JP2011083439A

JP2011083439A - Ultrasonic volume data processing device

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Publication number: JP2011083439A
Application number: JP2009238767A
Authority: JP
Inventors: Yuko Nagase; 優子永瀬; Hiroshi Seko; 浩嗣瀬古
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: JP5437767B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately set a shape of a three-dimensional region of interest to which rendering processing is applied when a target tissue in a living body is displayed as a three-dimensional image. SOLUTION: A clipping plane is formed into a convex surface or a concave surface. Next, an inclined clipping plane is formed by inclining the clipping plane in a two-dimensional direction. A clipping plane 116 is formed by performing enlargement processing on the clipping plane. Since the clipping plane is arbitrarily deformed and arbitrarily inclined, the clipping plane 116 is appropriately set along a direction of a gap between the target tissue and a tissue which is not the target tissue. The rendering processing is performed by using data inside the three-dimensional region of interest V2 including the clipping plane 116, and consequently, a three-dimensional image of the target tissue is constituted. In the case, a plurality of tomographic images are displayed, and cross sectional shapes S<SB>YX</SB>, S<SB>YZ</SB>of the three-dimensional region of interest are displayed in the tomographic images. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は超音波ボリュームデータ処理装置に関し、特に三次元画像処理が適用される三次元関心領域を設定する技術に関する。 The present invention relates to an ultrasonic volume data processing apparatus, and more particularly to a technique for setting a three-dimensional region of interest to which three-dimensional image processing is applied.

近時、医療分野において、三次元超音波診断が普及しつつある。例えば、産科においては、母体内の胎児を包含する三次元空間（送受波空間）に対し、超音波が送受波され、これにより、ボリュームデータ（超音波ボリュームデータ）が取得される。そのボリュームデータに対してレンダリング処理を適用することにより、胎児の三次元画像が形成される。三次元画像形成法としては、ボリュームレンダリング法等が周知である。そのようなレンダリング法では、画像化の対象となる空間を通過する複数のレイ（視線）が設定され、各レイごとに開始点から終了点まで逐次的にボクセル演算が実行される。そして、各レイについての最終的なボクセル演算結果が画素値に対応付けられ、複数の画素値の集合として三次元画像が形成される。他の画像処理法として、サーフェイスレンダリング法、積算投影法、等が知られている。 Recently, three-dimensional ultrasonic diagnosis is becoming popular in the medical field. For example, in obstetrics, ultrasonic waves are transmitted / received to / from a three-dimensional space (transmission / reception space) that includes the fetus in the mother body, whereby volume data (ultrasound volume data) is acquired. By applying a rendering process to the volume data, a three-dimensional image of the fetus is formed. As a three-dimensional image forming method, a volume rendering method or the like is well known. In such a rendering method, a plurality of rays (line of sight) passing through a space to be imaged is set, and voxel calculation is sequentially executed for each ray from the start point to the end point. Then, the final voxel calculation result for each ray is associated with the pixel value, and a three-dimensional image is formed as a set of a plurality of pixel values. As other image processing methods, a surface rendering method, a cumulative projection method, and the like are known.

対象組織についての三次元画像を形成する場合には、対象組織に隣接している他の組織（非対象組織）の画像化をできるだけ防止することが望まれる。特にボリュームレンダリング法において各レイ上のボクセル演算が対象組織の手前側に存在する他の組織に対しても適用されてしまうと、最終的に形成される三次元画像上において、対象組織が他の組織の裏側に隠れてしまい、対象組織を観察できなくなるという問題が生じる。例えば、子宮内の胎児を表した三次元画像において、最も観察したい胎児の顔が、その手前にある胎盤に隠れてしまう、という問題がある。 When forming a three-dimensional image of a target tissue, it is desired to prevent imaging of other tissues (non-target tissues) adjacent to the target tissue as much as possible. In particular, if the voxel operation on each ray is applied to other tissues existing on the near side of the target tissue in the volume rendering method, the target tissue is changed to another type on the finally formed three-dimensional image. There is a problem that the target tissue cannot be observed because it is hidden behind the tissue. For example, in a three-dimensional image representing a fetus in the womb, there is a problem that the face of the fetus most desired to be observed is hidden behind the placenta in front of it.

そこで、三次元関心領域（３Ｄ−ＲＯＩ）が利用されている。三次元関心領域は、三次元のデータ処理空間内に存在する部分的な空間であって、レンダリング処理が適用される範囲を限定するための空間である。三次元関心領域内に胎児（正確には胎児データ）が位置し、且つ、胎盤（正確には胎盤データ）が三次元関心領域外に位置するように、三次元データ処理空間内に三次元関心領域を設定すれば、上記問題を解消することができる。三次元データ処理空間において、三次元関心領域は立体的な図形として観念される。通常、三次元関心領域はレンダリング開始面を有する。例えば、胎児の三次元画像を形成する場合、レンダリング開始面ができる限り胎児の顔と胎盤との間に位置するように、当該レンダリング開始面がマニュアル又は自動的に設定される。レンダリング開始面は、組織分離機能を有するので、それをクリッピング面と称することができる。 Therefore, a three-dimensional region of interest (3D-ROI) is used. The three-dimensional region of interest is a partial space existing in the three-dimensional data processing space, and is a space for limiting the range to which the rendering process is applied. 3D interest in the 3D data processing space so that the fetus (exactly fetal data) is located within the 3D region of interest and the placenta (exactly placenta data) is located outside the 3D region of interest. If the area is set, the above problem can be solved. In the three-dimensional data processing space, the three-dimensional region of interest is considered as a three-dimensional figure. Usually, the three-dimensional region of interest has a rendering start surface. For example, when a three-dimensional image of a fetus is formed, the rendering start surface is set manually or automatically so that the rendering start surface is located between the fetal face and the placenta as much as possible. Since the rendering start surface has a tissue separation function, it can be referred to as a clipping surface.

特許文献１には、三次元関心領域の形状を変形させる技術が開示されている。この技術によれば、三次元関心領域として、立方体形状の特定の角部分を斜めに切り落とした形状を生成できる。特許文献２には、複数の点に基づいて定義された自由曲面を有する三次元関心領域が開示されている。同じく特許文献３には、自由曲面を有する三次元関心領域が開示されている。特許文献３に開示された技術では、自由曲面の形状が、直交する２つの断面上におけるユーザーの座標指定によって定義されている。このため、一方の断面に対する座標指定を他方の断面に反映させるために仮想点という特別な点が用いられている。特許文献４には三次元関心領域を自動的に設定する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for deforming the shape of a three-dimensional region of interest. According to this technique, as a three-dimensional region of interest, it is possible to generate a shape in which a specific corner portion of a cubic shape is cut off obliquely. Patent Document 2 discloses a three-dimensional region of interest having a free-form surface defined based on a plurality of points. Similarly, Patent Document 3 discloses a three-dimensional region of interest having a free-form surface. In the technique disclosed in Patent Document 3, the shape of the free-form surface is defined by the user's coordinate designation on two orthogonal cross sections. For this reason, a special point called a virtual point is used to reflect the coordinate designation for one cross section in the other cross section. Patent Document 4 discloses a technique for automatically setting a three-dimensional region of interest.

特開２００４−１１３６０３号公報（図４）JP 2004-113603 A (FIG. 4) 特開２００４−３３６５８号公報（図２）Japanese Patent Laying-Open No. 2004-33658 (FIG. 2) 特開２００６−６１６９８号公報（図６Ｃ）Japanese Patent Laying-Open No. 2006-61698 (FIG. 6C) 特開２００１−１４５６３１号公報（第００４４段落）JP 2001-145631 A (paragraph 0044)

生体内において、画像化したい組織の形状や画像化したくない組織の形状は色々であるため、三次元関心領域の形状として単なる立方体形状を採用するのは困難である。特に、レンダリング開始面であるクリッピング面を単なる平面とすると、画像化したい組織と画像化したくない組織とを分離することが困難となる。よって、特許文献１に記載された技術は採用し難い。 In the living body, there are various shapes of tissues that are desired to be imaged and tissues that are not desired to be imaged. Therefore, it is difficult to adopt a simple cubic shape as the shape of the three-dimensional region of interest. In particular, if the clipping plane that is the rendering start plane is a simple plane, it is difficult to separate the tissue that is to be imaged from the tissue that is not to be imaged. Therefore, the technique described in Patent Document 1 is difficult to adopt.

その一方、ユーザー負担の軽減及び検査時間の短縮のためには、三次元関心領域を簡便かつ迅速に設定できることが望まれる。特に、レンダリング開始面あるいはクリッピング面の位置、形状及び姿勢を簡便かつ迅速に設定できることが望まれる。その観点から見て、特許文献２に記載された技術は、断層画像上において、複数の点を組織表面形状に沿って個別的に位置決める必要があるので、操作上の負担が生じやすい。 On the other hand, in order to reduce the burden on the user and shorten the inspection time, it is desired that the three-dimensional region of interest can be set easily and quickly. In particular, it is desired that the position, shape and orientation of the rendering start surface or clipping surface can be set easily and quickly. From this point of view, the technique described in Patent Document 2 needs to individually position a plurality of points along the tissue surface shape on the tomographic image, so that an operational burden is likely to occur.

本発明者らの研究によれば、画像化したい組織の表面形状及び画像化したくない組織の表面形状は、多くの場合に、およそ凸面状及び凹面状のいずれかである、ということが判明している。また、それらの間の隙間は、多くの場合に、三次元関心領域の中心軸（レンダリング中心線）に対して傾斜している、ということが判明している。このような生体組織の傾向に鑑みると、特許文献３の技術は採用しがたい。同技術では、三次元関心領域の上面（クリッピング面）の形状を自在に変化させることができるものの、それ全体の傾きを変化させることはできないからである。当該上面の四隅の高さは常に互いに同一であり、傾斜した隙間に対して上面を挿入することが非常に困難であると言い得る。もちろん、三次元関心領域それ自体をボリュームデータに対して相対的に傾斜させることもできる。しかし、その場合、クリッピング面をそれ全体として傾斜させることはできるものの、レンダリング方向が変化してしまう、又は、三次元関心領域内に画像化不要な組織が入り込んでしまう、といった他の問題が生じてしまう。 According to the studies by the present inventors, it has been found that the surface shape of the tissue to be imaged and the surface shape of the tissue not to be imaged are either approximately convex or concave in many cases. ing. It has also been found that the gap between them is often inclined with respect to the central axis (rendering centerline) of the three-dimensional region of interest. In view of such a tendency of living tissue, the technique of Patent Document 3 is difficult to adopt. This is because the shape of the upper surface (clipping surface) of the three-dimensional region of interest can be freely changed with this technology, but the overall inclination cannot be changed. The heights of the four corners of the upper surface are always the same, and it can be said that it is very difficult to insert the upper surface into the inclined gap. Of course, the three-dimensional region of interest itself can be tilted relative to the volume data. However, in that case, the clipping plane can be inclined as a whole, but the rendering direction changes, or other problems such as tissue that does not require imaging enter the three-dimensional region of interest. End up.

