JP2010155031A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、三次元画像の生成・表示が可能な超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus capable of generating and displaying a three-dimensional image.
従来、被検体内部の情報を三次元画像として表示する機能を備えた超音波診断装置が知られており、胎児の発育診断をはじめとする種々の診断に用いられている。このような超音波診断装置では、超音波プローブによって断面位置の異なる複数枚の二次元超音波画像(断層画像)が連続的に収集され、該二次元超音波画像のセットから撮像対象のボリュームデータ(三次元データ)が構築される。その後、該三次元データは、サーフェスレンダリングやボリュームレンダリング等の手法によって二次元の投影面に投影され、該投影画像が被検体内の所定の領域を表した三次元コンピュータグラフィック(以下、これを三次元超音波画像と呼ぶ)としてモニタの画面上に表示される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic diagnostic apparatus having a function of displaying information inside a subject as a three-dimensional image is known and used for various diagnoses including a fetal growth diagnosis. In such an ultrasonic diagnostic apparatus, a plurality of two-dimensional ultrasonic images (tomographic images) having different cross-sectional positions are continuously collected by an ultrasonic probe, and volume data to be imaged from the set of the two-dimensional ultrasonic images. (Three-dimensional data) is constructed. Thereafter, the three-dimensional data is projected onto a two-dimensional projection surface by a technique such as surface rendering or volume rendering, and the projected image represents a three-dimensional computer graphic (hereinafter referred to as a third-order computer graphic) representing a predetermined region in the subject. (Referred to as the original ultrasound image) on the monitor screen.
更に、近年では、このような超音波走査、三次元データの構築、及び三次元超音波画像(投影画像)の生成・表示を短時間で繰り返し行うことにより、三次元超音波画像を動画としてほぼリアルタイムに表示することのできる、いわゆるリアルタイム三次元動画表示機能を備えた超音波診断装置も広く用いられるようになっている(例えば、非特許文献1を参照)。 Furthermore, in recent years, by repeating such ultrasonic scanning, construction of three-dimensional data, and generation / display of a three-dimensional ultrasonic image (projection image) in a short time, a three-dimensional ultrasonic image is almost converted into a moving image. An ultrasonic diagnostic apparatus having a so-called real-time three-dimensional moving image display function that can be displayed in real time is also widely used (for example, see Non-Patent Document 1).
このような超音波診断装置を用いた診断では、上記のような三次元的な超音波走査で取得された三次元データに基づいて、被検体内の任意の部位の長さ、角度、面積、又は体積等の計測を行う場合がある。こうした計測では、モニタに順次表示される三次元超音波画像の中からオペレータが適当な画像を計測用画像として選択し、該画像上に計測用のキャリパ等を重畳表示させて計測部位を指定する。すると、該三次元超音波画像に対応した三次元データに基づいて所定の計測が実行され、その結果がモニタに表示される。 In the diagnosis using such an ultrasonic diagnostic apparatus, based on the three-dimensional data acquired by the three-dimensional ultrasonic scanning as described above, the length, angle, area of an arbitrary part in the subject, Alternatively, the volume or the like may be measured. In such measurement, an operator selects an appropriate image as a measurement image from the three-dimensional ultrasonic images sequentially displayed on the monitor, and designates a measurement site by superimposing a measurement caliper or the like on the image. . Then, predetermined measurement is executed based on the three-dimensional data corresponding to the three-dimensional ultrasonic image, and the result is displayed on the monitor.
しかしながら、上記のようないわゆるリアルタイム三次元動画表示を行う場合であっても、三次元超音波走査にはある程度の時間を要する。そのため、1回の三次元超音波走査の間に撮像対象(例えば胎児)が動いた場合には、該超音波走査によって得られる三次元データに歪みが生じる。このような三次元データを対象として上記の計測を行った場合、得られる計測値は真の値と異なったものとなる。従って、正確な計測を行うためには、撮像対象が静止している状態で取得された三次元データを用いて計測を行う必要があるが、オペレータがモニタ上に表示される三次元超音波画像を見て、それが静止状態で取得されたものであるか否かを正確に判断するのは困難であった。 However, even when the so-called real-time three-dimensional moving image display as described above is performed, the three-dimensional ultrasonic scanning requires a certain amount of time. Therefore, when an imaging target (for example, a fetus) moves during one three-dimensional ultrasonic scan, distortion occurs in the three-dimensional data obtained by the ultrasonic scan. When the above measurement is performed on such three-dimensional data, the obtained measurement value is different from the true value. Therefore, in order to perform accurate measurement, it is necessary to perform measurement using three-dimensional data acquired in a state where the imaging target is stationary, but the operator displays a three-dimensional ultrasonic image displayed on the monitor. It was difficult to accurately determine whether or not it was acquired in a stationary state.
