JP3352188B2 - 三次元超音波診断装置 - Google Patents

三次元超音波診断装置

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JP3352188B2 JP30412993A JP30412993A JP3352188B2 JP 3352188 B2 JP3352188 B2 JP 3352188B2 JP 30412993 A JP30412993 A JP 30412993A JP 30412993 A JP30412993 A JP 30412993A JP 3352188 B2 JP3352188 B2 JP 3352188B2
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達男 山崎
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置のうち
の三次元超音波診断装置に関するもので、三次元走査に
より得られたエコーデータを用いて、生体内の超音波断
層像を表示させ患者を超音波診断するものである。
【0002】
【従来の技術】生体に対して超音波を送受波して三次元
走査を行い、得られた三次元領域のエコーデータを用い
て前記生体内の超音波断層像を表示させ超音波診断をす
るための装置については、これまでに種々提案されてき
ており、本願人も例えば、二次元画像を複数枚取り込ん
で三次元エコーデータを得るようにした三次元超音波診
断装置(特開平7−47066号)を提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの検討によると、上記本願人の提案に係る三次元超
音波診断装置では、二次元画像を複数枚取り込んで三次
元エコーデータを得ることから、データ収拾に時間がか
かり、これがため体動等の影響を受けやすく、診断のた
めの良好な画像が得られたか否かの判断を要するという
改良すべき点があることが判明した。特に、連続した二
次元画像に垂直な縦断面像においては、連続した二次元
画像にわたるデータを含むため体動等による画質への影
響が大きくなることが懸念される。更に、従来からある
三次元データ取り込み後に縦断位置指定して縦断像(前
記二次元画像面に対して垂直な断面像)を得る方法だ
と、操作が煩雑で時間がかかり検査時間が長引いて患者
に多くの負担をかけてしまう問題がある。この問題を解
決する方法として、簡単な操作で横断像と縦断像を表示
装置に同時に表示する方法が提案されている(特開平5
−15538号公報参照)。しかし、この方法を用いて
も、患者の体動等により診断のための関心領域が縦断像
から外れてしまい、診断のための良好な画像が得られた
か否かの判断がつかないおそれが生じるという不具合が
ある。
【0004】本発明は、上記不具合を解決すべく提案さ
れるもので、生体へ超音波を送受波して三次元走査する
ことによって得られた三次元エコーデータが超音波診断
に適しているか否かを、体動等に影響されることなく迅
速に判断できる三次元超音波診断装置を提供することを
目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、生体内に挿入され、挿入軸を中心として生
体内へ超音波を放射状に送受波して三次元走査を行なう
超音波振動子により得られた三次元領域のエコーデータ
を用いて生体内の前記挿入軸を中心とする超音波断層像
を表示する三次元超音波診断装置において、前記超音波
断層像及びこの超音波断層像から得られた個々の縦断像
を表示する表示手段と、前記表示手段によって前記超音
波断層像が表示されている表示画面に前記超音波断層像
に基づく縦断像を得る位置を指定するためのマーカーを
付与するマーキング手段と、前記超音波断層像における
関心領域と前記マーキング手段により付与された前記マ
ーカーとを相対的に回転させて前記縦断像を得る位置を
指定する位置指定手段と、前記関心領域に対して新たに
三次元走査をすることにより得られた断層像及び前記位
置指定手段により指定された位置に基づいて縦断像を形
成する縦断像形成手段と、を備えたことを特徴とするも
のである。
【0006】
【作用】このように本発明では、超音波断層像における
関心領域とマーカーとを相対的に回転させて指定した縦
