JP3413095B2 - 断層画像処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波画像の３次元
表示を行う断層画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波画像処理装置は特開平７−
２１３５２１号公報に記載されたものが知られている。
図７は従来の超音波画像処理装置の構成を示しており、
これは超音波の送受信を行い受信信号をディジタル信号
として出力する超音波走査手段１、受信信号を記録する
メモリ２、断層画像もしくは投影画像の表示を行う表示
手段４、画素の位置データおよび画素データを格納する
３次元画像用メモリ５、画素の位置データと画素データ
から断層画像を生成する断層画像生成手段８、画素の位
置データと画素データから投影画像を生成する投影画像
生成手段９から構成されている。

【０００３】以上のように構成された従来の超音波画像
処理装置について、図７を用いてその動作を説明する。
まず、超音波走査手段１は体内に対して２次元走査によ
る超音波の送受信を行い、受信信号を検波およびＡ／Ｄ
変換によりディジタル信号として出力する。受信信号は
一旦、メモリ２に記録され、１断面分の受信信号が記録
されるまで超音波走査が行われる。

【０００４】１断面分の走査が終わると、２次元走査に
より記録された受信信号は断層画像となる。以降同様に
して、複数回の２次元走査を位置を変えて繰り返すこと
で超音波の３次元走査を行い、複数の断層画像をメモリ
２に記録する。３次元走査終了後、メモリ２に記録され
た断層画像に基づき、３次元画像データとして断層画像
生成手段８により断層画像が作成されるか、もしくは投
影画像生成手段９により投影画像が生成され、３次元画
像用メモリ５に記録される。最後に断層画像もしくは投
影画像は表示手段４により表示される。

【０００５】次に３次元走査について、図８を用いてさ
らに詳細に説明する。図８は３次元走査の様子を表す図
であり、８０１は電気信号と音波との変換を行う超音波
振動子、８０２と８０３は超音波の２次元走査により断
層画像として構成される断面の範囲である。

【０００６】３次元走査では、２次元走査を行い超音波
断層画像を表示するために使用する超音波振動子８０１
を機械的に移動させるか、もしくは操作者が手で移動さ
せることが行われる。まず、超音波振動子８０１は超音
波の２次元走査により断面を走査し、断面８０２の範囲
の受信信号を得る。次に、機械的もしくは操作者の手に
より超音波振動子８０１を移動させ、前回の走査範囲８
０２とは異なる位置の断面８０３の２次元走査を行う。
以上の操作を複数回繰り返し、３次元空間上の受信信号
を得る。

【０００７】３次元走査において、超音波振動子８０１
を手で移動させた場合には、超音波断層画像用の超音波
走査手段１を使用することができるという利点がある
が、３次元画像データの生成には３次元走査の際の超音
波振動子８０１の移動方向および移動量を知る必要があ
る。従来の実施の形態においては、装置の簡単化のため
に移動方向および移動量を測定することなく、移動方向
を２次元走査の断面と垂直方向とし、断面が平行に並ん
でいるものと仮定して３次元画像データを生成してい
た。

【０００８】次に従来の超音波画像処理装置における３
次元画像データの作成について、図７および図９を用い
てさらに詳細に説明する。図９は投影画像作成の様子を
表した図であり、図９（ａ）は断層面と平行に近い面の
投影画像を生成する場合の模式図、図９（ｂ）は断層面
と垂直に近い面の投影画像を生成する場合の模式図であ
る。また、図９において、９０１は記録された断層画
像、９０２は断層画像内の画素、９０３は投影画像、９
０４は投影画像上の画素、９０５は投影画像の計算に用
いる画素をトレースする投影線である。

【０００９】３次元走査終了後、３次元画像データを生
成する場合として、断層画像もしくは投影画像を生成す
る面と３次元走査により記録された断層画像との関係に
より下記の２つに分類する。

【００１０】（１）記録された断層面を平行とみなし、
断層面と平行に近い方向の断層画像もしくは投影画像を
生成する場合。例えば記録された断層画像９０１と投影
画像９０３が図９（ａ）のような位置関係にある場合。

