JP3936450B2 - Projection image generation apparatus and medical image apparatus - Google Patents
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Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影画像表示方法、投影画像生成方法および装置並びに医用画像装置に関し、特に、投影画像を回転させながら表示する投影画像表示方法、投影方向を変更しながら投影画像を逐次生成する投影画像生成方法および装置、並びに、そのような投影画像生成装置を備えた医用画像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、被検体内の3次元領域を超音波で走査し、エコー(echo)受信信号に基づいてその領域の内部状態を画像化したとき、3次元座標空間の画像データ(data)を、例えば、最大値投影(maximum intensity projection)または最小値投影(minimum intensity projection)して、投影画像を求めることが行われる。
【0003】
画像データがエコーのドップラ(Doppler) 信号によるもの(ドップラ像)である場合は、最大値投影により例えば血流等の投影画像が得られる。ドップラ像の中でも、ドップラ信号のパワー(power) の2次元分布を示すPDI(power Doppler indication)像が最大値投影に好適であるが、血流等の流速の2次元分布を示すCFM(color flow mapping)像を利用することも可能である。画像データがエコーの強度信号によるもの(Bモード(mode)像)である場合は、最小値投影によって例えば血流等の投影画像が得られる。
【0004】
そのような投影画像を投影方向を変えて複数個生成し、順次に表示することにより、連続的に回転する投影画像を得るようにしている。回転する投影画像では、回転中心から距離に応じて投影画像の各部の動きに差がでるので、そのような動きを観察することにより投影画像の各部の前後関係を把握し、表示像の3次元的形状を認識するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、回転する投影画像に基づいて表示像の3次元的形状を認識する場合、観察者によっては、画像の回転の方向が逆に見え、各部の前後関係が混乱し3次元的形状を認識できない場合がある。すなわち、上記の方法は、観察者の印象形成能力に応じて、3次元的形状の認識に個人差が生じるという問題がある。
【0006】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、3次元的形状の認識を容易にする投影画像表示方法、投影画像生成方法および装置、並びに、そのような投影画像生成装置を備えた医用画像装置を実現することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)上記の課題を解決する第1の発明は、投影画像を回転させながら表示する投影画像表示方法であって、前記投影画像に対して相対位置が固定された平面の投影像を前記投影画像とともに表示する、ことを特徴とする。
(2)上記の課題を解決する第2の発明は、3次元座標空間の画像データに基づき、投影方向を変化させながら投影画像を逐次生成する投影画像生成方法であって、前記3次元座標空間における平面の投影像を前記投影画像とともに生成する、ことを特徴とする。
【0008】
(3)上記の課題を解決する第3の発明は、3次元座標空間の画像データに基づき、投影方向を変化させながら投影画像を逐次生成する投影画像生成装置であって、前記3次元座標空間における平面の投影像を前記投影画像とともに生成する画像生成手段、を具備することを特徴とする。
【0009】
(4)上記の課題を解決する第4の発明は、被検体内の3次元領域を撮像して3次元座標空間の画像データを獲得する医用画像獲得手段と、前記医用画像獲得手段が獲得した画像データに基づく投影画像および前記3次元座標空間における平面の投影像を投影方向を変化させながら逐次生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする。
【0010】
第1の発明乃至第4の発明において、前記投影画像を最大値投影によって形成することが、超音波ドップラ像に基づく血流像等を得る点で好ましい。
また、第1の発明乃至第4の発明において、前記投影画像を最小値投影によって形成することが、超音波Bモード像に基づく血流像等を得る点で好ましい。
【0011】
また、第1の発明乃至第4の発明において、前記平面の投影像が、表面に模様を持つことが識別を容易にする点で好ましい。
また、第2の発明乃至第4の発明において、前記投影画像が前記3次元座標空間を表す6面体の稜線像を伴うことが、投影画像の3次元的把握を容易にする点で好ましい。
【0012】
また、第4の発明において、前記平面の投影像が、前記被検体の断層像であることが体内での前記投影画像の位置関係を明確にする点で好ましい。
(作用)
本発明では、投影画像に対して相対位置が固定された平面の投影像を生成し、3次元的形状の認識の助けとする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【0014】
図1に、医用画像装置のブロック(block) 図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【0015】
(構成)
本装置の構成を説明する。図1に示すように、本装置は、信号採取部2を有する。信号採取部2は、被検体4から医用画像生成のための信号を採取するものである。
【0016】
信号採取部2は、医用画像装置の種類に応じて様々な形態のものが用いられる。例えば、超音波撮像装置では、被検体4内に超音波を送波してそのエコーを受信する超音波プローブ(probe) が用いられる。X線CT(computed tomography) 装置では、被検体4をスキャン(scan)するX線照射・検出系を備えたガントリ(gantry)が用いられる。磁気共鳴撮像(MRI : magnetic resonance imaging)装置では、磁気共鳴を利用して被検体4から信号を採取するマグネットシステム(magnet system) が用いられる。このような信号採取部2は、いずれも既存のものを利用することができる。その他の医用画像装置でも、その種類に応じてそれぞれ既存のものを用いることができる。
【0017】
信号採取部2は画像生成部6に接続され、被検体4から採取した信号を画像生成部6に入力するようになっている。画像生成部6は、信号採取部2から入力された信号に基づいて画像を生成するようになっている。信号採取部2および画像生成部6は、本発明における医用画像獲得手段の実施の形態の一例である。
【0018】
画像生成部6も、医用画像装置の種類に応じて様々な形態のものが用いられる。例えば、超音波撮像装置では、超音波エコーの強度に基づいてBモード(mode)像を求める装置、あるいは、エコーのドップラ(Doppler) 信号に基づいてドップラ像を求める装置が用いられる。ドップラ像には、PDI像とCFM像とがある。
【0019】
X線CT装置では、被検体4の複数ビュー(view)の投影データを逆投影して断層像を再構成する装置(コンピュータ(computer)等)が用いられる。MRI装置では、磁気共鳴信号の逆フーリエ(Fourie)変換により画像を再構成する装置(コンピュータ等)が用いられる。これらの画像生成部6はいずれも既存のものを用いることができる。その他の医用画像装置でも、その種類に応じてそれぞれ既存のものを用いることができる。
【0020】
画像生成部6には画像処理部8が接続されている。画像処理部8は、画像生成部6が生成した画像を取り込んで、投影画像生成のための画像処理を行うものである。画像処理部8は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。画像処理部8は、例えばコンピュータ(computer)等を用いて構成される。画像処理部8については後にあらためて説明する。
【0021】
画像処理部8には表示部10が接続され、画像処理部8から出力された画像およびその他の情報を表示するようになっている。表示部10は例えばカラー・グラフィックディスプレイ(color graphic display) 装置等で構成される。
【0022】
以上の、信号採取部2、画像生成部6、画像処理部8および表示部10は制御部14に接続されている。制御部14は例えばコンピュータ等を用いて構成される。制御部14は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御するようになっている。また、各部から制御部14に状態報知信号等が入力されるようになっている。