断面位置と、三次元走査により得られた断層像とに基づ
いて、指定された縦断面位置の縦断像を形成するので、
関心領域を含む縦断像を表示することができ、得られた
三次元エコーデータが超音波診断に適しているかどうか
を患者の体動等に影響されることなく、迅速かつ適正に
判断することが可能となる。
【0007】
【実施例】以下図面に従い、本発明の実施例を説明して
いく。図1〜図5は、本発明の第1実施例を示したもの
で、このうち図1は装置の全体構成を示すブロック図、
図2は断層像の関心領域(以下ROIと略称する)をマ
ーカー上に合わせる状態を示した説明図、図3は連続し
た複数の断層像とマーカー位置の縦断像との関係を示す
説明図、図4は縦断面の変更を示す説明図、図5は超音
波プローブの概要図である。
【0008】図1に示すように、三次元超音波診断装置
は、超音波の送受信及びリアルタイムのエコー画像(超
音波断層像)の表示を行う超音波観測部1と、この超音
波観測部1で得られたエコーデータを基に三次元画像表
示のための画像処理を行う画像処理部2とを設けてい
る。また、超音波観測部1には、超音波を送受波する超
音波振動子(トランスデューサ)を有する超音波プロー
ブ3、及びこの超音波プローブ3を駆動する駆動部4が
接続されている。
【0009】上記超音波観測部1は、駆動部4に対して
超音波を送受信する送受信部5と、この送受信部5で取
り込まれたエコーデータを記憶するフレームメモリ6
と、このフレームメモリ6に記憶された1走査毎の音線
(エコー)データを所望のテレビジョン方式の画像デー
タに変換するデジタルスキャンコンバータ(DSC)7
と、このこのDSC7の出力のデジタル画像信号をアナ
ログ信号に変換するD/Aコンバータ8と、このD/A
コンバータ8の出力画像信号を入力してリアルタイムの
エコー画像の表示を行うモニタ9と、前記駆動部4、送
受信部5、フレームメモリ6各部の制御を行うシステム
コントローラ10を設けている。
【0010】そして、超音波観測を行う際には、超音波
プローブ3を体腔内へ挿入し、システムコントローラ1
0の制御に基づき送受信部5及び駆動部4によって超音
波プローブ3をリニアラジアル方向に駆動して生体内に
超音波を送受波することによって、体腔内の三次元領域
のエコーデータが取り込まれるようになっている。こう
して得られたエコーデータはフレームメモリ6に記憶さ
れ、DSC7、D/Aコンバータ8を経てモニタ9にリ
アルタイムのエコー画像(超音波観察画像)として表示
される。また、同時にDSC7の前段からデジタル信号
として連続した複数の二次元画像(体腔断層像)データ
分の音線データの形で画像処理部2へ送られるようにな
っている。なお、この時、二次元画像データの画像サイ
ズや画像間の距離などの付帯データも同時に画像処理部
2へ送られるようになっている。
【0011】次に、前記画像処理部2は、画像処理等の
制御を行うCPU11と、各画像処理結果のデータ等を
記憶する主記憶装置12と、超音波観測部1からの画像
データ等を記憶する三次元データ記憶手段として用いら
れる画像データ記憶装置13と、音線データを所望のテ
レビジョンデータに変更するDSC処理、表面抽出処
理、陰影付け処理、表面合成処理、投影変換処理等の各
種演算処理を高速に行うための演算処理プロセッサ14
と、処理プログラムやバックアップデータ等の情報を記
憶する外部記憶装置15と、キーボード等の操作用端末
16と、画像表示領域の設定等の入力指示を行う断面位
置指定手段として用いられるトラックボール17と画像
処理後のデータが一時記憶されるフレームバッファ18
と、このフレームバッファ18の出力のデジタル画像信
号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ19と、
このD/Aコンバータ19の出力画像信号を入力して画
像処理後の三次元画像の表示を行うモニタ20を設けて
いる。また、画像処理部2の各部は、データ転送バスを
介して接続され、画像データ等の受渡しが行われるよう
になっている。
【0012】そして、画像処理部2へ送られた画像デー
タ及び付帯データは、画像データ記憶装置13へ連続し
た複数の二次元画像として取り込まれた順に書き込まれ
る。この画像データ記憶装置13へ記憶された画像デー