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、三次元超音波画像の生成・表示が可能な超音波診断装置において、撮像対象が静止した状態で取得された三次元超音波画像をオペレータが容易に選択できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to acquire an imaging target in a stationary state in an ultrasonic diagnostic apparatus capable of generating and displaying a three-dimensional ultrasonic image. The object is to allow an operator to easily select the three-dimensional ultrasonic image.
上記課題を解決するために成された本発明に係る超音波診断装置は、
a)被検体内の任意の撮像領域に対して超音波を三次元的に繰り返し走査する超音波走査手段と、
b)前記超音波走査手段によって取得されたエコー信号から、断面位置の異なる複数の二次元超音波画像で構成された二次元画像セットを生成する二次元画像セット生成手段と、
c)前記二次元画像セットから前記撮像領域の三次元データを構築する三次元データ構築手段と、
d)前記三次元データから前記撮像領域を表す三次元超音波画像を生成して表示装置に表示させる三次元画像表示手段と、
e)時間的に前後して取得された複数の前記二次元画像セットについて、対応する断面位置の二次元超音波画像同士を比較することにより、該二次元画像セット取得時における前記撮像領域内の動きの有無を判定する動き判定手段と、
を備えることを特徴としている。
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, which has been made to solve the above problems,
a) an ultrasonic scanning means for repeatedly scanning an ultrasonic wave three-dimensionally on an arbitrary imaging region in the subject;
b) Two-dimensional image set generation means for generating a two-dimensional image set composed of a plurality of two-dimensional ultrasonic images having different cross-sectional positions from the echo signals acquired by the ultrasonic scanning means;
c) 3D data construction means for constructing 3D data of the imaging region from the 2D image set;
d) three-dimensional image display means for generating a three-dimensional ultrasonic image representing the imaging region from the three-dimensional data and displaying it on a display device;
e) For a plurality of the two-dimensional image sets acquired before and after in time, by comparing the two-dimensional ultrasound images at the corresponding cross-sectional positions, the two-dimensional image sets in the imaging region at the time of acquisition Movement determination means for determining presence or absence of movement;
It is characterized by having.
前記本発明に係る超音波診断装置は、更に、前記三次元データに基づいて所定の計測を行う計測手段を備えるものとすることが望ましい。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention preferably further includes a measuring unit that performs predetermined measurement based on the three-dimensional data.
また、前記本発明に係る超音波診断装置には、更に、前記動き判定手段による判定の結果をオペレータに通知する通知手段を設けることが望ましい。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention preferably further includes notification means for notifying an operator of the result of determination by the motion determination means.
あるいは、前記本発明に係る超音波診断装置には、更に、三次元超音波画像を表示装置に表示させる際に、前記動き判定手段によって動きが無いと判定された二次元画像セットに基づく三次元超音波画像のみを表示させる表示制限手段を設けることが望ましい。 Alternatively, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention further includes a three-dimensional image based on a two-dimensional image set determined to have no movement by the movement determination unit when displaying a three-dimensional ultrasonic image on a display device. It is desirable to provide display restriction means for displaying only the ultrasonic image.
上記構成から成る本発明の超音波診断装置によれば、異なる時刻に取得された複数の二次元画像セットを前記動き判定手段によって比較することで、該二次元画像セット取得時点で撮像対象に動きがあったか否かを判定することができ、更に、前記通知手段によって該判定の結果をオペレータに通知したり、該判定結果に基づいて前記表示制限手段により三次元超音波画像の表示を制限したりすることにより、オペレータが計測に適した三次元超音波画像(厳密にはそれに対応する三次元データが計測対象となる)を容易に選択できるようになる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention having the above-described configuration, a plurality of two-dimensional image sets acquired at different times are compared by the motion determination unit, so that the object moves at the time of acquisition of the two-dimensional image set. In addition, the notification means notifies the operator of the result of the determination, or the display restriction means limits the display of the three-dimensional ultrasound image based on the determination result. As a result, the operator can easily select a three-dimensional ultrasonic image suitable for measurement (strictly speaking, the corresponding three-dimensional data is a measurement target).
また、本発明に係る超音波診断装置は、更に、動き判定の対象とする領域を、二次元超音波画像又は三次元超音波画像上でオペレータに指定させる判定対象領域指定手段を備え、前記動き判定手段が、対応する断面位置の二次元超音波画像同士を比較する際に、前記判定対象領域指定手段によって指定された領域のみを比較するものとしてもよい。このようにすることで、心臓などの常時動いている部分を除外して動き判定を行うことが可能になると共に、動き判定のための演算の負荷を軽減することができる。 In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention further includes a determination target region specifying unit that allows an operator to specify a region for motion determination on a two-dimensional ultrasonic image or a three-dimensional ultrasonic image, and the motion The determination unit may compare only the areas specified by the determination target area specifying unit when comparing the two-dimensional ultrasonic images of the corresponding cross-sectional positions. By doing so, it is possible to perform motion determination by excluding a part that is constantly moving, such as the heart, and it is possible to reduce the calculation load for motion determination.
