（図７参照）を作成する任意断層画像作成部４２と、後述するフレームデータＦＤについての断層画像ＦＧ（図９参照）を作成する２Ｄ画像作成部４３と、任意断面についての断層画像ＮＧ及び前記フレームデータＦＤについての断層画像ＦＧにおける対応部分を指示する指示表示Ｉを前記各画像ＮＧ，ＦＧに表示させる表示設定部４４とを備えている。前記３次元画像作成部４１、前記任意断層画像作成部４２、前記２Ｄ画像作成部４３及び表示設定部４４は、それぞれ本発明における３次元画像作成手段、任意断層画像作成手段、２Ｄ画像作成手段及び表示設定手段の実施の形態の一例である。

さて、前記超音波診断装置１の作用について説明する。前記超音波プローブ２において超音波が送受信され、前記送受信部３からの信号が前記画像作成部４に入力されると、入力された信号に基づいて、前記３Ｄ画像作成部４１が、先ず超音波ビームＢＭに沿った音線データからなるフレームデータＦＤを作成する。図４に示すように、このフレームデータＦＤは、超音波ビームＢＭをθ方向に走査して得られるデータである。前記３Ｄ画像作成部４１では、超音波走査領域Ｓ内においてφ方向に複数のフレームデータＦＤが作成される。

フレームデータＦＤは、深さ方向（超音波の送波方向）ｒ、フレーム内の超音波ビームＢＭの角度θ、３次元空間におけるフレームの角度φとによるｒθφ極座標系のデータである。前記３Ｄ画像作成部４１は、かかる極座標系のフレームデータＦＤを、ｘｙｚ直交座標系に変換し、図５に示すようなボクセルデータＶＤを作成する。そして、前記３Ｄ画像作成部４１は、ボクセルデータＶＤに基づいて、３次元画像を作成する。

前記３Ｄ画像作成部４１により作成された３次元画像は、前記表示部５に表示される。操作者は、この表示部５に表示された３次元画像を見ながら、前記操作部７を操作して３次元画像における任意の断面Ｐを指定する。

３次元画像における任意の断面Ｐが指定されると、前記任意断層画像作成部４２により、指定された任意断面Ｐについての断層画像を作成する。具体的には、前記任意断層画像作成部４２は、図６に示すようにボクセルデータＶＤの中から指定された任意断面Ｐについてのデータを抽出し、断層画像ＮＧを作成する。作成された断層画像ＮＧは、図７に示すように前記表示部５に表示される。

断層画像ＮＧにおいて、患部などの注目部位Ａがある場合、操作者は前記操作部７を操作して断層画像ＮＧ上に前記指示表示Ｉを表示させる。図７では、前記指示表示Ｉは×印で示されている。そして、操作者は、前記操作部７を操作して前記指示表示Ｉを移動させ注目部位Ａに合わせる。

次に、注目部位Ａを含むフレームデータＦＤについての断層画像ＦＧを表示させ、この断層画像ＦＧに表示された注目部位Ａに前記指示表示Ｉを表示させる（図９参照）。具体的には、前記２Ｄ画像作成部４３は、先ず断層画像ＮＧ上において前記指示表示Ｉによって指示された部分の座標を算出する。そして、前記２Ｄ画像作成部４３は、算出された座標に対応するデータＤを有するフレームデータＦＤＳ（図８参照）を選択し、このフレームデータＦＤＳの断層画像を作成する。ちなみに、データＤは、ボクセルデータＶＤにおいて任意断面Ｐ上に存在するデータＤ′に対応するデータである。

前記２Ｄ画像作成部４３によって作成されたフレームデータＦＤＳについての断層画像ＦＧは、前記表示部５に表示される。前記２Ｄ画像作成部４３は、任意断面の断層画像ＮＧ上において前記指示表示Ｉで指示された注目部位が、断層画像ＦＧにおいてどの座標に対応するかを算出し、算出された座標に前記表示設定部４４が前記指示表示Ｉを表示させる。ここで、フレームデータＦＤＳの断層画像ＦＧにも注目部位Ａが表れている。従って、前記指示表示Ｉはこの断層画像ＦＧ上の注目部位Ａの位置に表示される。

以上説明した本例の超音波診断装置１によれば、フレームデータＦＤＳの断層画像ＦＧには、任意断面Ｐの断層画像ＮＧにおいて前記指示表示Ｉによって指示された注目部位Ａと対応する位置に、前記指示表示Ｉが表示される。これにより、任意断面Ｐの断層画像ＮＧにおける注目部位Ａが、フレームデータＦＤＳの断層画像においてどの位置に存在しているかを簡単に把握することができる。

