JP2014097236A - 超音波診断装置、画像処理装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】視点移動をした場合であっても、フライスルー画像における管腔を適切に表示することを可能にする超音波診断装置、画像処理装置及びプログラムを提供すること。
【解決手段】実施の形態の超音波診断装置は、パラメータ設定部と、フライスルー画像生成部と、制御部とを備える。パラメータ設定部は、ボリュームデータを用いて生成されたＭＰＲ画像に描出された管腔の情報に基づいて、当該管腔の内部を所定の視点から投影したＰＶＲ画像を生成するための画質調整パラメータの値を所定の視点ごとに設定する。フライスルー画像生成部は、所定の視点ごとに設定された画質調整パラメータの値を用いて、当該所定の視点それぞれからのＰＶＲ画像をそれぞれ生成する。制御部は、管腔の内部の視点の位置に応じたＰＶＲ画像をモニタにてそれぞれ表示させる。
【選択図】図４

Description

本発明の実施の形態は、超音波診断装置、画像処理装置及びプログラムに関する。

従来、超音波診断装置においては、２Ｄアレイプローブ（two dimensional array probe）や、メカニカル４Ｄプローブ（mechanical four dimensional probe）を用いて３次元データ（ボリュームデータ）を収集し、収集したボリュームデータを用いて肝臓内の門脈や、乳管など管腔内の観察が行われている。このような管腔内の観察においては、例えば、管腔内をあたかも内視鏡で見たように表示させる仮想内視鏡表示が用いられる。なお、以下、仮想内視鏡表示をフライスルー（Fly Thru）表示と記す場合がある。

フライスルー表示では、ボリュームデータに含まれる管腔内に視点及び視線方向を設定して、透視投影画像（ＰＶＲ画像：Perspective Volume Rendering 画像）を生成して表示する。そして、フライスルー表示では、管腔に沿って視点位置を移動させながら生成したＰＶＲ画像を更新させて動画像で示すフライスルー画像が表示される。

また、フライスルー表示では、フライスルー画像と共に、視線方向に対する直交３断面のＭＰＲ（Multi-Planar Reconstruction）画像を生成して表示することで、管腔全体の内壁を観察することができる。しかしながら、上述した従来の技術では、視点移動に伴ってフライスルー画像における管腔が適切に表示されない場合があった。

特開２０１０−１６７０３２号公報

本発明が解決しようとする課題は、視点移動をした場合であっても、フライスルー画像における管腔を適切に表示することを可能にする超音波診断装置、画像処理装置及びプログラムを提供することである。

実施の形態の超音波診断装置は、設定手段と、仮想内視鏡画像生成手段と、表示制御手段とを備える。設定手段は、３次元画像データを用いて生成された２次元画像に描出された管腔の情報に基づいて、当該管腔の内部を所定の視点から投影した仮想内視鏡画像を生成するための画質調整パラメータの値を前記所定の視点ごとに設定する。仮想内視鏡画像生成手段は、前記所定の視点ごとに設定された画質調整パラメータの値を用いて、当該所定の視点それぞれからの前記仮想内視鏡画像をそれぞれ生成する。表示制御手段は、前記管腔の内部の視点の位置に応じた前記仮想内視鏡画像を所定の表示部にてそれぞれ表示させる。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。 図２は、画質調整パラメータを説明するための図である。 図３は、従来技術に係る課題の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係る画像生成部の構成の一例を示す図である。 図５Ａは、第１の実施形態に係る管腔内壁の設定の一例を示す図である。 図５Ｂは、第１の実施形態に係るパラメータ設定部による補完用データ算出処理の一例を模式的に示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る制御部によって表示されるフライスルー画像の一例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係る画像生成部によるＭＰＲ画像生成の一例を説明するための図である。 図８は、第１の実施形態に係る画像生成部によるＭＰＲ画像生成の一例を説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係る超音波診断装置によるフライスルー画像表示処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、第１の実施形態に係る超音波診断装置によるＭＰＲ画像表示処理の手順を示すフローチャートである。 図１１は、第２の実施形態に係るパラメータ設定部による処理の一例を説明するための図である。 図１２は、第２の実施形態に係るパラメータ設定部によるピクセルごとの閾値設定処理の一例を説明するための図である。 図１３は、第２の実施形態に係るパラメータ設定部によるピクセルごとの閾値設定処理の一例を説明するための図である。 図１４は、第２の実施形態に係る超音波診断装置によるフライスルー画像表示処理の手順を示すフローチャートである。 図１５Ａは、第３の実施形態に係るパラメータ設定部による処理を説明するための図である。 図１５Ｂは、第３の実施形態に係る画像生成部及びパラメータ設定部による処理を説明するための図である。 図１６は、第３の実施形態に係る超音波診断装置によるフライスルー画像表示処理の手順を示すフローチャートである。 図１７は、第４の実施形態に係る変形例を示す図である。

（第１の実施形態）
まず、本実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００の構成を説明するための図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。

超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送受信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材などを有する。なお、超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。

超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

ここで、本実施形態に係る超音波プローブ１は、超音波により被検体Ｐを２次元で走査するとともに、被検体Ｐを３次元で走査することが可能な超音波プローブである。具体的には、本実施形態に係る超音波プローブ１は、被検体Ｐを２次元で走査する複数の圧電振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカルスキャンプローブである。或いは、本実施形態に係る超音波プローブ１は、複数の圧電振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２次元超音波プローブである。なお、２次元超音波プローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Ｐを２次元で走査することが可能である。

モニタ２は、超音波診断装置１００の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像などを表示したりする。例えば、モニタ２は、後述する画像生成部１４の処理によって生成されたフライスルー画像や、ＭＰＲ画像を表示する。

入力装置３は、トラックボール、スイッチ、ダイヤル、タッチコマンドスクリーンなどを有する。入力装置３は、超音波診断装置１００の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。例えば、入力装置３は、２次元画像上の所定の位置を指定するための入力操作を受け付ける。一例を挙げると、入力装置３は、ＭＰＲ画像に描出された管腔における管腔内壁の位置を指定するための入力操作を受け付ける。

装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置である。具体的には、本実施形態に係る装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元超音波画像（ボリュームデータ）を生成可能な装置である。装置本体１０は、図１に示すように、送受信部１１と、Ｂモード処理部１２と、ドプラ処理部１３と、画像生成部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、制御部１７とを有する。

送受信部１１は、トリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。

なお、送受信部１１は、後述する制御部１７の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

また、送受信部１１は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。

このように、送受信部１１は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。ここで、本実施形態に係る送受信部１１は、超音波プローブ１から被検体Ｐに対して３次元の超音波ビームを送信させ、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。

Ｂモード処理部１２は、送受信部１１から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。 ここで、Ｂモード処理部１２は、検波周波数を変化させることで、映像化する周波数帯域を変えることができる。また、Ｂモード処理部１２は、一つの反射波データに対して、二つの検波周波数による検波処理を並列して行うことができる。