【0023】
制御部14には操作部16が接続され、操作者により各種の指令や情報等を入力できるようになっている。操作部16は、例えば、キーボード(keyboard)やその他の操作具を備えた操作卓等で構成される。画像処理部8、表示部10、制御部14および操作部16は、本発明の投影画像生成装置の実施の形態の一例である。
【0024】
図2に、画像処理部8のブロック図を示す。同図に示すように、画像処理部8は画像メモリ(memory)80を有する。画像メモリ80は、画像生成部6から入力された、例えば図3に示すような画像データ30を記憶するようになってる。画像データ30は、被検体4内の3次元領域に関する画像データである。x,y,zは互いに垂直な座標軸である。
【0025】
画像データ30は、被検体4の複数の断層像302を表す画像データによって構成される。断層像302は、xz面に平行な断面の像である。複数の断層像302は、y軸上の位置がそれぞれ異なる。断層像302には血流像304が含まれている。なお、断層像および血流像への符号付けはそれぞれ1個所で代表する。
【0026】
画像メモリ80は演算装置82に接続されている。演算装置82は、画像メモリ80の画像データ30に基づいて投影画像を生成するようになっている。投影画像の生成は、血流像304が例えばドップラ像や造影画像等のように高輝度像として得られているときは、最大値投影によって行う。それに対して、超音波のBモード像における血流像のように低輝度像として得られたときは、最小値投影により投影画像を生成する。
【0027】
具体的には、図3に示した3次元座標空間において投影方向32を設定し、投影方向32に垂直に設定した投影面34への投影画像を求める。そのために、投影面34に投影画像の画素に相当する複数の格子点36を設定し、各格子点36ごとに、投影方向32に平行な視線38を設定する。なお、格子点および視線への符号付けはそれぞれ1箇所で代表する。
【0028】
そして、格子点36の画像データとして、例えば図4の(a)に示すように、視線38上の画像データ(画素値)の最大値を採用することにより、最大値投影画像を得る。また、例えば同図の(b)に示すように、視線38上の画像データの最小値を採用することにより、最小値投影画像を得る。
【0029】
投影画像を求めるにあたり、演算装置82は、図3に示すように、3次元座標空間において、例えばy方向での画像データ30の後ろに平面像306の画像データを付加し、この状態で最大値投影または最小値投影を行う。平面像306は、例えば断層像302に平行な面(xz面)の像とし、その画素値は、例えば全面にわたって一様なものとする。
【0030】
平面像306の画素値は、最大値投影の場合、例えば、血流像304の画素値より小さいが血流像304以外の像の画素値より大きい値とし、最小値投影の場合は、例えば、血流像304の画素値より大きいが血流像304以外の像の画素値より小さい値とする。そのような値の具体的な設定方法については、後にあらためて説明する。
【0031】
このような平面像306を付加した画像データ30から、上記のようにして投影画像を生成すると、血流像304が存在する部分を通過した視線38上では血流像304の画像データが投影値として得られ、血流像304が存在しない部分を通過した視線38上では平面像306の画像データが投影値として得られる。これによって、例えば図5に示すように、血流像304と平面像306との組み合わせからなる投影画像が生成される。
【0032】
平面像306は、画素値が一様な面とする代わりに、例えば格子模様や市松模様等のような適宜の図形パターンを持つものとしても良い。これは平面像306の識別性を良くする点で好ましい。
【0033】
また、最大値投影の場合、平面像306は血流像304の画像データよりも値の大きな(高輝度の)画像データで形成するようにしても良い。ただし、平面像306より手前にある血流像304を優先的に投影するために、概略、次のような手法を用いる。
【0034】
すなわち、例えば図6に示すように、画素値に対して適宜の閾値dを定め、視線38に沿ってその深さ方向に逐次最大値を求めて行く過程で、画素値が一旦閾値dを越え次に閾値dより低下したとき、最大値の探索を打ち切るものである。これによって、それまでに得られた最大値が投影値となる。したがって、このとき、視線38の方向の最奥の平面像306の画素値は、その値の如何に関わらず投影されず、血流像304の投影画像を得ることができる。視線38が血流像304を通過しないところでは、平面像306の画素値が投影されることはいうまでもない。なお、このような最大値探索具体例については、後にあらためて説明する。
【0035】
この手法を用いれば、平面像306の輝度や模様等を与える画像データは、血流像304の画像データより値が大きなものでも良く、平面像306を形成する画像データについての制約をなくすことができる。したがって、断層像302がドップラ像である場合、平面像306を、y方向の最奥の断面のBモード像とすることができ、しかも、Bモード像の高輝度部分が血流像304の前に出ることがない。このようにBモード像を用いるのは、血流像304と体内組織との位置関係を明確にする点で好ましい。
【0036】
演算装置82には、フレームメモリ(frame memory)84が接続されている。フレームメモリ84は、演算装置82が上記のように生成した投影画像の画像データを記憶するようになっている。
【0037】
フレームメモリ84の画像データは表示部10に与えられ、例えば図7に示すような可視像として表示される。図7において、血流像304と平面像306は、画素値の相違に基づき輝度または色を変えて表示し、観察者が両者を区別できるようにしている。平面像306が模様画像あるいはBモード像である場合は、必ずしも色を変える必要はない。なお、表示にあたり、画像データ30が存在する3次元座標空間を表す6面体308の稜線を同時に表示するのが、観察者の便宜をはかる点で好ましい。
【0038】
演算装置82は、投影方向32を少しずつ変えながら投影画像を逐一生成するようになっている。投影方向32が少しずつ異なる投影画像が表示部10で順次に表示されることにより、画像が回転しているような視覚的効果が得られる。
【0039】
図8に、そのような画像の表示例を示す。図8の(b)は図3におけるxz面に正対して投影した投影画像であり、この状態から投影方向をxz面に関して左右に振ることにより、同図の(a)または(c)に示すように、血流像304と平面像306の形状が変化し、また、6面体308を示す稜線の位置が変化する。
【0040】
このように変化する表示像は、視覚的には、血流像304が平面像306から突出している印象を与えるので、奥行き感が明確になり、血流像304の3次元的形状を認識し易くなる。また、回転の方向も明瞭に認識することができる。
【0041】
なお、平面像306の配置は、y方向の最奥に限るものではなく、断層像302の連なりの途中に置くようにしても良い。そのようにした場合、例えば図9に示すように、血流像304が平面像306を貫通する形で表示される。このような表示像でも、平面像306を頼りにして血流像304の3次元的形状を容易に把握することができる。
【0042】
なおまた、平面像306は、xz面に平行である必要はなく、3次元座標空間において位置が固定されたものであれば良い。
(動作)
本装置の動作を説明する。操作部16を通じて操作者から与えられる指令に基づき、制御部14による制御の下で本装置の動作が進行する。
【0043】
図10に、本装置の動作のフロー(flow)図を示す。
先ず、ステップ(step)502で被検体4の医用画像獲得を行う。すなわち、信号採取部2によって被検体4から信号を採取し、その信号に基づいて画像生成部6によって画像を生成する。信号の採取は被検体4の体内の3次元領域について行い、それに基づいて3次元領域の画像を生成する。画像は、図3に示したように、被検体4内の3次元領域における複数の断層像302として生成する。
【0044】
3次元領域の信号採取と画像生成は、例えば、超音波撮像装置では、超音波プローブを超音波の走査面に垂直に漸次移動させる3次元走査を行い、各断面の断層像を撮像することによって行う。また、X線CT装置またはMRI装置ではマルチスライス・スキャン(multi-slice scan)による撮像によって行う。その場合、必要に応じて、予め被検体4に造影剤等を注入する。
【0045】
次に、ステップ504で、撮影した画像を画像メモリ80に取り込む。これによって、画像データ30が画像メモリ80に記憶される。
次に、ステップ506で、操作者が操作部16を通じて、平面像306の種類および3次元座標空間における配置を指定し、また、投影方向を指定する。投影方向は、例えば、xz面に正対する方向を中心とする左右45°の範囲で1°刻みに指定する。なお、それに限らず、3次元座標空間における所望の複数の方向を任意に指定して良い。
