JP3905644B2 - 3D ultrasound system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置で収集した2次元の超音波画像データを、外付けの3次元画像処理用コンピュータユニットに取り込んで、この3次元画像処理用コンピュータユニットにおいて3次元画像を生成し表示する3次元超音波システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の超音波診断装置は一般的に超音波ビームを1つの面内で走査するため、断面画像を表示するシステムとなっている。近年、超音波診断装置の超音波送受信部である超音波プローブを移動させながら走査面の異なる複数の画像を収集し、この複数の画像から3次元画像を再構成するという試みが盛んに行われており、超音波診断装置における3次元画像の表示は新たな診断の可能性を期待されている。
【0003】
実際には、腹部用のコンベックスプローブやリニアアレイプローブを手動または機械的に移動させたり、電子セクタプローブを回転させる機構を持った経食道用マルチプレーンプローブを用いるなどして研究が進められている。
【0004】
ここで、従来の3次元超音波システムでは、超音波診断装置側で収集した2次元の超音波画像をビデオ信号に変換し、それに対して外付けの3次元画像処理用コンピュータユニットにビデオ信号の状態でビデオキャプチャボードを介して取り込んでいるため、超音波画像のフレーム数(フレームレート)が幾つであっても、3次元画像処理用コンピュータユニットには、毎秒30フレームという固定されたフレームレートで取り込まれるようになっていた。
【0005】
このため、取り込み画像の中には、前後のフレームをつなぎ台わせたような部分合成画像や何枚か連続して同一の画像になるといった事態が生じていた。また、超音波診断装置から超音波画像を3次元画像処理用コンピュータユニットに取り込む場合、各走査時のプローブの位置データをプローブに付けた位置センサから取り込むことが行われているが、この場合、3次元画像処理用コンピュータユニットで超音波診断装置からの画像の取り込みと、位置センサからの位置データの取り込みとを同期させて、超音波画像とその画像に対応するプローブの位置データとを整合させるようにしているが、この方法は、超音波診断装置から3次元画像処理用コンピュータユニットにオフラインで2次元画像データを転送する場合には適用できないという問題があった。
【0006】
また、超音波プローブを手動により適当な位置から移動させることにより、3次元画像の再構成に必要な走査面の異なる複数の2次元画像データを収集するようになっている場合、画像収集を開始するタイミングを図ったり、収集時間に合わせて超音波プローブを動かすのは難しいという問題がある。
【0007】
さらに、超音波診断装置では、組織の断層画像を表すBモード画像と、カラードップラによる血流画像とを1枚に合成して表示する場合があるが、この場合、血流画像をBモード画像の上に上書きして、つまり血流が存在する部分にはBモード画像情報を落として血流情報だけを割り当てるような合成が行われており、この合成画像のビデオ信号として3次元画像処理用コンピュータユニットには送られてくるため、3次元画像処理用コンピュータユニットでは完全な形でBモード画像と血流画像とに分離することはできなかった。しかしながら、超音波診断装置のBモード画像と血流画像を同時に収集し、それぞれを別個に3次元画像として再構成するという要求は強く、実際にその分離法なり表示法を提案した例もある。そのような場合でも超音波のBモード画像と血流画像の3次元的な表示によりそれぞれ相互の位置関係や個々の3次元的な形状を十分に観察するには3次元的な表示の表現手段に乏しく、十分といえるものではなかった。
【0008】
さらに、超音波画像を3次元表示する場合、X線CTやMRIといった他の画像診断装置とは異なり収集画像の表示エリアが小さく、また表示形状も超音波プローブの走査法により多数あるため、収集画像を再構成して作る3次元画像もその方向や形状にバラエティーがあり、使用者は表示している3次元画像のオリエンテーション、つまり画像の上下、左右、さらには表示方向(部位を見ている方向)を見失ってしまいやすいという問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、超音波画像とその画像に対応するプローブの位置データとを簡単に整合させることのできる3次元超音波システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、超音波プローブの手動走査の指標を与えることのできる3次元超音波システムを提供することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、超音波診断装置に外付けされた3次元画像処理用コンピュータユニットの側で合成画像からBモード画像とカラードプラの血流画像とに分離することのできる3次元超音波システムを提供することにある。
【0011】
本発明の他の目的は、3次元画像の表示方向を、3次元走査したボリューム領域を基準に分かり易く提示することができる3次元超音波システムを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第1局面において、3次元画像データを再構成するのに必要とされる枚数の2次元画像データを収集するのに用する時間を1周期として表示形態が変動する円グラフ又はバーグラフを表示することを特徴とした3次元超音波システムである。
本発明は、第2局面において、超音波診断装置と、この超音波診断装置に外付け可能な3次元画像処理用コンピュータユニットとからなり、前記超音波診断装置において超音波プローブを被検体に対して動かすことにより2次元画像データを3次元的に収集し、この2次元画像データを前記超音波診断装置内の画像メモリを介して前記外付けされた3次元画像処理用コンピュータユニットに取り込み、この取り込まれた2次元画像データと前記超音波プローブに外付けされた位置センサにより検出した前記超音波プローブの位置データとに基づいて3次元画像データを前記3次元画像処理用コンピュータユニットにより生成し、表示する3次元超音波システムにおいて、前記2次元画像データの収集を終了するタイミングと前記3次元画像処理用コンピュータユニットの位置データの取り込みを終了するタイミングとを同期させることにより、前記3次元画像処理用コンピュータユニット内で前記2次元画像データと前記位置データとの対応付けを図り、前記3次元画像処理用コンピュータユニットで前記3次元画像データを再構成するのに必要とされる枚数の2次元画像データを収集するのに要する時間を1周期として表示形態が変動する円グラフ又はバーグラフを前記超音波診断装置と前記3次元画像処理用コンピュータユニットとの少なくとも一方に表示することを特徴とした3次元超音波システムである。
本発明は、第3局面において、超音波診断装置とこの超音波診断装置に外付け可能な3次元画像処理用コンピュータユニットとからなり、前記超音波診断装置において超音波プローブを被検体に対して動かすことにより2次元画像データを3次元的に収集し、この2次元画像データを前記超音波診断装置内の画像メモリを介して前記外付けされた3次元画像処理用コンピュータユニットに取り込み、この取り込まれた2次元画像データと前記超音波プローブに外付けされた位置センサにより検出した前記超音波プローブの位置データとに基づいて3次元画像データを前記3次元画像処理用コンピュータユニットにより生成し、表示する3次元超音波システムにおいて、前記超音波診断装置又は前記3次元画像処理用コンピュータユニットで発生したタイミング信号に従って、前記2次元画像データの収集が行われ、前記3次元画像処理用コンピュータユニットへの位置データの取り込みが行われ、前記3次元画像処理用コンピュータユニットで前記3次元画像データを再構成するのに必要とされる枚数の2次元画像データを収集するのに要する時間を1周期として表示形態が変動する円グラフ又はバーグラフを前記超音波診断装置と前記3次元画像処理用コンピュータユニットとの少なくとも一方に表示することを特徴とした3次元超音波システムである。
本発明は、第4局面において、超音波診断装置とこの超音波診断装置に外付け可能な3次元画像処理用コンピュータユニットとからなり、前記超音波診断装置において超音波プローブを被検体に対して動かすことにより2次元画像データを3次元的に収集し、この2次元画像データを前記超音波診断装置内の画像メモリを介して前記外付けされた3次元画像処理用コンピュータユニットに取り込み、この取り込まれた2次元画像データと前記超音波プローブに外付けされた位置センサにより検出した前記超音波プローブの位置データとに基づいて3次元画像データを前記3次元画像処理用コンピュータユニットにより生成し、表示する3次元超音波システムにおいて、前記超音波診断装置又は前記3次元画像処理用コンピュータユニットからオペレータにより動作開始コマンドが入力されてから、所定の時間遅れて、前記2次元画像データの収集が開始され、前記3次元画像処理用コンピュータユニットへの位置データの取り込みが開始され、前記3次元画像処理用コンピュータユニットで前記3次元画像データを再構成するのに必要とされる枚数の2次元画像データを収集するのに要する時間を1周期として表示形態が変動する円グラフ又はバーグラフを前記超音波診断装置と前記3次元画像処理用コンピュータユニットとの少なくとも一方に表示することを特徴とした3次元超音波システムである。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明による3次元超音波システムを好ましい実施形態により説明する。