ドプラ処理部１３は、送受信部１１から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。

なお、本実施形態に係るＢモード処理部１２およびドプラ処理部１３は、２次元の反射波データおよび３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、本実施形態に係るＢモード処理部１２は、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成することができる。また、本実施形態に係るドプラ処理部１３は、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成することができる。

画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成したデータから超音波画像を生成する。すなわち、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像を生成する。具体的には、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した３次元のＢモードデータから、３次元のＢモード画像を生成する。

また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成したドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像を生成する。具体的には、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した３次元のドプラデータから、３次元のカラードプラ画像を生成する。なお、以下では、画像生成部１４が生成した３次元のＢモード画像及び３次元のカラードプラ画像をまとめて「ボリュームデータ」と記載する。

また、画像生成部１４は、生成したボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種画像を生成することができる。具体的には、画像生成部１４は、ボリュームデータからＭＰＲ画像やレンダリング画像を生成することができる。

すなわち、超音波プローブ１により被検体Ｐの撮影部位に対して超音波の３次元走査が行なわれることで、送受信部１１は、３次元のデータを生成する。そして、画像生成部１４は、ボリュームデータをモニタ２に表示するための画像として、例えば、操作者からの指示により、直交３断面におけるＭＰＲ画像や、超音波プローブ１の被検体Ｐに対する接触面を視点とした場合のレンダリング画像や、任意の場所を視点とした場合のレンダリング画像を生成する。

また、画像生成部１４は、ボリュームデータに含まれる管腔において、管腔内部に視点を配置した投影像であるフライスルー画像などを生成する。画像生成部１４によるフライスルー画像の生成については、後に詳述する。なお、画像生成部１４は、超音波画像に、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマークなどを合成した合成画像を生成することもできる。なお、画像生成部１４によって生成されるフライスルー画像は、仮想内視鏡画像、或いは、ＰＶＲ画像と呼ばれる場合もある。

画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した超音波画像を記憶するメモリである。また、画像メモリ１５は、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。

内部記憶部１６は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見など）や、診断プロトコルや各種ボディーマークなどの各種データを記憶する。また、内部記憶部１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像の保管などにも使用される。

制御部１７は、情報処理装置（計算機）としての機能を実現する制御プロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）であり、超音波診断装置１００の処理全体を制御する。具体的には、制御部１７は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１６から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３及び画像生成部１４の処理を制御する。また、制御部１７は、画像メモリ１５が記憶する超音波画像や、内部記憶部１６が記憶する各種画像、又は、画像生成部１４による処理を行なうためのＧＵＩ、画像生成部１４の処理結果などをモニタ２にて表示するように制御する。

以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、以下、詳細に説明する画像生成部１４の処理により、視点移動をした場合であっても、フライスルー画像における管腔を適切に表示することができるように構成されている。

ここで、従来技術において、視点移動に伴ってフライスルー画像における管腔が適切に表示されない場合について説明する。従来、フライスルー画像を表示する場合、超音波診断装置においては、取得したボリュームデータにおける管腔の抽出処理が行われる。超音波診断装置ではこの管腔の抽出処理において、ボクセルに割り当てられた輝度によってそのボクセルが管腔内壁に属するか、あるいは管腔内部であるかを決定している。すなわち、超音波診断装置においては、所定の輝度未満のボクセルを管腔内部として決定し、一方管腔内部に接し所定の輝度以上であるボクセルを管腔として決定する。

ここで、超音波診断装置においては、取得されたボリュームデータごとに輝度の分布が異なることから、管腔内壁を決定するための輝度が画質調整パラメータによって調整される。図２は、画質調整パラメータを説明するための図である。図２においては、画質調整パラメータの一つである閾値と管腔内壁を決定する輝度との関係について示す。図２においては、縦軸が閾値を示し、横軸が輝度を示す。

図２に示すように、閾値に輝度が対応づけられる。例えば、図２に示すように、閾値を「ａ」から「ｂ」に変化させると、管腔内壁を決定する輝度の値が大きくなる。閾値は、ボリュームデータごとに、当該ボリュームデータに含まれる輝度の分布から決定される。すなわち、超音波診断装置では、取得したボリュームデータの輝度に応じて閾値が決定され、決定された閾値に対応する輝度の領域が管腔内壁として決定される。

しかしながら、従来の超音波診断装置では、ボリュームデータごとに固定した画質調整パラメータ（閾値）を用いるため、同一ボリュームデータの管腔において、視点位置によって管腔の径の大きさや、画像コントラストなどが変化するとフライスルー画像における管腔が適切に表示されない場合がある。すなわち、管腔の径の大きさや、画像コントラストなどが視点位置によって変化すると、各視点位置から投影されるフライスルー画像（ＰＶＲ画像）の最適な閾値が変化することとなり、フライスルー画像における管腔内壁と管腔内部との境界が変化して、視点移動に伴って管腔が埋もれてしまったり、管腔内壁が抜けてしまったりする場合がある。

図３は、従来技術に係る課題の一例を示す図である。図３においては、径及び画像コントラストが変化する管腔のＰＶＲ画像を、同一の閾値で生成した場合について示す。また、図３の（Ａ）は、管腔の断面図を示す。また、図３の（Ｂ）は、閾値を「８６」とし、図３の（Ａ）に示す矢印２０の視線方向で管腔を投影したＰＶＲ画像を示す。また、図３の（Ｃ）は、閾値を「８６」とし、図３の（Ａ）に示す矢印２１の視線方向で管腔を投影したＰＶＲ画像を示す。

例えば、図３の（Ａ）に示すように、管腔の画像コントラストが鮮明な領域でのＰＶＲ画像は、図３の（Ｂ）に示すように、適切な管腔が表示される。しかしながら、図３の（Ａ）の右側に示すように、管腔の径が急激に細くなり、画像コントラストが低下した場合に、同一の閾値を用いてＰＶＲ画像を生成すると、図３の（Ｃ）に示すように、管腔が埋もれてしまう。すなわち、視点を移動させながらフライスルー画像を表示すると、途中から管腔が埋もれることとなり、視点移動に伴ってフライスルー画像における管腔が適切に表示されない。なお、図３においては、画質調整パラメータの１つとして閾値の場合を例に説明したが、例えば、Transparency（透明度）などの画質調整パラメータについても同様の問題がある。

そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００においては、以下に詳細に記載する画像生成部１４の処理により、視点移動をした場合であっても、フライスルー画像における管腔を適切に表示することを可能にする。なお、本実施形態においては、画質調整パラメータとして閾値を用いる場合について説明する。

図４は、第１の実施形態に係る画像生成部１４の構成の一例を示す図である。図４に示すように、画像生成部１４は、パラメータ設定部１４１と、フライスルー画像生成部１４２とを有する。