【0046】
次に、ステップ508で、演算装置82により投影画像の生成を行う。投影画像の生成は、指定された複数の投影方向において順次に行う。投影画像の生成方法は前述した通りである。
【0047】
次に、ステップ510で、画像表示を行う。これにより投影画像が表示部10で表示される。投影方向の変化に伴って、表示像の形状が例えば図8に示したように変化し、観察者に画像が回転している印象を与える。このとき、回転画像に平面像306が含まれることにより、それを頼りとして血流像304の立体的形状を容易に把握することができる。また、画像の回転方向も明瞭に識別することができる。
【0048】
以上は、医用画像装置に投影画像生成機能を持たせるようにした例であるが、画像処理部8、表示部10、制御部14および操作部16に相当する機能を、例えばドクターコンソール(doctor console)やワークステーション(work station)あるいはパーソナルコンピュータ(personal computer) 等により、医用画像装置とは別体に構成し、医用画像装置に接続して撮像画像を取得し、それに基づいて上記のような投影画像を生成するようにしても良いのは勿論である。この場合、ドクターコンソールやワークステーションあるいはパーソナルコンピュータ等は、本発明における投影画像生成装置の実施の形態の一例である。
【0049】
(具体的な発明の実施の形態の例)
次に、具体例に、医用画像装置が超音波撮像装置である場合について説明する。図11に、超音波撮像装置のブロック図を示す。超音波撮像装置は、本発明の医用画像装置の実施の形態の一例である。
【0050】
本装置の構成を説明する。図11に示すように、本装置は、超音波プローブ(probe) 72を有する。超音波プローブ72は、図示しない超音波振動子アレイ(array) を有する。超音波振動子アレイは、例えば前方に張り出した円弧に沿って形成されている。すなわち、超音波プローブ72はコンベックスプローブ(convex probe)となっている。超音波プローブ72は、図示しない操作者により被検体74に当接されて使用される。
【0051】
超音波プローブ72は送受信部76に接続されている。送受信部76は、超音波プローブ72に駆動信号を与えて被検体74内に超音波を送波させるようになっている。送受信部76は、また、超音波プローブ72が受波した被検体74からのエコー信号を受信するようになっている。
【0052】
送受信部76のブロック図を図12に示す。同図において、送波タイミング(timing)発生回路602は、送波タイミング信号を周期的に発生して送波ビームフォーマ(beamformer)604に入力するようになっている。
【0053】
送波ビームフォーマ604は、送波タイミング信号に基づいて、送波ビームフォーミング(beam forming)信号、すなわち、超音波振動子アレイ中の複数の超音波トランスデューサ(transducer)を時間差をもって駆動する複数の駆動信号を発生し、送受切換回路606に入力するようになっている。
【0054】
送受切換回路606は、複数の駆動信号をセレクタ(selector)608に入力するようになっている。セレクタ608は、超音波トランスデューサのアレイの中から送波アパーチャ(aperture)を構成する複数の超音波トランスデューサを選択し、それらに複数の駆動信号をそれぞれ与えるようになっている。
【0055】
複数の超音波トランスデューサは、複数の駆動信号の時間差に対応した位相差を持つ複数の超音波をぞれぞれ発生する。それら超音波の波面合成によって超音波ビームが形成される。超音波ビームの送波方向は、セレクタ608が選択する送波アパーチャによって定まる。
【0056】
超音波ビームの送波は、送波タイミング発生回路602が発生する送波タイミング信号により、一定の時間間隔で繰り返し行われる。超音波ビームの送波方向は、セレクタ608で送波アパーチャを切り換えることにより順次変更される。それによって、被検体74の内部が、超音波ビームが形成する音線によって走査される。すなわち被検体74の内部が音線順次で走査される。
【0057】
セレクタ608は、また、超音波トランスデューサのアレイの中から受波アパーチャを構成する複数の超音波トランスデューサを選択し、それら超音波トランスデューサが受信した複数のエコー信号を送受切換回路606に入力するようになっている。
【0058】
送受切換回路606は、複数のエコー信号を受波ビームフォーマ610に入力するようになっている。受波ビームフォーマ610は、複数のエコー受信信号に時間差を付与して位相を調整し、次いでそれら加算して受波のビームフォーミング、すなわち、受波音線上のエコー受信信号を形成するようになっている。セレクタ608により、受波の音線も送波に合わせて走査される。
【0059】
超音波プローブ72および送受信部76によって、例えば図13に示すような走査が行われる。すなわち、同図に示すように、放射点200から発する音線202が円弧204上を移動することにより、扇面状の2次元領域206がθ方向に走査され、いわゆるコンベックススキャンが行われる。音線202を超音波の送波方向(z方向)とは反対方向に延長したとき、全ての音線が一点208で交わるようになっている。点208は全ての音線の発散点となる。操作者は、超音波プローブ72を2次元領域206と垂直な方向に漸次移動させることにより、3次元走査を行う。
【0060】
送受信部76はBモード処理部10およびドップラ処理部12に接続されている。送受信部76から出力される音線毎のエコー受信信号は、Bモード処理部710およびドップラ処理部712に入力される。超音波プローブ72、送受信部76、Bモード処理部710およびドップラ処理部712からなる部分は、本発明における医用画像獲得手段の実施の形態の一例である。
【0061】
Bモード処理部710はBモード画像データを形成するものである。Bモード処理部710は、図14に示すように対数増幅回路102と包絡線検波回路104を備えている。Bモード処理部710は、対数増幅回路102でエコー受信信号を対数増幅し、包絡線検波回路104で包絡線検波して音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号、すなわちAスコープ(scope) 信号を得て、このAスコープ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Bモード画像データを形成するようになっている。
【0062】
ドップラ処理部712はドップラ画像データを形成するものである。ドップラ処理部712は、図15に示すように直交検波回路120、MTIフィルタ(moving target indication filter) 122、自己相関回路124、平均流速演算回路126、分散演算回路128およびパワー演算回路130を備えている。
【0063】
ドップラ処理部712は、直交検波回路120でエコー受信信号を直交検波し、MTIフィルタ122でMTI処理し、自己相関回路124で自己相関演算を行い、平均流速演算回路126で自己相関演算結果から平均流速を求め、分散演算回路128で自己相関演算結果から流速の分散を求め、パワー演算回路130で自己相関演算結果からドプラ信号のパワーを求めるようになっている。
【0064】
これによって、被検体74内の血流やその他のドップラ信号源(以下、血流等という)の平均流速とその分散およびドプラ信号のパワーを表すそれぞれのデータ、すなわち、ドップラ画像データが音線毎に得られる。なお、流速は音線方向の成分として得られる。流れの方向は、近づく方向と遠ざかる方向とが区別される。
【0065】
Bモード処理部710およびドップラ処理部712は画像処理部714に接続されている。画像処理部714は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。画像処理部714は、Bモード処理部710およびドップラ処理部712からそれぞれ入力されるデータに基づいて、投影画像を生成するものである。
【0066】
画像処理部714は、図16に示すように、バス(bus) 140によって接続された音線データメモリ(data memory) 142、ディジタル・スキャンコンバータ(digital scan converter)144、画像メモリ146および画像処理プロセッサ(prosessor) 148を備えている。
【0067】
Bモード処理部710およびドップラ処理部712から音線毎に入力されたBモード画像データおよびドップラ画像データは、音線データメモリ142にそれぞれ記憶される。これによって、音線データメモリ142内に音線データ空間が形成される。
【0068】