なお、前記動き判定手段は、例えば、各二次元超音波画像中に含まれる輪郭線を検出し、対応する断面位置の二次元超音波画像同士で該輪郭線の位置を比較することにより動きの有無を判定するものとすることができる。ここで、輪郭線とは撮像領域内に含まれる組織や器官とその周囲との境界線を意味し、例えば、胎児と羊水との境界線等もこれに含まれる。 The motion determination means detects, for example, a contour line included in each two-dimensional ultrasound image, and compares the position of the contour line between two-dimensional ultrasound images at corresponding cross-sectional positions. The presence or absence can be determined. Here, the contour line means a boundary line between a tissue or organ included in the imaging region and its surroundings, and includes, for example, a boundary line between a fetus and amniotic fluid.
あるいは、前記動き判定手段は、各二次元超音波画像を複数の部分領域に分割すると共に各部分領域に含まれる画素の輝度値の平均を求め、対応する断面位置の二次元超音波画像同士で前記平均値を各部分領域毎に比較することにより動きの有無を判定するものとすることもできる。 Alternatively, the motion determination unit divides each two-dimensional ultrasound image into a plurality of partial areas and obtains an average of luminance values of pixels included in each partial area, and calculates the two-dimensional ultrasonic images at corresponding cross-sectional positions. The presence or absence of motion can also be determined by comparing the average value for each partial area.
以上説明したように、本発明に係る超音波診断装置によれば、胎児等の撮像対象が静止いる状態をオペレータが容易に把握できるようになり、該状態で取得された三次元データを用いて計測を行うことにより正確な計測を行うことが可能となる。 As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the operator can easily grasp the state where the imaging target such as the fetus is stationary, and using the three-dimensional data acquired in the state. By performing measurement, it becomes possible to perform accurate measurement.
以下、本発明に係る超音波診断装置の実施例について図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例に係る超音波診断装置の要部構成を示すブロック図であり、図2は同実施例の超音波診断装置における三次元超音波走査を説明する概念図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining three-dimensional ultrasonic scanning in the ultrasonic diagnostic apparatus of the same embodiment. is there.
超音波プローブ11は、一列に並べられた多数の超音波振動子から成る振動子アレイと、該振動子アレイを機械的に走査するための駆動機構とが内蔵されたいわゆる機械走査型の三次元超音波プローブであり、図2に示すように、超音波振動子の電子走査によって超音波ビームを走査して二次元的な走査面100を形成しつつ、前記駆動機構による機械走査によって走査面100の位置を順次変化させることにより、被検者体内の任意の三次元領域(以下、「撮像領域」と呼ぶ)に関するエコー信号を収集するものである。なお、図2中ではリニア型の超音波プローブを用いる場合の例を示したが、本発明はコンベックス型やセクタ型等の他の走査方式の超音波プローブを用いる場合にも同様に適用可能である。
The
なお、本実施例では上記の通り、機械走査型の三次元超音波プローブを用いる例について説明するが、複数の超音波振動子を二次元的に配列して成る二次元振動子アレイを備えたいわゆる電子走査型の三次元超音波プローブを用いる場合にも本発明を同様に適用可能である。 In this embodiment, as described above, an example in which a mechanical scanning type three-dimensional ultrasonic probe is used will be described. However, a two-dimensional transducer array formed by two-dimensionally arranging a plurality of ultrasonic transducers is provided. The present invention is also applicable to the case where a so-called electronic scanning type three-dimensional ultrasonic probe is used.
超音波プローブ11は、超音波診断装置の本体に設けられたコネクタ(図示略)を介して送受信部12及び機械走査制御部13に接続される。送受信部12は、所定の駆動パルスを前記各超音波振動子に印加すると共に、超音波プローブ11の各超音波振動子から出力されるエコー信号を増幅して整相加算することにより、超音波ビーム一本分に相当するビーム信号を生成する。なお、このとき各超音波振動子による超音波送受のタイミングを適宜調整することにより、超音波ビームが超音波振動子の配列方向に電子走査される。一方、機械走査制御部13は、超音波プローブ11に内蔵された駆動機構の動作を制御するものであり、該駆動機構によって振動子アレイを所定の間隔で移動させることにより、超音波ビームが単軸方向(スライス方向)に機械走査される。
The
信号処理部14は、送受信部12から出力される前記ビーム信号に対数圧縮、包絡線検波等の所定の処理を施すことにより画像信号を生成する。デジタルスキャンコンバータ(以下、DSCと呼ぶ)15は、信号処理部14から順次出力される画像信号に基づいて各走査面100に対応した二次元超音波画像を生成する。また、DSC15は、後述する投影処理部20にて生成された三次元超音波画像をモニタ17に表示させるための処理も行う。
The