そして、断層画像ＮＧと断層画像ＦＧは、互いに座標系が異なるデータに基づいて作成された画像であるものの、それぞれの画像において対応する部分を簡単に把握することができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図１０は、本発明の第二実施形態に係る超音波診断装置における画像作成部の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、必要に応じて第一実施形態の説明で用いた図を援用する。

本例の超音波診断装置２０も、図１に示す第一実施形態の超音波診断装置１と基本的構成は同じであるが、前記画像作成部４が異なっている。本例において、前記画像作成部４は、前記２Ｄ画像作成部４３、前記任意断層画像作成部４２及び前記表示設定部４４を備える。ただし、これら２Ｄ画像作成部４３、任意断層画像作成部４２及び表示設定部４４は、第一実施形態とは作用が異なっている。以下詳しく述べる。

本例の超音波診断装置２０では、先ずフレームデータＦＤについての断層画像ＦＧを前記表示部５に表示させる。具体的には、前記２Ｄ画像作成部４３は、前記送受信部３からの信号が入力されると、超音波ビームＢＭに沿った音線データからなるフレームデータＦＤを作成する。そして、前記２Ｄ画像作成部４３は、複数のフレームデータＦＤの中から、操作者が選択したフレームデータＦＤＳ（図８参照）についての断層画像ＦＧを作成する。作成された断層画像ＦＧは、前記表示部５に表示される（図９参照）。

断層画像ＦＧにおいて、患部などの注目部位Ａがある場合、操作者は前記操作部７を操作して断層画像ＦＧ上に前記指示表示Ｉを表示させる。そして、操作者は、前記操作部７を操作して前記指示表示Ｉを移動させ注目部位Ａに合わせる。

次に、注目部位Ａを含み、断層画像ＦＧとは異なる任意の断面の断層画像ＮＧを表示させ、この断層画像ＮＧに表示された注目部位Ａに前記指示表示Ｉを表示させる（図７参照）。具体的には、前記任意断層画像作成部４２は、先ずフレームデータＦＤをｘｙｚ直交座標系に変換しボクセルデータＶＤを作成する（図５参照）。また、前記任意断層画像作成部４２は、断層画像ＦＧ上において前記指示表示Ｉによって指示された注目部位Ａの座標を算出する。そして、前記任意断層画像作成部４２は、ボクセルデータＶＤにおいて、算出された座標（断層画像ＦＧ上）に対応するデータＤ′を有する断面Ｐ（図６参照）についての断層画像ＮＧを作成する。本例では、前記任意断層画像作成部４２が作成する断層画像の断面の傾きが予め設定されており、前記任意断層画像作成部４２は、この傾きを有し、なおかつ算出された座標に対応するデータＤ′を有する断面Ｐについての断層画像ＮＧを作成する。

前記任意断層画像作成部４２によって作成された断層画像ＮＧは、前記表示部５に表示される。前記任意断層画像作成部４２は、フレームデータＦＤＳの断層画像ＦＧ上において前記指示表示Ｉで指示された注目部位Ａが、断層画像ＮＧにおいてどの座標に対応するかを算出し、算出された座標に前記表示設定部４４が前記指示表示Ｉを表示させる。ここで、断層画像ＮＧにも注目部位Ａが表れている。従って、前記指示表示Ｉはこの断層画像ＮＧ上の注目部位Ａの位置に表示される。

以上説明した本例の超音波診断装置２０によれば、ボクセルデータＶＤにおける任意の断面Ｐ（被検体内の３次元空間における任意の断面）についての断層画像ＮＧには、フレームデータＦＤＳの断層画像ＦＧにおいて前記指示表示Ｉによって指示された注目部位Ａと対応する位置に、前記指示表示Ｉが表示される。これにより、フレームデータＦＤＳの断層画像ＦＧにおける注目部位Ａが、断層画像ＮＧにおいてどの位置に存在しているかを簡単に把握することができる。

そして、断層画像ＦＧと断層画像ＮＧは、互いに座標系が異なるデータに基づいて作成された画像であるものの、それぞれの画像において対応する部分を簡単に把握することができる。

以上、本発明を前記各実施形態によって説明したが、この発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、第二実施形態においても、３次元画像を作成し表示するようにしてもよい。