ディジタル・スキャンコンバータ144は、走査変換により音線データ空間のデータを物理空間のデータに変換するものである。ディジタル・スキャンコンバータ144によって変換された画像データは、画像メモリ146に記憶される。すなわち、画像メモリ146は物理空間の画像データを記憶する。画像処理プロセッサ148は、音線データメモリ142および画像メモリ146のデータについてそれぞれ所定のデータ処理を施すものである。データ処理の内容については後にあらためて説明する。
【0069】
画像処理部714には表示部716が接続されている。表示部716は、画像処理部714から画像信号が与えられ、それに基づいて画像を表示するようになっている。なお、表示部716はカラー画像が表示可能なものとなっている。
【0070】
以上の送受信部76、Bモード処理部710、ドップラ処理部712、画像処理部714および表示部716は制御部718に接続されている。制御部718は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御するようになっている。また、被制御の各部から各種の報知信号が入力されるようになっている。制御部718の制御の下で、Bモード動作およびドップラモード動作が実行される。
【0071】
制御部718には操作部720が接続されている。操作部720は操作者によって操作され、制御部718に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作部720は、例えばキーボードやその他の操作具を備えた操作パネルで構成される。
【0072】
本装置の動作を説明する。操作者は超音波プローブ72を被検体74の所望の個所に当接し、操作部720を操作して、例えばBモードとドップラモードを併用した撮像を行う。撮像は、制御部718による制御の下で、Bモードとドップラモードの時分割動作により行われる。すなわち、例えばドップラモードのスキャンを数回行う度にBモードのスキャンを1回行う割合で、Bモードとドップラモードの混合スキャンを行う。操作者は、超音波プローブ72をスキャン面に垂直に移動させながら3次元領域について撮影を行う。
【0073】
Bモードにおいては、送受信部76は、超音波プローブ72を通じて音線順次で被検体74の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。Bモード処理部710は、送受信部76から入力されるエコー受信信号を対数増幅回路102で対数増幅し包絡線検波回路104で包絡線検波してAスコープ信号を求め、それに基づいて音線毎のBモード画像データを形成する。
【0074】
画像処理部714は、Bモード処理部710から入力される音線毎のBモード画像データを音線データメモリ142に記憶する。これによって、音線データメモリ142内に、Bモード画像データについての音線データ空間が形成される。撮像が3次元領域について行われることにより、3次元の音線データ空間が形成される。
【0075】
ドップラモードにおいては、送受信部76は超音波プローブ72を通じて音線順次で被検体74の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。その際、1音線当たり複数回の超音波の送波とエコーの受信が行われる。
【0076】
ドップラ処理部712は、エコー受信信号を直交検波回路120で直交検波し、MTIフィルタ122でMTI処理し、自己相関回路124で自己相関を求め、自己相関結果から、平均流速演算回路126で平均流速を求め、分散演算回路128で分散を求め、パワー演算回路130でパワーを求める。
【0077】
これらの算出値は、それぞれ、例えば血流等の平均流速とその分散およびドップラ信号のパワーを音線毎に表すドップラ画像データとなる。なお、MTIフィルタ122でのMTI処理は1音線当たりの複数回のエコー受信信号を用いて行われる。
【0078】
画像処理部714は、ドップラ処理部712から入力される音線毎のドップラ画像データを音線データメモリ142に記憶する。その際、ドップラ画像データを、流速に分散を加えたCFM画像用の画像データ、および、パワードップラ画像用の画像データとしてそれぞれ書き込む。Bモード画像、CFM画像およびパワードップラ画像は別々な領域に書き込まれる。
【0079】
これによって、CFM画像データおよびパワードップラ画像データについての音線データ空間がそれぞれ形成される。撮像が3次元領域について行われることにより、3次元の音線データ空間が形成される。すなわち、音線データメモリ142内に、図3に示した3次元の画像データ30と同様な音線画像データが、Bモード画像、CFM画像およびパワードップラ画像についてそれぞれ形成される。
【0080】
画像処理プロセッサ148は、音線データメモリ142のBモード画像データ、CFM画像データおよびパワードップラ画像データをディジタル・スキャンコンバータ144でぞれぞれ走査変換して画像メモリ146に書き込む。画像処理プロセッサ148は、Bモード画像、CFM画像およびパワードップラ画像を別々な領域に書き込む。これによって、図3に示した3次元の画像データ30が、Bモード画像、CFM画像およびパワードップラ画像についてそれぞれ得られる。
【0081】
Bモード画像は、スキャン面における体内組織の断層像を示すものとなる。CFM画像は、スキャン面における血流等の速度の2次元分布を示す画像となる。パワードップラ画像は、スキャン面における血流等の所在を示す画像となる。
【0082】
操作者は、操作部720を操作して、所望の断面につき、Bモード画像、CFM画像またはパワードップラ画像を表示部716に表示させて観察し、病変部の診断等を行う。CFM画像またはパワードップラ画像の表示にあたっては、Bモード画像とCFM画像(またはパワードップラ画像)とを合成し、例えば図17に示すように、組織の断層像160の上にCFM像(またはパワードップラ像)162を重畳して表示させ、体内組織断層像と関係付けて血流等の状態を診断するようにしている。
【0083】
組織の断層像160はモノクローム(monochrome)画像として表示される。CFM像(またはパワードップラ像)162はカラー画像として表示される。CFM像は例えば赤および青によって互いに反対の血流方向を表し、それらの輝度によって流速を示し、緑色の混入度によって流速の分散を示す。パワードップラ像は、例えばピンク(pink)系統の色で表示し、その輝度で信号強度を示す。このとき、画面にはカラーバー(color bar) 164を同時に表示し、CFM像(またはパワードップラ像)162から流速(または信号強度)を読み取りためのレファレンス(reference) としている。なお、Bモード画像のみを表示する場合は、カラーバー164をグレイスケール(gray scale)に変更する。
【0084】
次に、本装置による投影画像の生成について説明する。以下では、パワードップラ画像について最大値投影により投影画像を生成する例を説明する。
操作者は、先ず、図3に示した平面像306の画素値の設定を行う。画素値の設定にあたり、操作者は、例えば、図18に示すように、パワードップラ画像の画素値のヒストグラム(hystgram)を表示部716に表示させる。そして、このヒストグラム上で、カーソル(cursor)等により、平面像306の画素値として、例えば血流像の画素値より小さく非血流像の画素値より大きい画素値p1、または、血流像の画素値より大きい画素値p2を指定する。画素値p1または画素値p2は平面像306を表示するときの輝度を与える。
【0085】
操作者は、また、指定した画素値p1またはp2の表示色を指定する。血流像の画素値より小さい画素値p1に対しては、例えば青系統の色を指定する。血流像の画素値より大きい画素値p2に対しては、例えばオレンジ(orange)系統の色を指定する。以下では、画素値をp2とし、表示色をオレンジ系統とした例で説明する。
【0086】
次に、操作者は、平面像306の配置を指定する。これによって、例えば図3におけるy方向の最奥の位置が平面像306の位置として指定される。
次に、操作者は、画像データ30の投影方向を指定する。これによって、例えば、図3におけるxy面に平行な面内で、断面302と正対する方向(y方向)を中心とする左右45°の範囲が1°刻みで指定される。
以上のような設定ないし指定の後に、操作者は、最大値投影によるパワードップラ画像の投影画像の生成を指令する。以下、制御部718による制御の下で投影画像の生成が行われる。
【0087】
投影画像の生成は、画像処理プロセッサ148により、例えば、画像メモリ146に記憶されたパワードップラ画像に関する画像データ30について行われる。画像データ30には、上記のように設定された平面像306の画像データが付加されている。なお、操作者の指定により、音線データメモリ142内の音線画像データを用いて投影画像を生成するようにしても良い。ただし、その場合、投影画像を後でディジタル・スキャンコンバータ144で物理空間の画像に変換する必要がある。以下では、画像メモリ146の画像データについて投影画像を生成する例について説明する。
