JP3361692B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S128/00—Surgery
- Y10S128/916—Ultrasound 3-D imaging
Description
関し、さらに詳しくは、超音波探触子からの距離を操作
者に意識させるような3次元超音波画像を表示しうる超
音波診断装置に関する。
示す。この超音波診断装置500は、超音波パルスを被
検体内へ送信し被検体内からの超音波エコーを受信する
超音波探触子1と、被検体の内部を平面的に走査するよ
うに音線方向を変えると共に各音線方向の音線信号を生
成するビームフォーマ2とを具備している。また、前記
音線信号の強度に基づいてBモード音線データを生成す
るBモード処理部3と、前記音線信号のドプラ成分に基
づいてCFM(カラーフローマッピング)音線データを
生成するCFMモード処理部3とを具備している。ま
た、前記Bモード音線データまたは前記CFM音線デー
タ(以下、これらを原音線データという)を格納する原
音線メモリ5と、前記原音線データを画面フォーマット
にフォーマット変換するDSC(デジタルスキャンコン
バータ)9と、通常表示(点線時)と3次元表示(実線
時)とを切り替える通常/3次元表示切替部51と、C
RT10とを具備している。さらに、前記超音波探触子
1を用いて被検体の内部を平面的に走査しながらその平
面に略直交する方向に当該超音波探触子1を移動して得
られた複数フレームの通常表示画像からボリュームデー
タを作成し記憶するボリュームデータ保持部52と、与
えられた視線方向に沿って前記ボリュームデータを貫く
ような位置にあるデータの組を前記ボリュームデータ保
持部52から読み出すアドレスを発生するアドレス制御
部53と、与えられた3次元演算方式(例えば、サーフ
ェースレンダリング,ボリュームレンダリング,Int
ensity Projection 処理など)の3次元演算を
前記データの組に対して施し3次元超音波画像データを
構築する3次元演算部54と、前記3次元超音波画像デ
ータを格納する3次元画像メモリ55とを具備してい
る。
間位置の概念図である。音線番号N=0からN=nまで
の多数の音線の原音線データd0〜dnは、放射状に配
列され、セクタ状の走査平面を形成している。
る。画面フォーマットは、水平座標hと垂直座標vで規
定される2次元直交座標系である。前述のように原音線
データd0〜dnはセクタ状の走査平面を形成している
ので、DSC9により、この2次元直交座標系のデータ
にフォーマット変換される。
ニングの説明図である。超音波探触子1を用いて被検体
Kの内部を平面的に走査しながらその平面に略直交する
方向Zsに超音波探触子1を移動し、フレームF0〜F
fの原音線データを蓄積する。
空間位置の概念図である。Fは、フレーム番号である。
Dは、フレーム間の距離である。走査平面をxy平面と
し、それに直交する方向をz方向とする。
である。各フレームF0〜Ffの原音線データからDS
C9により各フレームの2次元直交座標系のデータが得
られ、それらからボリュームデータ保持部52で3次元
直交座標系のデータであるボリュームデータVolが作成
される。
(T)の概念図である。アドレス制御部53および3次
元演算部54は、z方向を基準とした左右視角Tの視線
方向に沿ってボリュームデータVolを貫くような位置に
あるデータの組に対して3次元演算を施し、3次元超音
波画像データP(T)を構築する。なお、視角とは、視
線方向を表わす角度をいう。
装置500では、3次元直交座標系のデータであるボリ
ュームデータVolを作成し、そのボリュームデータVol
に対して3次元演算を施して3次元超音波画像データP
(T)を構築し、それを表示している。しかし、その3
次元超音波画像の表示は、超音波探触子1からの距離を
反映した表示になっていなかったため、超音波探触子1
からの距離を操作者が意識しにくい問題点があった。そ
こで、本発明の目的は、超音波探触子からの距離を操作
者に意識させるような3次元超音波画像の表示を行いう
る超音波診断装置を提供することにある。
は、超音波探触子を用いて被検体の内部を平面的に走査
しながらその平面に略直交する方向に超音波探触子を移
動して得られた3次元的なデータに基づいて、被検体の
組織等を所望の視線方向から見た如き3次元超音波画像
を生成し表示する超音波診断装置において、前記超音波
探触子からの距離に応じて表示に歪を与える歪付与手段
を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供す