本発明の目的は、レンダリングが適用される三次元関心領域におけるクリッピング面の姿勢を適切に設定できるようにすることにある。あるいは、レンダリングが適用される三次元関心領域におけるクリッピング面の姿勢及び形状をそれぞれ独立して速やかに設定できるようにし、これによりユーザー操作時の負担を軽減し、また検査時間を短縮できるようにすることにある。 An object of the present invention is to make it possible to appropriately set the attitude of a clipping plane in a three-dimensional region of interest to which rendering is applied. Alternatively, the posture and shape of the clipping plane in the three-dimensional region of interest to which rendering is applied can be set quickly and independently, thereby reducing the burden on user operations and shortening the inspection time. There is.

後述の実施形態に係る超音波ボリュームデータ処理は、生体内の三次元空間から取得された超音波ボリュームデータに対してレンダリング処理が適用される三次元関心領域を設定する三次元関心領域設定手段と、前記三次元関心領域内のデータを用いてレンダリング処理を実行し、これにより三次元超音波画像を形成する三次元超音波画像形成手段と、を含み、前記三次元関心領域は、画像化対象組織と画像化非対象組織とを空間的に分離するためのクリッピング面を有し、前記三次元関心領域設定手段は、前記クリッピング面を変形させる変形手段と、前記クリッピング面それ全体を傾斜させる傾斜手段と、を有することを特徴とするものである。 Ultrasound volume data processing according to an embodiment described later includes a three-dimensional region-of-interest setting unit that sets a three-dimensional region of interest to which rendering processing is applied to ultrasonic volume data acquired from a three-dimensional space in a living body. Three-dimensional ultrasound image forming means for executing a rendering process using data in the three-dimensional region of interest, thereby forming a three-dimensional ultrasound image, and the three-dimensional region of interest is to be imaged A clipping plane for spatially separating the tissue from the imaging non-target tissue, and the three-dimensional region-of-interest setting means includes a deformation means for deforming the clipping plane, and an inclination for inclining the entire clipping plane. And means.

上記構成において、超音波ボリュームデータは生体内の三次元空間に対する超音波の送受波によって取得される。三次元関心領域設定手段は超音波ボリュームデータに対して仮想的な三次元関心領域を設定する。当該三次元関心領域はレンダリング処理が適用される領域である。レンダリング処理は、ボリュームレンダリング法に基づく処理であるのが望ましいが、他の処理であってもよい。三次元関心領域は分離面あるいは境界面として機能するクリッピング面を有する。クリッピング面は、特に望ましくは、レンダリング開始面であるが、他の面であってもよい。いずれにしても、クリッピング面は、画像化対象組織と画像化非対象組織とを空間的に分離することを目的とした面である。三次元関心領域設定手段は変形手段と傾斜手段とを備える。それらは望ましくはソフトウエアの機能として実現される。変形手段はクリッピング面の形状を変化させるものである。その場合にクリッピング面が通過する１又は複数の代表点を動かすことにより、クリッピング面を変形させるようにしてもよい。望ましくは、クリッピング面の形状は１つの代表点の高さ位置によって定められる。傾斜手段は、クリッピング面の変形後において、あるいは、変形前において、クリッピング面それ全体を傾斜させる。第１方向にだけ傾斜可能な構成を採用するようにしてもよいが、望ましくは、第１方向及び第２方向の両方向に傾斜可能な構成が採用される。クリッピング面それ全体を傾斜させることができるので、２つの組織表面が対向している状況において、それらの隙間の傾斜方向に合わせてクリッピング面を傾けることが容易となる。クリッピング面が例えば４つの角を有する場合、クリッピング面の二次元傾斜によれば、４つの角の高さを任意に設定できる。予めクリッピング面を変形させておいてからそれを傾斜させるようにしてもよいし、クリッピング面を傾斜させた上でそれを変形させるようにしてもよいし、変形と傾斜とを同時又は交互に行えるようにしてもよい。クリッピング面の傾斜により、そのサイズの補正が必要となる場合には、クリッピング面に対して拡大処理（又は縮小処理）が適用される。 In the above configuration, the ultrasonic volume data is acquired by transmitting and receiving ultrasonic waves with respect to a three-dimensional space in the living body. The three-dimensional region of interest setting means sets a virtual three-dimensional region of interest for the ultrasound volume data. The three-dimensional region of interest is a region to which rendering processing is applied. The rendering process is preferably a process based on the volume rendering method, but may be another process. The three-dimensional region of interest has a clipping plane that functions as a separation plane or boundary plane. The clipping plane is particularly preferably a rendering start plane, but may be another plane. In any case, the clipping plane is a plane intended to spatially separate the imaging target tissue and the imaging non-target tissue. The three-dimensional region-of-interest setting means includes a deformation means and an inclination means. They are preferably implemented as software functions. The deformation means changes the shape of the clipping plane. In this case, the clipping plane may be deformed by moving one or more representative points through which the clipping plane passes. Preferably, the shape of the clipping plane is defined by the height position of one representative point. The tilting means tilts the entire clipping plane after or before the deformation of the clipping plane. A configuration that can be tilted only in the first direction may be employed, but desirably a configuration that can tilt in both the first direction and the second direction is employed. Since the entire clipping plane can be tilted, it becomes easy to tilt the clipping plane in accordance with the tilt direction of the gap in the situation where the two tissue surfaces face each other. When the clipping plane has, for example, four corners, the height of the four corners can be arbitrarily set according to the two-dimensional inclination of the clipping plane. The clipping plane may be deformed in advance and then tilted, or the clipping plane may be tilted and then deformed, or deformation and tilt can be performed simultaneously or alternately. You may do it. When the size of the clipping plane needs to be corrected, enlargement processing (or reduction processing) is applied to the clipping plane.

上記の構成によれば、生体内における画像化対象組織と画像化非対象組織との間にクリッピング面を容易かつ迅速に設定できるという利点を得られる。特に、クリッピング面の形状を適切なものにでき、同時に、その姿勢を適切なものにできるから、レンダリング処理結果の品質を向上できる。例えば、胎児の三次元画像を形成する場合に、胎児の顔が胎盤に隠れてしまうといった問題を容易に回避することが可能である。超音波ボリュームデータ処理装置は、超音波診断装置によって構成されてもよいし、超音波診断装置で取得されたデータを処理するコンピュータによって構成されてもよいし、他の装置によって構成されてもよい。 According to said structure, the advantage that a clipping plane can be set easily and rapidly between the imaging target structure | tissue in a biological body and an imaging non-target structure | tissue is acquired. In particular, the shape of the clipping plane can be made appropriate, and at the same time, the posture can be made appropriate, so that the quality of the rendering processing result can be improved. For example, when a three-dimensional image of the fetus is formed, it is possible to easily avoid the problem that the face of the fetus is hidden in the placenta. The ultrasonic volume data processing apparatus may be configured by an ultrasonic diagnostic apparatus, may be configured by a computer that processes data acquired by the ultrasonic diagnostic apparatus, or may be configured by another apparatus. .

望ましくは、前記変形手段は、前記クリッピング面を凸形状又は凹形状に変形させる。組織間の隙間の形状は、経験則上、概ね凸面又は凹面であることから、クリッピング面の形状として凸形状及び凹形状の両方を選択できるように構成するのが望ましい。クリッピング面の形状として凹凸面のような複雑な形状を採用することも勿論可能である。但し、ユーザーの操作性を考慮するならば、クリッピング面の中心にある代表点を上下に移動させて、それを通過する単純な凸面又は凹面が設定されるように構成するのが望ましい。 Preferably, the deformation means deforms the clipping surface into a convex shape or a concave shape. As a rule of thumb, the shape of the gap between tissues is generally a convex surface or a concave surface. Therefore, it is desirable that both the convex shape and the concave shape can be selected as the shape of the clipping surface. Of course, it is possible to adopt a complicated shape such as an uneven surface as the shape of the clipping surface. However, considering user operability, it is desirable that the representative point at the center of the clipping plane is moved up and down so that a simple convex surface or concave surface passing therethrough is set.

望ましくは、前記クリッピング面は、傾斜運動する３つの方向としての第１水平方向、第２水平方向及び垂直方向を有し、前記変形手段は、ユーザー指定されたパラメータｈに従って前記クリッピング面の代表点についての前記垂直方向の高さを定める。３つの方向は直交関係を維持しながら運動するものである。垂直方向は法線方向に相当し、当該方向における代表点の高さの設定により、クリッピング面の変形方向及び曲率を自在に設定できる。 Preferably, the clipping plane has a first horizontal direction, a second horizontal direction and a vertical direction as three directions of tilting movement, and the deformation means is a representative point of the clipping plane according to a user-specified parameter h. Determining the vertical height for. The three directions move while maintaining an orthogonal relationship. The vertical direction corresponds to the normal direction, and the deformation direction and curvature of the clipping plane can be freely set by setting the height of the representative point in the direction.

望ましくは、前記第１水平方向において前記代表点の両側の形状が線対称の関係にあり、前記第２水平方向において前記代表点の両側の形状が線対称の関係にある。このような対称性によればユーザーをして三次元関心領域を直感的に容易に認識させることができる。 Preferably, the shapes on both sides of the representative point are in a line-symmetric relationship in the first horizontal direction, and the shapes on both sides of the representative point are in a line-symmetric relationship in the second horizontal direction. Such symmetry allows the user to intuitively and easily recognize the three-dimensional region of interest.