パラメータ設定部１４１は、３次元画像データを用いて管腔を描出した２次元断面像を抽出する。そして、パラメータ設定部１４１は、この２次元画像の情報に基づいて、当該管腔の内部を所定の視線方向から投影した仮想内視鏡画像（ＰＶＲ画像）を生成するための画質調整パラメータの値を所定の視点ごとに設定する。具体的には、パラメータ設定部１４１は、ＭＰＲ画像に描出された管腔の対向する内壁に対してそれぞれ設定された２点ごとに、２点間の距離と、ボリュームデータにおける当該２点間の距離とが同一となるように、画質調整パラメータをそれぞれ設定する。

ここで、まず、パラメータ設定部１４１の処理を行なうために、観察者は、入力装置３を介して、処理対象となるボリュームデータを指定し、更に、直交３断面（Ａ面、Ｂ面、Ｃ面）のＭＰＲ画像の表示要求を行なう。表示要求を入力装置３から通知された制御部１７は、画像生成部１４に対して、観察者が指定したボリュームデータから直交３断面のＭＰＲ画像を生成するように制御する。そして、モニタ２は、制御部１７の制御により、画像生成部１４が生成した直交３断面のＭＰＲ画像を表示する。

観察者は、入力装置３が有する描画機能を用いて、モニタ２に表示されたＭＰＲ画像に描出された管腔の対向する内壁それぞれに、パラメータ設定部１４１が画質調整パラメータを設定するための点を設定する。ここで、観察者は、ＭＰＲ画像に描出された管腔の対向する内壁それぞれに対となる２点を複数設定する。このとき、観察者は、ＭＰＲ画像に描出された管腔の径や画像コントラストの変化などに基づいて対となる２点を複数設定する。一例を挙げると、観察者は、管腔の径が急激に変化（太くなる、或いは、細くなる）している領域や、画像コントラストが低下している領域の管腔の内壁に対して対となる２点を設定する。なお、観察者は、任意の位置に２点を設定することができ、例えば、一定間隔で２点を設定するようにしてもよい。制御部１７は、入力装置３が受け付けた対となる２点それぞれについて、ボリュームデータにおける位置情報を取得し、取得した２点の位置情報と、当該２点間の距離をパラメータ設定部１４１にそれぞれ通知する。

図５Ａは、第１の実施形態に係る管腔内壁の設定の一例を示す図である。図５Ａにおいては、モニタ２に表示された直交３断面のＭＰＲ画像のうちの一枚を示す。例えば、観察者は、直交３断面のＭＰＲ画像から１枚を選択する。そして、観察者は、図５Ａに示すように、選択したＭＰＲ画像に描出された管腔の計測点Ａ、計測点Ｂ及び計測点Ｃの位置の対向する内壁にそれぞれ２点を設定する。

さらに、観察者は、超音波診断装置１００に対して、設定した２点間の距離をそれぞれ計測させる。すなわち、制御部１７は、例えば、図５Ａに示すように、設定された２点間の距離「計測点Ａ、ｄ（Distance）＝４．３ｍｍ」、「計測点Ｂ、ｄ＝４．６ｍｍ」及び「計測点Ｃ、ｄ＝４．９ｍｍ」をそれぞれ計測する。そして、制御部１７は、「計測点Ａ」、「計測点Ｂ」及び「計測点Ｃ」にそれぞれ設定された２点の位置情報（３次元上の座標）と、計測結果「４．３ｍｍ」、「４．６ｍｍ」及び「４．９ｍｍ」をパラメータ設定部１４１に通知する。

パラメータ設定部１４１は、制御部１７から通知された２点の位置情報それぞれと、２点間の距離「４．３ｍｍ」、「４．６ｍｍ」及び「４．９ｍｍ」を用いて閾値をそれぞれ設定する。具体的には、パラメータ設定部１４１は、設定された２点ごとに、ボリュームデータにおいて、通知された２点を通過する直線を算出し、算出した直線上の２点間の距離が、ＭＰＲ画像によって通知された距離と同一になるように閾値を設定する。

例えば、パラメータ設定部１４１は、計測点Ａに設定された２点の位置情報から当該２点を通過する直線を算出する。そして、パラメータ設定部１４１は、閾値を段階的に変化させたボリュームデータを生成させ、算出した直線上の２点間の距離が通知された距離「４．３ｍｍ」となる閾値を抽出する。そして、パラメータ設定部１４１は、抽出した閾値を、計測点Ａにおけるフライスルー画像を生成する際の閾値として設定する。すなわち、パラメータ設定部１４１は、図５Ａに示すように、計測点Ａの閾値を「６４」と設定する。

同様に、パラメータ設定部１４１は、計測点Ｂ及び計測点Ｃについても、２点の位置情報と、通知された距離とから、各位置における閾値をそれぞれ「７３」、「８２」と設定する。なお、図５Ａにおいては、計測点が３箇所の場合を例として説明したが、パラメータ設定部１４１は、観察者によって設定された計測点それぞれについて上述した閾値の設定を行う。また、図５Ａにおいては、画質調整パラメータとして閾値を用いる場合を例に説明したが、他の画質調整パラメータを用いる場合についても同様である。

また、パラメータ設定部１４１は、２点ごとに設定した画質調整パラメータ（例えば、閾値）を用いて、補完用の情報を生成する。具体的には、パラメータ設定部１４１は、観察者によって計測点が設定されていない位置における閾値を設定するための補完用データを算出する。図５Ｂは、第１の実施形態に係るパラメータ設定部１４１による補完用データ算出処理の一例を模式的に示す図である。図５Ｂにおいては、図５Ａにおける計測点Ａ〜Ｃに結果を用いた算出処理の例を示す。

例えば、パラメータ設定部１４１は、図５Ｂに示すように、縦軸を閾値、横軸を管腔における位置としたグラフを生成する。すなわち、パラメータ設定部１４１は、図５Ｂに示すように、計測点Ａ〜Ｃにおける閾値を通過する曲線を補完用データとして算出する。

パラメータ設定部１４１は、上述したように閾値を設定することによって、同一ボリュームデータにおける視点位置ごとの管腔内壁の位置を決定する。これにより、パラメータ設定部１４１は、ボリュームデータに含まれる管腔における視点位置ごとに、管腔領域を抽出することとなる。そして、管腔領域が抽出された各ボリュームデータには、芯線が設定され、芯線に沿ってＰＶＲ画像が生成され、動画像であるフライスルー画像が表示されることとなる。

図４に戻って、フライスルー画像生成部１４２は、所定の視点ごとに設定された画質調整パラメータの値を用いて、当該所定の視点それぞれからのＰＶＲ画像をそれぞれ生成する。具体的には、フライスルー画像生成部１４２は、パラメータ設定部１４１によって設定された画質調整パラメータによって抽出された管腔領域に設定された芯線の軌道に沿って、任意の方向に、一定の距離間隔及び一定の時間間隔で視点を移動させ、各視線方向から管腔内を投影したＰＶＲ画像を、視点位置ごとのボリュームデータを用いてそれぞれ生成する。