【００１１】（２）記録された断層面と垂直に近い断層
画像もしくは投影画像を生成する場合。例えば記録され
た断層画像９０１と投影画像９０３が図９（ｂ）のよう
な位置関係にある場合。

【００１２】上記（１）の場合には、断層面内において
は画素の位置関係はわかっており、投影画像の画素配置
を断層画像の画素配置と同一とすれば、断層面間の位置
関係を必ずしも必要とせず、画素補間の演算や画素の位
置関係の算出は必要はない。投影画像を生成するために
は、断層画像９０１上の画素９０２の位置と投影画像９
０３上の画素９０４の位置を一致するように設定し、投
影線９０５上にある断層画像９０１上の画素９０２を使
用して投影画像上の画素９０４の値を求めればよい。

【００１３】したがって上記（１）の場合、投影画像生
成手段９は以下のような動作を行う。まず、メモリ２に
蓄積された複数の断層画像のデータを使用して、投影画
像生成手段９は断層面と垂直に投影処理を行い、投影画
像を生成する。投影画像は３次元画像用メモリ５に蓄積
される。蓄積された投影画像は表示手段４により表示さ
れる。

【００１４】上記（２）の場合には、断層面の互いの位
置関係を知る必要がある。簡略的に２次元走査用の超音
波走査手段のみで３次元走査を行う場合には、断層面が
互いに平行とみなしても断層面間隔は測定しなければ未
知となる。すなわち投影画像の１画素あたりの寸法と断
層面間隔は一致しない場合が多い。その場合には、断層
面間隔を断層面内の１画素分の距離と同じ距離として画
素を配置すると、投影画像は３次元走査における断層面
の移動方向に拡大もしくは縮小した画像となる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の超音波画像処理装置においては、３次元走査におい
て超音波振動子の位置測定による断層画像の位置情報を
利用しない場合には、断層画像と垂直な面の断層画像も
しくは投影画像を作成すると変形した画像となり、測定
対象の形状を知ることが困難であるという問題を有して
いた。また、超音波振動子の移動速度にむらがある場
合、移動速度が小さい領域が移動方向に引き伸ばされた
断層画像もしくは投影画像が生成されてしまうという問
題を有していた。

【００１６】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、超音波振動子位置の測定を行うことなく、３次元走
査により記録された画像データから断層面の相対位置を
補正して断層画像および投影画像を作成することによ
り、画像の変形を抑えて測定対象の形状把握に適した画
像を生成する優れた断層画像処理装置を提供することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、２次元走査による超音波の送受信を行ない
受信信号をディジタル信号として出力する超音波走査手
段と、受信信号を記録再生するメモリと、３次元走査に
より生成される断層画像と断層面間隔を求めるために記
録された参照用断層画像との対応点を指定する対応点指
定手段と、前記対応点指定手段により指定された点の位
置座標に基づいて断層画像間の距離を算出する断層面間
距離算出手段と、前記断層面間距離算出手段により与え
られる断層面間の位置情報に基づき、３次元画像データ
の生成を行う３次元画像データ生成手段とを備え、３次
元走査により生成される断層画像と参照用断層画像との
対応点から断層面間距離を算出および補正できるように
したものである。

【００１８】また上記問題を解決するために本発明は、
２次元走査による超音波の送受信を行ない受信信号をデ
ィジタル信号として出力する超音波走査手段と、受信信
号を記録再生するメモリと、３次元走査により生成され
る断層画像と断層面間隔を求めるために記録された参照
用断層画像との対応点を指定する対応点指定手段と、し
きい値処理を行なうしきい値処理手段と、隣接する断層
画像間の画素値の差分平均値を算出する断層画像変化量
算出手段と、前記対応点の情報および前記画素値の差分
平均値に基づいて断層画像間隔の小さい領域を推定する
断層面位置推定手段と、前記断層面位置推定手段により
与えられる断層面間隔の情報に基づき、３次元画像デー
タの生成を行う３次元画像データ生成手段とを備え、断
層画像の画素値の差分平均値から局所的な断層面間隔の
小さい領域を補正できるようにしたものである。