望ましくは、前記傾斜手段は、第１傾斜角度θ１及び第２傾斜角度θ２に従って前記クリッピング面の二次元傾斜姿勢を定める。２つの方向について独立して傾斜角度を設定できるようにすれば、組織間の隙間が存在する方向にクリッピング面を合わせることが容易となる。 Preferably, the tilting means determines a two-dimensional tilt posture of the clipping plane according to the first tilt angle θ1 and the second tilt angle θ2. If the inclination angle can be set independently for the two directions, the clipping plane can be easily aligned with the direction in which there is a gap between tissues.

望ましくは、前記クリッピング面の傾斜角度に応じて前記クリッピング面のサイズを調整するサイズ調整手段を有する。傾斜前の状態においてクリッピング面の形状が定義された場合、そこから傾斜を行うと、クリッピング面が三次元関心領域の本体図形（クリッピング面を除いた部分）に合致せずに、両者間に空間的なずれが生じてしまう。そこで、サイズ調整（特に拡大処理）を行えば、両者をサイズ面において整合させることができる。これにより正規の立体形状を維持できる。なお、サイズ調整は、クリッピング面又は本体図形のいずれにも適用可能である。拡大補正の他、縮小補正を採用することもできる。 Preferably, the image forming apparatus includes size adjusting means for adjusting the size of the clipping plane according to an inclination angle of the clipping plane. When the shape of the clipping plane is defined in the state before tilting, if the tilting is performed from there, the clipping plane does not match the main figure of the 3D region of interest (the part excluding the clipping plane), and there is a space between them. Misalignment will occur. Therefore, if size adjustment (especially enlargement processing) is performed, both can be matched in size. Thereby, a regular solid shape can be maintained. The size adjustment can be applied to either the clipping plane or the main body graphic. In addition to enlargement correction, reduction correction can also be employed.

望ましくは、前記サイズ調整手段は、前記クリッピング面の傾斜角度が大きくなればなるほど、前記クリッピング面のサイズを大きくする。この場合、相似形を維持してクリッピング面のサイズが変化するように構成するのが望ましい。 Preferably, the size adjusting means increases the size of the clipping plane as the inclination angle of the clipping plane increases. In this case, it is desirable that the size of the clipping plane is changed while maintaining the similar shape.

望ましくは、第１過程において前記変形手段によって変形後のクリッピング面が生成され、次の第２過程において前記傾斜手段によって前記変形後のクリッピング面を傾斜させることにより変形後かつ傾斜後のクリッピング面が生成され、更に第３過程において前記サイズ調整手段によって前記変形後かつ傾斜後のクリッピング面のサイズを調整することにより変形後かつ傾斜後かつサイズ調整後のクリッピング面が生成される。この構成によれば、演算を簡略化できるから、ソフトウエア処理を迅速に行える。望ましくは、前記変形手段は、前記変形後のクリッピング面として第１の三次元形状データを生成し、前記傾斜手段は、前記第１の三次元形状データの回転変換により前記変形後かつ傾斜後のクリッピング面として第２の三次元形状データを生成し、前記サイズ調整手段は、前記第２の三次元形状データの拡大変換により前記変形後かつ傾斜後かつサイズ調整後のクリッピング面として第３の三次元形状データを生成し、前記第３の三次元形状データに基づいて前記レンダリングを実行する際の各レイ上のボクセル演算開始点が規定される。クリッピング面を構成する点群の位置形状データを用いずにクリッピング面を関数で表現することもできる。 Preferably, a deformed clipping plane is generated by the deforming means in the first step, and the deformed and inclined clipping plane is formed by inclining the deformed clipping surface by the tilting means in the next second step. Further, in the third step, the size adjustment means adjusts the size of the deformed and inclined clipping plane by the size adjusting means, thereby generating the deformed, inclined and adjusted size clipping plane. According to this configuration, since the calculation can be simplified, software processing can be performed quickly. Preferably, the deforming means generates first three-dimensional shape data as the deformed clipping plane, and the tilting means converts the first three-dimensional shape data after the deformation and after the tilt by rotational conversion of the first three-dimensional shape data. A second three-dimensional shape data is generated as a clipping plane, and the size adjusting means uses a third cubic as a clipping plane after the deformation, the inclination, and the size adjustment by enlargement conversion of the second three-dimensional shape data. Original shape data is generated, and a voxel calculation start point on each ray when the rendering is executed based on the third three-dimensional shape data is defined. The clipping plane can also be expressed by a function without using the position shape data of the point group constituting the clipping plane.

望ましくは、前記超音波ボリュームデータに基づいて互いに直交する第１及び第２の断層画像を形成する断層画像形成手段と、前記三次元関心領域についての互いに直交する２つの断面を表す第１及び第２のグラフィック画像を形成するグラフィック画像形成手段と、前記第１の断層画像上に前記第１のグラフィック画像が合成された第１の表示画像を表示し、前記第２の断層画像上に前記第２のグラフィック画像が合成された第２の表示画像を表示する表示手段と、を含み、前記三次元関心領域が変更されると、それに連動して、前記第１及び第２のグラフィック画像の内容が変更される。ユーザーはそのような第１及び第２の表示画像を通じて三次元関心領域の位置、形状等を認識できる。 Desirably, tomographic image forming means for forming first and second tomographic images orthogonal to each other based on the ultrasound volume data, and first and first to represent two orthogonal sections of the three-dimensional region of interest. A graphic image forming means for forming two graphic images, a first display image obtained by synthesizing the first graphic image on the first tomographic image, and the first tomographic image on the second tomographic image. Display means for displaying a second display image obtained by synthesizing two graphic images. When the three-dimensional region of interest is changed, the contents of the first and second graphic images are interlocked with the display area. Is changed. The user can recognize the position, shape, and the like of the three-dimensional region of interest through such first and second display images.

望ましくは、複数の初期パラメータセットを格納した記憶部と、前記複数の初期パラメータセットの中から特定のパラメータセットを選択する選択手段と、を含み、前記三次元関心領域設定手段は、前記特定のパラメータセットに従って初期三次元関心領域を設定する。複数の初期形状に対応する複数の初期パラメータセットを予め用意しておけば、所望の三次元関心領域を迅速に設定でき、その場合におけるユーザーの負担を少なくできる。過去に設定された三次元関心領域を規定するパラメータセットを追加登録して後日利用できるように構成するのが望ましい。 Preferably, the storage unit stores a plurality of initial parameter sets; and a selection unit that selects a specific parameter set from the plurality of initial parameter sets. The three-dimensional region-of-interest setting unit includes the specific parameter set. An initial 3D region of interest is set according to the parameter set. If a plurality of initial parameter sets corresponding to a plurality of initial shapes are prepared in advance, a desired three-dimensional region of interest can be quickly set, and the burden on the user in that case can be reduced. It is desirable to additionally register a parameter set that defines a three-dimensional region of interest set in the past so that it can be used later.

後述する実施形態に係るプログラムは、生体内の三次元空間から取得された超音波ボリュームデータに対してレンダリングが適用される三次元関心領域を設定する機能を備え、超音波ボリュームデータ処理装置において実行されるプログラムであって、当該プログラムは、前記三次元関心領域に含まれる面であって画像化対象組織と画像化非対象組織とを空間的に分離するためのクリッピング面を生成するクリッピング面生成機能を有し、前記クリッピング面生成機能は、ユーザー入力に基づいて前記クリッピング面を変形させる変形機能と、ユーザー入力に基づいて前記クリッピング面それ全体を傾斜させる傾斜機能と、を有するものである。 A program according to an embodiment to be described later has a function of setting a three-dimensional region of interest to which rendering is applied to ultrasonic volume data acquired from a three-dimensional space in a living body, and is executed in an ultrasonic volume data processing device A clipping plane generation method for generating a clipping plane for spatially separating an imaging target tissue and an imaging non-target tissue that are included in the three-dimensional region of interest. The clipping plane generation function has a deformation function that deforms the clipping plane based on user input, and a tilt function that tilts the entire clipping plane based on user input.

本発明によれば、レンダリングが適用される三次元関心領域におけるクリッピング面の姿勢を適切に設定できる。あるいは、レンダリングが適用される三次元関心領域におけるクリッピング面の姿勢及び形状をそれぞれ独立して速やかに設定できるようにして、ユーザー操作時の負担を軽減し、また検査時間を短縮できる。 According to the present invention, it is possible to appropriately set the attitude of the clipping plane in the three-dimensional region of interest to which rendering is applied. Alternatively, the posture and shape of the clipping plane in the three-dimensional region of interest to which rendering is applied can be set quickly and independently, thereby reducing the burden on user operation and reducing the inspection time.

本発明に係る超音波ボリュームデータ処理装置としての超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus as an ultrasonic volume data processing apparatus according to the present invention. 表示器に表示される画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image displayed on a display. 三次元関心領域を利用したレンダリング処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the rendering process using a three-dimensional region of interest. 記憶部に格納される複数のパラメータセットを示す図である。It is a figure which shows the several parameter set stored in a memory | storage part. 制御部の機能として三次元関心領域の生成処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation process of a three-dimensional region of interest as a function of a control part. 傾斜していない変形後のクリップ面を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the clip surface after the deformation | transformation which is not inclined. 傾斜後のクリップ面を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the clip surface after inclination. 拡大処理後のクリップ面を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the clip surface after an expansion process. 三次元関心領域の設定方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the setting method of a three-dimensional region of interest. 三次元関心領域のＹＸ断面形状およびＹＺ断面形状を示す図である。It is a figure which shows the YX cross-sectional shape and YZ cross-sectional shape of a three-dimensional region of interest. 三次元関心領域のＹＸ断面形状の生成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the production | generation process of the YX cross-sectional shape of a three-dimensional region of interest. 三次元関心領域のＹＺ断面形状の生成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the production | generation process of the YZ cross-sectional shape of a three-dimensional region of interest.

図１には、本発明に係る超音波ボリュームデータ処理装置としての超音波診断装置がブロック図として示されている。この超音波診断装置は医療の分野において用いられ、超音波の送受波により生体内の組織の三次元画像を形成する機能を有している。本実施形態において、画像化の対象となる組織は胎児である。もちろん他の組織を画像化するようにしてもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus as an ultrasonic volume data processing apparatus according to the present invention. This ultrasonic diagnostic apparatus is used in the medical field and has a function of forming a three-dimensional image of a tissue in a living body by transmitting and receiving ultrasonic waves. In this embodiment, the tissue to be imaged is a fetus. Of course, other tissues may be imaged.