ここで、まず、フライスルー画像生成部１４２が処理を行うために、観察者によって視点及び視線方向が設定される。そして、フライスルー画像生成部１４２は、設定された芯線上の視点から設定された視線方向に、管腔内を投影したＰＶＲ画像を生成する。このとき、フライスルー画像生成部１４２は、視線方向を中心とする視野角であるＦＯＶ（Field Of View）角にて定まる近平面及び遠平面の範囲に向けて視点から放射状に透視投影する。そして、フライスルー画像生成部１４２は、一定の距離間隔及び一定の時間間隔で視点を移動させながら、各視線方向から管腔内を投影したＰＶＲ画像をそれぞれ生成し、生成したＰＶＲ画像を画像メモリ１５に格納する。

上述した処理の一例について、図５Ａを用いて説明する。例えば、図５Ａの管腔内に示す点を視点とし、矢印を視線方向として管腔内を投影したＰＶＲ画像を生成して、視点移動させながらフライスルー画像を生成する場合について説明する。かかる場合には、フライスルー画像生成部１４２は、視点移動により視点位置が各計測点に来た場合に、各観測点の閾値で生成されたボリュームデータを用いてＰＶＲ画像を生成する。一例を挙げると、フライスルー画像生成部１４２は、視点移動に伴って視点位置が計測点Ａにきた場合に、閾値「６４」で生成されたボリュームデータを用いて、ＰＶＲ画像を生成する。

そして、フライスルー画像生成部１４２は、閾値「６４」で生成されたボリュームデータを用いて、視点を移動させながらＰＶＲ画像をそれぞれ生成し、視点位置が計測点Ｂに達した場合に、計測点Ｂの閾値「７３」で生成されたボリュームデータを用いて、ＰＶＲ画像を生成する。同様に、フライスルー画像生成部１４２は、視点移動をさせながら視点位置が計測点Ｃに達した場合には、計測点Ｃの閾値「８２」で生成されたボリュームデータを用いて、ＰＶＲ画像を生成する。

このように、フライスルー画像生成部１４２は、視点移動に伴って、最適な画質調整パラメータで生成されたボリュームデータを用いてＰＶＲ画像を生成する。従って、第１の実施形態に係るフライスルー画像生成部１４２によって生成されたＰＶＲ画像を用いてフライスルー画像を表示することで、視点移動を行った場合であっても、フライスルー画像における管腔を適切に表示することができる。

図６は、第１の実施形態に係る制御部１７によって表示されるフライスルー画像（ＰＶＲ画像）の一例を示す図である。第１の実施形態に係る管腔においては、上述したパラメータ設定部１４１の処理により、例えば、図６の（Ａ）に示すように、管腔内壁の境界３０が管腔に沿って正確に抽出される。そして、例えば、図６の（Ａ）に示すように、管腔の画像コントラストが鮮明な領域でのＰＶＲ画像は、図６の（Ｂ）に示すように、閾値「８６」で生成されたボリュームデータから生成されることで適切な管腔が表示される。また、図６の（Ａ）の右側に示すように、管腔の径が急激に細くなり、画像コントラストが低下した場合であっても、かかる場合の最適な閾値「１０６」で生成されたボリュームデータを用いてＰＶＲ画像を生成することで、図６の（Ｃ）に示すように、適切な管腔が表示される。すなわち、視点を移動させながらフライスルー画像を表示したとしても、フライスルー画像における管腔は常に適切に表示されることとなる。

なお、上述した実施形態では、視点位置が計測点に達した場合に、ＰＶＲ画像を生成するボリュームデータを切替える例を説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、視点位置とＰＶＲ画像に投影される管腔内の位置とからボリュームデータを切替えるタイミングを変えることも可能である。すなわち、ＰＶＲ画像においては、視点位置が計測点に達する前に、既に視点位置の管腔領域が描出されることとなる。従って、これらを考慮して、ＰＶＲ画像を生成するボリュームデータを切替えるタイミングを設定してもよい。

一例を挙げると、ＦＯＶに基づいて計測点がＰＶＲ画像内に含まれる管腔内の位置を算出して、算出した管腔内の位置に視点が達した場合に、計測点の閾値で生成されたボリュームデータを用いるように切替える。図５Ａを例に説明すると、例えば、フライスルー画像生成部１４２は、計測点ＡがＰＶＲ画像内に含まれる位置に視点位置が達した場合に、計測点Ａの閾値「６４」で生成されたボリュームデータを用いてＰＶＲ画像を生成する。このように計測点が観察できる位置（例えば、計測点よりもＤｍｍ手前）は、管腔のスケールによって変化するパラメータとして、予め設定してもよい。

制御部１７は、フライスルー画像生成部１４２によって生成された管腔の内部の視点の位置に応じたＰＶＲ画像と、当該ＰＶＲ画像が生成された視点位置における直交３断面のＭＰＲ画像とをモニタ２にそれぞれ表示させる。ここで、制御部１７は、フライスルー画像生成部１４２がＰＶＲ画像を生成する際に視点を移動した時間間隔でＰＶＲ画像を更新することで、管腔内を視線方向に移動しながら観察できるフライスルー画像を表示させることが可能である。なお、フライスルー画像が表示される場合には、視点の移動に伴って、直交３断面のＭＰＲ画像も更新される。

上述したように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、モニタ２に表示したＭＰＲ画像上に複数の計測点を設定させ、設定された計測点ごとに閾値を設定してボリュームデータを生成する。しかしながら、ボリュームデータに含まれる管腔は、必ずしも１枚のＭＰＲ画像に描出させることができるわけではない。すなわち、ボリュームデータに含まれる管腔が曲がっている場合には、管腔全体を１枚のＭＰＲ画像に描出させることはできない。

そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、管腔の断面位置を変化させた複数のＭＰＲ画像を観察者に対して表示し、表示した各ＭＰＲ画像上に対となる２点（計測点）を設定させる。図７は、第１の実施形態に係る画像生成部１４によるＭＰＲ画像生成の一例を説明するための図である。

例えば、図７の（Ａ）に示すように、ボリュームデータに含まれる管腔４０が曲がっており、１枚のＭＰＲ画像に描出できない場合には、画像生成部１４は、図７の（Ｂ）に示すように、管腔の芯線に沿って管腔断面の一部が含まれるＭＰＲ画像５１を生成する。制御部１７は、画像生成部１４によって生成されたＭＰＲ画像５１をモニタ２に表示させて、観察者に計測点を設定させる。

そして、計測点が設定されると、画像生成部１４は、図７の（Ｃ）に示すように、管腔４０の断面位置を変えたＭＰＲ画像５２を生成する。ここで、画像生成部１４は、図７の（Ｃ）に示すように、ＭＰＲ画像５１に設定された計測点４１を画像内に含むようにＭＰＲ画像５２を生成する。そして、制御部１７によってＭＰＲ画像５２がモニタ２にて表示され計測点４２が設定されると、上記と同様に、計測点４２を含むＭＰＲ画像を生成する。このように、画像生成部１４は、管腔の内壁全体を網羅するようにＭＰＲ画像を生成することで、観察者は、管腔の任意の位置に計測点を設定することができる。