【００１９】以上により本発明は、超音波振動子位置の
測定を行うことなく、３次元走査により記録された画像
データから断層面の相対位置を補正して断層画像および
投影画像を作成することにより、画像の変形を抑えて測
定対象の形状把握に適した画像を生成する優れた断層画
像処理装置が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、２次元走査による超音波の送受信を行ない受信信号
をディジタル信号として出力する超音波走査手段と、受
信信号を記録再生するメモリと、３次元走査により生成
される断層画像と断層面間隔を求めるために記録された
参照用断層画像との対応点を指定する対応点指定手段
と、前記対応点指定手段により指定された点の位置座標
に基づいて断層画像間の距離を算出する断層面間距離算
出手段と、前記断層面間距離算出手段により与えられる
断層面間の位置情報に基づき、３次元画像データの生成
を行う３次元画像データ生成手段とを備えたものであ
り、３次元走査により生成される断層画像と参照用断層
画像との対応点から断層面間距離を算出および補正し、
画像の変形を抑えた断層画像もしくは投影画像を生成で
きるという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項２に記載の発明は、２次元
走査による超音波の送受信を行ない受信信号をディジタ
ル信号として出力する超音波走査手段と、受信信号を記
録再生するメモリと、３次元走査により生成される断層
画像と断層面間隔を求めるために記録された参照用断層
画像との対応点を指定する対応点指定手段と、しきい値
処理を行なうしきい値処理手段と、隣接する断層画像間
の画素値の差分平均値を算出する断層画像変化量算出手
段と、前記対応点の情報および前記画素値の差分平均値
に基づいて断層画像間隔の小さい領域を推定する断層面
位置推定手段と、前記断層面位置推定手段により与えら
れる断層面間隔の情報に基づき、３次元画像データの生
成を行う３次元画像データ生成手段とを備えたものであ
り、断層画像の画素値の差分平均値から局所的な断層面
間隔の小さい領域を補正し、画像の変形を抑えた断層画
像もしくは投影画像を生成できるという作用を有する。

【００２２】

【００２３】以下、本発明の実施の形態について、図１
乃至図６を用いて説明する。

【００２４】（第１の実施の形態）図１は第１の実施の
形態における超音波画像処理装置の構成を示しており、
超音波の送受信を行い受信信号をディジタル信号として
出力する超音波走査手段１、受信信号を記録するメモリ
２、受信信号から３次元画像データの生成を行う３次元
画像データ生成手段３、断層画像もしくは投影画像の表
示を行う表示手段４、３次元走査により生成される断層
画像と参照用断層画像との対応点を指定する対応点指定
手段１０、前記対応点指定手段１０により指定された点
の位置座標に基づいて断層画像間の距離を算出する断層
面間距離算出手段１１から構成されている。

【００２５】また、上記３次元画像データ生成手段３は
詳細には、画素の位置データおよび画素データを格納す
る３次元画像用メモリ５、断層画像の位置データに基づ
いて画素の位置を算出する画素位置算出手段６、受信信
号の存在しない場所にある画素を補間する画素補間手段
７、画素の位置データと画素データから断層画像を生成
する断層画像生成手段８、画素の位置データと画素デー
タから投影画像を生成する投影画像生成手段９から構成
されている。

【００２６】以上のように構成された超音波画像処理装
置について、図１を用いてその動作を説明する。まず、
超音波走査手段１は体内に対して２次元走査による超音
波の送受信を行い、受信信号を検波およびＡ／Ｄ変換に
よりディジタル信号として出力する。受信信号は一旦、
メモリ２に記録され、１断面分の受信信号が記録される
まで超音波走査が行われる。

【００２７】１断面分の走査が終わると、２次元走査に
より記録された受信信号は断層画像となる。以降同様に
して、複数回の２次元走査を位置を変えて繰り返すこと
で超音波の３次元走査を行い、複数の断層画像を記録す
る。３次元走査終了後、先の３次元走査範囲内にあり、
かつ記録された断面と垂直に近い断面において超音波の
２次元走査を行い、参照用断層画像をメモリ２に記録す
る。対応点指定手段１０は、３次元走査により記録され
た断層画像と参照用断層画像において対応する点の入力
を受ける。