プローブ１０は三次元エコーデータを取り込むための送受波手段であり、本実施形態において、プローブ１０は１Ｄアレイ振動子とそれを機械的に走査する走査機構とを内蔵している。１Ｄアレイ振動子による超音波ビームの電子走査により走査面が形成され、その走査面を機械的に走査することにより、三次元エコーデータ取り込み空間としての三次元空間１２が形成される。プローブ１０に２Ｄアレイ振動子を設け、超音波ビームを二次元的に電子走査するようにしてもよい。このような方式によっても三次元空間１２を形成することが可能である。電子走査方式としては、電子セクタ走査、電子リニア走査等が知られている。プローブ１０は体表面上に当接されるものであるが、もちろんプローブ１０として体腔内に挿入されるものが用いられてもよい。胎児の超音波診断を行う場合には、プローブ１０が母体の腹部表面上に当接され、その状態において超音波の送受波が実行される。 The probe 10 is a transmission / reception unit for capturing three-dimensional echo data. In this embodiment, the probe 10 includes a 1D array transducer and a scanning mechanism that mechanically scans the 1D array transducer. A scanning plane is formed by electronic scanning of the ultrasonic beam by the 1D array transducer, and the scanning plane is mechanically scanned to form a three-dimensional space 12 as a three-dimensional echo data capturing space. The probe 10 may be provided with a 2D array transducer, and the ultrasonic beam may be electronically scanned two-dimensionally. The three-dimensional space 12 can also be formed by such a method. As electronic scanning methods, electronic sector scanning, electronic linear scanning, and the like are known. The probe 10 is brought into contact with the body surface, but of course, a probe 10 inserted into a body cavity may be used. When performing ultrasonic diagnosis of the fetus, the probe 10 is brought into contact with the surface of the abdomen of the mother, and ultrasonic wave transmission / reception is executed in this state.

送受信部１６は送信ビームフォーマおよび受信ビームフォーマとして機能するものである。すなわち、送信時において、送受信部１６からプローブ１０へ複数の送信信号が供給され、これにより送信ビームが形成される。受信時において、生体内からの反射波はプローブ１０において受波され、これによりプローブ１０から送受信部１６へ複数の受信信号が出力される。送受信部１６において、複数の受信信号に対する整相加算処理が実行され、これにより整相加算後の受信信号としてビームデータが出力される。ビームデータに対しては図示されていない信号処理モジュールによる各種の信号処理が適用され、そのような信号処理後のビームデータが３Ｄメモリ１８へ格納される。 The transmission / reception unit 16 functions as a transmission beamformer and a reception beamformer. That is, at the time of transmission, a plurality of transmission signals are supplied from the transmission / reception unit 16 to the probe 10, thereby forming a transmission beam. At the time of reception, the reflected wave from the living body is received by the probe 10, whereby a plurality of reception signals are output from the probe 10 to the transmission / reception unit 16. In the transmission / reception unit 16, phasing addition processing is performed on a plurality of reception signals, and thereby beam data is output as reception signals after phasing addition. Various signal processing by a signal processing module (not shown) is applied to the beam data, and the beam data after such signal processing is stored in the 3D memory 18.

３Ｄメモリ１８は、三次元空間１２に対応するデータ空間を有し、３Ｄメモリ１８内には三次元空間１２から取得されたエコーデータ集合体としてのボリュームデータが格納される。ボリュームデータは実際には複数本のビームデータの座標変換及び補間処理により構成されるものである。ドプラ情報から成るボリュームデータが構成されるようにしてもよい。各エコーデータに対する座標変換がデータ読み出し時に実行されてもよい。 The 3D memory 18 has a data space corresponding to the three-dimensional space 12, and volume data as an echo data aggregate acquired from the three-dimensional space 12 is stored in the 3D memory 18. The volume data is actually constituted by coordinate conversion and interpolation processing of a plurality of beam data. Volume data composed of Doppler information may be configured. Coordinate conversion for each echo data may be executed at the time of data reading.

ボリュームレンダリング部２０は、制御部３６から与えられたレンダリング条件に従って、三次元関心領域内のデータを利用してレンダリング処理を実行し、これにより三次元画像を形成する。その画像データは表示処理部２２へ出力される。ボリュームレンダリング法としては各種の手法が知られており、様々な方法を採用することができる。なお、ボリュームレンダリング法に代えてサーフェイスレンダリング法等の他の画像処理法を適用することも可能である。 The volume rendering unit 20 executes a rendering process using data in the three-dimensional region of interest according to the rendering condition given from the control unit 36, thereby forming a three-dimensional image. The image data is output to the display processing unit 22. Various methods are known as volume rendering methods, and various methods can be employed. Note that other image processing methods such as a surface rendering method may be applied instead of the volume rendering method.

断層画像形成部２４，２６，２８は、それぞれＢモード白黒断層画像を形成するモジュールである。本実施形態においては、互いに直交関係にある切断面に対応した３つの断層画像が形成されている。それらの断層画像は一般にトリプレーンと称されている。本実施形態においては、三次元関心領域における中心点（原点）を通過する３つの切断面に対応する３つの断層画像が形成されている。勿論、各切断面を後述するＸ方向、Ｙ方向あるいはＺ方向に変化させるようにしてもよい。断層画像形成部２４，２６，２８により生成された３つの断層画像のデータは表示処理部２２へ出力される。なお、断層画像形成部２４，２６，２８の画像処理にあたって必要な条件は制御部３６から渡されている。 The tomographic image forming units 24, 26, and 28 are modules for forming B-mode monochrome tomographic images, respectively. In the present embodiment, three tomographic images corresponding to cut planes that are orthogonal to each other are formed. These tomographic images are generally called triplanes. In the present embodiment, three tomographic images corresponding to three cut planes passing through the center point (origin) in the three-dimensional region of interest are formed. Of course, you may make it change each cut surface to the X direction, Y direction, or Z direction which are mentioned later. Data of the three tomographic images generated by the tomographic image forming units 24, 26 and 28 are output to the display processing unit 22. Note that conditions necessary for image processing of the tomographic image forming units 24, 26, and 28 are passed from the control unit 36.

図形イメージ生成部３０，３２，３４は、３つの断層画像に対してオーバーレイ表示されるグラフィックイメージを生成するモジュールである。本実施形態においては、図形イメージ生成部３０が関心領域のＹＸ断面を表すグラフィックイメージを生成しており、図形イメージ生成部３２が三次元関心領域のＹＺ断面を表すグラフィックイメージを生成している。図形イメージ生成部３４は、三次元関心領域のもう一つの断面形状を表すグラフィックイメージを生成している。このように生成された各イメージは表示処理部２２に出力されている。図形イメージ生成部３０，３２，３４におけるイメージ生成にあたって必要な条件およびデータは制御部３６から渡されている。 The graphic image generation units 30, 32, and 34 are modules that generate graphic images that are displayed as overlays on the three tomographic images. In the present embodiment, the graphic image generation unit 30 generates a graphic image representing the YX cross section of the region of interest, and the graphic image generation unit 32 generates a graphic image representing the YZ cross section of the three-dimensional region of interest. The graphic image generation unit 34 generates a graphic image representing another cross-sectional shape of the three-dimensional region of interest. Each image generated in this way is output to the display processing unit 22. Conditions and data necessary for image generation in the graphic image generation units 30, 32, and 34 are passed from the control unit 36.

表示処理部２２は画像合成機能を有し、入力される複数の画像データに基づいて表示画像を構成し、それを表すデータを表示器４２へ出力する。表示器４２に表示される画像例については後に図２を用いて説明する。 The display processing unit 22 has an image composition function, configures a display image based on a plurality of input image data, and outputs data representing the display image to the display 42. An example of an image displayed on the display 42 will be described later with reference to FIG.

制御部３６は、本実施形態において、ＣＰＵおよび動作プログラムによって構成されている。ちなみにボリュームレンダリング部２０、断層画像形成部２４，２６，２８、図形イメージ生成部３０，３２，３４もソフトエアの機能として実現することが可能である。制御部３６には記憶部３８が接続されており、また制御部３６には入力部４０が接続されている。入力部４０は本実施形態において操作パネルにより構成され、その操作パネルはキーボードやトラックボール等を有するものである。ユーザーは入力部４０を用いて三次元関心領域の設定にあたって必要な数値を入力することが可能である。記憶部３８には、後に図４を用いて説明する複数のパラメータセットが予め格納されている。また記憶部３８にはワークエリアが確保されており、そのワークエリア上にはクリップ面を表す形状データが必要に応じて格納される。制御部３６は、本実施形態において三次元関心領域の設定機能を有している。その処理内容については後に図５乃至図１２を用いて詳述する。 In the present embodiment, the control unit 36 includes a CPU and an operation program. Incidentally, the volume rendering unit 20, the tomographic image forming units 24, 26, and 28, and the graphic image generating units 30, 32, and 34 can also be realized as functions of soft air. A storage unit 38 is connected to the control unit 36, and an input unit 40 is connected to the control unit 36. The input unit 40 is configured by an operation panel in the present embodiment, and the operation panel includes a keyboard, a trackball, and the like. The user can input numerical values necessary for setting the three-dimensional region of interest using the input unit 40. The storage unit 38 stores in advance a plurality of parameter sets that will be described later with reference to FIG. In addition, a work area is secured in the storage unit 38, and shape data representing a clip surface is stored in the work area as necessary. The control unit 36 has a three-dimensional region-of-interest setting function in this embodiment. Details of the processing will be described later with reference to FIGS.

図２には、表示器に表示される画像の一例が示されている。符号４４は表示画像を表している。その表示画像４４には、３つの断層画像４６，４８，５０が含まれ、更に三次元画像５２が含まれている。３つの断層画像４６，４８，５０は互いに直交関係を有し、それら全体としてトリプレーンを構成している。具体的に説明すると、断層画像４６はＹＸ断面を表す断層画像であり、その断層画像４６内にはグラフィックイメージとしての断面形状Ｓ_YXが含まれている。この断面形状Ｓ_YXは、三次元関心領域のＹＸ断面を表すものであり、それにはクリッピング面の断面を表すカーブ１１８が含まれている。符号５４は画像化対象となる組織を表しており、符号５６は画像化をしたくない組織を表している。カーブ１１８は組織５４と組織５６の隙間に沿って湾曲かつ傾斜している。 FIG. 2 shows an example of an image displayed on the display. Reference numeral 44 represents a display image. The display image 44 includes three tomographic images 46, 48 and 50, and further includes a three-dimensional image 52. The three tomographic images 46, 48 and 50 are orthogonal to each other, and constitute a triplane as a whole. More specifically, the tomographic image 46 is a tomographic image representing a YX cross section, and the tomographic image 46 includes a cross-sectional shape S _YX as a graphic image. This cross-sectional shape S _YX represents the YX cross-section of the three-dimensional region of interest, and includes a curve 118 representing the cross-section of the clipping plane. Reference numeral 54 represents a tissue to be imaged, and reference numeral 56 represents a tissue that is not desired to be imaged. The curve 118 is curved and inclined along the gap between the tissue 54 and the tissue 56.