また、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、管腔の断面位置を変化させた複数のＭＰＲ画像を観察者に対して表示する際に、管腔の径が急激に変化する領域を抽出して、断面位置を細かく変化させたＭＰＲ画像を生成して表示する。図８は、第１の実施形態に係る画像生成部１４によるＭＰＲ画像生成の一例を説明するための図である。例えば、図８の（Ａ）に示すように、管腔４０の径が急激に太くなる場合に、この管腔の形状を正確に描出したフライスルー画像を表示させるためには、管腔の径が急激に変化する部分（矢印２２によって指示される領域）に計測点を細かく設定することが求められる。

そこで、第１の実施形態に係る画像生成部１４は、まず、所定の閾値（例えば、デフォルト値、或いは、ボリュームデータの輝度の分布から算出）を用いてボリュームデータを生成し、生成したボリュームデータ内の管腔を抽出して、芯線を設定する。そして、画像生成部１４は、生成した芯線に沿って仮のフライスルー画像（ＰＶＲ画像）を生成して、おおよその管腔の径を算出することで、管腔の径が急激に変化する部分を抽出する。例えば、画像生成部１４は、図８の（Ａ）に矢印２３の方向で視点を移動させながら、図８の（Ｂ）に示すように、仮のフライスルー画像を生成する。そして、画像生成部１４は、生成したフライスルー画像内の管腔の径を算出する。なお、ここで算出される管腔の径は、最適な閾値を用いていないためおおよその値となる。また、図８の（Ｂ）においては、フライスルー画像（ＰＶＲ画像）が示されているが、実際には、画像は表示されず、バックグラウンドで処理が実行される。

上述したように、管腔の径が急激に変化する部分を抽出すると、画像生成部１４は、管腔を細かい断面で示すＭＰＲ画像を生成する。例えば、画像生成部１４は、図７に示す例の半分の距離を移動した位置のＭＰＲ画像を生成する。これにより、管腔の径が急激に変化する部分の変化の様子を細かく描出したＭＰＲ画像を観察者に表示することができる。その結果、例えば、図８の（Ｃ）に示すように、矢印２２の領域に計測点４５、４６及び４７を細かく設定させることが可能となる。

上述したように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、視点が移動した場合であっても、ＭＰＲ画像における管腔径とフライスルー画像における管腔径とを一致させたフライスルー表示が可能である。ここで、上述した処理は、フライスルー表示のどのタイミングで行われる場合であってもよい。すなわち、ボリュームデータが収集された直後に実行する場合であってもよく、或いは、一度フライスルー画像を表示させた後に、再度、実行する場合であってもよい。

次に、図９及び図１０を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００の処理について説明する。図９は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００によるフライスルー画像表示処理の手順を示すフローチャートである。また、図１０は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００によるＭＰＲ画像表示処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図１０の処理の手順は、図９のステップＳ１０２の処理に相当する。

まず、図９を用いて、フライスルー画像表示処理の手順を説明する。図９に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００においては、フライスルー表示モードであると（ステップＳ１０１肯定）、制御部１７は、ＭＰＲ画像をモニタ２に表示させる（ステップＳ１０２）。そして、制御部１７は、ＭＰＲ画像に描出された管腔の対向する管腔内壁に対となる２点が複数設定されたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

ここで、対となる２点が複数設定されると（ステップＳ１０３肯定）、制御部１７は、２点間の距離をそれぞれ測定し（ステップＳ１０４）、設定された対となる２点の位置情報と、各２点間の距離の測定結果とをパラメータ設定部１４１に通知する。

そして、パラメータ設定部１４１は、通知された２点の位置情報から、ボリュームデータにおいて、設定された対となる２点を通過する直線をそれぞれ算出する（ステップＳ１０５）。その後、パラメータ設定部１４１は、算出した直線上の２点の距離がＭＰＲ画像における２点間の距離（通知された距離）と同一となる閾値を、対となる２点ごとにそれぞれ抽出する（ステップＳ１０６）。

そして、フライスルー画像生成部１４２は、抽出された閾値で生成されたボリュームデータを用いてフライスルー画像をそれぞれ生成する（ステップＳ１０７）。そして、制御部１７は、視点移動に応じて生成されたフライスルー画像を切替えて表示させ（ステップＳ１０８）、処理を終了する。なお、フライスルー表示モードがＯＦＦの場合、及び、対となる２点が複数設定されるまで、超音波診断装置１００は、待機状態である（ステップＳ１０１否定、ステップＳ１０３否定）。

次に、図１０を用いて、ＭＰＲ画像表示処理の手順を説明する。図１０に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００においては、画像生成部１４は、ボリュームデータに含まれる管腔を１枚のＭＰＲ画像で表示できるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、管腔を１枚のＭＰＲ画像で表示できない場合には（ステップＳ２０１否定）、画像生成部１４が芯線に沿って管腔の断面を含むＭＰＲ画像を生成して、制御部１７が生成された画像をモニタ２に表示させる（ステップＳ２０２）。

そして、画像生成部１４は、観察者によって計測点が設定されたか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ここで、計測点が設定された場合には（ステップＳ２０３肯定）、画像生成部１４は芯線に沿って視点を移動させ（ステップＳ２０４）、管腔の終端であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

ここで、管腔の終端ではない場合には（ステップＳ２０５否定）、画像生成部１４は、管腔径に大きな変化があるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで、管腔径に大きな変化がない場合には（ステップＳ２０６否定）、画像生成部１４は、設定された計測点が次のＭＰＲ画像に含まれるように視点を移動して（ステップＳ２０７）、ＭＰＲ画像を生成する（ステップＳ２０２）。

一方、管腔径に大きな変化がある場合には（ステップＳ２０６肯定）、画像生成部１４は、半分の距離（例えば、設定された計測点が次のＭＰＲ画像に含まれるように視点を移動させた場合の距離の半分の距離）で視点を移動させて（ステップＳ２０８）、ＭＰＲ画像を生成する（ステップＳ２０２）。第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、管腔の終端まで上述した処理を繰り返して実行し、管腔の終端でＭＰＲ画像生成処理を終了する（ステップＳ２０５肯定）。また、管腔を１枚のＭＰＲ画像で表示できる場合には（ステップＳ２０１肯定）、画像生成部１４が管腔全体を含むＭＰＲ画像を生成して、制御部１７が生成された画像をモニタ２に表示させ（ステップＳ２０９）、ＭＰＲ画像生成処理を終了する。