【００２８】断層面間距離算出手段１１は指定された点
の位置情報から断層面間隔を算出する。３次元画像デー
タ生成手段３は記録された断層画像のみ、もしくは断層
画像と断層面間距離算出手段１１により与えられる断層
面間の位置関係に関する情報に基づき、３次元画像デー
タとして断層画像もしくは投影画像を生成する。

【００２９】３次元画像データ生成手段３においては、
まず画素位置算出手段６により、断層画像もしくは投影
画像の生成に必要な画素の位置座標が、画素が位置して
いた断層画像における２次元座標、画素が位置していた
断層画像の記録された順番および断層面間距離算出手段
１１により求められた断層面間隔から求められる。

【００３０】その後、画素値が位置座標に基づいて３次
元画像用メモリ５に配置される。一方、画素補間手段７
は、３次元走査により記録された断層画像のみでは、断
層画像もしくは投影画像を形成するために必要な画素を
満たすことができない場合、画素値を補間して３次元画
像用メモリ５に配置する。断層画像もしくは投影画像の
生成に必要な画素値が揃うと、断層画像生成手段８によ
る断層画像の生成、もしくは投影画像生成手段９による
投影画像の生成が行われ、３次元画像用メモリ５に記録
される。投影画像の生成は、例えばM. Levoy,"Display
of Surfaces from Volume Data", IEEE Computer Graph
ics & Application, Vol.8, pp. 29-37,(1988) に記載
された方法を使用する。最後に断層画像もしくは投影画
像は表示手段４により表示される。

【００３１】次に対応点の指定について、図２を用いて
さらに詳細に説明する。図２は対応点の指定の様子を表
した図であり、２０１は３次元走査により記録された断
層画像、２０２は断層画像２０１上の画素、２０３は断
層画像２０１に垂直な面に画素２０２を配置した断層画
像、２０４は断層面間隔を求めるために記録された参照
用断層画像、２０５は断層面間隔が補正された画像、２
０６および２０７は断層面間隔を算出するために断層画
像２０３上に指定された点、２０８および２０９は指定
点２０６および２０７が位置する断層画像、２１０およ
び２１１は指定点２０６および２０７に対応する点とし
て参照用断層画像２０４上に指定された点である。

【００３２】まず対応点指定手段１０は、対応点を指定
するために記録された参照用断層画像２０４を表示す
る。３次元走査により記録された断層画像に基づき、断
層画像２０１に垂直かつ断層面間隔を１画素と仮定して
画素データを配置した断層画像２０３を生成する。断層
画像２０３の位置は、断層画像２０４に最も近い画像が
得られるように指定される。次に断層画像２０３におい
て２つの点２０６および２０７が操作者により指定され
る。２つの指定点２０６と２０７の位置関係の条件とし
て、断層面の移動方向すなわち断層画像の水平方向に少
なくとも１画素分以上はなれていることが求められる。
さらに、断層画像２０４においても指定点２０６および
２０７に対応する点２１０および２１１が指定される。

【００３３】次に断層面間距離算出手段１１は指定点２
０６、２０７、２１０、２１１の位置情報を受け、指定
点２０６と２０７、２１０と２１１の２点間の距離を算
出する。指定点２０６と２０７については断層面２０１
の３次元走査における移動方向の距離、すなわち断層画
像２０３上における水平距離が求められる。例えば、指
定点２０６がｎ１番目に記録された断層画像２０８に、
指定点２０７がｎ２番目に記録された断層画像２０９に
位置し、ｎ１＜ｎ２とすると、２点間距離に含まれる枚
数Ｌ１として（ｎ２−ｎ１）が求められる。指定点２１
０および２１１についても２点間水平距離Ｌ２がまた求
められる。Ｌ１は記録された断層画像の枚数、Ｌ２は断
層画像２０１の１画素の寸法を単位とした距離として表
現される。Ｌ１とＬ２より断層面間の平均距離ｄＬが下
記の式（１）より求められる。