断層画像４８には、三次元関心領域のＹＺ断面を表す断面形状Ｓ_YZが含まれている。それはクリッピング面のＹＺ断面を表すカーブ１２８を有している。カーブ１２８は画像化対象となる組織５４とそうではない組織５６との間の隙間に沿って傾斜および湾曲しており、２つの組織の分離が行われている。図２においては、凸形状を有するカーブ１１８，１２８が表示されていたが、凹形状を有するカーブ１１８，１２８が表示されることもある。 The tomographic image 48 includes a cross-sectional shape S _YZ representing the YZ cross-section of the three-dimensional region of interest. It has a curve 128 representing the YZ cross section of the clipping plane. The curve 128 is inclined and curved along the gap between the tissue 54 to be imaged and the tissue 56 that is not, and the two tissues are separated. In FIG. 2, the curves 118 and 128 having the convex shape are displayed, but the curves 118 and 128 having the concave shape may be displayed.

断層画像５０には三次元関心領域のＸＺ断面を表す四角形の断面形状５８が表れている。もちろん、三次元関心領域の位置やサイズはユーザにより任意に可変することが可能である。また後に詳述するように、クリッピング面の形状および姿勢を任意に設定することが可能である。 In the tomographic image 50, a square cross-sectional shape 58 representing the XZ cross section of the three-dimensional region of interest appears. Of course, the position and size of the three-dimensional region of interest can be arbitrarily changed by the user. As will be described in detail later, the shape and posture of the clipping plane can be arbitrarily set.

三次元画像５２は、以上のように設定される三次元関心領域内のデータを用いてレンダリング処理を実行することにより生成された画像である。本実施形態において、クリッピング面がレンダリング開始面に相当しており、図示の例においてはＹ方向に沿って各レイが設定されており、投影視点はＹ方向上方にある。なお、レンダリング処理にあたっては、各レイ上においてボクセルデータがサンプリングされるが、その場合においては各ボクセルデータは周辺に存在する複数のエコーデータを参照することにより補間処理によって生成される。補間処理を行う場合において三次元関心領域外のデータが参照されることもある。 The three-dimensional image 52 is an image generated by executing rendering processing using data in the three-dimensional region of interest set as described above. In the present embodiment, the clipping plane corresponds to the rendering start plane. In the example shown in the drawing, each ray is set along the Y direction, and the projection viewpoint is above the Y direction. In rendering processing, voxel data is sampled on each ray. In this case, each voxel data is generated by interpolation processing by referring to a plurality of echo data existing in the vicinity. When performing the interpolation process, data outside the three-dimensional region of interest may be referred to.

図３には、三次元関心領域を用いたレンダリング処理が概念図として示されている。三次元関心領域Ｖに対してはＹ方向に平行に複数のレイ６４が設定されている。もちろん、平行投影法ではなく他の投影法を適用してもよい。三次元関心領域Ｖにおけるクリッピング面６０は本実施形態において変形可能且つ傾斜可能なものであり、クリッピング面６０は上述したようにレンダリング開始面に相当する。クリッピング面６０と反対側の面が終了面６２であり、それは図３において底面のように表されている。各レイ上においては、所定のサンプリング間隔をもってボクセル演算が逐次的に実行される。各ボクセルごとに入力光量に基づいて出力光量が演算され、その場合においてはオパシティ（不透明度）がパラメータとして利用される。ボクセル演算が各レイに沿って順次進行し、その処理が終了面６２に到達した段階で、当該レイ上のボクセル演算は終了する。あるいは各ボクセルごとに演算される出力光量が最大値（例えば１．０）に到達した場合にもボクセル演算は終了する。その終了時点の出力光量が画素値として用いられ、すなわち仮想的なスクリーン６８上において、レイ６４に対応する画素７０の画素値が当該レイ６４において求められた最終の出力光量により決定される。複数のレイについて同様の処理を行うならば、スクリーン６８上に三次元画像が構築されることになる。 FIG. 3 shows a conceptual diagram of rendering processing using a three-dimensional region of interest. For the three-dimensional region of interest V, a plurality of rays 64 are set in parallel to the Y direction. Of course, other projection methods may be applied instead of the parallel projection method. The clipping plane 60 in the three-dimensional region of interest V is deformable and tiltable in this embodiment, and the clipping plane 60 corresponds to the rendering start plane as described above. A surface opposite to the clipping surface 60 is an end surface 62, which is represented as a bottom surface in FIG. On each ray, voxel operations are sequentially executed with a predetermined sampling interval. The output light amount is calculated for each voxel based on the input light amount, and in that case, opacity (opacity) is used as a parameter. When the voxel calculation sequentially proceeds along each ray and the process reaches the end surface 62, the voxel calculation on the ray ends. Alternatively, the voxel calculation is ended also when the output light amount calculated for each voxel reaches the maximum value (for example, 1.0). The output light amount at the end time is used as the pixel value, that is, on the virtual screen 68, the pixel value of the pixel 70 corresponding to the ray 64 is determined by the final output light amount obtained in the ray 64. If the same processing is performed for a plurality of rays, a three-dimensional image is constructed on the screen 68.

図４には、図１に示した記憶部に格納される複数のパラメータセット７４の一例が示されている。ここで１つのパラメータセット７４に着目すると、当該パラメータセット７４は、三次元関心領域の原点Ｃの座標（Ｘ₀，Ｙ₀，Ｚ₀）と、三次元関心領域のサイズ（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）と、Ｙ方向におけるオフセット量（Ｙ₊）と、クリッピング面の高さｈと、クリッピング面の傾斜角度θ_X，θ_Zと、で構成されている。もちろん、この構成は一例であり、他の構成を採用することもできる。本実施形態においては、三次元関心領域として、例えば８つの初期形状が定められており、その８つの初期形状に対応した８つのパラメータセット７４が記憶部上に登録されている。よって、ユーザーはパラメータセットの選択により、所望の形状を有する三次元関心領域を瞬時に設定することが可能であり、その上で必要な修正を施すことが可能である。今まで生成した三次元関心領域を記憶部上に登録するようにしてもよい。 FIG. 4 shows an example of a plurality of parameter sets 74 stored in the storage unit shown in FIG. Here, paying attention to one parameter set 74, the parameter set 74 includes the coordinates (X ₀ , Y ₀ , Z ₀ ) of the origin C of the three-dimensional region of interest and the size (X _W , Y _W ) of the three-dimensional region of interest. , Z _W ), the offset amount (Y ₊ ) in the Y direction, the height h of the clipping plane, and the inclination angles θ _X and θ _{Z of} the clipping plane. Of course, this configuration is merely an example, and other configurations may be employed. In the present embodiment, for example, eight initial shapes are defined as the three-dimensional region of interest, and eight parameter sets 74 corresponding to the eight initial shapes are registered on the storage unit. Therefore, the user can instantaneously set a three-dimensional region of interest having a desired shape by selecting a parameter set, and can make necessary corrections. The three-dimensional region of interest generated so far may be registered on the storage unit.

図５には、クリッピング面の生成に関する処理の流れが概念図として示されている。符号７６は制御部３６の機能を表しており、符号３８Ａは記憶部３８上のワークエリアを表している。また符号７４Ａはユーザにより選択されたパラメータセットを表している。そのパラメータセット７４Ａを構成する各パラメータを、符号９０で示すように、ユーザーによって任意に変更することが可能である。まず、第１段階においては、符号７８で示すように、スプライン処理により、傾斜していない状態で変形されたクリッピング面が生成される。その具体的な内容については後に図６等を用いて詳述する。その処理にあたってはパラメータセット７４Ａが参照される。スプライン処理７８により生成された傾斜前且つ変形後のクリッピング面は実際には三次元の形状データとして生成されており、それがワークエリア３８Ａ上に一時的に格納される。形状データは符号８０で表されている。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing the flow of processing related to the generation of the clipping plane. Reference numeral 76 represents a function of the control unit 36, and reference numeral 38 A represents a work area on the storage unit 38. Reference numeral 74A represents a parameter set selected by the user. Each parameter constituting the parameter set 74 A can be arbitrarily changed by the user as indicated by reference numeral 90. First, in the first stage, as shown by reference numeral 78, a clipping plane deformed in a non-tilted state is generated by spline processing. The specific contents will be described in detail later with reference to FIG. In the process, the parameter set 74A is referred to. The pre-tilt and deformed clipping plane generated by the spline processing 78 is actually generated as three-dimensional shape data, which is temporarily stored in the work area 38A. The shape data is represented by reference numeral 80.

第２段階においては、回転変換処理８２が実行される。具体的にはパラメータセット７４Ａに基づいて、形状データ８０に対して回転変換処理８２を適用することにより、傾斜後のクリッピング面を表す形状データ８４が生成され、それがワークエリア３８Ａ上に格納される。この形状データ８４は過渡的なデータである。 In the second stage, a rotation conversion process 82 is executed. Specifically, by applying the rotation conversion process 82 to the shape data 80 based on the parameter set 74A, the shape data 84 representing the inclined clipping plane is generated and stored in the work area 38A. The This shape data 84 is transient data.