画像メモリ18は、DSC15にて生成された二次元超音波画像を一時的に格納するものである。三次元超音波走査を行っている間、画像メモリ18には、一定時間毎にDSC15から二次元超音波画像が入力される。これにより、画像メモリ18内には撮像領域の全域に亘る連続画像のセット(これを「二次元画像セット」と呼ぶ)が格納されることとなる。
The
三次元データ構築部19は、図示しないボリュームメモリを有しており、前記の画像メモリ18に格納された二次元画像セットの各画像を所定の位置関係で並べ、画像間の間隙を補完して該ボリュームメモリに格納することにより撮像領域の三次元データ(ボリュームデータ)を構築する。
The three-dimensional
投影処理部20は、前記三次元データに基づき、ボリュームレンダリング処理やサーフェスレンダリング処理によって前記三次元データを仮想的な平面に投影した投影画像(以下、これを「三次元超音波画像」と呼ぶ)を生成する。なお、投影処理部20では、前記三次元データに基づいて任意の断面における断層画像を生成することもできる。
The
グラフィック部21は、診断情報等の文字や計測用のカーソル又はキャリパ等の図形から成るグラフィックを生成するものである。DSC15より出力された超音波画像(二次元超音波画像又は三次元超音波画像)とグラフィック部21から出力されたグラフィックが表示処理部16において合成することにより、モニタ17上に超音波画像とグラフィックとを重畳して(又は並べて)表示させることができる。
The
計測部22は、三次元データ構築部19で構築された三次元データに基づいて撮像領域内の所定部位の長さ、角度、面積、又は体積等を計測するものであり、シネメモリ23は、三次元データ構築部19にて順次生成される三次元データを過去数個分に亘って一時的に保持するものである。
The
動き判定部24は、時間的に前後して取得された二次元画像セットを比較することにより、各二次元画像セット取得時における撮像対象(例えば胎児)の動きの有無を判定するものである(詳細は後述する)。
The
上記各部の動作は、CPUやRAM等を含む中央制御部25によって制御されており、中央制御部25には、キーボードや各種操作ボタン、トラックボール等を備えた操作部26によってオペレータからの指示が入力される。中央制御部25を中心とする上記各部の機能は、超音波プローブ11、操作部26、モニタ17などの入出力装置を除いて、CPUに所定のプログラムを実行させることにより、いわゆるソフトウェア的に構成してもよく、回路等によってハードウェア的に実現してもよい。また両者を組み合わせた構成としてもよい。
The operation of each unit is controlled by a
なお、本実施例では、超音波プローブ11、三次元データ構築部19、計測部22、及び動き判定部24が、それぞれ本発明における超音波走査手段、三次元データ構築手段、計測手段、及び動き判定手段に相当する。また、本実施例では、DSC15及び画像メモリ18が協働して本発明における二次元画像セット生成手段として機能し、投影処理部20及び中央制御部25が協働して三次元画像表示手段として機能する。また、グラフィック部21、表示処理部16及びモニタ17が協働して本発明における通知手段として機能する。
In this embodiment, the
以下、本実施例に係る超音波診断装置を用いた三次元超音波画像の撮像及び計測の手順について図3のフローチャートを用いて説明する。なお、ここでは被検者体内の胎児を撮像対象とする場合を例に説明を行う。 Hereinafter, a procedure for capturing and measuring a three-dimensional ultrasonic image using the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, a case where a fetus in the body of the subject is an imaging target will be described as an example.
まず、オペレータが超音波プローブ11を被検者(母体)の腹部の所定位置に当接させ、操作部26で所定の操作を行うことにより超音波走査の開始を指示する。これにより、超音波プローブ11による三次元超音波走査が実行され(ステップS11)、画像メモリ18への二次元画像セットの蓄積、三次元データ構築部19における三次元データの構築、投影処理部20による投影処理が行われて三次元超音波画像がモニタ17に表示される。こうした三次元超音波走査から三次元超音波画像の表示までの一連の処理は所定の周期で繰り返し実行されるため、モニタ17上の三次元超音波画像は順次更新され、動画として視認される。
First, the operator brings the
本実施例に係る超音波診断装置では、前記二次元画像セットから三次元データを生成するに際して、動き判定部24にて該二次元画像セット取得時における胎児の動きの有無が判定される(ステップS12)。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, when generating three-dimensional data from the two-dimensional image set, the
ここで、動き判定部24における動き判定の詳細について説明する。動き判定部24は、画像メモリ18に格納された、最新の二次元画像セットとその直前に取得された二次元画像セットとを比較することによって動き判定を行う。以下、説明の便宜上、最新の二次元画像セットを画像セットa、その直前に取得された二次元画像セットを画像セットbとし、画像セットaを構成する各二次元超音波画像をF0a、F1a、F2a…Fna、画像セットbを構成する各二次元超音波画像をF0b、F1b、F2b…Fnbとする(図4参照)。なお、ここで、Fma、Fmb(b=0〜n)は、超音波プローブ11を基準として同一位置を走査した画像であり、撮像領域内の同一断面に関する画像とみなすことができる。
Here, the detail of the motion determination in the
動き判定部24は、まず画像F0aと画像F0bを比較して両画像の相違を検出する。このとき、動き判定部24は、まず、画像F0aの左右一方の端にある縦一列分の画素の輝度値を浅い領域から深い領域に向かって順に確認し、該輝度値が低い値から高い値へ急変する箇所を全て検出する。そして、このような輝度急変箇所の検出を画像F0aの左右方向に順に行う。二次元超音波画像中で輝度が急変する箇所は被検体内の組織や器官等の境界位置と考えられるため、これにより、画像F0a中に存在する全ての輪郭線が検出されることとなる。同様にして画像F0bについても画像中の輪郭線を検出し、画像F0aと画像F0bにおける輪郭線の位置を比較してその変位量が所定の閾値以上なら「変化有り」、該閾値以下なら「変化無し」と判断する。
The
同様にして画像Fnaと画像Fnbまで繰り返し比較を行い、全て変化がなかった場合には、これらの画像セットを「動き無し」と判定し、それ以外の場合には「動き有り」と判定する。 Similarly, the image Fna and the image Fnb are repeatedly compared, and when there is no change, these image sets are determined to be “no motion”, and otherwise they are determined to be “motion present”.