図1には本発明の好ましい実施形態による3次元超音波システムの構成を示し、図2にはそのブロック図を示す。本実施形態の3次元超音波システムは、Bモード画像データやカラードプラによる血流画像データの如き2次元画像データを収集する超音波診断装置1と、超音波診断装置1に外付け可能な汎用タイプのコンピュータユニットであって、超音波診断装置1から画像メモリ6を介して出力された2次元画像データを画像入力部12を介して画像メモリ7a、7bに取り込んで3次元画像作成部8で3次元画像データを再構成する3次元画像処理用コンピュータユニット4とから構成される。
【0022】
超音波診断装置1では超音波プローブ2を介して被検体を走査して、複数の2次元画像データを超音波診断装置1内の画像メモリ6に記録する。この画像メモリ6は、2系統装備されており、その一方6aはBモード画像データの記憶用として、他方6bはカラードップラによる血流画像データの記憶用として用いられる。このようにBモード画像と血流画像とを別系統のメモリに記憶するようにしたことで、3次元画像処理用コンピュータユニット4の画像メモリ7a,7bに別々に転送することができ、これによって、3次元画像処理用コンピュータユニット4においてBモード画像の3次元画像と血流画像の3次元画像とを別個に再構成し、Bモード画像と血流画像とを3次元画像上で合成したり、あるいは並列表示することが可能となる。
【0023】
画像メモリ6a,6bは、それぞれ複数の2次元画像データを記憶する容量をもっており、診断装置1のホストCPU9から収集終了(フリーズ(Freeze))のコマンドが送られるまで、超音波画像作成部10で作成された画像データを連続的に記億する。この記憶にはいわゆるループ方式が採用されており、つまり、画像の枚数が画像メモリ6の容量を超えた場合には、古い画像を消し、その上に新しい画像を書き込む(上書き)ことで、常に最新の複数枚の画像データが記憶されるようになっている。
【0024】
なお、この画像メモリ6の容量を上限として、3次元画像を再構成するために要求される2次元超音波画像の枚数がオペレータにより自由に指定されるが、この指定された枚数に2次元超音波画像の1枚当たりの生成速度を乗算した時間が、3次元画像収集時間として定義するものとする。
【0025】
コンピュータユニット4には、超音波プローブ2に取り付けられた位置センサ3から位置データが逐次送られ、2次元画像データの収集間隔と同じ間隔又はそれより短い間隔でコンピュータユニット4の位置データメモリ5上に、記録されていく。
【0026】
操作者は、超音波診断装置1又はコンピュータユニット4の操作卓(ユーザインタフェース)を介して、画像収集開始のコマンドと、画像収集終了のコマンド(フリーズコマンド)とを入力することができる。図では、これらのコマンドはコンピュータユニット4の操作卓から入力されるようになっている。
【0027】
コンピュータユニット4の3次元ユニットCPU11は、この画像収集開始のコマンドを入力すると、位置データ収集部5に位置センサ3からの位置データの位置データメモリ5への記録を開始させる。
【0028】
また、コンピュータユニット4の3次元ユニットCPU11は、この画像収集終了のコマンドを入力すると、位置データ収集部5に位置センサ3からの位置データの位置データメモリ5への記録を終了させるとともに、この画像収集終了のコマンドを超音波診断装置1のホストCPU9に転送するようになっている。ホストCPU9は、画像収集開始のコマンドを受け取るとそれにトリガされて超音波画像作成部10に超音波走査の終了及び2次元超音波画像の作成終了を促す。このように画像収集終了のコマンドをコンピュータユニット4と超音波診断装置1との一方から入力すると、それがコンピュータユニット4と超音波診断装置1の他方に転送されるようにしたことで、2次元画像データの収集と位置データの収集とを同期して終了することができる。
【0029】
なお、画像収集開始及び終了のコマンドがコンピュータユニット4と超音波診断装置1との一方から入力されると、それがコンピュータユニット4と超音波診断装置1の他方に転送されるようにしたことで、2次元超音波画像データの収集と位置データの収集とを同期して終了2次元画像データの収集と位置データの収集とを同期できるとしたが、図3に示すように、超音波診断装置1と3次元画像処理用コンピュータユニット4とで共用されるデータ収集タイミング信号発生部21を設けて、このデータ収集タイミング信号発生部21から発生した画像収集開始及び終了のコマンドが超音波診断装置1のホストCPU9と3次元画像処理用コンピュータユニット4の3次元ユニットCPU11とにパラレルで送られるようにしてもよい。
【0030】
2次元画像データの収集と位置データの収集とが終了した後に、超音波診断装置1の画像メモリ6から3次元画像処理用コンピュータユニット4の画像メモリ7a,7bに画像入力部12を介して2次元超音波画像データが転送される。
【0031】
画像メモリ7a,7bからは最後に収集した2次元超音波画像データから1フレームづつ順番に読み出され、またこれに同期して位置データメモリ5からも最後に収集された位置データから順番に読み出され、両者が加算処理器13で合わされて3次元画像作成部8に送られる。このとき2次元超音波画像データと位置データとの整合は完全にとれている。なぜなら、2次元超音波画像データの収集と位置データの収集とは同期して終了し、また読み出しは最後に収集したデータから順番に行われるからである。
【0032】
3次元画像作成部8では、複数フレームの2次元超音波画像データとその各々の位置データとから、X線CTやMRIの3次元表示で用いられている例えば表面表示、MIP(最大値投影)、MinIP(最小値投影)、積分投影、ボリュームレンダリング、MPR画像など等の一般的な3次元再構成法を使って関心部位に関する3次元ボリュームデータを再構成する。
【0033】
なお、本実施形態では、Bモード画像とドップラ血流画像とを超音波診断装置1の画像メモリ6a、6bに別々に記憶し、3次元画像処理用コンピュータユニット4の画像メモリ7a,7bに別々に転送することによって、Bモード画像の3次元ボリュームデータと血流画像の3次元ボリュームデータとを個別に再構成することができるのもであったが、図4に示すようにBモード画像とドップラ血流画像とを超音波診断装置1で合成しておくことにより、3次元画像処理用コンピュータユニット4で合成画像から情報欠落することなくBモード画像とドップラ血流画像とに分離して、Bモード画像の3次元ボリュームデータと血流画像の3次元ボリュームデータとを個別に再構成することができるようにしていてもよい。
【0034】
このBモード画像とドップラ血流画像との合成は、図5に示すように、超音波診断装置1の合成画像作成部15で行われ、また分離は3次元画像処理用コンピュータユニット4の画像分離部18で行われる。この場合、超音波診断装置1においてBモード画像用と血流画像用とで画像メモリ6a,6bを別々に設けなくとも、1系統でよい。従来から、超音波診断装置1の表示画像はCFMなどのカラードップラによる血流画像を表示する場合、Bモード画像の上にカラー血流画像を上書き合成して表示している。このため、この画像をそのまま3次元画像処理用コンピュータユニット4の画像メモリ7に転送し、Bモード画像と血流画像の3次元画像を再構成すると、血流画像が上書きされた部分のBモード画像が欠落してしまう。また、カラー血流画像もBモード画像に囲まれて見難い3次元画像となってしまう。
【0035】
そこで、超音波診断装置1の合成画像作成部15で、Bモード画像とカラー血流画像とを合成する際に、Bモード画像の白黒の情報と、カラー血流画像のカラー情報とを、それらいずれの情報も全く欠落しないように従来のような上書き合成ではなくて後述する加算処理により合成する。一方、3次元画像処理用コンピュータユニット4では、超音波診断装置1に表示された合成画像データを収集し、超音波診断装置1で行なわれた合成と逆の手順でBモード画像とカラー血流画像とを分離し、それぞれの画像を画像メモリ7a,7bに振り分けて記億し、それぞれ個別に3次元画像を再構成する。このようにすれば、Bモード画像とカラー血流画像両方の画像を欠落なく同時に収集、3次元表示することが可能となる。
【0036】
ここで、Bモード画像とカラー血流画像の合成、分離の1例を説明する。Bモード画像は、白黒画像であり、RGBの色成分に分離すると、R信号,G信号,B信号が同じ値となる。一方、カラー血流画像が、赤のグラデーション、青のグラデーションでの場合、G信号の値は常にゼロである。この特徴を利用して、以下のように合成する。なお、Bモード画像の画素値を(Rb,Gb,Gb)、カラー血流画像の画素値を(Rc,Gc,Bc)で表すものとする。
【0037】
このとき、合成画像の画素値(Rs,Gs,Bs)は、
Gcが0でない場合
Rs=(Rb+Rc)/2
Gs=(Gb+Gc)/2
Bs=(Bb+Bc)/2
で計算される。
【0038】
また、Gcが0の場合
Rs=Rb
Gs=Gb
Bs=Bb
で計算される。
【0039】
逆に、合成画像を分離するのは、
Rs,Gs,Bsが等しくない場合
Rb=Gs×2
Gb=Gs×2
Bb=Gs×2
Rc=(Rs−Gs)×2
Gc=0
Bc=(Bs−Gs)×2
で求められる。
【0040】
また、 Rs,Gs,Bsが等しい場合
Rb=Rs
Gb=Gs
Bb=Bs
Rc=0
Gc=0
Bc=0
で求められる。
【0041】
このように別々に再構成したBモード画像の3次元画像とカラー血流画像の3次元画像とは、ディスプレイ装置17で表示される。この表示方法としては、図6(a)に示すように、Bモード画像の3次元画像とカラー血流画像の3次元画像とを位置整合して1画像に合成して表示する合成表示法と、また図6(b)に示すようにBモード画像の3次元画像とカラー血流画像の3次元画像とを左右に並べて別々に表示する並列表示法との2通りが用意されており、オペレータにより自由に切り替えられるようになっている。また、合成の手法としては、単純加算処理、半透明加算処理、3次元的な奥行きを考慮し、陰面消去をおこなった合成法などこれも特に限定をしない。