【００３４】ｄＬ＝ Ｌ２／Ｌ１ … （１） 上記式（１）により求められた断層面間隔ｄＬに基づ
き、３次元画像データ生成手段３は画素の配置および補
間を行い、断層画像もしくは投影画像を生成する。以上
の処理により断層面間隔が補正された画像２０５を得
る。

【００３５】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、３次元画像データの生成を行う３次元画像データ生
成手段と、３次元走査により生成される断層画像と参照
用断層画像との対応点を指定する対応点指定手段と、前
記対応点指定手段により指定された点の位置座標に基づ
いて断層画像間の距離を補正する断層面間距離算出手段
とを設けることにより、断層面間距離を等間隔として補
正した断層画像もしくは投影画像を作成し、画像の変形
を抑えて測定対象の形状把握に適した画像を生成するこ
とができる。

【００３６】なお、この実施の形態においては３次元画
像データを格納する３次元画像用メモリ５を受信信号を
記録するメモリ２と別の構成としたが、３次元画像用メ
モリ５の機能をメモリ２が兼ねてもよい。また、記録さ
れた断層画像は互いに平行に位置して１断面間隔あたり
の距離を求めるものとして、断層画像２０３および２０
４においてそれぞれ２点ずつを指定するものとしたが、
４点以上を指定して１断面間隔あたりの傾きを算出する
こともできる。また、記録された断層画像は一定間隔で
位置するものとして、断層画像２０３および２０４にお
いてそれぞれ２点ずつを指定するものとしたが、３点以
上を指定することにより場所により断層面間隔が変化す
る場合でも、その変化に応じて１断面間隔を求めること
ができる。

【００３７】（第２の実施の形態）図３は第２の実施の
形態における超音波画像処理装置の構成を示しており、
これは３次元走査により記録された画像データに対して
しきい値処理を行うしきい値処理手段１２、隣接する断
層画像間を用いて画素値の差分平均値を算出する断層画
像変化量算出手段１３、画素値の差分平均値および対応
点の情報から断層面間隔の小さい領域を推定する断層面
位置推定手段１４から構成されている。その他の構成要
素は第１の実施の形態と同じものである。

【００３８】以上のように構成された超音波画像処理装
置について、図３を用いてその動作を説明する。まず、
第１の実施の形態と同様にして超音波走査手段１により
３次元走査が行われ、複数の断層画像がメモリ２に記録
される。３次元走査後、しきい値処理手段１２により断
層画像間の画素値の差分平均値を算出するのに適した画
素データのみが選択されて断層画像変化量算出手段１３
へ転送される。断層画像変化量算出手段１３において
は、選択された画素データに基づいて隣接断層画像間の
画素値の差分平均値を算出する。

【００３９】一方、対応点指定手段１０においては、第
１の実施の形態と同様にして３次元走査における断層面
間の位置関係に関する情報として対応点が指定される。
隣接画像間の画素データの差分平均値と対応点の位置情
報は、断層面位置推定手段１４により断層面間隔の情報
に変換される。３次元画像データ生成手段３において
は、断層面位置推定手段１４により求められた断層面間
隔の情報、およびメモリ２に記録された断層画像に基づ
き、第１の実施の形態と同様にして断層画像もしくは投
影画像が生成される。生成された断層画像もしくは投影
画像は表示手段４に送られて表示される。

【００４０】次に第２の実施の形態における断層面間隔
の算出の方法について、図４、図５、図６を用いてさら
に詳細に説明する。図４は断層画像間の画素差分平均値
算出の模式図、図５は断層画像の画素値ヒストグラム、
図６（ａ）は画素差分平均値の変化を表す図、図６
（ｂ）はノイズの影響を抑えた場合の画素差分平均値の
変化を表す図、図６（ｃ）は断層面間隔の変化を表す
図、である。