なお、上記では二次元超音波画像中の浅い領域から深い領域に亘って全ての輝度急変箇所を検出するものとしたが、一部の輝度急変箇所、例えば、最も浅い領域に存在する輝度急変箇所のみを検出するようにしてもよい。これにより、超音波プローブ11に近い側の胎児の体表面のみを輪郭線として検出することができ、胎児の心臓等を除外した動き判定を行うことができる。このように一部の輪郭線のみを検出して動き判定を行う場合には、検出された輪郭線の位置が高輝度線表示(トレース表示)された二次元超音波画像をモニタ17上に適宜表示できるようにしてもよい。このような画面表示の一例を図5に示す。図中では胎児30の顔面が上を向いた状態の二次元超音波画像200を示しており、胎児30とその周辺領域40との間の境界線(即ち胎児の輪郭線)のうち、顔面側の輪郭線のみが高輝度線50によってトレースされている。このようにすることで、オペレータは撮像領域中のどの部分の動きを判定しているのかを容易に把握することができる。
In the above description, it is assumed that all brightness sudden change points are detected from a shallow region to a deep region in the two-dimensional ultrasonic image. However, some brightness sudden change points, for example, brightness sudden change points existing in the shallowest region. May be detected only. As a result, only the body surface of the fetus near the
また、動き判定部24では、上記のように各画像Fma、Fmbの全域を比較するのではなく、予め指定された判定対象領域60内のみについて比較を行うようにしてもよい(図6参照)。このような判定対象領域60はオペレータが二次元超音波画像又は三次元超音波画像上でROI(Region Of Interest:関心領域)等を設定することによって予め指定することができる。これにより、胎児の心臓等を除外した動き判定を行うことが可能となると共に、動き判定に係る演算の負荷を軽減することができる。
Further, the
上記のような動き判定が行われた後、三次元データ構築部19において上記最新の二次元画像セットから撮像領域の三次元データが構築され(ステップS13)、該三次元データが投影処理部20とシネメモリ23に送られる。更に、投影処理部20において該三次元データから三次元超音波画像が生成される(ステップS14)。以上において生成される三次元データのファイル及び三次元超音波画像のファイルには上記の動き判定の結果を表すフラグ領域が設けられており、上記動き判定の結果が「動き無し」であった場合には該フラグがONにされ、「動き有り」であった場合には該フラグがOFFとされる。その後、投影処理部20で生成された三次元超音波画像がDSC15及び表示処理部16を経てモニタ17の画面上に表示される(ステップS15)。
After the motion determination as described above is performed, the three-dimensional
オペレータは以上の処理によってモニタ17上に順次表示される三次元超音波画像を確認し、適当な時点でフリーズ操作、つまり超音波画像の取り込み停止の指示を行う(ステップS16でYes)。中央制御部25はこの操作信号を受けると、超音波プローブ11による超音波走査を停止し、更に三次元データの構築及び投影処理も停止する。従って、フリーズ操作の直前に生成された三次元超音波画像がモニタ17の画面上に表示された状態で画像の更新が一時停止する。
The operator confirms the three-dimensional ultrasonic images sequentially displayed on the
この状態で、オペレータが操作部26において所定の操作を行って計測モードの開始を指示すると(ステップS17)、前記ステップS14で三次元超音波画像のファイルに付与されたフラグに基づいて、現在表示中の画像が静止状態で撮像されたものであるか否かが判断される(ステップS18)。
In this state, when the operator performs a predetermined operation on the
このとき、前記フラグがONであった場合(ステップS18でYes)には、その旨(即ち、判定結果が「動き無し」であった旨)を表すグラフィックがグラフィック部21で生成され、モニタ17上に表示された三次元超音波画像と並べて又は該三次元超音波画像に重畳させて該グラフィックが表示される(ステップS19)。このときの画面表示の一例を図7に示す。この例では、三次元超音波画像が静止状態で取得されたものであって計測に適したものである旨を「計測可」という文字70で表し、これを胎児30の三次元超音波画像300の近傍に表示している。もちろん、その他の文字や図形を表示するようにしてもよい。
At this time, if the flag is ON (Yes in step S18), a graphic indicating that (that is, that the determination result is “no motion”) is generated by the
一方、前記フラグがOFFであった場合(ステップS18でNo)には、上記のようなグラフィックの生成及び表示は行わない(あるいは「動き無し」の場合と区別可能なグラフィックを表示してもよい)。 On the other hand, if the flag is OFF (No in step S18), the graphic generation and display as described above is not performed (or a graphic that can be distinguished from the case of “no motion” may be displayed. ).