【0042】
ここで図6(a)に示した合成表示例では、Bモード画像をMinIP(最小値投影)、カラー血流画像をMIP(最大値投影)したものである。画像を画面の中央に表示し、画像の左側にはそれぞれの画像の表示方法を変更するボタンを配置した操作パネルを表示する。このボタンを切り替えることで、合成画像のそれぞれの表示法を変更できる。また、トラックボール操作、またはマウスによる操作で画像の回転、移動、拡大縮小が可能である。このとき、Bモード、カラー両方の3次元画像は常に追従して回転、移動、拡大縮小される。
【0043】
操作パネルには、合成表示から並列表示に表示方法を切り替えるボタンを配置する。操作者がこのボ夕ンを押すことによって、図6(b)に示した並列表示に切り替えることができる。並列表示では、左右にそれぞれBモードとカラーの3次元画像を表示する。このとき表示される表示法は、並列表示に切り替える前の合成表示時の表示法とする。表示画像の下部には画像の表示方向を変更するボタンを配置した操作パネルを表示する。また、トラックボール操作、マウス操作により画像の回転、移動、拡大縮小が行なえる。
【0044】
このとき、左右の画像を同じく回転、移動、拡大縮小することも可能であるし、Bモード画像のみ、カラー血流画像のみを回転、移動、拡大縮小することも可能である。この操作対象の切り替えは、操作パネルに配置した[Sync](同期)ボタンを選択・非選択することによっておこなう。また、この操作パネルには、表示形式を合成表示に戻すボタンを配置し、このボタンを押すことによって、並列表示時の表示法で合成した合成画像を表示することが可能である。
【0045】
また、図7(a)に示すように、1断面のBモード画像をカラー血流画像の3次元画像に合成し、その断面位置から遠い部分のBモード画像の外周面を非表示にするようにしてもよいし、図7(b)に示すように、1断面のBモード画像をカラー血流画像の3次元画像に合成し、その断面位置から遠い部分のBモード画像の外周面を表示するようにしてもよい。さらに、図7(a),(b)に示した1断面のBモード画像とカラー血流画像の3次元画像を両方共に、又は一方だけを半透明で表示することにより、断面より遠い部分のBモード画像とカラー血流画像との位置関係を見やすくするようにしてもよい。さらに半透明表示における透明度の調整も両画像でシンクロして変えるようにしても、又は別々に行うようにしてもよい。
【0046】
以上のような3次元表示では、超音波で被検体を走査したボリューム領域との関係、つまり現在表示されている3次元画像が、ボリューム領域を基準として、どのような向き(図9の視線方向)から見ている画像なのかを把握することは厄介である。本実施形態では、この問題を解決するために、インジケータ発生部16を設けている。
【0047】
インジケータ発生部16は、図8(a)に示すように、2次元の走査面を動かすボリューム領域をデフォルメしてその外形に近似するような例えば4角錐形状、4角錐の頂点部分を削除した形状、球体の中心から表面にかけての一部分を切り取った形状、又はこの球体の一部分形状の中心点部分を削除した形状で、しかもそのボリューム領域の上下、左右及び走査面が動く収集方向(図9のZ方向)を判別可能に構成したような立体画像をポジションインジケータデータとして発生する。つまり、このポジションインジケータはボリューム領域の前後左右を分かり易くするために、図8(b)に示すように、走査面が動く収集方向に沿って半分ずつ青と赤のように異なる色で色分けされ、そして模式的な立体形状とボリュームデータの全体形状を示すワイアフレームとが合成されている。このポジションインジケータの0゜(前)の位置は収集画像の1枚目(ボリューム領域の走査開始面)を表し、180゜(後)の位置は収集画像の最後(ボリューム領域の走査最終面)を表している。もちろん、このポジションインジケータの表示方向は、Bモード画像等の3次元画像の表示方向に連動して変化され、つまりBモード画像等の3次元画像を上下回転、左右回転したときにそれに追従して上下回転、左右回転されるようになっている。
【0048】
このポジションインジケータをディスプレイ装置17においてBモード画像等の3次元画像と共に表示することで、3次元画像の表示方向と実際に3次元で走査したボリューム領域との位置的な関係が容易に把握できるようになる。
【0049】
次に、オペレータの3次元走査作業を支援する技術について説明する。3次元走査は、オペレータが超音波プローブ2を把持して被検体の体表面を移動したり、また首振りのように動かすことで簡易的に行われることが多い。その一方で、3次元画像処理用コンピュータユニット4で何枚の2次元超音波画像から3次元画像を再構成するかは自由に設定できるようになっている。ここで仮にn枚の2次元超音波画像から3次元画像が再構成されるとすると、3次元画像再構成の1サイクルは画像収集のフレームレートの逆数、つまり1フレームの収集時間に“n”を乗算した時間として与えられる。この1サイクル時間で、関心部位を含むボリューム領域全体を一通り走査するように超音波プローブ2を動かすことが、好ましい。
【0050】
オペレータが好ましく超音波プローブ2を動かすことができるように、それを支援するための収集インジケータをインジケータ発生部16で発生し、ディスプレイ装置17に表示する。この収集インジケータの一例を図10(a)に示している。この例では、円グラフであるがバーグラフでもよい。この収集インジケータはその表示形態が1サイクル時間を周期として変動するようになっており、例えば円グラフの表示色が円周方向に経時的に変化し、またバーグラフの表示色がその長軸方向に経時的に変化するようになっている。オペレータは、このような収集インジケータを参照することにより、超音波プローブ2を好ましく動かすことができる。
【0051】
また、超音波診断装置1の画像メモリ6から3次元画像処理用コンピュータユニット4の画像メモリ7に複数フレーム分の2次元超音波画像データが転送されるとき、その転送の進捗状況を、インジケータ発生部16で発生する転送インジケータ、例えば図10(b)に示すような残りをバーグラフとパーセントで表示する転送インジケータをディスプレイ装置8に表示するようにしてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々変形して実施可能である。
【0052】
【発明の効果】
本発明によると、超音波画像とその画像に対応するプローブの位置データとを簡単に整合させることができる。
また、本発明によると、超音波プローブの手動走査の指標を与えることができ、これによりオペレータは好ましく3次元スキャンを行い得る。
【0053】
また、本発明によると、超音波診断装置に外付けされた3次元画像処理用コンピュータユニットの側で合成画像からBモード画像とカラードプラの血流画像とに分離することができる。
さらに本発明によると、3次元画像の表示方向を、3次元走査したボリューム領域を基準に分かり易く提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施形態による3次元超音波システムの概略図。
【図2】図1の機能ブロック図。
【図3】図1の他の機能ブロック図。
【図4】本実施形態の他の画像分離方法の原理図。
【図5】図4の画像分離法法に対応する3次元超音波システムの機能ブロック図。
【図6】図1のディスプレイ装置上に表示した中間調画像。
【図7】図1のディスプレイ装置上に表示した中間調画像。
【図8】インジケータ発生部で作られるポジションインジケータの一例を示す図。
【図9】3次元走査の3方向を示す図。
【図10】インジケータ発生部で作られる収集インジケータと転送インジケータとの一例を示す図。
【符号の説明】
1…超音波診断装置、
2…超音波プローブ、
3…位置センサ、
4…3次元画像処理用コンピュータユニット、
5…位置データメモリ、
6…画像メモリ、
7…画像メモリ、
8…3次元画像作成部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
According to the present invention, two-dimensional ultrasonic image data collected by an ultrasonic diagnostic apparatus is taken into an external computer unit for three-dimensional image processing, and a three-dimensional image is generated and displayed in the computer unit for three-dimensional image processing. The present invention relates to a three-dimensional ultrasonic system.
[0002]
[Prior art]
A conventional ultrasonic diagnostic apparatus generally scans an ultrasonic beam in one plane, and thus has a system for displaying a cross-sectional image. In recent years, there have been many attempts to collect a plurality of images with different scanning planes while moving an ultrasonic probe that is an ultrasonic transmission / reception unit of an ultrasonic diagnostic apparatus, and reconstruct a three-dimensional image from the plurality of images. Therefore, the display of a three-dimensional image in the ultrasonic diagnostic apparatus is expected to have a new possibility of diagnosis.