上述したように、第１の実施形態によれば、パラメータ設定部１４１は、ボリュームデータを用いて生成されたＭＰＲ画像に描出された管腔の情報に基づいて、当該管腔の内部を所定の視点から投影したＰＶＲ画像を生成するための画質調整パラメータの値を所定の視点ごとに設定する。フライスルー画像生成部１４２は、所定の視点ごとに設定された画質調整パラメータの値を用いて、当該所定の視点それぞれからのＰＶＲ画像をそれぞれ生成する。制御部１７は、管腔の内部の視点の位置に応じたＰＶＲ画像をモニタにてそれぞれ表示させる。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、所定の視点ごとに設定した閾値を用いて生成したボリュームデータからフライスルー画像を生成することができ、視点移動を行った場合であっても、フライスルー画像における管腔を適切に表示することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、パラメータ設定部１４１は、管腔の一部の断面をそれぞれ含み、当該管腔の全体を網羅するように生成された複数のＭＰＲ画像それぞれに描出された管腔の情報に基づいて、複数のＭＰＲ画像それぞれについてＰＶＲ画像を生成するための画質調整パラメータの値を設定する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、種々の管腔の形状に対応することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、パラメータ設定部１４１は、管腔の径が大きく変化する場合に、管腔が短い区間で区切られた断面をそれぞれ含み、当該管腔の全体を網羅するように生成された複数のＭＰＲ画像それぞれに描出された管腔の情報に基づいて、複数のＭＰＲ画像それぞれについてＰＶＲ画像を生成するための画質調整パラメータの値を設定する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、径の大きさが急激に変化する管腔であっても、より正確なフライスルー画像を表示させることを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、パラメータ設定部１４１は、ＭＰＲ画像に描出された管腔の対向する内壁に対してユーザが設定した座標の情報に基づいて、画質調整パラメータの値を設定する。そして、フライスルー画像生成部１４２は、ユーザによって設定された座標に対応するＰＶＲ画像を、当該座標ごとに設定された画質調整パラメータを用いてそれぞれ生成する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、ユーザの指定する位置のフライスルー画像を正確に表示することを可能にする。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、単一の閾値を用いて１枚のＰＶＲ画像を生成する場合について説明した。第２の実施形態では、ＰＶＲ画像のピクセルごとに閾値を設定する場合について説明する。

第２の実施形態に係るパラメータ設定部１４１は、ＭＰＲ画像に描出された管腔の情報に基づいて、ＰＶＲ画像におけるピクセルごとの閾値を設定する。具体的には、パラメータ設定部１４１は、ＭＰＲ画像上に設定された計測点の閾値を用いて、ピクセルごとの閾値を補完する。図１１は、第２の実施形態に係るパラメータ設定部１４１による処理の一例を説明するための図である。ここで、図１１においては、直交３断面のＭＰＲ画像と、フライスルー画像（ＰＶＲ画像）とを示す。

例えば、パラメータ設定部１４１は、図１１に示すように、視線の直交する２断面に対して設定された計測点を用いて、ピクセルごとの閾値を設定する。ここで、まず、パラメータ設定部１４１は、図１１に示すように、視線の直交する２断面に対して計測点がそれぞれ設定されると、断面それぞれについて、計測点ごとの閾値を設定して、さらに、図５Ｂに示すような補完用データを生成する。

そして、パラメータ設定部１４１は、設定した閾値及び補完用データを用いて計測点が設定された同一断面に対応するピクセルの閾値を設定する。図１２は、第２の実施形態に係るパラメータ設定部１４１によるピクセルごとの閾値設定処理の一例を説明するための図である。図１２においては、計測点が設定された断面を示す。例えば、パラメータ設定部１４１は、図１２の（Ａ）に示すように、管腔内壁に対して各ピクセルに対応する視線２３〜２６を算出する。そして、パラメータ設定部１４１は、算出した視線２３〜２６が管腔内壁と交差する位置をそれぞれ算出する。そして、パラメータ設定部１４１は、算出した位置の閾値を補完用データから読み出し、読み出した閾値を該当するピクセルの閾値として設定する。

一例を挙げると、パラメータ設定部１４１は、図１２の（Ｂ）に示すように、視線２３に対応するピクセルの閾値を「６０」と設定する。同様に、パラメータ設定部１４１は、図１２の（Ｂ）に示すように、視線２４、視線２５及び視線２６に対応するピクセルの閾値をそれぞれ「７０」、「７２」及び「６２」と設定する。

或いは、パラメータ設定部１４１は、ボリュームデータに対する画質調整パラメータを種々変更させて、通知された点の座標に管腔の内壁が重畳する画質調整パラメータをピクセルごとに抽出する。具体的には、パラメータ設定部１４１は、各ピクセルに対してＭＰＲ画像とＰＶＲ画像の境界が一致するように閾値を設定する。または、パラメータ設定部１４１は、ピクセルごとに、各視線が交差するＭＰＲ画像の境界位置と、各視線から算出したＰＶＲ画像の境界位置とが一致するように、閾値を設定する。

さらに、パラメータ設定部１４１は、対応するＭＰＲ画像がない（ＭＰＲ画像が生成されていない）ピクセルに関して、視点からの距離が最も近い直交２断面上の２点の閾値を用いて補完処理を行う。図１３は、第２の実施形態に係るパラメータ設定部１４１によるピクセルごとの閾値設定処理の一例を説明するための図である。

例えば、対応するＭＰＲ画像がないピクセルについて、パラメータ設定部１４１は、図１３の（Ａ）に示すように、視点からの距離が最も近い直交２断面上の２点の閾値を用いて補完処理を行う。まず、パラメータ設定部１４１は、閾値を設定するピクセルについて、視点からの距離を算出し、算出した距離に最も近い２つのピクセルを、対応するＭＰＲ画像があるピクセルの中から抽出する。

そして、パラメータ設定部１４１は、抽出したピクセルの閾値と、閾値を設定するピクセルから各ピクセルまでの距離とを用いた加重平均により、ピクセルの閾値を補完する。例えば、パラメータ設定部１４１は、図１３の（Ｂ）に示すように、ＭＰＲ画像５３上のピクセルの閾値「Ｔ₁」と、ＭＰＲ画像５４上のピクセルの閾値「Ｔ₂」とを用いて、閾値を設定するピクセルの閾値「Ｔ_X」を以下の式（１）を用いて算出する。なお、以下の式における「Ｌ₁」及び「Ｌ₂」は、図１３の（Ｂ）に示すように、それぞれ「Ｔ₁−Ｔ_X」の距離及び「Ｔ₂−Ｔ_X」の距離を示す。また、「Ｌ₁」及び「Ｌ₂」の曲線は、各ピクセルから原点までの距離が等しくなる曲線である。

式（１）：Ｔ_X＝（Ｌ₂Ｔ₁＋Ｌ₁Ｔ₂）／（Ｌ₁＋Ｌ₂）

すなわち、パラメータ設定部１４１は、式（１）に示すように、各ピクセルの閾値に対して距離で重み付けした加重平均によって閾値を算出し、算出した閾値を対応するピクセルに設定する。