【００４１】図４において、４０１は３次元走査により
記録された断層画像、４０２および４０３は記録された
断層画像４０１のうちそれぞれｎ１番目とｎ２番目に記
録された断層画像、４０４は断層画像４０１に垂直な断
層画像、４０５および４０６はそれぞれ断層画像４０２
と４０３上の画素列、４０７は断層面間隔を求めるため
に記録された参照用断層画像、４０８および４０９は断
層面間隔を算出するために断層画像４０４上で指定され
た点、４１０および４１１は指定点４０８および４０９
に対応する点として断層画像４０７上に指定された点、
４１２は断層面間隔が小さい部分、４１３は補正された
断層画像である。

【００４２】断層画像間の画素値の差分平均値算出にお
いては、まず記録された断層画像全体にわたり最も多く
存在し、局所的な超音波反射出力の平均値が場所により
変化することが小さい反射領域の画素を、画素データの
しきい値処理により選別する。この処理により、局所的
に存在する低反射領域や高反射領域の画素データが除か
れる。低反射領域とは例えば血液や羊水などに、高反射
領域とは例えば組織境界等が当てはまる。

【００４３】しきい値の設定は、画素データのヒストグ
ラムを作成し、最も出現頻度の多い画素データを一定数
の割合で含むように設定する。この割合は、測定条件に
より最適なしきい値は異なり、経験的に決められる。例
えば、図５のように最も出現頻度の高い画素データの値
を中心として、高い画素値および低い画素値を持つ画素
数がそれぞれ全画素数の２５％、計５０％となるように
しきい値を決定する。もしくは操作者が試行錯誤的に最
適となるようにしきい値が設定される。

【００４４】断層画像変化量算出手段１３では、しきい
値処理手段１２により選択された画素データを用い、断
層画像の各画素と隣接断層画像の対応する画素との差の
絶対値が計算される。次に画素列ごとに差の絶対値の平
均値が計算され、断層画像ごとの画素差分平均値ｆ
（ｎ）が求められる。例えば断層画像４０２の計算を行
う場合、まず画素列４０５とｎ１＋１番目に記録された
断層画像上にある画素列との間で、各画素の差の絶対値
を計算する。対応する画素がしきい値処理により除かれ
ている場合には、その位置の画素について計算を行わな
い。

【００４５】各画素について差分が求まったらその平均
値を計算し、ｆ（ｎ１）を求める。以上のような計算を
各断層画像で行うと、図６（ａ）のような断層画像によ
る画素差分平均値ｆ（ｎ）の変化を求めることができ
る。この画素差分平均値の変化は、しきい値処理により
測定対象の形状の影響が抑えられているために、３次元
走査時の断層画像記録位置の変化および測定系のノイズ
に起因するものとする。

【００４６】ノイズの影響は次のように抑制する。前も
って位置を変化させずに複数の断層画像を記録し、その
断層画像間の画素差分平均値の変化ｆ０（ｎ）を求め
る。ｆ０（ｎ）の平均値をｆ０とすると、ｆ０を求めて
おくことでノイズレベル、すなわち移動量０のオフセッ
ト値を求めることができる。このｆ０を画素差分平均値
の変化量ｆ（ｎ）から差し引くことによりノイズの影響
を抑制する。この処理により、例えば図６（ａ）の画素
差分平均値の変化は図６（ｂ）のように変換される。こ
のようにして求められた画素差分平均値の変化量ｆ
（ｎ）−ｆ０は３次元走査時の断層画像記録位置の変化
を表すものとする。すなわち、画素差分平均値の変化量
ｆ（ｎ）−ｆ０が小さいほど断層画像の記録位置の変化
が小さいものとする。

【００４７】一方、対応点指定手段１０においては第１
の実施の形態と同様にして、３次元走査において断層画
像と垂直かつ、断層面間距離を１画素と仮定して作られ
る断層画像４０４と、３次元走査とは別に記録した参照
用断層画像４０７の２枚の断層画像でそれぞれ対応する
点４０８、４０９と４１０、４１１が指定される。