る。上記第1の観点による超音波診断装置では、超音波
探触子からの距離に応じて表示に歪を与えるようにし
た。これにより、超音波探触子からの距離に応じて少し
違った態様で3次元超音波画像が表示されることにな
る。従って、操作者が表示を見て、超音波探触子からの
距離を意識できるようになる。
音波診断装置において、前記歪付与手段は、距離に応じ
て視角の大きさが変わるような歪を与えることを特徴と
する超音波診断装置を提供する。上記第2の観点による
超音波診断装置では、操作者が表示を見て、超音波探触
子からの距離を意識できるようになる。
音波診断装置において、複数フレーム分の原音線データ
を格納する原音線メモリと、前記原音線メモリに格納さ
れた原音線データを深さ方向にシーケンシャルに読み書
きしうるアドレス制御部と、前記アドレス制御部に従っ
て前記原音線メモリから読み出した原音線データを用い
て3次元音線データを生成する3次元演算回路と、前記
3次元音線データを格納する3次元音線メモリまたはラ
インメモリと、前記3次元音線メモリまたはラインメモ
リに格納した前記3次元音線データを画面フォーマット
にフォーマット変換するデジタルスキャンコンバータと
を具備し、前記アドレス制御部は、原音線データのフレ
ーム番号をF,音線アドレスをNとし、フレーム間隔を
Dとし、左右視角をTとし、左右方向の調整量をToffs
etとするとき、前記原音線データから3次元音線データ
を生成するために前記3次元音線メモリまたは前記ライ
ンメモリから読み出すべき3次元音線データの音線アド
レスを、 N+F・D・tan{T}+Toffset により算出することを特徴とする超音波診断装置を提供
する。上記第3の観点による超音波診断装置では、距離
に応じて左右視角の大きさが変わるような歪を与えるこ
とが出来る。
音波診断装置において、複数フレーム分の原音線データ
を格納する原音線メモリと、前記原音線メモリに格納さ
れた原音線データを深さ方向にシーケンシャルに読み書
きしうるアドレス制御部と、前記アドレス制御部に従っ
て前記原音線メモリから読み出した原音線データを用い
て3次元音線データを生成する3次元演算回路と、前記
3次元音線データを格納する3次元音線メモリまたはラ
インメモリと、前記3次元音線メモリまたはラインメモ
リに格納した前記3次元音線データを画面フォーマット
にフォーマット変換するデジタルスキャンコンバータと
を具備し、前記アドレス制御部は、原音線データのフレ
ーム番号をF,深さアドレスをMとし、フレーム間隔を
Dとし、上下視角をUとし、上下方向の調整量をUoffs
etとするとき、前記原音線データから3次元音線データ
を生成するために前記3次元音線メモリまたは前記ライ
ンメモリから読み出すべき3次元音線データの深さアド
レスを、 M+F・D・tan{U}+Uoffset により算出することを特徴とする超音波診断装置を提供
する。上記第4の観点による超音波診断装置では、距離
に応じて上下視角の大きさが変わるような歪を与えるこ
とが出来る。
音波診断装置において、複数フレーム分の原音線データ
を格納する原音線メモリと、前記原音線メモリに格納さ
れた原音線データを深さ方向にシーケンシャルに読み書
きしうるアドレス制御部と、前記アドレス制御部に従っ
て前記原音線メモリから読み出した原音線データを用い
て3次元音線データを生成する3次元演算回路と、前記
3次元音線データを格納する3次元音線メモリまたはラ
インメモリと、前記3次元音線メモリまたはラインメモ
リに格納した前記3次元音線データを画面フォーマット
にフォーマット変換するデジタルスキャンコンバータと
を具備し、前記アドレス制御部は、原音線データのフレ
ーム番号をF,音線アドレスをNとし、フレーム間隔を
Dとし、左右視角をTとし、左右方向の調整量をToffs
etとするとき、前記原音線データから3次元音線データ
を生成するために前記3次元音線メモリまたは前記ライ
ンメモリから読み出すべき3次元音線データの音線アド
レスを、 N+F・D・tan{T}+Toffset により算出すると共に、深さアドレスをMとし、上下視
角をUとし、上下方向の調整量をUoffsetとするとき、
前記原音線データから3次元音線データを生成するため
に前記3次元音線メモリまたは前記ラインメモリから読
み出すべき3次元音線データの深さアドレスを、 M+F・D・tan{U}+Uoffset により算出することを特徴とする超音波診断装置を提供
する。上記第5の観点による超音波診断装置では、距離
に応じて左右視角および上下視角の大きさが変わるよう
な歪を与えることが出来る。