第２の実施形態に係るフライスルー画像生成部１４２は、ピクセルごとに設定された閾値の情報を取得し、各閾値でボリュームデータを生成し、生成してボリュームデータから各ピクセルに対応する投影像を生成する。そして、フライスルー画像生成部１４２は、ピクセルごとの投影像をまとめて１枚のＰＶＲ画像を生成して画像メモリ１５に格納する。フライスルー画像生成部１４２は、視点を移動させたＰＶＲ画像を順次生成して、画像メモリ１５に格納する。制御部１７は、画像メモリ１５によって記憶されたＰＶＲ画像を切替えて表示させることでフライスルー画像を表示させる。

次に、図１４を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置１００の処理について説明する。図１４は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１００によるフライスルー画像表示処理の手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置１００においては、フライスルー表示モードであると（ステップＳ３０１肯定）、制御部１７は、ＭＰＲ画像をモニタ２に表示させる（ステップＳ３０２）。そして、制御部１７は、ＭＰＲ画像に描出された管腔の対向する管腔内壁に対となる２点が複数設定されたか否かを判定する（ステップＳ３０３）。

ここで、対となる２点が複数設定されると（ステップＳ３０３肯定）、制御部１７は、２点間の距離をそれぞれ測定し（ステップＳ３０４）、設定された対となる２点の位置情報と、各２点間の距離の測定結果とをパラメータ設定部１４１に通知する。

そして、パラメータ設定部１４１は、通知された２点の位置情報から、ボリュームデータにおいて、設定された対となる２点を通過する直線をそれぞれ算出する（ステップＳ３０５）。その後、パラメータ設定部１４１は、算出した直線上の２点の距離がＭＰＲ画像における２点間の距離（通知された距離）と同一となる閾値を、対となる２点ごとにそれぞれ抽出する（ステップＳ３０６）。

そして、パラメータ設定部１４１は、抽出した閾値それぞれを用いて補完用データを生成し（ステップＳ３０７）、ピクセルごとに閾値を決定する（ステップＳ３０８）。その後、フライスルー画像生成部１４２は、ピクセルごとの閾値を変化させたフライスルー画像をそれぞれ生成する（ステップＳ３０９）。そして、制御部１７は、視点移動に応じて生成されたフライスルー画像を切替えて表示させ（ステップＳ３１０）、処理を終了する。なお、フライスルー表示モードがＯＦＦの場合、及び、対となる２点が複数設定されるまで、超音波診断装置１００は、待機状態である（ステップＳ３０１否定、ステップＳ３０３否定）。

なお、ステップＳ３０２におけるＭＰＲ画像の表示は、図１０と同様の処理である。

また、第１の実施形態によれば、パラメータ設定部１４１は、ＰＶＲ画像を示すピクセルごとに画質調整パラメータを設定する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、より正確なフライスルー画像を表示することを可能にする。

（第３の実施形態）
上述した第１及び２の実施形態では、観察者によってＭＰＲ画像上に点が設定される場合について説明した。第３の実施形態では、ＭＰＲ画像に描出された管腔内壁を抽出して、点を設定する場合について説明する。

第３の実施形態に係るパラメータ設定部１４１は、ＭＰＲ画像に描出された管腔の内壁を示す輪郭線を抽出し、抽出した輪郭線に対して、ボリュームデータにおける管腔の内壁の位置が対応するように、画質調整パラメータを設定する。具体的には、パラメータ設定部１４１は、エッジ検出などを用いてＭＰＲ画像に描出された管腔の内壁の輪郭線を抽出する。そして、パラメータ設定部１４１は、抽出した輪郭線の位置情報（輪郭線を構成する全ての点の座標）を取得する。そして、パラメータ設定部１４１は、対向する２点を任意の位置に複数設定して、設定した２点の位置それぞれに閾値を設定する。

図１５Ａは、第３の実施形態に係るパラメータ設定部１４１による処理を説明するための図である。例えば、パラメータ設定部１４１は、図１５Ａに示すＭＰＲ画像における管腔内壁の輪郭線（境界線）を抽出する。そして、パラメータ設定部１４１は、図１５Ａに示すように、管腔内壁の輪郭線上の任意の位置に対となる２点を複数設定する。

ここで、管腔全体を１枚のＭＰＲ画像に描出できない場合には、画像生成部１４は、管腔の一部の断面を含む複数のＭＰＲ画像を、含まれる管腔の一部をずらしながら管腔全体を網羅するように生成する。このとき、パラメータ設定部１４１は、画像生成部１４１によって生成された各ＭＰＲ画像について管腔内壁の輪郭線を抽出して、管腔内壁の輪郭線上の任意の位置に対となる２点を複数設定する。

図１５Ｂは、第３の実施形態に係る画像生成部１４及びパラメータ設定部１４１による処理を説明するための図である。図１５Ｂにおいては、管腔全体を１枚のＭＰＲ画像に描出できない場合の処理の一例を示す。かかる場合、画像生成部１４は、図１５Ｂに示すように、管腔に直交する直交ＭＰＲ画像を断面の位置をずらしながら生成する。そして、パラメータ設定部１４１は、図１５Ｂに示すように、各ＭＰＲ画像から管腔内壁の輪郭線を抽出して、抽出した輪郭線上の任意の位置に対となる２点を設定する。そして、パラメータ設定部１４１は、各２点の位置における閾値をそれぞれ設定する。

第３の実施形態に係るフライスルー画像生成部１４２は、パラメータ設定部１４１によって設定された閾値を用いて、視点位置に応じたフライスルー画像（ＰＶＲ画像）を生成する。

次に、図１６を用いて、第３に実施形態に係る超音波診断装置１００による処理の手順を説明する。図１６は、第３の実施形態に係る超音波診断装置１００によるフライスルー画像表示処理の手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置１００においては、フライスルー表示モードであると（ステップＳ４０１肯定）、制御部１７は、ＭＰＲ画像をモニタ２に表示させる（ステップＳ４０２）。そして、パラメータ設定部１４１は、ＭＰＲ画像から管腔の境界を抽出する（ステップＳ４０３）。

そして、パラメータ設定部１４１は、対となる２点を複数設定して２点間の距離をそれぞれ測定する（ステップＳ４０４）。そして、パラメータ設定部１４１は、設定した２点の位置情報から、ボリュームデータにおいて、設定した対となる２点を通過する直線をそれぞれ算出する（ステップＳ４０５）。その後、パラメータ設定部１４１は、算出した直線上の２点の距離がＭＰＲ画像における２点間の距離と同一となる閾値を、対となる２点ごとにそれぞれ抽出する（ステップＳ４０６）。

その後、フライスルー画像生成部１４２は、設定された閾値でそれぞれ生成されたボリュームデータを用いてフライスルー画像をそれぞれ生成する（ステップＳ４０７）。そして、制御部１７は、視点移動に応じて生成されたフライスルー画像を切替えて表示させ（ステップＳ４０８）、処理を終了する。なお、フライスルー表示モードがＯＦＦの場合、及び、対となる２点が複数設定されるまで、超音波診断装置１００は、待機状態である（ステップＳ４０１否定）。