第３段階においては、形状データ８４に対して拡大変換処理８６が適用される。この拡大変換処理８６により、拡大後のクリッピング面を表す形状データ８８が生成され、それがワークエリア３８Ａ上に格納される。この拡大変換処理８６により実際に機能させるクリッピング面が確定することになり、すなわち三次元関心領域の生成が完了する。そして、符号９０で示されるように、いずれかのパラメータがユーザーにより変更された場合、それをトリガとして、再び第１段階から第３段階までの処理が実行され、三次元関心領域が瞬時に更新されることになる。 In the third stage, the enlargement conversion process 86 is applied to the shape data 84. By this enlargement conversion process 86, shape data 88 representing the enlarged clipping plane is generated and stored in the work area 38A. The clipping plane to be actually functioned is determined by the enlargement conversion processing 86, that is, the generation of the three-dimensional region of interest is completed. Then, as indicated by reference numeral 90, when any parameter is changed by the user, the process from the first stage to the third stage is executed again as a trigger, and the three-dimensional region of interest is instantaneously updated. Will be.

次に、図６乃至図９を用いて、三次元関心領域の生成処理について、より具体的に説明する。 Next, the generation process of the three-dimensional region of interest will be described more specifically with reference to FIGS.

図６には、初期状態にある三次元関心領域Ｖ１が示されている。三次元関心領域Ｖ１はデータ処理空間上において仮想的に存在するものである。すなわち、以下に説明するクリッピング面１１２以外の本体については、レンダリング処理範囲の条件として数値上存在しているだけであり、実際にそのような形状が生成されているわけではない。ただし、本実施形態の説明に当たっては、その理解を助けるために、三次元関心領域を視覚的に認識できる図形であるものとみなす。 FIG. 6 shows the three-dimensional region of interest V1 in the initial state. The three-dimensional region of interest V1 exists virtually on the data processing space. That is, for the main body other than the clipping plane 112 described below, only a numerical value exists as a condition of the rendering processing range, and such a shape is not actually generated. However, in the description of the present embodiment, it is assumed that the figure can visually recognize the three-dimensional region of interest in order to help understanding thereof.

三次元関心領域Ｖ１は原点Ｃを有し、その原点Ｃの空間的位置は上述したパラメータセットに含まれる原点座標（Ｘ₀，Ｙ₀，Ｚ₀）により定められる。三次元関心領域Ｖ１のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向のそれそれのサイズは上述したパラメータセット７４に含まれるサイズ情報（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）により定められる。それらの情報は各方向における全体幅を定義するものであってもよいし、その半分を定義するものであってもよい。図６において、Ｏは基準点を表しており、それは中心線１００上の点である。基準点Ｏは後に説明するようにクリッピング面１１２を傾斜させる場合における回転中心（不動点）である。Ｙ方向のサイズとは別に、基準点のＹ方向の高さを調整したい場合にはオフセット値Ｙ₊の値を可変すればよい。その値の可変により原点Ｃを維持しつつも、その上側のサイズを任意に定めることができる。原点Ｏに対して中心線１００に沿った距離として高さｈが定義されている。基準点Ｏから距離ｈだけ離れた点が代表点Ｐである。ｈが正の値であれば代表点Ｐは基準点Ｏよりも上方に位置し、それとは逆にｈが負の値をとる場合には代表点Ｐは基準点Ｏよりも下方に位置することになる。 The three-dimensional region of interest V1 has an origin C, and the spatial position of the origin C is determined by the origin coordinates (X ₀ , Y ₀ , Z ₀ ) included in the parameter set described above. The sizes of the three-dimensional region of interest V1 in the X direction, Y direction, and Z direction are determined by the size information (X _W , Y _W , Z _W ) included in the parameter set 74 described above. Such information may define the overall width in each direction, or may define half of the information. In FIG. 6, O represents a reference point, which is a point on the center line 100. The reference point O is a rotation center (a fixed point) when the clipping plane 112 is inclined as will be described later. In order to adjust the height of the reference point in the Y direction separately from the size in the Y direction, the offset value Y ₊ may be varied. While maintaining the origin C by changing the value, the upper size can be arbitrarily determined. A height h is defined as a distance along the center line 100 with respect to the origin O. A point separated from the reference point O by a distance h is the representative point P. If h is a positive value, the representative point P is located above the reference point O. Conversely, if h is a negative value, the representative point P is located below the reference point O. become.

ちなみに、図６において、三次元関心領域Ｖ１が有する８個の角がａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６，ａ７，ａ８で表されている。そして、各辺の中点がａ１２，ａ２３，ａ３４，ａ１４，ａ５６，ａ６７，ａ７８，ａ５８で表されている。 Incidentally, in FIG. 6, the eight corners of the three-dimensional region of interest V1 are represented by a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, and a8. The midpoints of the sides are represented by a12, a23, a34, a14, a56, a67, a78, and a58.

クリッピング面１１２の生成について詳述すると、上述したように、パラメータｈにより代表点Ｐが定められると、代表点Ｐと２つの端点Ｐ１，Ｐ２とに基づくスプライン補間演算により、背骨のような基本線として曲線１０４が生成される。端点Ｐ１は上述した点ａ１２であり、端点Ｐ２は上述した点ａ３４である。曲線１０４は代表点Ｐ４を挟んでＺ方向両側において線対称の形状を有している。但し、図６においてはクリッピング面１１２の形状をより分かり易く表現方法が採用されている。 The generation of the clipping plane 112 will be described in detail. As described above, when the representative point P is determined by the parameter h, a basic line like a backbone is obtained by spline interpolation based on the representative point P and the two end points P1 and P2. As a result, a curve 104 is generated. The end point P1 is the point a12 described above, and the end point P2 is the point a34 described above. The curve 104 has a line-symmetric shape on both sides in the Z direction across the representative point P4. However, in FIG. 6, a method of expressing the shape of the clipping plane 112 more easily is adopted.

以上のように曲線１０４が定められると、辺Ｌ１と辺Ｌ３との間に複数のスプライン曲線１０６，１０８が順次生成される。具体的には、辺Ｌ２，辺Ｌ４に対して等間隔で複数の端点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６が定められ、同様に曲線１０４上においてもＺ方向に等間隔で複数の通過点が定められる。そして、Ｚ方向の各位置において、２つの端点と１つの通過点とを用いてスプライン補間演算を行うことにより、スプライン曲線を生成することができる。図６においては、端点Ｐ３，Ｐ４を結ぶスプライン補間曲線が符号１０６で表されており、同じく端点Ｐ５，Ｐ６を結ぶスプライン補間曲線が符号１０８で示されている。そのような曲線をＺ方向の各位置において生成することにより、結果として曲線アレイ１１０を構成することができ、それによって傾斜前の状態におけるクリッピング面１１２が構成される。それは実際には三次元形状データからなるものである。ちなみに、図６に示す例においてはＺ方向に複数のスプライン保管曲線が並べられたが、それがＸ方向に生成されるようにしてもよい。 When the curve 104 is determined as described above, a plurality of spline curves 106 and 108 are sequentially generated between the side L1 and the side L3. Specifically, a plurality of end points P3, P4, P5, and P6 are determined at equal intervals with respect to the side L2 and the side L4, and similarly, a plurality of passing points are also determined at equal intervals in the Z direction on the curve 104. . A spline curve can be generated by performing a spline interpolation operation using two end points and one passing point at each position in the Z direction. In FIG. 6, a spline interpolation curve connecting the end points P3 and P4 is indicated by reference numeral 106, and a spline interpolation curve connecting the end points P5 and P6 is also indicated by reference numeral 108. Generating such a curve at each position in the Z direction can result in the construction of the curve array 110, thereby constructing the clipping plane 112 in the pre-tilt state. It actually consists of 3D shape data. Incidentally, although a plurality of spline storage curves are arranged in the Z direction in the example shown in FIG. 6, they may be generated in the X direction.

以上のような第１段階の処理により、傾斜していないクリッピング面１１２が生成されると、次に、図７に示すように、傾斜したクリッピング面１１４が生成される。具体的には、パラメータセットを構成する傾斜角度θ_X，θ_Zが参照され、Ｘ方向およびＺ方向の両方向にクリッピング面が傾けられる。これを、法線１１５の傾斜として理解することもできるが、本実施形態においては法線は演算されていない。三次元の形状データの座標変換により、傾斜後のクリッピング面１１４が構成されている。 When the non-tilted clipping plane 112 is generated by the first stage processing as described above, an inclined clipping plane 114 is then generated as shown in FIG. Specifically, the inclination angles θ _X and θ _Z constituting the parameter set are referred to, and the clipping plane is inclined in both the X direction and the Z direction. Although this can be understood as the inclination of the normal 115, the normal is not calculated in this embodiment. An inclined clipping plane 114 is formed by coordinate conversion of the three-dimensional shape data.

法線１１５は基準点Ｏと傾斜後の代表点Ｐ’とを結ぶ線であり、法線１１５のＸ方向の傾斜角度が上述したθ_Xであり、法線１１５のＺ方向の傾斜角度が上述したθ_Zである。クリッピング面１１４は、４つの角ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４を有している。図６に示したクリッピング面１１２を単純に傾斜させたため、図７に示す状態では、角ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４は、三次元形状本体よりも内側に位置している。このままでは三次元関心領域を構成できない。そこで、本実施形態においては、クリッピング面１１４の相似形を生成する拡大処理が実行されている。相似形が維持されるように拡大処理が適用される。具体的には、２つの水平方向ｕ，ｖ方向にクリッピング面１１４が拡大され、同時に法線１１５の方向（傾斜後の垂直方向）にも、クリッピング面１１４が拡大される。ただし、基準点の位置は不変である。拡大後のクリッピング面も三次元形状データとして構成されている。 The normal line 115 is a line connecting the reference point O and the representative point P ′ after the inclination, the inclination angle of the normal line 115 in the X direction is the above-described θ _X , and the inclination angle of the normal line 115 in the Z direction is the above-described inclination angle. it is the θ _Z. The clipping plane 114 has four corners b1, b2, b3, b4. Since the clipping plane 112 shown in FIG. 6 is simply tilted, in the state shown in FIG. 7, the corners b1, b2, b3, and b4 are located inside the three-dimensional shape main body. If this is the case, a three-dimensional region of interest cannot be constructed. Therefore, in this embodiment, enlargement processing for generating a similar shape of the clipping plane 114 is executed. The enlargement process is applied so that the similar shape is maintained. Specifically, the clipping plane 114 is enlarged in two horizontal directions u and v, and at the same time, the clipping plane 114 is also enlarged in the direction of the normal 115 (the vertical direction after the inclination). However, the position of the reference point is unchanged. The enlarged clipping plane is also configured as three-dimensional shape data.