【0088】
最大値投影(MIP)処理による投影画像の生成のフロー図を図19に示す。同図に示すように、処理すべきピクセル、すなわち、投影面34における格子点36を選択し(S1)、この選択されたピクセルに対応する視線38上の画像データ(ドプラパワー値P)についてMIP処理を行う(S2)。
【0089】
次に、しきい値フラグ(flag)が既にセット(set) されているかを調べる(S3)。しきい値フラグとは、MIP処理したドプラパワー値Pが、予め操作者によって指定されたしきい値(図6の閾値d)を1度でも超えたか否かを示すものであり、図示しないレジスタ(register)にセットされたビット(bit) “1”で示される。
【0090】
しきい値フラグがセットされていない場合、MIP処理したドプラパワー値Pがしきい値以上であれば、しきい値フラグをセットし、しきい値未満であれば、しきい値フラグはセットしない(S4,S5)。
【0091】
次に、視線38の奥行方向に全ての画像データについてMIP処理を行ったかを判定し(S8)、未処理の画像データがある場合は最初に戻る。以上の動作の繰返しにより、視線38の奥行方向の画像データについて逐次MIP処理を行っていく。その場合、既にしきい値フラグがセットされていた場合でも、ドプラパワー値Pがしきい値未満でなければ、MIP処理を継続する(S6,S8)。
【0092】
それに対して、既にしきい値フラグがセットされていた場合で、ドプラパワー値Pがしきい値未満になったときは、選択されたピクセルについてのMIP処理を終了する(S7)。これによって1つの格子点36についてのMIP処理が終了する。このようにして、図6に示したようなMIP処理が行われる。
【0093】
そして、1つのピクセルについてのMIP処理を終了した場合には、投影面34上の他のピクセル(格子点)を選択して同様なMIP処理を繰り返す(S9)。このようにして、投影面34上の全ピクセルについてのMIP処理を実行する。
【0094】
ところで、ドプラパワー値Pに略一定の振幅のノイズ(noise) 若しくは被検体74の細動成分が含まれる場合、上記のような単一のしきい値では、ノイズ等の波形が一旦しきい値を越えた後にしきい値以下に戻ると、MIP処理の打ち切りが生じ、正しいMIP処理が行えなくなるおそれがある。そのような場合は、単一のしきい値に代えて、2つのしきい値TH1およびTH2を用いることにする。なお、TH1>TH2とする。
【0095】
図20に、2つのしきい値を用いる場合の動作のフロー図を示す。同図では、しきい値フラグをセットする条件を、ドプラパワー値が第1のしきい値TH1以上であることとし(S4)、MIP処理を途中で終了する条件を、ドプラパワー値が第2のしきい値TH2未満であることとして(S6)いる。その他の処理は図19に示したものと同様である。
【0096】
このフロー図に従って動作することにより、例えば図21に示すように、ドプラパワー値Pが最初に第1のしきい値TH1を超えてから次に第2のしきい値TH2を下回ったときにMIP処理が終了し、その間の最大値を得ることができる。
【0097】
これに対して、単一のしきい値TH1のみを用いたときは、ドプラパワー値Pが、同図に示すように、ノイズ等の影響で一旦しきい値を越え次いでそれを下回った時点で誤終了し、本来の最大値が得られないことになる。
【0098】
以上のようなMIP処理により、例えば図8の(a)に示したような1つの投影方向での投影画像が生成される。投影画像は順次変更され、それに対応して逐一投影画像が生成される。そのような投影画像を順次表示部716で表示することにより、例えば図8の(a)→(b)→(c)のように回転する表示画像を得ることができる。
【0099】
そのような表示画像において、血流像304は例えばピンク系統の色で表示され、平面像306は例えばオレンジ系統の高輝度色で表示され、6面体308の稜線は例えば白色で表示される。投影画像が平面像306を伴って回転することにより、回転方向が明瞭になり血流像304の3次元的認識が容易になる。
【0100】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、3次元的形状の認識を容易にする投影画像表示方法、投影画像生成方法および装置、並びに、そのような投影画像生成装置を備えた医用画像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図2】 本発明の実施の形態の一例の装置の一部のブロック図である。
【図3】 本発明の実施の形態の一例の装置における投影画像生成の概念図である。
【図4】 本発明の実施の形態の一例の装置における画素値生成の概念図である。
【図5】 本発明の実施の形態の一例の装置における投影画像の一例を示す図である。
【図6】 本発明の実施の形態の一例の装置における画素値生成の概念図である。
【図7】 本発明の実施の形態の一例の装置における投影画像表示の概念図である。
【図8】 本発明の実施の形態の一例の装置における投影画像表示の概念図である。
【図9】 本発明の実施の形態の一例の装置における投影画像表示の概念図である。
【図10】 本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図11】 本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図12】 本発明の実施の形態の一例の装置における送受信部のブロック図である。
【図13】 本発明の実施の形態の一例の装置による音線走査の概念図である。
【図14】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるBモード処理部のブロック図である。
【図15】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるドップラ処理部のブロック図である。
【図16】 本発明の実施の形態の一例の装置における画像処理部のブロック図である。
【図17】 本発明の実施の形態の一例の装置における画像表示の概念図である。
【図18】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるヒストグラム表示の概念図である。
【図19】 本発明の実施の形態の一例の装置のMIP処理のフロー図である。
【図20】 本発明の実施の形態の一例の装置のMIP処理のフロー図である。
【図21】 本発明の実施の形態の一例の装置における画素値生成の概念図である。
【符号の説明】
2 信号採取部
4 被検体
6 画像生成部
8 画像処理部
10 表示部
14 制御部
16 操作部
80 画像メモリ
82 演算装置
84 フレームメモリ
30 画像データ
32 投影方向
34 投影面
36 格子点
38 視線
302 断層像
304 血流像
306 平面像
308 6面体
72 超音波プローブ
74 被検体
76 送受信部
710 Bモード処理部
712 ドップラ処理部
714 画像処理部
716 表示部
718 制御部
720 操作部
602 送波タイミング発生回路
604 送波ビームフォーマ
606 送受切換回路
608 セレクタ
610 受波ビームフォーマ
102 対数増幅回路
104 包絡線検波回路
120 直交検波回路
122 MTIフィルタ
124 自己相関回路
126 平均流速演算回路
128 分散演算回路
130 パワー演算回路
140 バス
142 音線データメモリ
144 ディジタル・スキャンコンバータ
146 画像メモリ
148 画像処理プロセッサ
200 放射点
202 音線
204 円弧
206 2次元領域
208 発散点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection image display method, a projection image generation method and apparatus, and a medical image apparatus, and in particular, a projection image display method for displaying a projection image while rotating the projection image, and a projection image for sequentially generating projection images while changing the projection direction The present invention relates to a generation method and apparatus, and a medical image apparatus provided with such a projection image generation apparatus.