なお、ステップＳ３０２におけるＭＰＲ画像の表示は、図１０と同様の処理である。

上述したように、第３の実施形態に係る超音波診断装置１００においては、管腔内壁を示す輪郭線に対して対となる２点を設定し、２点ごとに画質調整パラメータ（閾値）を設定する。例えば、第３の実施形態に係る画質調整パラメータの設定処理を自動で実行させ、観察者が第１又は第２の実施形態に係る画質調整パラメータの設定処理により画質調整パラメータの微調整をするようにしてもよい。

上述したように、第３の実施形態によれば、パラメータ設定部１４１は、ＭＰＲ画像に含まれる管腔の対向する内壁を抽出し、抽出した内壁に対して設定した座標の情報に基づいて、画質調整パラメータの値を設定する。そして、フライスルー画像生成部１４２は、設定された座標に対応するＰＶＲ画像を、当該座標ごとに設定された画質調整パラメータを用いてそれぞれ生成する。従って、第３の実施形態に係る超音波診断装置１００は、視点が移動した場合であっても、自動で適切なフライスルー画像を表示することを可能にする。

（第４の実施形態）
さて、これまで第１、２及び３の実施形態について説明したが、上述した第１、２及び３の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

上述した第１、２及び３の実施形態では、１枚のＭＰＲ画像に管腔全体を描出できない場合に、管腔の一部の断面を含む複数のＭＰＲ画像を、含まれる管腔の一部をずらしながら管腔全体を網羅するように生成し、各ＭＰＲ画像に対となる２点が設定される場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、カーブドＭＰＲ画像（Curved ＭＰＲ画像）を用いる場合であってもよい。

図１７は、第４の実施形態に係る変形例を示す図である。例えば、画像生成部１４は、管腔の一部の断面を含む複数のＭＰＲ画像を、含まれる管腔の一部をずらしながら管腔全体を網羅するように生成する。そして、画像生成部１４は、図１７に示すように、各ＭＰＲ画像に含まれる管腔の断面をつなげたカーブドＭＰＲ画像を生成する。制御部１７は、画像生成部１４によって生成されたカーブドＭＰＲ画像をモニタ２にて表示させて、例えば、図１７に示すように、観察者に対となる２点を複数設定させる。

上述したように、カーブドＭＰＲ画像を用いることにより、管腔の形状を一目で把握させることができ、効率的な計測点の設定を行わせることを可能にする。

上述した第１〜第３の実施形態では、画質調整パラメータとして閾値を用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、画質調整パラメータとして透過度やガンマ値を用いる場合であってもよい。なお、透過度とは、図２に示す閾値と輝度との関係を示すグラフの傾きを調整するためのパラメータである。また、ガンマ値とは、図２に示すグラフの傾き部分の状態（直線状、曲線状など）を調整するためのパラメータである。

上述した第１〜第３の実施形態では、超音波診断装置が画質調整パラメータを設定する場合について説明したが、上述した処理は、ワークステーションなどの画像処理装置によって実行される場合であってもよい。かかる場合には、例えば、ネットワークを介して超音波診断装置や、画像保管装置などと接続されたワークステーションが、超音波診断装置や、画像保管装置などからボリュームデータを取得する。そして、ワークステーションは、取得したボリュームデータを用いて上述した処理を実行する。

以上説明したとおり、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態及び第４の実施形態によれば、本実施形態の超音波診断装置、画像処理装置及びプログラムは、視点移動をした場合であっても、フライスルー画像における管腔を適切に表示することを可能にする。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 超音波プローブ
１０ 装置本体
１４ 画像生成部
１７ 制御部
１００ 超音波診断装置
１４１ パラメータ設定部
１４２ フライスルー画像生成部

Claims (8)

1. ３次元画像データを用いて生成された２次元画像に描出された管腔の情報に基づいて、当該管腔の内部を所定の視点から投影した仮想内視鏡画像を生成するための画質調整パラメータの値を前記所定の視点ごとに設定する設定手段と、
   前記所定の視点ごとに設定された画質調整パラメータの値を用いて、当該所定の視点それぞれからの前記仮想内視鏡画像をそれぞれ生成する仮想内視鏡画像生成手段と、
   前記管腔の内部の視点の位置に応じた前記仮想内視鏡画像を所定の表示部にてそれぞれ表示させる表示制御手段と、
   を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記設定手段は、前記管腔の一部の断面をそれぞれ含み、当該管腔の全体を網羅するように生成された複数の２次元画像それぞれに描出された管腔の情報に基づいて、前記複数の２次元画像それぞれについて前記仮想内視鏡画像を生成するための前記画質調整パラメータの値を設定することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記設定手段は、前記管腔の径が大きく変化する場合に、前記管腔が短い区間で区切られた断面をそれぞれ含み、当該管腔の全体を網羅するように生成された複数の２次元画像それぞれに描出された管腔の情報に基づいて、前記複数の２次元画像それぞれについて前記仮想内視鏡画像を生成するための前記画質調整パラメータの値を設定することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記設定手段は、前記仮想内視鏡画像を示す画素ごとに前記画質調整パラメータを設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
5. 前記設定手段は、前記２次元画像に描出された管腔の対向する内壁に対してユーザが設定した座標の情報に基づいて、前記画質調整パラメータの値を設定し、
   前記仮想内視鏡画像生成手段は、前記ユーザによって設定された座標に対応する仮想内視鏡画像を、当該座標ごとに設定された画質調整パラメータを用いてそれぞれ生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
6. 前記設定手段は、前記２次元画像に含まれる管腔の対向する内壁を抽出し、抽出した内壁に対して設定した座標の情報に基づいて、前記画質調整パラメータの値を設定し、
   前記仮想内視鏡画像生成手段は、前記設定された座標に対応する仮想内視鏡画像を、当該座標ごとに設定された画質調整パラメータを用いてそれぞれ生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
7. ３次元画像データを用いて生成された２次元画像に描出された管腔の情報に基づいて、当該管腔の内部を所定の視点から投影した仮想内視鏡画像を生成するための画質調整パラメータの値を前記所定の視点ごとに設定する設定手段と、
   前記所定の視点ごとに設定された画質調整パラメータの値を用いて、当該所定の視点それぞれからの前記仮想内視鏡画像をそれぞれ生成する仮想内視鏡画像生成手段と、
   前記管腔の内部の視点の位置に応じた前記仮想内視鏡画像を所定の表示部にてそれぞれ表示させる表示制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
8. ３次元画像データを用いて生成された２次元画像に描出された管腔の情報に基づいて、当該管腔の内部を所定の視点から投影した仮想内視鏡画像を生成するための画質調整パラメータの値を前記所定の視点ごとに設定する設定手順と、
   前記所定の視点ごとに設定された画質調整パラメータの値を用いて、当該所定の視点それぞれからの前記仮想内視鏡画像をそれぞれ生成する仮想内視鏡画像生成手順と、
   前記管腔の内部の視点の位置に応じた前記仮想内視鏡画像を所定の表示部にてそれぞれ表示させる表示制御手順と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。