音波診断装置において、原音線データが、Bモードまた
はカラーフローマッピングにより得られる流速,パワー
またはセカンドハーモモックから得られる流速,パワー
のいずれか又はそれらの複合であることを特徴とする超
音波診断装置を提供する。上記第6の観点による超音波
診断装置では、Bモードまたはカラーフローマッピング
により得られる流速,パワーまたはセカンドハーモモッ
クから得られる流速,パワーのいずれか又はそれらの複
合の3次元超音波画像を表示することが出来る。
本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発
明が限定されるものではない。
置を示す。この超音波診断装置100は、超音波パルス
を被検体内へ送信し被検体内からの超音波エコーを受信
する超音波探触子1と、被検体の内部を平面的に走査す
るように音線方向を変えると共に各音線方向の音線信号
を生成するビームフォーマ2とを具備している。また、
前記音線信号の強度に基づいてBモード音線データを生
成するBモード処理部3と、前記音線信号のドプラ成分
に基づいてCFM音線データを生成するCFMモード処
理部3とを具備している。また、原音線データ(前記B
モード音線データまたは前記CFM音線データ)を格納
する原音線メモリ(シネメモリ)5と、その原音線メモ
リ5に格納された原音線データを深さ方向にシーケンシ
ャルに読み書きしうるアドレス制御部6と、そのアドレ
ス制御部6に従って前記原音線メモリ5から読み出した
原音線データを用いて3次元音線データを生成する3次
元演算回路7と、その3次元音線データを格納する3次
元音線メモリ8とを具備している。さらに、前記原音線
データまたは前記3次元音線データを画面フォーマット
にフォーマット変換するDSC9と、CRT10とを具
備している。
位置の概念図である。音線番号N=0からN=nまでの
多数の音線の原音線データd0〜dnは、放射状に配列
され、セクタ状の走査平面を形成している。図3は、前
記原音線メモリ5の構成概念図である。原音線データd
Nは、フレームごとに、音線番号Nをアドレスとして格
納されている。
線データを蓄積している間(図12参照)は、Bモード
処理部3およびCFM処理部4から出力される原音線デ
ータは、原音線メモリ5に転送されて蓄積されると共に
DSC9に送られる。そして、DSC9にて、原音線デ
ータは画面フォーマットにフォーマット変換され、CR
T10上に超音波画像が表示される。
音波探触子1によるスキャニングを停止し、画像表示を
フリーズする。そして、3次元超音波画像の構築を指示
する。これにより、操作者の指示したパラメータ又はプ
リセットされたパラメータに従って3次元超音波画像の
構築が開始される。前記パラメータとは、例えば、原音
線データのフレーム数f,3次元演算方式,開始視角,
視角範囲または終了視角,3次元超音波画像の枚数など
である。まず、アドレス制御部6は、1枚目のフレーム
(F=0)の原音線データdのアドレスを順に原音線メ
モリ5に与えて、原音線メモリ5から1枚目のフレーム
(F=0)の原音線データdを出力させる。この1枚目
のフレーム(F=0)の原音線データdは、3次元演算
部7に保持される。次に、アドレス制御部6は、2枚目
のフレーム(F=1)の原音線データdのアドレスを順
に原音線メモリ5に与えて、原音線メモリ5から2枚目
のフレーム(F=1)の原音線データdを出力させる。
3次元演算部7は、保持していた1枚目のフレーム(F
=0)の原音線データdと入力された2枚目のフレーム
(F=1)の原音線データdの間で3次元演算を行い、
3次元音線データqを生成し、それを保持する。次に、
アドレス制御部6は、3枚目のフレーム(F=2)の原
音線データdのアドレスを順に原音線メモリ5に与え
て、原音線メモリ5から3枚目のフレーム(F=2)の
原音線データdを出力させる。3次元演算部7は、保持
していた3次元音線データqと入力された3枚目のフレ
ーム(F=2)の原音線データdの間で3次元演算を行
い、3次元音線データを生成(更新)し、保持する。以
下、同様にして、続くフレームの原音線データdを入力
しながら3次元音線データqを生成(更新)する。そし
て、全てのフレームの原音線データdを処理したら、当
該3次元音線データqを3次元演算部5から3次元音線
メモリ8へ転送する。
=Fの音線番号N=Nの原音線データdNとの間で3次
元演算を行う3次元音線データの音線アドレス(音線番
号)は、フレーム間隔をDとし、左右視角をTとし、左
右方向の調整量をToffsetとするとき、 N+F・D・tan{T}+Toffset である。但し、図4では、Toffset=0としている。ま