オペレータはこのときの画面表示を確認し、現在表示されている三次元超音波画像を計測に用いるか否かを判断する。オペレータが該画像を(厳密にはそれに対応する三次元データを)計測に用いる旨を指示すると(ステップS20でYes)、計測部位を指定するためのポインタやキャリパ等がグラフィック部21によって生成され、前記三次元超音波画像上に重畳表示される。オペレータは操作部26を用いて該ポインタやキャリパの位置又は角度等を変更し、これにより計測の対象とする部位を指定する(ステップS21)。計測部位の指定が完了すると計測部22によって所定の演算処理が実行され(ステップS22)、指定した部位の長さ、角度、面積、又は体積等が前記三次元データに基づいて計測されて、その結果がモニタ17の画面上に表示される。
The operator confirms the screen display at this time and determines whether or not to use the currently displayed three-dimensional ultrasonic image for measurement. When the operator instructs to use the image (strictly speaking, the corresponding three-dimensional data) for measurement (Yes in step S20), a pointer, a caliper, etc. for designating a measurement part are generated by the
以上の計測部位の指定(ステップS21)及び計測処理(ステップS22)は、従来既知の計測用プログラム等によって行うことができる。なお、ここでは、三次元超音波画像上で直接計測対象部位を指定する場合を例に挙げたが、まずオペレータが三次元超音波画像上で任意の断面を指定し、該三次元超音波画像に対応した三次元データを基に作成された該断面の画像上で測定部位を指定することもできる。また、オペレータによる計測対象部位の指定を行わず、三次元データを構成する各ボクセルの輝度値に基づいて自動的に目的部位を抽出してその面積や体積等を計測するようにしてもよい。 The above-described measurement site designation (step S21) and measurement processing (step S22) can be performed by a conventionally known measurement program or the like. In this example, the case where the measurement target part is directly specified on the three-dimensional ultrasonic image is taken as an example. First, the operator specifies an arbitrary cross section on the three-dimensional ultrasonic image, and the three-dimensional ultrasonic image is specified. It is also possible to specify a measurement site on the cross-sectional image created based on the three-dimensional data corresponding to In addition, without specifying the measurement target part by the operator, the target part may be automatically extracted based on the luminance value of each voxel constituting the three-dimensional data, and the area, volume, and the like may be measured.
なお、ステップS20において現在表示中の画像を計測に使用しないとオペレータが判断した場合(ステップS20でNo)には、操作部26を操作して超音波走査を再開させ、三次元動画像を再度表示させた上でフリーズ操作をやり直す。また、フリーズ状態を継続したままオペレータが操作部26に設けられたトラックボール等を操作することにより、シネメモリ23に蓄えられた過去数個分の三次元データを画像化して順次モニタ17上に表示させ、その中から適切な画像を選択することも可能である。なお、このようにシネメモリ23から三次元データを読み出して表示する場合にも、各三次元データに係るファイルのフラグ領域を参照し、該フラグがONであった場合には、動き判定の結果が「動き無し」であったことを表すグラフィックを三次元超音波画像と共に表示する。
Note that if the operator determines in step S20 that the currently displayed image is not used for measurement (No in step S20), the
このように、本実施例に係る超音波診断装置によれば、二次元画像セットに基づいて撮像対象の動きの有無が判定され、その結果がオペレータに通知される。このため、撮像対象が静止した状態で取得された画像をオペレータが容易に選択できるようになり、三次元データを用いた計測の信頼性を向上させることができる。 As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, the presence / absence of the movement of the imaging target is determined based on the two-dimensional image set, and the result is notified to the operator. For this reason, an operator can easily select an image acquired in a state where the imaging target is stationary, and the reliability of measurement using three-dimensional data can be improved.