【００４８】断層面位置推定手段１４においては、指定
点４１０と４１１間の水平距離Ｌ２を、指定点４０８と
４０９の間で画素差分平均値の変化量ｆ（ｎ）−ｆ０を
積算した値ｓで除算し、画素差分平均値の変化量１あた
りの断層面間隔Ｌ２／ｓを求める。さらに、断層面間隔
ｎ番目の断層画像とｎ＋１番目の断層画像の間の間隔ｄ
Ｌ（ｎ）を下記の式（２）により求める。

【００４９】 ｄＬ（ｎ）＝（Ｌ２／ｓ）×ｆ（ｎ） … （２） 式（２）式により局所的な断層画像の間隔ｄＬが求めら
れ、図６（ｃ）のような断層面間隔の変化を得ることが
できる。以上の処理を断層画像４０１内の他の画素列に
ついても同様な処理を行なうことで、領域４１２のよう
な各断層画像の間隔がほとんど変化していない領域を推
定できる。

【００５０】３次元画像データ生成手段３は断層面間隔
ｄＬ（ｎ）に基づき、メモリ２に記録された画像データ
から断層画像の生成に必要な画素を使用し、画素の配置
と補間により断層画像を生成する。もしくは、メモリ２
に記録された画像データから投影画像の投影処理に必要
な画素を使用し、第１の実施の形態と同様な方法で投影
画像を生成する。以上の処理によれば、領域４１２のよ
うな断層画像の記録位置がほとんど変化せず、冗長な情
報を含む領域の断層面間隔を投影画像もしくは断層画像
作成の際に圧縮し、画像４１３のような補正した画像を
生成することができる。

【００５１】以上のように本発明の上記実施の形態によ
れば、３次元画像データの生成を行う３次元画像データ
生成手段と、３次元走査により記録された画像データに
対してしきい値処理を行うしきい値処理手段と、隣接す
る断層画像間の画素値の差分平均値を算出する断層画像
変化量算出手段と、画素値の差分平均値および対応点の
情報から断層画像間隔の小さい領域を推定する断層面位
置推定手段とを設けることにより、断層画像の画素値の
差分平均値から局所的な断層面間隔の小さい領域を補正
し、画像の変形を抑えて測定対象の形状把握に適した画
像を生成することができる。

【００５２】なお、以上の説明では、画素値の差分平均
値から断層面位置を補正するために、画像上で参照用断
層画像を使用したが、これを用いずに画像変化量を距離
に変換するための数値、すなわち１画素値あたりの断層
画像間距離の数値Ｌ２／ｓを直接指定してもよい。また
以上の説明では、画像の変化量を算出するために、１列
分の画素しか使用していないが、断層画像全体の画素を
使用して画像全体の平均的な間隔を求めてもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明は、断層画像と参照
用断層画像との対応点を指定する対応点指定手段と、断
層画像間の距離を算出する断層面間距離算出手段と、３
次元画像データの生成を行う３次元画像データ生成手段
とを備えることにより、３次元走査により生成される断
層画像と参照用断層画像との対応点から断層面間距離を
算出および補正し、画像の変形を抑えた断層画像もしく
は投影画像を生成できるという効果が得られる。

【００５４】また、以上のように本発明は、断層画像間
で画素値の差分平均値を算出する断層画像変化量算出手
段と、画素値の差分平均値に基づいて断層画像間隔の小
さい領域を推定する断層面位置推定手段と、３次元画像
データの生成を行う３次元画像データ生成手段とを備え
ることにより、３次元画像データの生成を行う３次元画
像データ生成手段とを備えたものであり、断層画像の画
素値の差分平均値から局所的な断層面間隔の小さい領域
を補正し、画像の変形を抑えた断層画像もしくは投影画
像を生成できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における超音波画像
処理装置の構成図