た、同様に、フレーム番号F=Fの深さMの原音線デー
タとの間で3次元演算を行う3次元音線データの深さア
ドレスは、フレーム間隔をDとし、上下視角をUとし、
上下方向の調整量をUoffsetとするとき、 M+F・D・tan{U}+Uoffset である。
1フレーム分の3次元音線データQ(T)を生成する
と、視角を変えて上記処理を繰り返し、数枚から数10
枚の3次元音線データQを構築し、3次元音線メモリ8
内に格納する。
線メモリ8から1フレームづつ3次元音線データQを読
み出しながら、画面フォーマットにフォーマット変換
し、3次元超音波画像データP(T)を構築し、動画の
ごとく、これらを表示する。
リュームデータVolを作成しそのボリュームデータVol
に3次元演算を施すことはせずに、原音線データdに3
次元演算を施して3次元音線データqを生成するから、
処理すべきデータ量が少なくなり、短い演算時間で且つ
複雑な構成を必要とせずに実用的な3次元超音波画像の
表示を行うことが出来る。また、図6から理解されるよ
うに、3次元音線データQをフォーマット変換して3次
元超音波画像データP(T)を構築するため、深さ方向
すなわち超音波探触子1からの距離に応じた表示の歪
(距離が大きくなるほど、視角が大きくなるような歪)
が与えられる。従って、操作者が表示を見て、超音波探
触子1からの距離を意識できるようになる。
置200のブロック図である。この超音波診断装置20
0は、原音線メモリ5から原音線データを読み出して3
次元演算部21に入力するのと同時に、前記原音線デー
タと3次元演算する相手となる3次元音線データを3次
元音線メモリ8から読み出して3次元演算部21に入力
する構成である。3次元演算部21は、RAMまたはR
OMから構成されるLUTになっている。
後、3次元表示が指示されると、第1の実施形態と同様
に、1音線の3次元音線データqを生成し、それを繰り
返して1つの視角の3次元音線データQを生成する。ま
た、視角を変えて、複数の視角の3次元音線データQを
生成し、それらを動画のように表示する。
目は、アドレス制御部6は、3次元演算部21に対し
て、3次元音線メモリ8からの3次元音線データqを無
視した内容のLUT情報のアドレスを指定する。また、
原音線メモリ5に対して、3次元演算の対象となる原音
線データdのアドレスを指定する。3次元演算部21の
出力は、ラインメモリ22に一時待機させておき、その
後、バスの空いたときに、3次元音線メモリ8に転送す
る。2回目からは、アドレス制御部6は、3次元演算部
21に対して、3次元音線メモリ8からの3次元音線デ
ータqに応じた内容のLUT情報のアドレスを指定す
る。また、原音線メモリ5および3次元音線メモリ8に
対して、3次元演算の対象となる原音線データdのアド
レスおよび3次元音線データqのアドレスを指定する。
3次元演算部21の出力は、ラインメモリ22に一時待
機させておき、その後、バスの空いたときに、3次元音
線メモリ8に転送する。全ての演算が終わると、3次元
表示が行われる。
音線データdに3次元演算を施して3次元音線データq
を生成するから、処理すべきデータ量が少なくなり、短
い演算時間で且つ複雑な構成を必要とせずに実用的な3
次元超音波画像の表示を行うことが出来る。また、超音
波探触子1からの距離に応じた表示の歪が与えられるか
ら、操作者が表示を見て、超音波探触子1からの距離を
意識できるようになる。さらに、データの転送だけで、
3次元演算を進めることが出来る。
置300のブロック図である。この超音波診断装置30
0は、3次元演算部21にローカルなラインメモリ32
を持たせた構成である。3次元演算部21は、ローカル
なラインメモリ32を用いて3次元演算を進めるため、
より高速な処理が可能である。
元表示において、超音波探触子からの距離に応じた表示
の歪が与えられる。従って、操作者が表示を見て、超音
波探触子からの距離を意識できるようになる。
置のブロック図である。
る。
ータのアドレスの対応の説明図である。
る。
ト変換して得られる3次元超音波画像データの説明図で
ある。
置のブロック図である。
置のブロック図である。
る。
ある。
図である。
である。
元超音波画像データの概念図である。
音線データ P(T) 1フレームの3次元超
音波画像データ
Claims (6)
- 【請求項1】 超音波探触子を用いて被検体の内部を平
面的に走査しながらその平面に略直交する方向に超音波
探触子を移動して得られた3次元的なデータに基づい
て、被検体の組織等を所望の視線方向から見た如き3次
元超音波画像を生成し表示する超音波診断装置におい