図８には、拡大後のクリッピング面１１６が示されている。拡大処理の結果、４つの角ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４は４つの垂直辺上に位置している。これにより傾斜後のクリッピング面１１６を含む三次元関心領域Ｖ２が構成される。その三次元関心領域Ｖ２は８つの点ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ａ５，ａ６，ａ７，ａ８によって囲まれる形状を有している。一方、このような三次元関心領域Ｖ２を２つの断層画像上において確認するために断面形状Ｓ_YX、Ｓ_YZが生成される。その場合においては、２つの端点ｃ１２，ｃ３４を結ぶ断面上において上述同様のスプライン補間演算によりカーブが生成され、それと直交関係にある断面上においても２つの端点ｃ１４，ｃ２３の間におけるスプライン補間演算により上述したカーブが生成される。それらの断面形状の生成に関しては後に図１０乃至図１２を用いて詳述する。 FIG. 8 shows the clipping plane 116 after enlargement. As a result of the enlargement process, the four corners c1, c2, c3, and c4 are located on the four vertical sides. As a result, the three-dimensional region of interest V2 including the inclined clipping plane 116 is formed. The three-dimensional region of interest V2 has a shape surrounded by eight points c1, c2, c3, c4, a5, a6, a7, and a8. On the other hand, cross-sectional shapes S _YX and S _YZ are generated in order to confirm such a three-dimensional region of interest V2 on two tomographic images. In that case, a curve is generated by the spline interpolation calculation similar to the above on the cross section connecting the two end points c12 and c34, and the spline interpolation calculation between the two end points c14 and c23 is also performed on the cross section orthogonal thereto. The curve described above is generated. The generation of the cross-sectional shape will be described later in detail with reference to FIGS.

図９には、以上説明した三次元関心領域の生成処理がフローチャートとして示されている。まず、Ｓ１０１では、複数の初期形状の中からユーザーにより実際に使用する初期形状が選択される。具体的には、ユーザーが選択された初期形状に対応するパラメータセットがプログラム実行上において認識されることになる。Ｓ１０２おいては、三次元関心領域の原点座標Ｃ（Ｘ₀，Ｙ₀，Ｚ₀）、サイズ（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）、オフセットＹ₊、クリッピング面の高さｈ、に基づいて、傾斜前のクリッピング面が生成される。そのような生成にあたっては上述したスプライン補間演算が実行される。これによってクリッピング面を表す三次元形状データが生成される。Ｓ１０３においては、傾斜角度をθ_X，θ_Zに基づいて、傾斜前のクリッピング面を空間的に変換することにより、傾斜後のクリップ面が生成される。そのクリッピング面も三次元形状データにより構成される。Ｓ１０４では、そのような傾斜後のクリッピング面に対して拡大処理が適用される。その場合においては、上述したように相似形を維持しながら形状を拡大する処理が実行される。拡大率については傾斜角度θ_X、θ_Zから一義的に定めることができる。このような処理により実際に使用するクリッピング面が三次元形状データとして構成されることになる。Ｓ１０５においては以上のように構成されたクリッピング面を有する三次元関心領域が決定される。それは実際には三次元形状データとそこからのレンダリング範囲を規定する数値情報とにより構成されるものである。Ｓ１０６においては以上のように生成されたレンダリング条件に従ってボリュームレンダリング処理が実際に実行される。これにより三次元画像が構成され、その画像データが表示画面上に表示される。Ｓ１０７では、以上のような処理を続行するか否かが判断され、続行する場合にはＳ１０８においてユーザーによりいずれかのパラメータに対する変更があったか否かが判断され、変更有りと判断された場合には、Ｓ１０２以降の各工程が繰り返し実行される。 FIG. 9 shows a flowchart of the above-described three-dimensional region-of-interest generation process. First, in S101, an initial shape to be actually used is selected by the user from a plurality of initial shapes. Specifically, a parameter set corresponding to the initial shape selected by the user is recognized in the program execution. In S102, based on the origin coordinates C (X ₀ , Y ₀ , Z ₀ ), size (X _W , Y _W , Z _W ), offset Y ₊ , and clipping plane height h of the three-dimensional region of interest. A pre-tilt clipping plane is generated. In such generation, the above-described spline interpolation calculation is executed. As a result, three-dimensional shape data representing the clipping plane is generated. In S103, the clip plane after the tilt is generated by spatially transforming the clipping plane before the tilt based on the tilt angles θ _X and θ _Z. The clipping plane is also composed of three-dimensional shape data. In S104, the enlargement process is applied to the clipping plane after such inclination. In that case, as described above, the process of enlarging the shape is performed while maintaining the similar shape. The enlargement ratio can be uniquely determined from the inclination angles θ _X and θ _Z. By such processing, the clipping plane that is actually used is configured as three-dimensional shape data. In S105, the three-dimensional region of interest having the clipping plane configured as described above is determined. It is actually composed of three-dimensional shape data and numerical information defining the rendering range therefrom. In S106, the volume rendering process is actually executed according to the rendering conditions generated as described above. As a result, a three-dimensional image is constructed, and the image data is displayed on the display screen. In S107, it is determined whether or not to continue the processing as described above. In the case of continuing, in S108, it is determined whether or not any parameter has been changed by the user. , S102 and subsequent steps are repeatedly executed.

以上のように、本実施形態によれば、クリッピング面をシンプルな凸面あるいは凹面として構成することができ、しかも、そのようなクリッピング面を二次元傾斜させることができるので、図２に示したように、画像化対象となる組織とそうでない組織との間の隙間が二次元的に傾斜しているような場合においても、それに合わせてクリッピング面の姿勢を適切に設定できるという利点がある。本実施形態においては、クリッピング面の中心点を成す代表点の高さを定めるだけで、その形状を定義することができるから、ユーザーにおいて分かり易く混乱が生じることもない。そのようなシンプルな形状であっても、実際の生体組織の形状への適合性は良好であることが実験により確認されている。本実施形態においては、Ｘ方向およびＹ方向の両方向において、代表点の両側の形状が線対称の関係にあったが、代表点の両側において非対称の形状を採用することも可能である。ちなみに、立方体が有する６面のうちでいずれの面をクリッピング面にしてもよい。また、三次元関心領域をボリュームデータに対して相対的に任意に回転できるように構成するのが望ましい。 As described above, according to the present embodiment, the clipping surface can be configured as a simple convex surface or a concave surface, and such a clipping surface can be inclined two-dimensionally, as shown in FIG. In addition, even when the gap between the tissue to be imaged and the tissue that is not so tilted two-dimensionally, there is an advantage that the posture of the clipping plane can be set appropriately in accordance with it. In this embodiment, the shape can be defined simply by determining the height of the representative point that forms the center point of the clipping plane. Experiments have confirmed that even such a simple shape is good in conformity to the shape of an actual living tissue. In the present embodiment, the shapes on both sides of the representative point are in a line-symmetrical relationship in both the X direction and the Y direction, but it is also possible to adopt an asymmetric shape on both sides of the representative point. Incidentally, any of the six surfaces of the cube may be used as a clipping surface. It is desirable that the three-dimensional region of interest can be arbitrarily rotated relative to the volume data.

次に、図１０乃至図１２を用いて、図２に示した三次元関心領域の断面形状Ｓ_YX，Ｓ_YZの生成方法について説明する。 Next, a method for generating the cross-sectional shapes S _YX and S _YZ of the three-dimensional region of interest shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.

本実施形態においては、三次元関心領域の生成とその断面形状の生成は、互いに独立した演算処理により実現されている。（Ａ）には断面形状Ｓ_YXの生成過程が示されており、（Ｂ）には断面形状Ｓ_YZの生成過程が示されている。 In the present embodiment, the generation of the three-dimensional region of interest and the generation of the cross-sectional shape thereof are realized by mutually independent calculation processes. (A) shows the generation process of the cross-sectional shape S _YX , and (B) shows the generation process of the cross-sectional shape S _YZ .

（Ａ）において、みかけ上の代表点Ｐ１０は、中心線１１０上の高さｈに基づいて、まず奥行方向（Ｚ方向）に、傾斜していないカーブをスプライン補間により生成し、それを傾斜角度θｚに基づいて回転及び拡大し、それにより生成されるカーブ上において中心線１１０に交わる点を特定することにより、当該交点として決定される。但し、これは一例に過ぎない。符号２１２が初期カーブを表している。この初期カーブ２１２はみかけ上の代表点Ｐ１０と２つの端点ａ１４,ａ２３とを結ぶスプライン補間演算により生成されるものである。補間方法としては各種のものがあるので、必要に応じて補間方法を切り替えてもよい。クリッピング面の生成過程と同様に、Ｘ方向の傾斜角度θ_Xに基づいてカーブ２１２が回転され、その回転後のカーブが符号２１６で表されている。そこにおける２つの端点がａ１４’，ａ２３’であり、移動後の代表点がＰ１０_Xで表されている。基準点Ｏと移動後の代表点Ｐ１０_Xとを結ぶ直線が、みかけ上の法線２１４である。但し、代表点Ｐ１０_Xや法線２１４は実際には演算されない。カーブ２１６に対して拡大処理を適用した後の形状がカーブ２１８である。これにより、２つの端点ｃ１４,ｃ２３が左右の垂直辺上に位置している。このような処理の結果、２つの点ｃ１４,ｃ２３,ａ６７,ａ５８に囲まれるボックス形状として三次元関心領域のＹＸ断面Ｓ_YXが生成される。それは実際にはグラフィックイメージとして断層画面上にオーバーレイ表示される。 In (A), based on the height h on the center line 110, the apparent representative point P10 first generates a non-inclined curve by spline interpolation in the depth direction (Z direction), and then calculates the inclination angle. The point of intersection is determined by rotating and enlarging based on θz and specifying the point that intersects the center line 110 on the curve generated thereby. However, this is only an example. Reference numeral 212 represents an initial curve. This initial curve 212 is generated by a spline interpolation calculation connecting the apparent representative point P10 and the two end points a14 and a23. Since there are various interpolation methods, the interpolation method may be switched as necessary. Similar to the generation process of the clipping plane, the curve 212 is rotated based on the inclination angle θ _X in the X direction, and the curve after the rotation is represented by reference numeral 216. The two end points there are a14 ′ and a23 ′, and the representative point after movement is represented by P10 _X. A straight line connecting the reference point O and the moved representative point P10 _X is an apparent normal line 214. However, the representative point P10 _X and the normal line 214 are not actually calculated. A shape after the enlargement process is applied to the curve 216 is a curve 218. Thus, the two end points c14 and c23 are located on the left and right vertical sides. As a result of such processing, the YX cross section S _YX of the three-dimensional region of interest is generated as a box shape surrounded by the two points c14, c23, a67, a58. It is actually overlaid on the tomographic screen as a graphic image.