[0003]
In fact, research is being carried out by manually or mechanically moving the convex probe or linear array probe for the abdomen, or using a multi-plane probe for transesophageal that has a mechanism for rotating the electronic sector probe. .
[0004]
Here, in the conventional 3D ultrasound system, a 2D ultrasound image collected on the ultrasound diagnostic apparatus side is converted into a video signal, and the video signal is sent to an external computer unit for 3D image processing. Since the image is captured via the video capture board, the computer unit for 3D image processing has a fixed frame rate of 30 frames per second regardless of the number of frames (frame rate) of the ultrasonic image. It was supposed to be taken in.
[0005]
For this reason, in the captured image, there has been a situation in which a partial composite image in which the preceding and following frames are joined together or several consecutive images are the same. In addition, when an ultrasound image is captured from the ultrasound diagnostic apparatus into the computer unit for three-dimensional image processing, the position data of the probe during each scan is captured from a position sensor attached to the probe. The three-dimensional image processing computer unit synchronizes the acquisition of the image from the ultrasonic diagnostic apparatus and the acquisition of the position data from the position sensor, thereby matching the ultrasonic image and the position data of the probe corresponding to the image. However, this method has a problem that it cannot be applied when transferring 2D image data off-line from the ultrasonic diagnostic apparatus to the computer unit for 3D image processing.
[0006]
In addition, when the ultrasonic probe is manually moved from an appropriate position, a plurality of two-dimensional image data having different scanning planes necessary for the reconstruction of the three-dimensional image are collected. There is a problem that it is difficult to move the ultrasonic probe in accordance with the collection time and the collection time.
[0007]
Furthermore, in an ultrasonic diagnostic apparatus, there are cases where a B-mode image representing a tomographic image of a tissue and a blood flow image by color Doppler are combined and displayed, but in this case, the blood flow image is displayed as a B-mode image. Overwriting, that is, a composition in which B-mode image information is dropped and only blood flow information is assigned to a portion where blood flow exists, is used for 3D image processing as a video signal of this composite image Since the image is sent to the computer unit, the B-mode image and the blood flow image cannot be completely separated by the computer unit for 3D image processing. However, there is a strong demand to simultaneously acquire a B-mode image and a blood flow image of an ultrasonic diagnostic apparatus and reconstruct each separately as a three-dimensional image, and there is an example in which a separation method or a display method is actually proposed. Even in such a case, a three-dimensional display expression means for sufficiently observing the mutual positional relationship and individual three-dimensional shape by three-dimensional display of the ultrasonic B-mode image and blood flow image. It was not enough.
[0008]
Furthermore, when displaying an ultrasound image in three dimensions, unlike other diagnostic imaging devices such as X-ray CT and MRI, the display area of the collected image is small, and there are many display shapes depending on the scanning method of the ultrasound probe. The direction and shape of the 3D image created by reconstructing the image also has a variety of directions and shapes, and the user is oriented to the displayed 3D image, that is, the top and bottom, left and right of the image, and also the display direction (looking at the part There was a problem that it was easy to lose sight.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a three-dimensional ultrasonic system capable of easily aligning an ultrasonic image and position data of a probe corresponding to the image.