上記実施例では二次元画像セットが生成される毎に動き判定部24による判定を行うものとしたが、この他、オペレータの指示に応じて随時、動き判定を行うようにしてもよい。以下、このような超音波診断装置の一実施例における三次元超音波画像の撮像及び計測の手順について図8のフローチャートを用いて説明する。なお、本実施例に係る超音波診断装置の構成については、図1とほぼ同様であるため説明を省略する。
In the above-described embodiment, the determination by the
まず、超音波プローブ11を被検者の体表に当接させて三次元超音波走査(ステップS31)、三次元データの構築(ステップS32)、及び投影処理(ステップS33)を行って撮像領域の三次元超音波画像をモニタ17に表示させる(ステップS34)。但し、このとき動き判定部24による判定は行わないものとする。
First, an imaging region is obtained by bringing the
上記ステップS31〜S34が繰り返し実行され、オペレータはモニタ17上で順次更新される三次元超音波画像を見ながら任意のタイミングでフリーズ操作を行う(ステップS35でYes)。続いてオペレータが計測モードの開始を指示する(ステップS36)と、動き判定部24による動き判定が実行され(ステップS37)、現在表示中の三次元超音波画像が静止状態で撮像されたものか否かがオペレータに通知される(ステップS38、ステップS39)。このとき、動き判定部24は、画像メモリ18に格納されている、現在表示中の三次元超音波画像に対応した二次元画像セットとその直前又は直後に取得された二次元画像セットとに基づき、上記実施例1と同様にして動きの有無を判定する。
The above steps S31 to S34 are repeatedly executed, and the operator performs a freeze operation at an arbitrary timing while watching the three-dimensional ultrasonic images sequentially updated on the monitor 17 (Yes in step S35). Subsequently, when the operator instructs the start of the measurement mode (step S36), motion determination by the
そして、オペレータが現在表示中の三次元超音波画像を計測に用いる旨を指示する(ステップS40でYes)と、以降は上記実施例1と同様にして計測部位の指定(ステップS41)、及び計測処理(ステップS42)が実行される。 Then, when the operator instructs to use the currently displayed 3D ultrasound image for measurement (Yes in step S40), the measurement part designation (step S41) and measurement are performed in the same manner as in the first embodiment. Processing (step S42) is executed.
なお、動き判定の結果、現在表示中の三次元超音波画像を計測に使用しないとオペレータが判断した場合(ステップS40でNo)には、操作部26を操作して超音波走査を再開させ、三次元動画像を再度表示させた上でフリーズ操作をやり直す。あるいは、フリーズ状態を継続したままオペレータが操作部26に設けられたトラックボール等を操作することにより、シネメモリ23に蓄えられた過去数個分の三次元データを画像化して順次画面上に表示させ、その中から適当な画像を選択することも可能である。このようにシネメモリ23から三次元データを読み出して表示する場合にも、該三次元データに対応した二次元画像セットとその直前又は直後に取得された二次元画像セットとを画像メモリ18から参照して動き判定部24による動き判定を行い、その結果を三次元超音波画像と共にオペレータに提示する。
As a result of the motion determination, when the operator determines that the currently displayed three-dimensional ultrasonic image is not used for measurement (No in step S40), the
以上、実施例を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容されるものである。 The best mode for carrying out the present invention has been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and appropriate modifications are allowed within the scope of the gist of the present invention. Is.
例えば、上記実施例における動き判定部24では、二次元超音波画像中の輪郭線の位置から撮像対象の動きの有無を判定するものとしたが、この他、二次元超音波画像の任意の画素の輝度値の変化を検出するものとしてもよい。具体的には、上述の画像セットaの二次元超音波画像F0aと画像セットbの二次元超音波画像F0bを比較する場合に、まず、各画像F0a、F0bをそれぞれ数画素(例えば3ピクセル×3ピクセル)から成る部分領域に分割し、各部分領域を構成する画素の輝度値の平均を算出する。続いて、画像F0aとF0bについて各々対応する部分領域同士で前記平均値の比較を行う。このとき、画像中の全ての部分領域についてその差が許容範囲内である場合には、F0aとF0bの間で変化は無いと判断し、それ以外の場合にはF0aとF0bの間で変化があると判断する。同様にして画像セットa,bの全ての画像同士を比較し、全て変化がなかった場合には、これらの画像セットを「動き無し」と判定し、それ以外の場合には「動き有り」と判定する。
For example, in the
また、画像中のある範囲に含まれる各部分領域において、前記のような輝度の平均値の差が許容範囲内であるならば、その範囲内については動きがないと考えることができる。そこで、この範囲を計測可能な範囲と判断し、該計測可能範囲を表すグラフィックを三次元超音波画像上に重畳表示したり、計測部位を指定するためのキャリパやカーソル等が前記計測可能範囲内でしか移動できないようにしたりすることで、計測可能な範囲をオペレータが容易に把握できるようにすることもできる。 In addition, in each partial region included in a certain range in the image, if the difference in the average value of luminance as described above is within the allowable range, it can be considered that there is no movement within the range. Therefore, this range is determined as a measurable range, and a graphic representing the measurable range is displayed superimposed on a three-dimensional ultrasound image, or a caliper or cursor for designating a measurement site is within the measurable range. In other words, the operator can easily grasp the measurable range by making the movement only possible.