タ及び付帯データを基に、演算処理プロセッサ14によ
ってDSC処理、表面抽出処理、陰影付け処理、表面合
成処理、投影変換処理等の画像演算処理が行われる。ま
た、演算結果の画像データはフレームバッファ18へ送
られて一時記憶され、D/Aコンバータ19を経てモニ
タ20へ送出されてエコーデータを基にした三次元の超
音波観察画像が表示される。
【0013】以下、縦断面位置指定及び縦断像表示につ
いて、更に詳細に説明すると図2Aに示すように、前記
画像データ記憶装置13に記憶された断層像は、演算処
理プロセッサ14を介してモニタに表示(断層像21)
するとともに、y方向の音線上にマーカー22を表示す
る。更に、トラックボール17により画像を回転させる
ことにより病変等のROI(関心領域)23がマーカー
22上に位置するようにする(図2B)。これらの操作
は三次元走査によるデータ取り込み前に行う。なお、上
記断層像21のデータは音線データの形で処理されるた
め、上記画像の回転操作はDSC処理時の音線の読み込
み位置を変えるだけで容易に行える。
【0014】次に、上記のようにして断層像にマーキン
グして縦断面位置の指定を行った後、三次元走査により
取り込まれた複数の断層像により縦断像を表示する方法
について説明する。図3に示すように、三次元走査によ
り複数の連続した断層像21を画像データ記憶装置13
に取り込み、これら断層像21上のマーカー22上の音
線データを補間して順に並べて縦断像24を表示するの
である。
【0015】以上のごとくして、簡単な操作により三次
元走査直後に縦断像24を高速に表示させることができ
る。仮に、体動等の原因で縦断像24上にROI23が
表示されない場合、図4Aに示すようにマーカー22と
同一線上及び±θ°(θは予め設定した角度)の音線
a,b,cの位置に対応する縦断像(図4B)をモニタ
の縦断像表示位置に順次表示することにより、ROI2
3を含む縦断像を表示させることができる。図4Bの矢
印は、表示画像の時間変化を示したものである。この場
合、表示する縦断像(図4B)に対応して、音線a,
b,cの位置にマーカー22位置を変更して表示させる
のである。なお、表示する時間間隔はトラックボール1
7等で調節可能になっている。
【0016】このように、第1実施例では複数の縦断像
を、三次元走査直後にモニタの同一部分に順次表示する
ようにしているので、迅速かつ容易に三次元データが適
正なものであるか否かの判断ができる。また、分割して
モニタに表示する場合に比較し、画像を大きく表示する
ことができ術者が画像を観察し易いという効果がある。
ところで、縦断像上にROIが位置しない場合に、第1
実施例ではマーカーを固定して断層像を回転させるよう
にしているが、マーカーを回転させ画像を固定するよう
にしてもよい。また、縦断像を順次3枚表示させている
が、これに限定されるものではなく必要に応じ何枚表示
させるようにしてもよいことはいうまでもない。
【0017】また、体腔内のエコーデータを得る場合、
超音波プローブ3(図1)を駆動して生体内へ超音波を
送受波するが、ここで用いる超音波プローブ3は、超音
波振動子が回転方向片面にのみ設けられたものに限定さ
れるものではなく、図5に示すように2枚の超音波振動
子25a、25bが音響放射面の裏側同士を介して接合
され、フレキシブルシシャフト26の回転に伴い矢印方
向に回転するように構成されたものを用いてもよい。そ
して、一方の超音波振動子からの信号に反回転周期分の
遅延をかけ、他方の超音波振動子からの信号と加算し平
均化するようにすれば、得られる画像のS/N比を向上
させることができるようになる。
【0018】また、三次元画像構築をする際、取り込ん
だ隣接する複数の断層像の各々に対応する画素値を加算
し、平均化するように動作させるようにすれば、得られ
る三次元画像のS/N比を向上させることができる。
【0019】次に、本発明の第2実施例を説明する。第
1実施例では、マーカー22と同一線上及び±θ°(θ
は予め設定した角度)の音線a,b,cの位置に対応す
る縦断像(図4B)をモニタの縦断像表示位置に順次表
示することにより、ROI23を含む縦断像を表示させ
るようにしていたが、第2実施例では複数の縦断像をモ
ニタの異なった部分に同時に表示するようにしている。
その他の構成については、第1実施例と同様である。こ