Another object of the present invention is to provide a three-dimensional ultrasound system capable of providing an index for manual scanning of an ultrasound probe.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a 3D super image that can be separated from a composite image into a B-mode image and a color Doppler blood flow image on the side of a computer unit for 3D image processing externally attached to the ultrasonic diagnostic apparatus. To provide a sonic system.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a three-dimensional ultrasound system that can easily present the display direction of a three-dimensional image with reference to a volume region that has been three-dimensionally scanned.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In the first aspect, the present invention provides a pie chart or bar whose display form varies with a period of time used to collect the number of pieces of 2D image data required to reconstruct 3D image data as one period. It is a three-dimensional ultrasound system characterized by displaying a graph.
In the second aspect, the present invention comprises an ultrasonic diagnostic apparatus and a computer unit for three-dimensional image processing that can be externally attached to the ultrasonic diagnostic apparatus. In the ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe is attached to a subject. The two-dimensional image data is collected three-dimensionally by moving the two-dimensional image data, and the two-dimensional image data is taken into the externally attached three-dimensional image processing computer unit via the image memory in the ultrasonic diagnostic apparatus. 3D image data is generated by the 3D image processing computer unit based on the captured 2D image data and the position data of the ultrasound probe detected by a position sensor externally attached to the ultrasound probe; In the three-dimensional ultrasound system to be displayed, the timing for finishing the collection of the two-dimensional image data and the three-dimensional image processing By synchronizing the timing to end the acquisition of the position data of the computer unit for use in the 3D image processing computer unit, the 2D image data is associated with the position data in the 3D image processing computer unit, and the 3D image processing is performed. A pie chart or a bar graph whose display form varies with a period of time required to collect the number of pieces of two-dimensional image data required for reconstructing the three-dimensional image data in the computer unit as the ultrasonic wave A three-dimensional ultrasonic system is characterized in that the information is displayed on at least one of a diagnostic apparatus and the computer unit for three-dimensional image processing.
  In the third aspect, the present invention comprises an ultrasonic diagnostic apparatus and a computer unit for three-dimensional image processing that can be externally attached to the ultrasonic diagnostic apparatus. In the ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe is attached to a subject. The two-dimensional image data is collected three-dimensionally by moving, and the two-dimensional image data is taken into the externally attached three-dimensional image processing computer unit via the image memory in the ultrasonic diagnostic apparatus 3D image data is generated by the computer unit for 3D image processing based on the obtained 2D image data and the position data of the ultrasound probe detected by a position sensor attached to the ultrasound probe, and displayed. In the three-dimensional ultrasonic system, the ultrasonic diagnostic apparatus or the three-dimensional image processing computer unit The two-dimensional image data is collected in accordance with the timing signal, the position data is taken into the three-dimensional image processing computer unit, and the three-dimensional image processing computer unit reproduces the three-dimensional image data. The ultrasonic diagnostic apparatus and the computer unit for three-dimensional image processing are converted into a pie chart or a bar graph whose display form varies with a period of time required to collect the number of pieces of two-dimensional image data required for configuration as one period. Are displayed on at least one of the three-dimensional ultrasound systems.
  In a fourth aspect, the present invention comprises an ultrasonic diagnostic apparatus and a computer unit for three-dimensional image processing that can be externally attached to the ultrasonic diagnostic apparatus, and an ultrasonic probe is attached to a subject in the ultrasonic diagnostic apparatus. The two-dimensional image data is collected three-dimensionally by moving, and the two-dimensional image data is taken into the externally attached three-dimensional image processing computer unit via the image memory in the ultrasonic diagnostic apparatus 3D image data is generated by the computer unit for 3D image processing based on the obtained 2D image data and the position data of the ultrasound probe detected by a position sensor attached to the ultrasound probe, and displayed. In the three-dimensional ultrasonic system, from the ultrasonic diagnostic apparatus or the three-dimensional image processing computer unit After the operation start command is input by the operator, the collection of the two-dimensional image data is started with a predetermined time delay, and the taking of the position data into the three-dimensional image processing computer unit is started. A pie chart or bar graph whose display form varies with a period of time required to collect the number of pieces of two-dimensional image data required for reconstructing the three-dimensional image data in the processing computer unit as the super graph. A three-dimensional ultrasound system characterized by displaying on at least one of an ultrasonic diagnostic apparatus and the three-dimensional image processing computer unit.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a three-dimensional ultrasound system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a three-dimensional ultrasound system according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a block diagram thereof. The three-dimensional ultrasound system of this embodiment includes an ultrasonic diagnostic apparatus 1 that collects two-dimensional image data such as B-mode image data and blood flow image data by color Doppler, and a general-purpose that can be externally attached to the ultrasonic diagnostic apparatus 1. Type of computer unit, which takes in two-dimensional image data output from the ultrasonic diagnostic apparatus 1 via the image memory 6 into the image memories 7a and 7b via the image input unit 12 and uses the three-dimensional image creation unit 8 The computer unit 4 for 3D image processing that reconstructs 3D image data.
[0022]
The ultrasonic diagnostic apparatus 1 scans the subject via the ultrasonic probe 2 and records a plurality of two-dimensional image data in the image memory 6 in the ultrasonic diagnostic apparatus 1. This image memory 6 is equipped with two systems, one of which is used for storing B-mode image data and the other 6b is used for storing blood flow image data by color Doppler. As described above, the B-mode image and the blood flow image are stored in different memories so that they can be separately transferred to the image memories 7a and 7b of the computer unit 4 for 3D image processing. The three-dimensional image processing computer unit 4 separately reconstructs the three-dimensional image of the B-mode image and the three-dimensional image of the blood flow image, and synthesizes the B-mode image and the blood flow image on the three-dimensional image. Alternatively, parallel display is possible.
[0023]
Each of the image memories 6a and 6b has a capacity for storing a plurality of two-dimensional image data, and the ultrasonic image creation unit 10 continues until a collection end (Freeze) command is sent from the host CPU 9 of the diagnostic apparatus 1. The created image data is recorded continuously. In this storage, a so-called loop method is adopted, that is, when the number of images exceeds the capacity of the image memory 6, the old image is erased and a new image is written on it (overwriting). The latest plural pieces of image data are stored.
[0024]
The number of two-dimensional ultrasound images required for reconstructing a three-dimensional image with the capacity of the image memory 6 as an upper limit is freely designated by the operator. A time obtained by multiplying the generation speed per one sonic image is defined as a three-dimensional image acquisition time.
[0025]
Position data is sequentially sent from the position sensor 3 attached to the ultrasonic probe 2 to the computer unit 4, and is stored in the position data memory 5 of the computer unit 4 at the same interval or shorter than the collection interval of the two-dimensional image data. It will be recorded.
[0026]
The operator can input an image collection start command and an image collection end command (freeze command) via the console (user interface) of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 or the computer unit 4. In the figure, these commands are input from the console of the computer unit 4.
[0027]
When receiving the image collection start command, the three-dimensional unit CPU 11 of the computer unit 4 causes the position data collection unit 5 to start recording the position data from the position sensor 3 into the position data memory 5.