[0002]
[Prior art]
For example, when a three-dimensional region in a subject is scanned with ultrasound and the internal state of the region is imaged based on an echo reception signal, the image data (data) in the three-dimensional coordinate space is, for example, A projection image is obtained by performing maximum intensity projection or minimum intensity projection.
[0003]
When the image data is based on an echo Doppler signal (Doppler image), a projection image such as a blood flow is obtained by the maximum value projection. Among Doppler images, a PDI (power Doppler indication) image showing a two-dimensional distribution of power of a Doppler signal is suitable for maximum value projection, but a CFM (color flow) showing a two-dimensional distribution of a flow velocity such as blood flow. mapping) images can also be used. When the image data is an echo intensity signal (B mode image), a projection image such as blood flow is obtained by minimum value projection.
[0004]
A plurality of such projected images are generated by changing the projection direction, and are sequentially displayed to obtain a continuously rotated projection image. In a rotating projection image, there is a difference in the movement of each part of the projection image according to the distance from the center of rotation, so by observing such movement, the front-rear relationship of each part of the projection image is grasped, and the three-dimensional display image The target shape is recognized.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when recognizing the three-dimensional shape of the display image based on the rotating projection image, depending on the observer, the rotation direction of the image appears to be reversed, and the front-rear relationship of each part is confused, resulting in a three-dimensional shape. May not be recognized. That is, the above method has a problem that individual differences occur in recognition of a three-dimensional shape according to the impression forming ability of the observer.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a projection image display method, a projection image generation method and apparatus, and such a projection image that facilitate the recognition of a three-dimensional shape. It is to realize a medical image device provided with a generation device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) A first invention for solving the above-described problem is a projection image display method for displaying a projection image while rotating the projection image. The projection image is a flat projection image whose relative position is fixed with respect to the projection image. It is displayed with an image.
(2) A second invention for solving the above problem is a projection image generation method for sequentially generating projection images while changing the projection direction based on image data in a three-dimensional coordinate space, wherein the three-dimensional coordinate space A plane projection image is generated together with the projection image.
[0008]
(3) A third invention that solves the above-described problem is a projection image generation device that sequentially generates projection images based on image data in a three-dimensional coordinate space while changing the projection direction. Image generating means for generating a flat projection image together with the projection image.
[0009]
(4) According to a fourth invention for solving the above-described problem, a medical image acquisition unit that acquires an image data of a three-dimensional coordinate space by imaging a three-dimensional region in a subject, and the medical image acquisition unit Image generation means for sequentially generating a projection image based on image data and a projection image of a plane in the three-dimensional coordinate space while changing the projection direction.
[0010]
In the first to fourth aspects of the invention, it is preferable that the projection image is formed by maximum value projection from the viewpoint of obtaining a blood flow image based on an ultrasonic Doppler image.
In the first to fourth aspects of the invention, it is preferable that the projection image is formed by minimum value projection from the viewpoint of obtaining a blood flow image based on an ultrasonic B-mode image.
[0011]
In the first to fourth aspects of the invention, it is preferable that the projected image of the plane has a pattern on the surface from the viewpoint of easy identification.
In the second to fourth aspects of the invention, it is preferable that the projected image is accompanied by a hexahedron ridge line image representing the three-dimensional coordinate space from the viewpoint of facilitating the three-dimensional grasp of the projected image.
[0012]
In the fourth aspect of the invention, it is preferable that the projected image of the plane is a tomographic image of the subject in order to clarify the positional relationship of the projected image in the body.
(Function)
In the present invention, a projection image of a plane whose relative position is fixed with respect to the projection image is generated to help the recognition of the three-dimensional shape.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment.
[0014]
FIG. 1 shows a block diagram of a medical image apparatus. This apparatus is an example of an embodiment of the present invention. An example of an embodiment relating to the apparatus of the present invention is shown by the configuration of the apparatus. An example of an embodiment related to the method of the present invention is shown by the operation of the apparatus.
[0015]
(Constitution)
The configuration of this apparatus will be described. As shown in FIG. 1, the apparatus includes a
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
In the X-ray CT apparatus, an apparatus (computer or the like) that reprojects projection data of a plurality of views of the subject 4 and reconstructs a tomographic image is used. In the MRI apparatus, an apparatus (such as a computer) that reconstructs an image by inverse Fourier (Fourie) transformation of a magnetic resonance signal is used. Any of these
[0020]
An
[0021]
A
[0022]
The
[0023]
An
[0024]
FIG. 2 shows a block diagram of the
[0025]
The image data 30 is configured by image data representing a plurality of tomographic images 302 of the
[0026]
The
[0027]
Specifically, the projection direction 32 is set in the three-dimensional coordinate space shown in FIG. 3, and a projection image on the projection plane 34 set perpendicular to the projection direction 32 is obtained. For this purpose, a plurality of grid points 36 corresponding to the pixels of the projection image are set on the projection plane 34, and a line of sight 38 parallel to the projection direction 32 is set for each grid point 36. Note that the grid points and the line of sight are represented by a single location.
[0028]
Then, as the image data of the lattice point 36, for example, as shown in FIG. 4A, the maximum value projection image is obtained by adopting the maximum value of the image data (pixel value) on the line of sight 38. Further, for example, as shown in FIG. 5B, the minimum value projection image is obtained by adopting the minimum value of the image data on the line of sight 38.
[0029]
In obtaining the projection image, the
[0030]
The pixel value of the
[0031]
When a projection image is generated as described above from the image data 30 to which the
[0032]
The
[0033]
In the case of maximum value projection, the
[0034]
That is, for example, as shown in FIG. 6, in the process of determining an appropriate threshold value d for the pixel value and sequentially obtaining the maximum value in the depth direction along the line of sight 38, the pixel value once exceeds the threshold value d. Next, when it falls below the threshold value d, the search for the maximum value is terminated. Thus, the maximum value obtained so far becomes the projection value. Therefore, at this time, the pixel value of the
[0035]
If this method is used, the image data that gives the brightness and pattern of the
[0036]
A
[0037]
The image data in the
[0038]
The
[0039]
FIG. 8 shows a display example of such an image. FIG. 8B is a projection image that is projected directly on the xz plane in FIG. 3. From this state, by projecting the projection direction to the left and right with respect to the xz plane, it is shown in FIG. 8A or FIG. As described above, the shapes of the
[0040]
The display image that changes in this way visually gives the impression that the
[0041]
The arrangement of the
[0042]
The
(Operation)
The operation of this apparatus will be described. Based on a command given from the operator through the
[0043]
FIG. 10 shows a flow chart of the operation of this apparatus.
First, in
[0044]
Signal acquisition and image generation of a three-dimensional region are performed by, for example, performing three-dimensional scanning in which an ultrasonic probe is gradually moved perpendicularly to an ultrasonic scanning surface and capturing a tomographic image of each cross section in an ultrasonic imaging apparatus. Do. In the case of an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus, imaging is performed by multi-slice scan. In that case, a contrast agent or the like is injected into the subject 4 in advance as necessary.
[0045]
Next, in
Next, in
[0046]
Next, in
[0047]
Next, in
[0048]
The above is an example in which a medical image apparatus is provided with a projection image generation function. ), Work station, personal computer, etc., separate from the medical imaging device, connect to the medical imaging device to obtain the captured image, and based on that, project as described above Of course, an image may be generated. In this case, a doctor console, a workstation, a personal computer, or the like is an example of an embodiment of the projection image generation apparatus according to the present invention.