て、 前記超音波探触子からの距離に応じて表示に歪を与える
歪付与手段を具備したことを特徴とする超音波診断装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の超音波診断装置におい
て、前記歪付与手段は、距離に応じて視角の大きさが変
わるような歪を与えることを特徴とする超音波診断装
置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の超音波診断装置におい
て、複数フレーム分の原音線データを格納する原音線メ
モリと、前記原音線メモリに格納された原音線データを
深さ方向にシーケンシャルに読み書きしうるアドレス制
御部と、前記アドレス制御部に従って前記原音線メモリ
から読み出した原音線データを用いて3次元音線データ
を生成する3次元演算回路と、前記3次元音線データを
格納する3次元音線メモリまたはラインメモリと、前記
3次元音線メモリまたはラインメモリに格納した前記3
次元音線データを画面フォーマットにフォーマット変換
するデジタルスキャンコンバータとを具備し、 前記アドレス制御部は、原音線データのフレーム番号を
F,音線アドレスをNとし、フレーム間隔をDとし、左
右視角をTとし、左右方向の調整量をToffsetとすると
き、前記原音線データから3次元音線データを生成する
ために前記3次元音線メモリまたは前記ラインメモリか
ら読み出すべき3次元音線データの音線アドレスを、 N+F・D・tan{T}+Toffset により算出することを特徴とする超音波診断装置 。 - 【請求項4】 請求項2に記載の超音波診断装置におい
て、複数フレーム分の原音線データを格納する原音線メ
モリと、前記原音線メモリに格納された原音線データを
深さ方向にシーケンシャルに読み書きしうるアドレス制
御部と、前記アドレス制御部に従って前記原音線メモリ
から読み出した原音線データを用いて 3次元音線データ
を生成する3次元演算回路と、前記3次元音線データを
格納する3次元音線メモリまたはラインメモリと、前記
3次元音線メモリまたはラインメモリに格納した前記3
次元音線データを画面フォーマットにフォーマット変換
するデジタルスキャンコンバータとを具備し、 前記アドレス制御部は、原音線データのフレーム番号を
F,深さアドレスをMとし、フレーム間隔をDとし、上
下視角をUとし、上下方向の調整量をUoffsetとすると
き、前記原音線データから3次元音線データを生成する
ために前記3次元音線メモリまたは前記ラインメモリか
ら読み出すべき3次元音線データの深さアドレスを、 M+F・D・tan{U}+Uoffset により算出することを特徴とする超音波診断装置 。 - 【請求項5】 請求項2に記載の超音波診断装置におい
て、複数フレーム分の原音線データを格納する原音線メ
モリと、前記原音線メモリに格納された原音線データを
深さ方向にシーケンシャルに読み書きしうるアドレス制
御部と、前記アドレス制御部に従って前記原音線メモリ
から読み出した原音線データを用いて3次元音線データ
を生成する3次元演算回路と、前記3次元音線データを
格納する3次元音線メモリまたはラインメモリと、前記
3次元音線メモリまたはラインメモリに格納した前記3
次元音線データを画面フォーマットにフォーマット変換
するデジタルスキャンコンバータとを具備し、 前記アドレス制御部は、原音線データのフレーム番号を
F,音線アドレスをNとし、フレーム間隔をDとし、左
右視角をTとし、左右方向の調整量をToffsetとすると
き、前記原音線データから3次元音線データを生成する
ために前記3次元音線メモリまたは前記ラインメモリか
ら読み出すべき3次元音線データの音線アドレスを、 N+F・D・tan{T}+Toffset により算出すると共に、深さアドレスをMとし、上下視
角をUとし、上下方向の調整量をUoffsetとするとき、
前記原音線データから3次元音線データを生成するため
に前記3次元音線メモリまたは前記ラインメモリから読
み出すべき3次元音線データの深さアドレスを、 M+F・D・tan{U}+Uoffset により算出することを特徴とする超音波診断装置 。 - 【請求項6】 請求項1から請求項5のいずれかに記載
の超音波診断装置において、原音線データが、Bモード
またはカラーフローマッピングにより得られる流速,パ
ワーまたはセカンドハーモモックから得られる流速,パ
ワーのいずれか又はそれらの複合であることを特徴とす
る超音波診断装置。
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