[0028]
Further, when the three-dimensional unit CPU 11 of the computer unit 4 inputs this image collection end command, the position data collection unit 5 terminates the recording of the position data from the position sensor 3 into the position data memory 5 and this image. A collection end command is transferred to the host CPU 9 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1. When the host CPU 9 receives an image acquisition start command, the host CPU 9 is triggered by the command and prompts the ultrasonic image creation unit 10 to finish the ultrasonic scanning and finish the creation of the two-dimensional ultrasonic image. As described above, when a command to end image collection is input from one of the computer unit 4 and the ultrasonic diagnostic apparatus 1, it is transferred to the other of the computer unit 4 and the ultrasonic diagnostic apparatus 1, thereby enabling two-dimensional The collection of the image data and the collection of the position data can be finished synchronously.
[0029]
In addition, when an image collection start and end command is input from one of the computer unit 4 and the ultrasonic diagnostic apparatus 1, it is transferred to the other of the computer unit 4 and the ultrasonic diagnostic apparatus 1. The acquisition of two-dimensional ultrasonic image data and the acquisition of position data are synchronized and finished. The acquisition of two-dimensional image data and the acquisition of position data can be synchronized. However, as shown in FIG. 1 and a data acquisition timing signal generator 21 shared by the computer unit 4 for three-dimensional image processing are provided, and commands for starting and ending image acquisition generated from the data acquisition timing signal generator 21 are the ultrasonic diagnostic apparatus 1. The image data may be sent in parallel to the host CPU 9 and the three-dimensional unit CPU 11 of the three-dimensional image processing computer unit 4.
[0030]
After the collection of the two-dimensional image data and the collection of the position data is completed, the image memory 6a of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 transfers the image data 7a and 7b of the computer unit 4 for three-dimensional image processing via the image input unit 12. Dimensional ultrasound image data is transferred.
[0031]
From the image memories 7a and 7b, the last-collected two-dimensional ultrasound image data is read out one frame at a time, and in synchronization with this, the position data memory 5 also reads out the last collected position data in order. Both are combined by the addition processor 13 and sent to the three-dimensional image creation unit 8. At this time, the two-dimensional ultrasonic image data and the position data are completely matched. This is because the collection of the two-dimensional ultrasound image data and the collection of the position data are finished synchronously, and reading is performed in order from the last collected data.
[0032]
The three-dimensional image creation unit 8 uses, for example, surface display or MIP (maximum value projection) used in three-dimensional display of X-ray CT or MRI from a plurality of frames of two-dimensional ultrasonic image data and position data thereof. 3D volume data relating to the region of interest is reconstructed using a general 3D reconstruction method such as MinIP (minimum value projection), integral projection, volume rendering, MPR image, or the like.
[0033]
In the present embodiment, the B-mode image and the Doppler blood flow image are separately stored in the image memories 6a and 6b of the ultrasonic diagnostic apparatus 1, and are separately stored in the image memories 7a and 7b of the computer unit 4 for three-dimensional image processing. , The three-dimensional volume data of the B-mode image and the three-dimensional volume data of the blood flow image can be individually reconstructed. However, as shown in FIG. By synthesizing the Doppler blood flow image with the ultrasound diagnostic apparatus 1, the computer unit 4 for 3D image processing separates the B mode image and the Doppler blood flow image from the synthesized image without missing information, The three-dimensional volume data of the B mode image and the three-dimensional volume data of the blood flow image may be individually reconstructed.
[0034]
As shown in FIG. 5, the B-mode image and the Doppler blood flow image are synthesized by the synthesized image creating unit 15 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1, and the separation is performed by the image separation of the computer unit 4 for 3D image processing. This is done in part 18. In this case, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 does not need to separately provide the image memories 6a and 6b for the B-mode image and the blood flow image, but one system is sufficient. Conventionally, when displaying a blood flow image by color Doppler such as CFM, the display image of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 is displayed by overwriting a color blood flow image on a B-mode image. For this reason, when this image is transferred as it is to the image memory 7 of the computer unit 4 for 3D image processing and the B mode image and the 3D image of the blood flow image are reconstructed, the B mode of the portion where the blood flow image is overwritten The image is missing. In addition, the color blood flow image is also surrounded by the B-mode image and becomes a three-dimensional image that is difficult to see.
[0035]
Thus, when the B-mode image and the color blood flow image are combined by the composite image creation unit 15 of the ultrasound diagnostic apparatus 1, the black-and-white information of the B-mode image and the color information of the color blood flow image are In order to prevent any information from being lost at all, the information is synthesized not by conventional overwrite synthesis but by addition processing described later. On the other hand, the computer unit 4 for three-dimensional image processing collects the composite image data displayed on the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and performs the B-mode image and color blood flow in the reverse procedure of the synthesis performed in the ultrasonic diagnostic apparatus 1. The images are separated, each image is allocated to the image memories 7a and 7b and recorded, and a three-dimensional image is individually reconstructed. In this way, both the B-mode image and the color blood flow image can be simultaneously collected and displayed three-dimensionally without omission.
[0036]
Here, an example of synthesis and separation of the B-mode image and the color blood flow image will be described. The B-mode image is a black and white image, and when separated into RGB color components, the R signal, G signal, and B signal have the same value. On the other hand, when the color blood flow image has a red gradation and a blue gradation, the value of the G signal is always zero. Using this feature, synthesis is performed as follows. The pixel value of the B-mode image is represented by (Rb, Gb, Gb), and the pixel value of the color blood flow image is represented by (Rc, Gc, Bc).
[0037]
At this time, the pixel values (Rs, Gs, Bs) of the composite image are
When Gc is not 0
Rs = (Rb + Rc) / 2
Gs = (Gb + Gc) / 2
Bs = (Bb + Bc) / 2
Calculated by
[0038]
When Gc is 0
Rs = Rb
Gs = Gb
Bs = Bb
Calculated by
[0039]
Conversely, separating the composite image
When Rs, Gs, and Bs are not equal
Rb = Gs × 2
Gb = Gs × 2
Bb = Gs × 2
Rc = (Rs−Gs) × 2
Gc = 0
Bc = (Bs−Gs) × 2
Is required.
[0040]
When Rs, Gs, and Bs are equal
Rb = Rs
Gb = Gs
Bb = Bs
Rc = 0
Gc = 0
Bc = 0
Is required.
[0041]
The three-dimensional image of the B-mode image and the three-dimensional image of the color blood flow image that are separately reconstructed in this way are displayed on the display device 17. As this display method, as shown in FIG. 6 (a), a combined display method in which a three-dimensional image of a B-mode image and a three-dimensional image of a color blood flow image are aligned and combined into one image and displayed. In addition, as shown in FIG. 6B, two types of parallel display methods are provided, in which a three-dimensional image of a B-mode image and a three-dimensional image of a color blood flow image are arranged side by side and displayed separately. Can be switched freely. Further, as a synthesis method, a simple addition process, a semi-transparent addition process, a synthesis method in which hidden surface removal is performed in consideration of a three-dimensional depth, and the like are not particularly limited.
[0042]
In the composite display example shown in FIG. 6A, the B-mode image is MinIP (minimum value projection) and the color blood flow image is MIP (maximum value projection). An image is displayed in the center of the screen, and an operation panel on which buttons for changing the display method of each image are displayed on the left side of the image. By switching this button, each display method of the composite image can be changed. The image can be rotated, moved, and enlarged / reduced by a trackball operation or a mouse operation. At this time, the B-mode and color three-dimensional images are always rotated, moved, and enlarged / reduced.