[0049]
(Examples of specific embodiments of the invention)
Next, a case where the medical image apparatus is an ultrasonic imaging apparatus will be described as a specific example. FIG. 11 is a block diagram of the ultrasonic imaging apparatus. An ultrasonic imaging apparatus is an example of an embodiment of the medical imaging apparatus of the present invention.
[0050]
The configuration of this apparatus will be described. As shown in FIG. 11, the present apparatus has an ultrasonic probe 72. The ultrasonic probe 72 has an ultrasonic transducer array (not shown). The ultrasonic transducer array is formed along, for example, an arc projecting forward. That is, the ultrasonic probe 72 is a convex probe. The ultrasonic probe 72 is used in contact with the subject 74 by an operator (not shown).
[0051]
The ultrasonic probe 72 is connected to the transmission /
[0052]
A block diagram of the transmission /
[0053]
The
[0054]
The transmission /
[0055]
The plurality of ultrasonic transducers respectively generate a plurality of ultrasonic waves having a phase difference corresponding to the time difference between the plurality of drive signals. An ultrasonic beam is formed by wavefront synthesis of these ultrasonic waves. The transmission direction of the ultrasonic beam is determined by the transmission aperture selected by the
[0056]
Transmission of the ultrasonic beam is repeatedly performed at regular time intervals by a transmission timing signal generated by the transmission
[0057]
The
[0058]
The transmission /
[0059]
For example, scanning shown in FIG. 13 is performed by the ultrasonic probe 72 and the transmission /
[0060]
The transmission /
[0061]
The B
[0062]
The
[0063]
The
[0064]
As a result, the blood flow in the subject 74 and other data representing the average flow velocity and dispersion of the Doppler signal source (hereinafter referred to as blood flow or the like) and the power of the Doppler signal, that is, Doppler image data is stored for each sound ray. Is obtained. The flow velocity is obtained as a component in the sound ray direction. The direction of the flow is distinguished from a direction of approaching and a direction of moving away.
[0065]
The B
[0066]
As shown in FIG. 16, the
[0067]
The B-mode image data and Doppler image data input for each sound ray from the B-
[0068]
The
[0069]
A
[0070]
The transmission /
[0071]
An
[0072]
The operation of this apparatus will be described. The operator abuts the ultrasonic probe 72 on a desired portion of the subject 74 and operates the
[0073]
In the B mode, the transmission /
[0074]
The
[0075]
In the Doppler mode, the transmission /
[0076]
The
[0077]
Each of these calculated values becomes Doppler image data representing, for each sound ray, an average flow velocity such as a blood flow, its dispersion, and the power of the Doppler signal. The MTI processing in the
[0078]
The
[0079]
As a result, sound ray data spaces for CFM image data and power Doppler image data are formed. By performing imaging on a three-dimensional area, a three-dimensional sound ray data space is formed. That is, sound ray image data similar to the three-dimensional image data 30 shown in FIG. 3 is formed in the sound
[0080]
The
[0081]
The B-mode image shows a tomographic image of the body tissue on the scan plane. The CFM image is an image showing a two-dimensional distribution of velocity such as blood flow on the scan plane. The power Doppler image is an image indicating the location of blood flow or the like on the scan plane.
[0082]
The operator operates the
[0083]
The tomographic image 160 of the tissue is displayed as a monochrome image. The CFM image (or power Doppler image) 162 is displayed as a color image. The CFM image represents the blood flow directions opposite to each other by, for example, red and blue, shows the flow velocity by their luminance, and shows the dispersion of the flow velocity by the degree of green contamination. The power Doppler image is displayed in, for example, a pink color and indicates the signal intensity with the luminance. At this time, a color bar 164 is simultaneously displayed on the screen, and a reference for reading the flow velocity (or signal intensity) from the CFM image (or power Doppler image) 162 is used. Note that when only the B-mode image is displayed, the color bar 164 is changed to a gray scale.
[0084]
Next, generation of a projection image by this apparatus will be described. Below, the example which produces | generates a projection image by maximum value projection about a power Doppler image is demonstrated.
First, the operator sets the pixel value of the
[0085]
The operator also designates the display color of the designated pixel value p1 or p2. For the pixel value p1 smaller than the pixel value of the blood flow image, for example, a blue color is designated. For the pixel value p2 larger than the pixel value of the blood flow image, for example, an orange color is designated. Hereinafter, an example in which the pixel value is p2 and the display color is an orange system will be described.
[0086]
Next, the operator designates the arrangement of the
Next, the operator designates the projection direction of the image data 30. Thereby, for example, a range of 45 ° left and right around the direction (y direction) facing the cross section 302 in the plane parallel to the xy plane in FIG. 3 is specified in increments of 1 °.
After the above setting or designation, the operator commands generation of a power Doppler image projection image by maximum value projection. Thereafter, a projection image is generated under the control of the
[0087]
The projection image is generated by the
[0088]
FIG. 19 shows a flowchart for generating a projection image by maximum value projection (MIP) processing. As shown in the figure, a pixel to be processed, that is, a lattice point 36 on the projection plane 34 is selected (S1), and the image data (Doppler power value P) on the line of sight 38 corresponding to the selected pixel is MIP. Processing is performed (S2).
[0089]
Next, it is checked whether the threshold flag (flag) has already been set (S3). The threshold flag indicates whether or not the MIP-processed Doppler power value P has exceeded a threshold value (threshold value d in FIG. 6) designated in advance by the operator even once. The bit set to (register) is indicated by “1”.
[0090]
If the threshold flag is not set, if the MIP-processed Doppler power value P is equal to or greater than the threshold, the threshold flag is set. If the threshold flag is less than the threshold, the threshold flag is not set. (S4, S5).
[0091]
Next, it is determined whether or not MIP processing has been performed for all image data in the depth direction of the line of sight 38 (S8), and if there is unprocessed image data, the process returns to the beginning. By repeating the above operation, MIP processing is sequentially performed on the image data in the depth direction of the line of sight 38. In this case, even if the threshold flag is already set, if the Doppler power value P is not less than the threshold, the MIP process is continued (S6, S8).
[0092]
On the other hand, when the threshold flag is already set and the Doppler power value P is less than the threshold, the MIP process for the selected pixel is terminated (S7). Thus, the MIP process for one grid point 36 is completed. In this way, the MIP process as shown in FIG. 6 is performed.
[0093]
When the MIP process for one pixel is completed, another pixel (grid point) on the projection plane 34 is selected and the same MIP process is repeated (S9). In this way, the MIP process for all the pixels on the projection plane 34 is executed.
[0094]
By the way, when the Doppler power value P includes noise having a substantially constant amplitude or a fibrillation component of the subject 74, a waveform such as noise once has a threshold value with a single threshold value as described above. If the value falls below the threshold value after exceeding the threshold value, the MIP processing may be aborted and correct MIP processing may not be performed. In such a case, two threshold values TH1 and TH2 are used instead of a single threshold value. Note that TH1> TH2.
[0095]
FIG. 20 shows a flowchart of the operation when two threshold values are used. In the figure, the condition for setting the threshold flag is that the Doppler power value is greater than or equal to the first threshold value TH1 (S4), and the condition for ending the MIP process is the second condition. Is less than the threshold value TH2 (S6). Other processes are the same as those shown in FIG.