また、上記実施例では、所定のグラフィックを三次元超音波画像と共にモニタ17に表示することにより、動き判定の結果、即ち、該画像が計測に適したものであるか否かをオペレータに通知するものとしたが、この他、超音波診断装置上に別途設けられた表示手段や、LED等を用いて、現在モニタ17に表示中の三次元超音波画像が計測に適したものか否かをオペレータに通知するようにしてもよい。
In the above embodiment, a predetermined graphic is displayed on the
また、上記のような通知を行う代わりに、動き判定によって計測に適していると判定された画像のみをモニタ17に表示できるようにしてもよい。この場合、例えば、三次元超音波走査及び三次元動画像表示の実行中にオペレータが操作部26で所定の操作を行うと、それ以降は「動き無し」と判定された最新の三次元超音波画像のみが順次モニタに表示されるようにすることができる。又は、フリーズ状態でオペレータが所定の操作(例えば計測モードの開始指示)を行い、その後にシネメモリ23中の三次元データを呼び出すと、シネメモリ23に格納された三次元データのうち、「動き無し」と判定されたものだけが画像化されてモニタ17に表示されるようにすることができる。
Further, instead of performing the notification as described above, only the image determined to be suitable for measurement by the motion determination may be displayed on the
あるいは、上記のような通知に加えて、又は上記のような通知や表示の制限を行う代わりに、計測処理の結果を記載した計測レポートを出力する際に、該計測に用いた三次元データ(厳密にはそれに対応する二次元画像セット)に関する動き判定の結果を該レポート上に記載するようにしてもよい。 Alternatively, in addition to the notification as described above or instead of performing the notification or display limitation as described above, when outputting a measurement report describing the result of the measurement process, the three-dimensional data ( Strictly speaking, the result of motion determination related to the corresponding two-dimensional image set) may be described on the report.
なお、本発明において動き判定手段での比較対象とする二次元画像セットは、典型的には時間的に隣接して取得された2つの二次元画像セット(即ち、ある二次元画像セットとその直前又は直後に取得された二次元画像セット)であるが、これに限らず、3つ以上の二次元超音波画像を比較するものとしてもよい。また、時間的に離隔して取得された二次元画像セット(即ち、ある二次元画像セットとその2つ以上前又は後に取得された二次元画像セット)同士を比較してもよい。 In the present invention, the two-dimensional image set to be compared by the motion determination means is typically two two-dimensional image sets acquired adjacent in time (that is, a certain two-dimensional image set and the immediately preceding two-dimensional image set). Or a two-dimensional image set acquired immediately thereafter), but is not limited to this, and three or more two-dimensional ultrasound images may be compared. Further, two-dimensional image sets acquired at time intervals (that is, a certain two-dimensional image set and two or more two-dimensional image sets acquired before or after the two-dimensional image set) may be compared.
11…超音波プローブ
12…送受信部
14…信号処理部
15…DSC
16…表示処理部
17…モニタ
18…画像メモリ
19…三次元データ構築部
20…投影処理部
21…グラフィック部
22…計測部
23…シネメモリ
24…判定部
25…中央制御部
26…操作部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
b)前記超音波走査手段によって取得されたエコー信号から、断面位置の異なる複数の二次元超音波画像で構成された二次元画像セットを生成する二次元画像セット生成手段と、
c)前記二次元画像セットから前記撮像領域の三次元データを構築する三次元データ構築手段と、
d)前記三次元データから前記撮像領域を表す三次元超音波画像を生成して表示装置に表示させる三次元画像表示手段と、
e)時間的に前後して取得された複数の前記二次元画像セットについて、対応する断面位置の二次元超音波画像同士を比較することにより、該二次元画像セット取得時における前記撮像領域内の動きの有無を判定する動き判定手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。 a) an ultrasonic scanning means for repeatedly scanning an ultrasonic wave three-dimensionally for an arbitrary imaging region in the subject;
b) Two-dimensional image set generation means for generating a two-dimensional image set composed of a plurality of two-dimensional ultrasonic images having different cross-sectional positions from the echo signals acquired by the ultrasonic scanning means;
c) 3D data construction means for constructing 3D data of the imaging region from the 2D image set;
d) three-dimensional image display means for generating a three-dimensional ultrasonic image representing the imaging region from the three-dimensional data and displaying it on a display device;
e) For a plurality of the two-dimensional image sets acquired before and after in time, by comparing the two-dimensional ultrasound images at the corresponding cross-sectional positions, the two-dimensional image sets in the imaging region at the time of acquisition Movement determination means for determining presence or absence of movement;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記動き判定手段が、対応する断面位置の二次元超音波画像同士を比較する際に、前記判定対象領域指定手段によって指定された領域のみを比較することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の超音波診断装置。 Furthermore, a determination target region specifying means for allowing the operator to specify a region to be subjected to motion determination on a two-dimensional ultrasonic image or a three-dimensional ultrasonic image is provided,
5. The method according to claim 1, wherein the motion determination unit compares only the regions specified by the determination target region specifying unit when comparing the two-dimensional ultrasonic images of the corresponding cross-sectional positions. An ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
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