[0043]
A button for switching the display method from composite display to parallel display is arranged on the operation panel. When the operator presses this button, the display can be switched to the parallel display shown in FIG. In the parallel display, B mode and color three-dimensional images are displayed on the left and right, respectively. The display method displayed at this time is the display method at the time of composite display before switching to parallel display. An operation panel having buttons for changing the image display direction is displayed at the bottom of the display image. In addition, the image can be rotated, moved, and enlarged / reduced by trackball operation and mouse operation.
[0044]
At this time, the left and right images can be rotated, moved, and enlarged / reduced, and only the B-mode image and only the color blood flow image can be rotated / moved / enlarged / reduced. This switching of the operation target is performed by selecting / deselecting a [Sync] (synchronization) button arranged on the operation panel. Also, on this operation panel, a button for returning the display format to the composite display is arranged, and by pressing this button, it is possible to display a composite image synthesized by the display method at the time of parallel display.
[0045]
Further, as shown in FIG. 7 (a), a B-mode image of one cross section is synthesized with a three-dimensional image of a color blood flow image, and the outer peripheral surface of the B-mode image at a portion far from the cross-sectional position is hidden. Alternatively, as shown in FIG. 7B, the B-mode image of one cross section is synthesized with the three-dimensional image of the color blood flow image, and the outer peripheral surface of the B-mode image at a portion far from the cross-sectional position is displayed. You may make it do. Furthermore, by displaying both the B-mode image of one cross section shown in FIGS. 7A and 7B and the three-dimensional image of the color blood flow image or only one of them in a translucent manner, a portion far from the cross section is displayed. You may make it easy to see the positional relationship of a B-mode image and a color blood flow image. Further, the adjustment of the transparency in the semi-transparent display may be changed by synchronizing both images or separately.
[0046]
In the three-dimensional display as described above, the relationship with the volume area obtained by scanning the subject with ultrasonic waves, that is, the direction of the currently displayed three-dimensional image with respect to the volume area (the direction of the line of sight in FIG. 9). ) It is troublesome to figure out whether the image is viewed from. In the present embodiment, an indicator generation unit 16 is provided to solve this problem.
[0047]
As shown in FIG. 8A, the indicator generation unit 16 deforms a volume area that moves a two-dimensional scanning plane and approximates its outer shape, for example, a quadrangular pyramid shape, a shape obtained by deleting the apex portion of the quadrangular pyramid. , A shape obtained by cutting a part from the center of the sphere to the surface, or a shape obtained by deleting the center point of the part of the sphere, and the collection direction (Z in FIG. A three-dimensional image that can be discriminated in the direction is generated as position indicator data. In other words, this position indicator is color-coded in different colors such as blue and red in half along the collection direction in which the scanning plane moves, as shown in FIG. Then, a schematic three-dimensional shape and a wire frame indicating the entire shape of the volume data are synthesized. The 0 ° (front) position of this position indicator represents the first acquired image (volume region scanning start surface), and the 180 ° (rear) position represents the end of the acquired image (volume region scanning final surface). Represents. Of course, the display direction of the position indicator is changed in conjunction with the display direction of the three-dimensional image such as the B-mode image. That is, when the three-dimensional image such as the B-mode image is rotated up and down and left and right, it follows it. It is designed to be rotated up and down and left and right.
[0048]
By displaying this position indicator together with a three-dimensional image such as a B-mode image on the display device 17, it is possible to easily grasp the positional relationship between the display direction of the three-dimensional image and the volume region actually scanned in three dimensions. become.
[0049]
Next, a technique for supporting the operator's three-dimensional scanning operation will be described. In many cases, the three-dimensional scanning is simply performed by the operator holding the ultrasonic probe 2 and moving the body surface of the subject, or moving it like a swing. On the other hand, it is possible to freely set how many two-dimensional ultrasonic images the three-dimensional image is reconstructed by the three-dimensional image processing computer unit 4. If a three-dimensional image is reconstructed from n two-dimensional ultrasound images, one cycle of three-dimensional image reconstruction is “n” at the reciprocal of the frame rate of image collection, that is, the collection time of one frame. Is given as the time multiplied by. It is preferable to move the ultrasonic probe 2 so as to scan the entire volume region including the region of interest in one cycle time.
[0050]
A collection indicator for assisting it is generated by the indicator generator 16 and displayed on the display device 17 so that the operator can preferably move the ultrasonic probe 2. An example of this collection indicator is shown in FIG. In this example, it is a pie chart, but it may be a bar chart. The display form of this collection indicator is changed with a cycle of one cycle time. For example, the display color of a pie chart changes with time in the circumferential direction, and the display color of the bar graph changes in the major axis direction. Changes over time. The operator can preferably move the ultrasonic probe 2 by referring to such a collection indicator.
[0051]
When two-dimensional ultrasonic image data for a plurality of frames is transferred from the image memory 6 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 to the image memory 7 of the computer unit 4 for three-dimensional image processing, an indicator is generated to indicate the progress of the transfer. A transfer indicator generated in the unit 16, for example, a transfer indicator that displays the remaining as a bar graph and percentage as shown in FIG. 10B may be displayed on the display device 8.
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with various modifications.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to easily match the ultrasonic image and the position data of the probe corresponding to the image.
In addition, according to the present invention, an index for manual scanning of the ultrasonic probe can be provided, whereby the operator can preferably perform a three-dimensional scan.
[0053]
Further, according to the present invention, the B-mode image and the color Doppler blood flow image can be separated from the synthesized image on the side of the computer unit for three-dimensional image processing attached to the ultrasonic diagnostic apparatus.
Furthermore, according to the present invention, the display direction of the three-dimensional image can be presented in an easy-to-understand manner with reference to the three-dimensionally scanned volume area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a three-dimensional ultrasound system according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of FIG.
FIG. 3 is another functional block diagram of FIG. 1;
FIG. 4 is a principle diagram of another image separation method according to the present embodiment.
5 is a functional block diagram of a three-dimensional ultrasound system corresponding to the image separation method of FIG.
6 is a halftone image displayed on the display device of FIG. 1;
7 is a halftone image displayed on the display device of FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a position indicator created by an indicator generation unit.
FIG. 9 is a diagram showing three directions of three-dimensional scanning.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a collection indicator and a transfer indicator created by an indicator generation unit.
[Explanation of symbols]
1 ... ultrasonic diagnostic equipment,
2 ... ultrasonic probe,
3. Position sensor,
4 ... 3D image processing computer unit,
5 ... Position data memory,
6 ... Image memory,
7: Image memory,
8: Three-dimensional image creation unit.