[0096]
By operating according to this flowchart, for example, as shown in FIG. 21, when the Doppler power value P first exceeds the first threshold value TH1 and then falls below the second threshold value TH2, the MIP The process ends and the maximum value during that time can be obtained.
[0097]
On the other hand, when only the single threshold value TH1 is used, when the Doppler power value P once exceeds the threshold value due to the influence of noise or the like and then falls below it, as shown in FIG. It ends in error and the original maximum value cannot be obtained.
[0098]
By the MIP processing as described above, a projection image in one projection direction as shown in FIG. 8A is generated, for example. The projected images are sequentially changed, and corresponding projected images are generated one by one. By sequentially displaying such projection images on the
[0099]
In such a display image, the
[0100]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a projection image display method, a projection image generation method and apparatus, and a medical image including such a projection image generation apparatus, which facilitate the recognition of a three-dimensional shape. An apparatus can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an exemplary apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a part of an example apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram of projection image generation in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram of pixel value generation in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a projected image in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram of pixel value generation in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram of projected image display in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual diagram of projected image display in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a conceptual diagram of projected image display in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart of the operation of the apparatus according to the example of the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram of an exemplary apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram of a transmission / reception unit in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a conceptual diagram of sound ray scanning by an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram of a B-mode processing unit in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram of a Doppler processing unit in an example apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a block diagram of an image processing unit in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a conceptual diagram of image display in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a conceptual diagram of histogram display in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a flowchart of MIP processing of an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention;
FIG. 20 is a flowchart of MIP processing of the apparatus according to the example of the embodiment of the present invention;
FIG. 21 is a conceptual diagram of pixel value generation in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Signal sampling unit
4 subjects
6 Image generator
8 Image processing unit
10 Display section
14 Control unit
16 Operation unit
80 image memory
82 Arithmetic unit
84 frame memory
30 Image data
32 Projection direction
34 Projection plane
36 grid points
38 eyes
302 Tomographic image
304 Blood flow image
306 Plane image
308 hexahedron
72 Ultrasonic probe
74 subjects
76 Transceiver
710 B-mode processing unit
712 Doppler processor
714 Image processing unit
716 display
718 control unit
720 operation unit
602 Transmission timing generation circuit
604 Transmitting beamformer
606 Transmission / reception switching circuit
608 selector
610 Receiving beamformer
102 Logarithmic amplifier circuit
104 Envelope detection circuit
120 Quadrature detection circuit
122 MTI filter
124 Autocorrelation circuit
126 Average flow velocity calculation circuit
128 Distributed arithmetic circuit
130 Power calculation circuit
140 Bus
142 Sound ray data memory
144 Digital scan converter
146 Image memory
148 image processor
200 Radiation point
202 Sound ray
204 arc
206 2D region
208 Divergence point
Claims (4)
前記3次元座標空間における平面の投影像を前記投影画像とともに生成する画像生成手段を具備しており、
前記投影画像は、投影面の各ピクセルに対応する各視線上で最大値投影処理を奥行き方向に進めるときにおいて、最大値投影した値が所定の閾値を超えて更に奥行き方向に処理を進めたときに、その視線上の画像データの値が前記所定の閾値未満になったときはその視線上の最大値投影処理を終了する最大値投影処理により得られたことを特徴とする投影画像生成装置。A projection image generation device that sequentially generates projection images based on image data in a three-dimensional coordinate space while changing the projection direction,
Image generating means for generating a projection image of a plane in the three-dimensional coordinate space together with the projection image;
When the maximum value projection processing proceeds in the depth direction on each line of sight corresponding to each pixel on the projection plane, the projection image exceeds the predetermined threshold value and further proceeds in the depth direction. In addition, the projection image generation apparatus obtained by the maximum value projection process for ending the maximum value projection process on the line of sight when the value of the image data on the line of sight becomes less than the predetermined threshold.
前記3次元座標空間における平面の投影像を前記投影画像とともに生成する画像生成手段を具備しており、
前記投影画像は、投影面の各ピクセルに対応する各視線上で最大値投影処理を奥行き方向に進めるときにおいて、最大値投影した値が第1の閾値を超えて更に奥行き方向に処理を進めたときに、その視線上の画像データの値が前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値未満になったときはその視線上の最大値投影処理を終了する最大値投影処理により得られたことを特徴とする投影画像生成装置。A projection image generation device that sequentially generates projection images based on image data in a three-dimensional coordinate space while changing the projection direction,
Image generating means for generating a projection image of a plane in the three-dimensional coordinate space together with the projection image;
When the maximum value projection processing is advanced in the depth direction on each line of sight corresponding to each pixel on the projection plane, the projection image has been processed further in the depth direction when the maximum value projected value exceeds the first threshold value. Sometimes, when the value of the image data on the line of sight is less than the second threshold value that is smaller than the first threshold value, the maximum value projection process that ends the maximum value projection process on the line of sight is obtained. A projection image generating apparatus characterized by the above.
前記医用画像獲得手段が獲得した画像データに基づく投影画像及び前記3次元座標空間における平面の投影像を投影方向を変化させながら逐次生成する画像生成手段とを具備しており、
前記投影画像は、投影面の各ピクセルに対応する各視線上で最大値投影処理を奥行き方向に進めるときにおいて、最大値投影した値が所定の閾値を超えて更に奥行き方向に処理を進めたときに、その視線上の画像データの値が前記所定の閾値未満になったときはその視線上の最大値投影処理を終了する最大値投影処理により得られたことを特徴とする医用画像装置。Medical image acquisition means for acquiring an image data of a three-dimensional coordinate space by imaging a three-dimensional region in a subject;
Image generation means for sequentially generating a projection image based on the image data acquired by the medical image acquisition means and a projection image of a plane in the three-dimensional coordinate space while changing the projection direction;
When the maximum value projection processing proceeds in the depth direction on each line of sight corresponding to each pixel on the projection plane, the projection image exceeds the predetermined threshold value and further proceeds in the depth direction. In addition, the medical image apparatus is obtained by a maximum value projection process for ending the maximum value projection process on the line of sight when the value of the image data on the line of sight becomes less than the predetermined threshold.
前記医用画像獲得手段が獲得した画像データに基づく投影画像及び前記3次元座標空間における平面の投影像を投影方向を変化させながら逐次生成する画像生成手段とを具備しており、
前記投影画像は、投影面の各ピクセルに対応する各視線上で最大値投影処理を奥行き方向に進めるときにおいて、最大値投影した値が第1の閾値を超えて更に奥行き方向に処理を進めたときに、その視線上の画像データの値が前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値未満になったときはその視線上の最大値投影処理を終了する最大値投影処理により得られたことを特徴とする医用画像装置。Medical image acquisition means for acquiring an image data of a three-dimensional coordinate space by imaging a three-dimensional region in a subject;
Image generation means for sequentially generating a projection image based on the image data acquired by the medical image acquisition means and a projection image of a plane in the three-dimensional coordinate space while changing the projection direction;
When the maximum value projection processing is advanced in the depth direction on each line of sight corresponding to each pixel on the projection plane, the projection image has been processed further in the depth direction when the maximum value projected value exceeds the first threshold value. Sometimes, when the value of the image data on the line of sight is less than the second threshold value that is smaller than the first threshold value, the maximum value projection process that ends the maximum value projection process on the line of sight is obtained. A medical image apparatus characterized by the above.
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