ＹＺ断面Ｓ_YZについても上記同様に生成される。具体的には、まず３点Ｐ１２,ａ１２,ａ３４のスプライン補間演算によりカーブ２２２が生成され、Ｚ方向の傾斜角度θ_Zに基づいてそのカーブ２１２が回転変換される。それが符号２２６により表されている。みかけ上の法線２２４上に代表点Ｐ１２_Yが表されているが、それらは実際には計算されない。２つの端点ａ１２’,ａ３４’は左右の垂直ライン上から内側に外れている。そこで、それに対して拡大処理を適用した結果がカーブ２２８である。２つの端点ｃ１４,ｃ２３はいずれも左右の垂直ライン上に位置している。これによってＹＺ断面形状Ｓ_YZが生成される。それは断層画像上にオーバーレイ表示される。 The YZ cross section S _YZ is also generated in the same manner as described above. Specifically, first, a curve 222 is generated by spline interpolation calculation of the three points P12, a12, and a34, and the curve 212 is rotationally converted based on the tilt angle θZ in the _Z direction. This is represented by reference numeral 226. Although representative points P12 _Y are represented on the apparent normal 224, they are not actually calculated. The two end points a12 ′ and a34 ′ deviate inward from the left and right vertical lines. Therefore, a result obtained by applying the enlargement process to the curve 228 is a curve 228. The two end points c14 and c23 are both located on the left and right vertical lines. As a result, a YZ sectional shape S _YZ is generated. It is displayed as an overlay on the tomographic image.

図１１には、図１０の（Ａ）に示した断面形状Ｓ_YXの生成過程がフローチャートとして示されている。Ｓ２０１では、ユーザーの選択による初期データとしてパラメータセットが参照される。Ｓ２０２では、そのパラメータセットに基づいて、傾斜していないカーブが生成される。Ｓ２０３では、Ｘ方向の傾斜角度θ_Xに基づいて、傾斜したカーブが生成される。Ｓ２０４では、傾斜角度θ_Xに基づいて、傾斜後のカーブに対する拡大処理が適用される。Ｓ２０５では、拡大処理後のカーブを含むボックス形状として断面形状Ｓ_YXが定められ、それが断層画像上にグラフィックとして表示される。Ｓ２０６では以上の処理を継続するか否かが判断され、Ｓ２０７においていずれかのパラメータについての変更があったと判断された場合、具体的には断面形状Ｓ_YXに関係するパラメータについて変更があったと判断された場合に、Ｓ２０２以降の各工程が繰り返し実行される。 FIG. 11 is a flowchart showing a process for generating the cross-sectional shape S _YX shown in FIG. In S201, the parameter set is referred to as initial data selected by the user. In S202, a non-tilted curve is generated based on the parameter set. In S203, an inclined curve is generated based on the inclination angle θ _X in the X direction. In S204, based on the inclination angle theta _X, enlargement processing for curve after inclination is applied. In S205, the cross-sectional shape S _YX is determined as a box shape including the curve after the enlargement process, and is displayed as a graphic on the tomographic image. In S206, it is determined whether or not to continue the above processing. If it is determined in S207 that any of the parameters has been changed, it is specifically determined that a parameter related to the cross-sectional shape _SYX has been changed. If so, each step after S202 is repeatedly executed.

図１２には、図１０（Ｂ）に示した断面形状Ｓ_YZの生成過程がフローチャートとして示されている。この内容は図１１に示した内容と基本的に同一であるが、念のため説明する。 FIG. 12 is a flowchart showing a process for generating the cross-sectional shape S _YZ shown in FIG. This content is basically the same as the content shown in FIG. 11, but will be described just in case.

Ｓ３０１では、初期データが参照され、Ｓ３０２ではパラメータセットが参照され、それに基づいて、傾斜していないカーブが生成される。そして、Ｓ３０３では、Ｚ方向の傾斜角度θ_Zに基づいて、傾斜処理が実行されて、傾斜したカーブが生成される。そして、Ｓ３０４では、同じく傾斜角度θ_Zに基づいて、拡大率が定められ、傾斜したカーブに対して拡大処理を適用した結果として拡大後のカーブが生成される。Ｓ３０５では、そのような拡大されたカーブを含む断面形状Ｓ_YZが定められ、それが断層画像上に表示される。Ｓ３０６では、以上の処理を続行するか否かが判断され、続行する場合には、Ｓ３０７において、断面形状Ｓ_YZに影響を与えるパラメータの値が変更されたか否かが判断され、変更があったと判断された場合には、Ｓ３０２以降の各工程が実行されることになる。 In S301, initial data is referred to, and in S302, a parameter set is referred to, and based on this, an uninclined curve is generated. Then, in S303, based on the inclination angle theta _Z in the Z direction, inclination processing is executed, the inclined curve is created. Then, in S304, likewise based on the inclination angle theta _Z, magnification determined, the curve after enlargement is created as a result of applying the enlargement processing to the inclined curve. In S305, a sectional shape S _YZ including such an enlarged curve is determined and displayed on the tomographic image. In S306, it is determined whether or not to continue the above processing. In the case of continuing, in S307, it is determined whether or not the value of the parameter that affects the cross-sectional shape S _YZ has been changed. If it is determined, each step after S302 is executed.

上記の実施形態においては、断面形状の生成にあたって２次元空間上での処理が中心となるので、その処理を迅速に行えるという利点が得られる。 In the above-described embodiment, since processing in a two-dimensional space is central in generating a cross-sectional shape, there is an advantage that the processing can be performed quickly.

４６，４８，５０断層画像、５２３次元画像、１１２傾斜前のクリッピング面、１１４傾斜後のクリッピング面、１１６拡大後のクリッピング面。 46, 48, 50 Tomographic image, 52 3D image, 112 Clipping surface before tilting, 114 Clipping surface after tilting, 116 Clipping surface after zooming.

Claims

Three-dimensional region-of-interest setting means for setting a three-dimensional region of interest to which rendering processing is applied to ultrasonic volume data acquired from a three-dimensional space in a living body;
Three-dimensional ultrasound image forming means for performing a rendering process using data in the three-dimensional region of interest, thereby forming a three-dimensional ultrasound image,
The three-dimensional region of interest has a clipping plane for spatially separating an imaging target tissue and an imaging non-target tissue;
The three-dimensional heart region setting means includes
Deformation means for deforming the clipping plane;
Tilting means for tilting the entire clipping plane;
An ultrasonic volume data processing apparatus comprising:

The apparatus of claim 1.
The ultrasonic volume data processing apparatus, wherein the deformation means deforms the clipping surface into a convex shape or a concave shape.

The apparatus according to claim 1 or 2,
The clipping plane has a first horizontal direction, a second horizontal direction, and a vertical direction as three directions of tilting movement,
The deformation means determines the vertical height of the representative point of the clipping plane according to a user-specified parameter h.
An ultrasonic volume data processing apparatus.

The apparatus of claim 3.
The shapes on both sides of the representative point in the first horizontal direction are in a line-symmetric relationship,
The shapes on both sides of the representative point in the second horizontal direction are in a line-symmetric relationship,
An ultrasonic volume data processing apparatus.

The apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The tilting means determines a two-dimensional tilt posture of the clipping plane according to a first tilt angle θ1 and a second tilt angle θ2.
An ultrasonic volume data processing apparatus.

The device according to any one of claims 1 to 5,
An ultrasonic volume data processing apparatus, comprising size adjusting means for adjusting a size of the clipping surface in accordance with an inclination angle of the clipping surface.

The apparatus of claim 6.
The ultrasonic volume data processing apparatus according to claim 1, wherein the size adjusting unit increases the size of the clipping plane as the inclination angle of the clipping plane increases.

The apparatus of claim 7.
In the first process, a deformed clipping plane is generated by the deforming means, and in the next second process, the deformed clipping plane is generated by tilting the deformed clipping plane by the tilting means, Further, in the third process, the size, and the size and size of the clipping plane after the inclination are adjusted by the size adjusting means, thereby generating a clipping plane after the deformation, the inclination and the size adjustment. Volume data processing device.

The apparatus of claim 8.
The deformation means generates first three-dimensional shape data as the clipping plane after the deformation,
The tilting means generates second three-dimensional shape data as a clipping plane after the deformation and tilting by rotational conversion of the first three-dimensional shape data,
The size adjusting means generates third three-dimensional shape data as a clipping plane after the deformation, the inclination, and the size adjustment by enlargement conversion of the second three-dimensional shape data,
An ultrasonic volume data processing apparatus, wherein a voxel calculation start point on each ray when performing the rendering is defined based on the third three-dimensional shape data.

The apparatus according to any one of claims 1 to 9,
A tomographic image forming means for forming first and second tomographic images orthogonal to each other based on the ultrasonic volume data;
Graphic image forming means for forming first and second graphic images representing two cross sections orthogonal to each other with respect to the three-dimensional region of interest;
A first display image obtained by synthesizing the first graphic image is displayed on the first tomographic image, and a second display image obtained by synthesizing the second graphic image on the second tomographic image. Display means for displaying
Including
The ultrasonic volume data processing apparatus, wherein when the three-dimensional region of interest is changed, the contents of the first and second graphic images are changed in conjunction with the change.

The apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A storage unit storing a plurality of initial parameter sets;
Selecting means for selecting a specific parameter set from the plurality of initial parameter sets;
Including
The ultrasonic volume data processing apparatus, wherein the three-dimensional region-of-interest setting means sets an initial three-dimensional region of interest according to the specific parameter set.

A program that has a function of setting a three-dimensional region of interest in which rendering is applied to ultrasonic volume data acquired from a three-dimensional space in a living body, and that is executed in an ultrasonic volume data processing device,
The program has a clipping plane generation function for generating a clipping plane for spatially separating an imaging target tissue and an imaging non-target tissue, which are planes included in the three-dimensional region of interest.
The clipping plane generating function has a deformation function for deforming the clipping plane based on user input, and a tilt function for tilting the entire clipping plane based on user input.