Claims (5)

3次元画像データを再構成するのに必要とされる枚数の2次元画像データを収集するのに用する時間を1周期として表示形態が変動する円グラフ又はバーグラフを表示することを特徴とした3次元超音波システム。It is characterized by displaying a pie chart or a bar graph whose display form varies with the time used to collect the number of pieces of two-dimensional image data required for reconstructing the three-dimensional image data as one cycle . 3D ultrasound system. 超音波診断装置と、この超音波診断装置に外付け可能な3次元画像処理用コンピュータユニットとからなり、前記円グラフ又はバーグラフは前記外付けされた3次元画像処理用コンピュータユニットにより生成され、表示されることを特徴とした請求項1記載の3次元超音波システム。 An ultrasonic diagnostic apparatus and a computer unit for three-dimensional image processing that can be externally attached to the ultrasonic diagnostic apparatus, and the pie chart or bar graph is generated by the external computer unit for three-dimensional image processing, The three-dimensional ultrasound system according to claim 1, wherein the three-dimensional ultrasound system is displayed . 超音波診断装置と、この超音波診断装置に外付け可能な3次元画像処理用コンピュータユニットとからなり、前記超音波診断装置において超音波プローブを被検体に対して動かすことにより2次元画像データを3次元的に収集し、この2次元画像データを前記超音波診断装置内の画像メモリを介して前記外付けされた3次元画像処理用コンピュータユニットに取り込み、この取り込まれた2次元画像データと前記超音波プローブに外付けされた位置センサにより検出した前記超音波プローブの位置データとに基づいて3次元画像データを前記3次元画像処理用コンピュータユニットにより生成し、表示する3次元超音波システムにおいて、
前記2次元画像データの収集を終了するタイミングと前記3次元画像処理用コンピュータユニットの位置データの取り込みを終了するタイミングとを同期させることにより、前記3次元画像処理用コンピュータユニット内で前記2次元画像データと前記位置データとの対応付けを図り、
前記3次元画像処理用コンピュータユニットで前記3次元画像データを再構成するのに必要とされる枚数の2次元画像データを収集するのに要する時間を1周期として表示形態が変動する円グラフ又はバーグラフを前記超音波診断装置と前記3次元画像処理用コンピュータユニットとの少なくとも一方に表示することを特徴とした3次元超音波システム。
An ultrasonic diagnostic apparatus and a computer unit for three-dimensional image processing that can be externally attached to the ultrasonic diagnostic apparatus. By moving an ultrasonic probe relative to a subject in the ultrasonic diagnostic apparatus, two-dimensional image data is obtained. Collected three-dimensionally, this two-dimensional image data is taken into the externally attached three-dimensional image processing computer unit via an image memory in the ultrasonic diagnostic apparatus, and the taken-in two-dimensional image data and the In the 3D ultrasound system for generating and displaying 3D image data by the computer unit for 3D image processing based on the position data of the ultrasound probe detected by the position sensor attached to the ultrasound probe,
Synchronizing the timing for ending the collection of the two-dimensional image data with the timing for ending the acquisition of the position data of the computer unit for the three-dimensional image processing allows the two-dimensional image processing in the computer unit for the three-dimensional image processing. To match the data with the position data,
A pie chart or bar whose display form varies with a period of time required to collect the number of pieces of 2D image data required to reconstruct the 3D image data by the computer unit for 3D image processing A three-dimensional ultrasonic system, wherein a graph is displayed on at least one of the ultrasonic diagnostic apparatus and the computer unit for three-dimensional image processing .
超音波診断装置とこの超音波診断装置に外付け可能な3次元画像処理用コンピュータユニットとからなり、前記超音波診断装置において超音波プローブを被検体に対して動かすことにより2次元画像データを3次元的に収集し、この2次元画像データを前記超音波診断装置内の画像メモリを介して前記外付けされた3次元画像処理用コンピュータユニットに取り込み、この取り込まれた2次元画像データと前記超音波プローブに外付けされた位置センサにより検出した前記超音波プローブの位置データとに基づいて3次元画像データを前記3次元画像処理用コンピュータユニットにより生成し、表示する3次元超音波システムにおいて、
前記超音波診断装置又は前記3次元画像処理用コンピュータユニットで発生したタイミング信号に従って、前記2次元画像データの収集が行われ、前記3次元画像処理用コンピュータユニットへの位置データの取り込みが行われ、
前記3次元画像処理用コンピュータユニットで前記3次元画像データを再構成するのに必要とされる枚数の2次元画像データを収集するのに要する時間を1周期として表示形態が変動する円グラフ又はバーグラフを前記超音波診断装置と前記3次元画像処理用コンピュータユニットとの少なくとも一方に表示することを特徴とした3次元超音波システム。
An ultrasonic diagnostic apparatus and a computer unit for three-dimensional image processing that can be externally attached to the ultrasonic diagnostic apparatus. By moving the ultrasonic probe relative to the subject in the ultrasonic diagnostic apparatus, two-dimensional image data is obtained. The two-dimensional image data is collected in a two-dimensional manner, and the two-dimensional image data is taken into the externally attached three-dimensional image processing computer unit via the image memory in the ultrasonic diagnostic apparatus. In the three-dimensional ultrasonic system for generating and displaying three-dimensional image data by the computer unit for three-dimensional image processing based on the position data of the ultrasonic probe detected by a position sensor externally attached to the acoustic probe,
In accordance with timing signals generated by the ultrasonic diagnostic apparatus or the three-dimensional image processing computer unit, the two-dimensional image data is collected, and position data is taken into the three-dimensional image processing computer unit,
A pie chart or bar whose display form varies with a period of time required to collect the number of pieces of 2D image data required to reconstruct the 3D image data by the computer unit for 3D image processing A three-dimensional ultrasonic system, wherein a graph is displayed on at least one of the ultrasonic diagnostic apparatus and the computer unit for three-dimensional image processing .
超音波診断装置とこの超音波診断装置に外付け可能な3次元画像処理用コンピュータユニットとからなり、前記超音波診断装置において超音波プローブを被検体に対して動かすことにより2次元画像データを3次元的に収集し、この2次元画像データを前記超音波診断装置内の画像メモリを介して前記外付けされた3次元画像処理用コンピュータユニットに取り込み、この取り込まれた2次元画像データと前記超音波プローブに外付けされた位置センサにより検出した前記超音波プローブの位置データとに基づいて3次元画像データを前記3次元画像処理用コンピュータユニットにより生成し、表示する3次元超音波システムにおいて、
前記超音波診断装置又は前記3次元画像処理用コンピュータユニットからオペレータにより動作開始コマンドが入力されてから、所定の時間遅れて、前記2次元画像データの収集が開始され、前記3次元画像処理用コンピュータユニットへの位置データの取り込みが開始され、
前記3次元画像処理用コンピュータユニットで前記3次元画像データを再構成するのに必要とされる枚数の2次元画像データを収集するのに要する時間を1周期として表示形態が変動する円グラフ又はバーグラフを前記超音波診断装置と前記3次元画像処理用コンピュータユニットとの少なくとも一方に表示することを特徴とした3次元超音波システム。
An ultrasonic diagnostic apparatus and a computer unit for three-dimensional image processing that can be externally attached to the ultrasonic diagnostic apparatus. By moving the ultrasonic probe relative to the subject in the ultrasonic diagnostic apparatus, two-dimensional image data is obtained. The two-dimensional image data is collected in a two-dimensional manner, and the two-dimensional image data is taken into the externally attached three-dimensional image processing computer unit via the image memory in the ultrasonic diagnostic apparatus. In the three-dimensional ultrasonic system for generating and displaying three-dimensional image data by the computer unit for three-dimensional image processing based on the position data of the ultrasonic probe detected by a position sensor externally attached to the acoustic probe,
After the operation start command is input by the operator from the ultrasonic diagnostic apparatus or the computer unit for three-dimensional image processing, the collection of the two-dimensional image data is started with a predetermined time delay, and the computer for three-dimensional image processing The import of position data to the unit is started,
A pie chart or bar whose display form varies with a period of time required to collect the number of pieces of 2D image data required to reconstruct the 3D image data by the computer unit for 3D image processing A three-dimensional ultrasonic system, wherein a graph is displayed on at least one of the ultrasonic diagnostic apparatus and the computer unit for three-dimensional image processing .
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