JP2012005593A - 三次元超音波画像を生成表示する超音波診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ボリュームデータに基づいて三次元超音波画像を生成して表示する超音波診断装置において、視線上のボリュームデータの各ボクセルのボクセル値とボクセル値に応じて設定された不透明度に基づいて、ボリュームレンダリングしてボクセル値投影画像データを生成する(202)。一方、視線上のボリュームデータの各ボクセルの投影面からの距離と前記不透明度に基づいてボリュームレンダリングして距離投影画像データを生成する(203)。そして、ボクセル値投影画像データと距離投影画像データに基づいて色調変換した三次元超音波画像を生成することにより(204)、ボクセル値の影響を受けずに、各部位の奥行きを正しく認識できる画像が表示される。
【選択図】図2
Description
本発明を適用してなる超音波診断装置の実施形態1について図を用いて説明する。本実施形態は、断層像のボリュームデータに基づいて三次元超音波像を生成する例であるが、本発明はこれに限られず、弾性像、カラー血流画像又はコントラスト画像のボリュームデータに基づいて三次元超音波像を生成する超音波診断装置にも適用することができる。
Cout = Cout-1+(1−Aout-1)・Ai・Ci・Si (3)
Aout= Aout-1+(1−Aout-1)・Ai (4)
ここで、Ciは、二次元投影面上のある点からボリュームデータを見た視線上のi番目に存在するボクセルの輝度値である。Coutは、視線上にN(Nは、0を含む任意の整数)個のボクセルが並んだとき、i=0〜Nまでの輝度値を積算した値であり、最終的な投影画像のピクセル値となる。Cout-1は(i−1)番目までの積算値である。
また、Aiは、同様に、視線上のi番目に存在するボクセルの輝度値の不透明度であり、予め輝度に対応させて0〜1.0の値をとるように不透明度が設定されている。図3に、ボクセルの輝度値に対応させて不透明度を設定してなる一例のグラフを示す。図示のように、横軸に輝度、縦軸に不透明度をとった不透明度テーブル(オパシティテーブル)として表され、ボクセルの輝度値から不透明度を求める。
Siは、陰影付けのための重み成分であり輝度Ciの傾きより算定される。例えば、光源とボクセルiを中心とした面の法線が一致する場合、もっとも強く反射するため1.0が与えられ、光源と法線が直交する場合には0.0が与えられるなどの強調効果を指し示す。
Cout、Aoutは、共に0を初期値とし、式(4)に示すように、A outはボクセルを通過するたびに積算され1.0に収束する。よって、式(3)に示されるようにi-1番目までのボクセルの不透明度の積算値Aout-1が≒1.0となった場合、i番目のボクセル値である輝度Ciは出力される投影画像には反映されない。
このようにして、ボリュームレーダリング処理では、不透明度の高いボクセルを表面としてとらえて投影画像データ作成することにより、三次元超音波画像を立体的に表示することができる。
Dout=Dout-1+(1−Aout-1)・Ai・Di (5)
ここで、Aout-1は式(3)で用いた積算不透明度、同様に、Aiも輝度値より参照される不透明度と同一の係数である。
二次元RGBテーブルを用いる場合、図4に示す様に、縦軸を輝度401、横軸を距離402とする二次元RGBテーブル400を参照することで、テーブルに格納されているR、G、Bの値を得ることが可能である。
本発明を適用してなる超音波診断装置の実施形態2について図を用いて説明する。本実施形態は、図1に示す実施形態1の超音波診断装置001を用いて実施され、異なる点はレンダリング処理とカラーリング処理の手順を入れ替えたことにある。本実施形態のボリュームレンダリング部017及び断面画像作成部018における処理のフローチャートを図9、図10にそれぞれ示す。
図11〜図13を参照して、本発明の実施形態3について説明する。本実施形態は、設定する深さの部位のみを色付けすることにより視認性を向上させたものであり、循環器の超音波画像に適用した例で説明する。図11は本実施形態の特徴を説明する概念図であり、図12は本実施形態における直交三断面画像と三次元超音波画像を並べて表示した例、図13は比較のため従来法による直交三断面像と三次元超音波画像を並べて表示した例である。本実施形態は、図11に示すように、断面画像1001に対し、設定された深度区間1002にのみ特徴的な色調変調を行うようにして、視認性を向上させたものである。深度区間1002の色調は、輝度と距離の二次元カラーマップ1004における深度区間1002の深度に対応する深度区間1005に設定された色調で色付けされる。また、有効領域枠1003に対応して投影画像が作成される。
002 探触子
003 制御部
004 コントロールパネル
011 送信部
012 受信部
013 超音波送受信制御部
014 整相加算部
015 画像処理部
016 三次元座標変換部
017 ボリュームレンダリング部
018 断面画像作成部
019 画像合成部
020 画像表示器
Claims (11)
- ボリュームデータに基づいて三次元超音波画像を生成して表示する超音波診断装置において、
視線上のボリュームデータの各ボクセルのボクセル値に基づいてボリュームレンダリングしてボクセル値投影画像データを生成し、視線上のボリュームデータの各ボクセルの投影面からの距離に基づいてボリュームレンダリングして距離投影画像データを生成し、前記ボクセル値投影画像データと前記距離投影画像データに基づいて前記三次元超音波画像を生成して表示することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記ボクセル値投影画像データは、各ボクセルのボクセル値に応じて設定される不透明度で重み付けしてボリュームレンダリングにより生成され、
前記距離投影画像データは、前記不透明度で重み付けしてボリュームレンダリングにより生成されることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1又は2に記載の超音波診断装置において、
前記三次元超音波画像は、前記ボクセル値投影画像データと前記距離投影画像データのそれぞれに基づいて色調変換されてなることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項3に記載の超音波診断装置において、
さらに、前記ボリュームデータに基づいて所望の断面画像を生成して前記三次元超音波画像に並べて表示する機能を備え、
前記断面画像は、前記投影面からの距離に応じて色調変換されてなることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記投影面の位置と、前記投影面からの距離を算出する対象範囲が入力設定されることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項4又は5に記載の超音波診断装置において、
色調変換する距離の範囲を入力設定可能であることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項6において、
色調変換する距離の範囲は、画像表示器に投影面と直交して表示されている断面画像から設定可能に形成されてなることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項7において、
色調変換する距離の範囲は、画像表示器に投影面と直交して表示されている断面画像に1つ以上の参照ラインとして設定可能に形成されてなることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項8において、
複数の前記参照ラインにより設定された複数の断面画像と、前記三次元超音波画像が並べて表示されることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記断面画像と前記三次元超音波画像に並べて、ボクセル値と距離を軸として設定された二次元RGBマップが表示されることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項10の超音波診断装置において、
前記二次元RGBマップは、色調変調を実施した区間に距離の数値が表示されることを特徴とする超音波診断装置。
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