のように本実施例は複数の縦断像をモニタの異なる部分
に同時に表示するようにしているので、第1実施例のよ
うにモニタの同一部分に順次に表示する場合に比較し、
画像の一覧性に優れるという効果を有する。
【0020】
【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、超音波断
層像における関心領域とマーカーとを相対的に回転させ
て指定した縦断面位置と、三次元走査により得られた断
層像とに基づいて、指定された縦断面位置の縦断像を形
成するようにしたので、関心領域を含む縦断像を表示す
ることができ、得られた三次元エコーデータが超音波診
断に適しているかどうかを患者の体動等に影響されるこ
となく、迅速かつ適正に判断することができ、ひいては
検査時間を短縮でき、患者への負担も軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に価格装置の全体構成を示
すブロック図である。
【図2】同じく断層像の関心領域をマーカー上に合わせ
る状態を示す説明図である。
【図3】同じく連続した複数の断層像とマーカー位置の
縦断像との関係を示す説明図である。
【図4】同じく縦断面の変更を示す説明図である。
【図5】同じく超音波プローブの概要図である。
【符号の説明】
1 超音波観測部 2 画像処理部 3 超音波プローブ 4 駆動部 5 送受信部 6 フレームメモリ 7 DSC 8 D/Aコンバータ 9 モニタ 10 システムコントローラ 11 CPU 12 主記憶装置 13 画像データ記憶装置 14 演算処理プロセッサ 15 外部記憶装置 16 操作用端末 17 トラックボール 18 フレームバッファ 19 D/Aコンバータ 20 モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00 - 8/15

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生体内に挿入され、挿入軸を中心として
    生体内へ超音波を放射状に送受波して三次元走査を行な
    う超音波振動子により得られた三次元領域のエコーデー
    タを用いて生体内の前記挿入軸を中心とする超音波断層
    像を表示する三次元超音波診断装置において、 前記超音波断層像及びこの超音波断層像から得られた個
    々の縦断像を表示する表示手段と、 前記表示手段によって前記超音波断層像が表示されてい
    る表示画面に前記超音波断層像に基づく縦断像を得る位
    置を指定するためのマーカーを付与するマーキング手段
    と、 前記超音波断層像における関心領域と前記マーキング手
    段により付与された前記マーカーとを相対的に回転させ
    て前記縦断像を得る位置を指定する位置指定手段と、 前記関心領域に対して新たに三次元走査をすることによ
    り得られた断層像及び前記位置指定手段により指定され
    た位置に基づいて縦断像を形成する縦断像形成手段と、 を備えたことを特徴とする三次元超音波診断装置。
  2. 【請求項2】 前記位置指定手段による回転は、前記超
    音波断層像上の前記挿入軸に相当する位置を回転中心と
    し、 前記縦断像形成手段は、前記関心領域に対して新たに三
    次元走査することにより得られた断層像における前記位
    置指定手段により指定された位置に対応する音線データ
    を補間して縦断像を形成する、 ことを特徴とする請求項1に記載の三次元超音波診断装
    置。
  3. 【請求項3】 前記縦断像形成手段は、前記位置指定手
    段で指定された位置に基づいて前記マーカー位置の縦断
    像と前記マーカー位置の近傍の縦断像とを形成すること
    を特徴とする請求項1または2に記載の三次元超音波診
    断装置。
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JP4066004B2 (ja) 1997-10-13 2008-03-26 忠弘 大見 上段部材取付けの基準となる孔を有する複数の下段部材の固定方法および固定用治具
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