本発明の第一実施形態に係る超音波診断診断装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す超音波診断装置による超音波走査領域を示す概念図である。 図１に示す超音波診断装置の画像作成部の構成を示すブロック図である。 図２に示す超音波走査領域に超音波を送受信して得られたフレームデータを示す概念図である。 図４に示すフレームデータに基づいて作成されたボクセルデータの概念図である。 ボクセルデータにおける任意断面を示す図である。 図６に示すボクセルデータに基づいて作成された任意断面の断層画像を示す図である。 図６に示す任意断面において指示表示によって指示された注目部位を含むフレームデータの選択を説明するための図である。 選択されたフレームデータについての断層画像を示す図である。 図１０は、本発明の第二実施形態に係る超音波診断装置における画像作成部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，２０ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
４１ ３Ｄ画像作成部
４２ 任意断層画像作成部
４３ ２Ｄ画像作成部
４４ 表示設定部
ＮＧ 任意断面の断層画像
ＦＧ フレームデータの断層画像
ＦＤ フレームデータ
ＶＤ ボクセルデータ
Ｉ 指示表示
Ｐ 任意断面

Claims (8)

1. 被検体内の３次元空間において超音波を送受信する超音波プローブと、
   超音波を送受信して得られた複数のフレームデータから作成されたボクセルデータに基づいて、被検体内の３次元空間における任意の断面についての断層画像を作成する任意断層画像作成手段と、
   前記フレームデータについての断層画像を作成する２Ｄ画像作成手段と、
   前記任意断層画像作成手段によって作成された断層画像と前記２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像との対応部分を指示する指示表示を前記各画像に表示させる表示設定手段と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 被検体内の３次元空間において超音波を送受信する超音波プローブと、
   超音波を送受信して得られた複数のフレームデータから作成されたボクセルデータに基づいて、被検体内の３次元空間における任意の断面についての断層画像を作成する任意断層画像作成手段と、
   該任意断層画像作成手段によって作成された断層画像において、特定の部分を指示するための指示表示を表示させる表示設定手段と、
   前記複数のフレームデータの中から、前記表示設定手段によって指示された部分に対応するデータを含むフレームデータを選択し、該フレームデータについての断層画像を作成する２Ｄ画像作成手段と、
   を備え、
   該２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像には、前記任意断層画像作成手段によって作成された断層画像において指示された位置と対応する位置に、前記表示設定手段によって前記指示表示が表示される
   ことを特徴とする超音波診断装置。
3. 前記２Ｄ画像作成手段は、前記任意断層画像作成手段によって作成された断層画像において前記指示表示によって指示された部分の座標を算出し、算出された座標に対応するデータを有するフレームデータを選択する
   ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記複数のフレームデータからボクセルデータを作成し、該ボクセルデータに基づいて３次元画像を作成する３Ｄ画像作成手段を備え、
   前記任意断層画像作成手段は、前記３Ｄ画像作成手段によって作成されたボクセルデータに基づいて、断層画像の作成を行なう
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の超音波診断装置。
5. 被検体内の３次元空間において超音波を送受信する超音波プローブと、
   超音波を送受信して得られた複数のフレームデータから選択された任意のフレームデータについての断層画像を作成する２Ｄ画像作成手段と、
   該２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像において、特定の部分を指示するための指示表示を表示させる表示設定手段と、
   被検体内の３次元空間における任意の断面であって、前記指示表示によって指示された部分に対応するデータを含む断面についての断層画像を、前記複数のフレームデータから作成されたボクセルデータに基づいて作成する任意断層画像作成手段と、
   を備え、
   前記任意断層画像作成手段によって作成された断層画像には、前記２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像において指示された位置と対応する位置に、前記表示設定手段によって前記指示表示が表示される
   ことを特徴とする超音波診断装置。
6. 前記任意断層画像作成手段は、前記２Ｄ画像作成手段によって作成された断層画像において前記指示表示で指示された部分の座標を算出し、算出された座標に対応するデータを有する断面についての断層画像を作成する
   ことを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記任意断層画像作成手段は、予め設定された傾きを有する断面についての断層画像を作成する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の超音波診断装置。
8. 前記フレームデータは、被検体内の３次元空間に送信された超音波ビームの深さｒとフレーム内における超音波ビームの角度θと３次元空間におけるフレームの角度φとによる極座標系のデータであり、
   前記任意断層画像作成手段は、極座標系の前記フレームデータを直交座標系に座標変換して得られたボクセルデータに基づいて、任意の断面についての断層画像を作成する
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

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