【図２】対応点の指定の様子を表した図

【図３】本発明の第２の実施の形態における超音波画像
処理装置の構成図

【図４】断層画像間の画素差分平均値算出の模式図

【図５】断層画像の画素値ヒストグラム

【図６】（ａ）は、画素差分平均値の変化を表す図 （ｂ）は、ノイズの影響を抑えた場合の画素差分平均値
の変化を表す図 （ｃ）は、断層面間隔の変化を表す図

【図７】従来の超音波画像処理装置の構成図

【図８】３次元走査の様子を表す図

【図９】（ａ）は、断層面と平行に近い面の投影画像を
生成する場合の模式図 （ｂ）は、断層面と垂直に近い面の投影画像を生成する
場合の模式図

【符号の説明】

１ 超音波走査手段 ２ メモリ ３ ３次元画像データ生成手段 ４ 表示手段 ５ ３次元画像用メモリ ６ 画素位置算出手段 ７ 画素補間手段 ８ 断層画像生成手段 ９ 投影画像生成手段 １０ 対応点指定手段 １１ 断層面間距離算出手段 １２ しきい値処理手段 １３ 断層画像変化量算出手段 １４ 断層面位置推定手段 ２０１ ３次元走査により記録された断層画像 ２０２ 断層画像２０１上の画素 ２０３ 断層画像２０１に垂直な断層画像 ２０４ 参照用断層画像 ２０５ 断層面間隔が補正された画像 ２０６，２０７ 断層画像２０３上に指定された点 ２０８ 指定点２０６が位置する断層画像 ２０９ 指定点２０７が位置する断層画像 ２１０ 指定点２０６に対応する点として断層画像２０
４上に指定された点 ２１１ 指定点２０７に対応する点として断層画像２０
４上に指定された点 ４０１ ３次元走査により記録された断層画像 ４０２ ｎ１番目に記録された断層画像 ４０３ ｎ２番目に記録された断層画像 ４０４ 断層画像４０１に垂直な断層画像 ４０５ 断層画像４０２上の画素列 ４０６ 断層画像４０３上の画素列 ４０７ 参照用断層画像 ４０８, ４０９ 断層画像４０４上で指定された点 ４１０ 指定点４０８に対応する点として断層画像４０
７上に指定された点 ４１１ 指定点４０９に対応する点として断層画像４０
７上に指定された点 ４１２ 断層面間隔が小さい領域 ４１３ 補正された断層画像 ８０１ 超音波振動子 ８０２, ８０３ 超音波の２次元走査により断層画像と
して構成される断面の範囲 ９０１ 記録された断層画像 ９０２ 断層画像内の画素 ９０３ 投影画像 ９０４ 投影画像上の画素 ９０５ 投影画像の計算に用いる画素をトレースする投
影線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴 木 隆 夫 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番 １号 松下通信工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−222744（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−246948（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−70757（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２次元走査による超音波の送受信を行な
   い受信信号をディジタル信号として出力する超音波走査
   手段と、受信信号を記録再生するメモリと、 ３次元走査により生成される断層画像と断層面間隔を求
   めるために記録された参照用断層画像との対応点を指定
   する対応点指定手段と、 前記対応点指定手段により指定された点の位置座標に基
   づいて断層画像間の距離を算出する断層面間距離算出手
   段と、 前記断層面間距離算出手段により与えられる断層面間の
   位置情報に基づき、３次元画像データの生成を行う３次
   元画像データ生成手段とを備えることを特徴とする断層
   画像処理装置。
2. 【請求項２】 ２次元走査による超音波の送受信を行な
   い受信信号をディジタル信号として出力する超音波走査
   手段と、受信信号を記録再生するメモリと、 ３次元走査により生成される断層画像と断層面間隔を求
   めるために記録された参照用断層画像との対応点を指定
   する対応点指定手段と、 しきい値処理を行なうしきい値処理手段と、 隣接する断層画像間の画素値の差分平均値を算出する断
   層画像変化量算出手段と、前記対応点の情報および 前記画素値の差分平均値に基づ
   いて断層画像間隔の小さい領域を推定する断層面位置推
   定手段と、 前記断層面位置推定手段により与えられる断層面間隔の
   情報に基づき、３次元画像データの生成を行う３次元画
   像データ生成手段とを備えることを特徴とする断層画像
   処理装置。