JP4050169B2 - 超音波診断装置 - 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に関し、特に三次元超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
対象組織を含む三次元空間に超音波を送受波し、得られた立体画像に対してボリュームレンダリング演算を行うことで、対象組織を透過表示した表示画像を形成する超音波診断装置が知られている。ボリュームレンダリング演算の詳細は、例えば特許文献１に示されている。その概要は次の通りである。
【０００３】
超音波ビームを走査することで得られる複数のボクセルからなる三次元空間に対して複数のレイ（例えば超音波ビームに一致）が設定される。設定された各レイごとにレイに沿って各ボクセルのボクセル値が参照され、各ボクセル値ごとにレンダリング演算が逐次的に実行される。各レイごとにレンダリング演算が行われる場合において、それと並行して各ボクセルに対応するオパシティ（不透明度）の積算が行われ、積算値が終了条件を満たした場合に、当該レイについてのレンダリング演算を終了する。この時点でのレンダリング演算結果が当該レイに対応する表示画素値として決定される。各レイごとに表示画素値を決定することでその集合として対象組織を透過表示した表示画像が形成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３３５３８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ボリュームレンダリング演算では、各レイごとにレイに沿って各ボクセルのボクセル値が参照され、各ボクセル値ごとにレンダリング演算が逐次的に実行される。その際、レイ上にノイズボクセル等（超音波探触子の分解能などに起因して本来のボクセル値が取得できなかったボクセル）が存在すると、ノイズボクセル等のボクセル値が演算に反映され、レンダリング演算に悪影響を及ぼしてしまう。このため、レンダリング演算の結果得られる表示画像において対象組織の画像を鮮明に表示することが困難であった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノイズボクセル等を適切に処理する超音波診断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、対象組織及びそれに隣接する隣接組織を含む三次元空間に超音波を送受波して、前記三次元空間を構成する各ボクセルごとにボクセル値を取得する送受波手段と、前記各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、当該注目ボクセルが対象組織内のボクセルか隣接組織内のボクセルかを判定することによって、前記各ボクセルに対して組織輪郭強調処理を施す輪郭強調手段とを有し、前記輪郭強調手段は、前記三次元空間内の各ボクセルに対応するボクセル値集合から、当該ウィンドウ内の複数のボクセルに対応する複数のボクセル値を抽出する第一抽出部と、前記第一抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数に従って、当該ウィンドウ内の注目ボクセルが対象組織内のボクセルか隣接組織内のボクセルかを判定する組織判定部と、前記組織判定部において、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を対象組織に対応するボクセル値に設定し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を隣接組織に対応するボクセル値に設定するボクセル値第一設定部とを含むものとする。
【０００８】
上記構成において、ボクセル値とは、超音波の送受波により得られる情報であり、例えばエコーレベルやドップラ情報などである。上記構成によれば、各ボクセルは、ウィンドウ内の他のボクセルを参照して対象組織内か隣接組織内かに分別される。このため、本来、対象組織に相当するのかあるいは隣接組織に相当するのかが分別困難なボクセル（例えば、送受波手段の分解能に起因して本来のボクセル値が取得できなかったボクセル）を適切に分別することができる。
【０００９】
望ましくは、前記ウィンドウは、前記超音波の送受波方向に対して実質的に直交する平面内に設定されるものとする。さらに望ましくは、前記ウィンドウは、前記注目ボクセルとそれに隣接する周囲８個のボクセルとからなる矩形状ウィンドウとする。あるいは、前記ウィンドウは、前記注目ボクセルとそれに隣接する周囲２６個のボクセルとからなる直方体形状ウィンドウとする。
【００１０】
望ましくは、前記組織判定部は、前記第一抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数が、当該ウィンドウ内のボクセル総数の半数を基準に設定される閾個数以下の場合に、当該ウィンドウ内の注目ボクセルが隣接組織内のボクセルであると判定するものとする。あるいは、前記組織判定部は、前記第一抽出部によって抽出された前記ウィンドウ内の注目ボクセルのボクセル値が閾値未満であって、且つ、当該ウィンドウ内の複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数が、当該ウィンドウ内のボクセル総数の半数を基準に設定される閾個数以下の場合に、当該注目ボクセルが隣接組織内のボクセルであると判定するものとする。
【００１１】
望ましくは、前記ボクセル値第一設定部は、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定するものとする。
【００１２】
望ましくは、前記各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、当該注目ボクセルがノイズに対応するか否かを判定することによって、前記各ボクセルに対してノイズ除去処理を施すノイズ除去手段をさらに有し、前記ノイズ除去手段は、前記三次元空間内の各ボクセルに対応するボクセル値集合から、当該ウィンドウ内の複数のボクセルに対応する複数のボクセル値を抽出する第二抽出部と、前記第二抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数に従って、当該ウィンドウ内の注目ボクセルがノイズに対応するか否かを判定するノイズ判定部と、前記ノイズ判定部においてノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を所定値に設定するボクセル値第二設定部とを含むものとする。
【００１３】
上記構成によれば、各ボクセルは、ウィンドウ内の他のボクセルを参照してノイズに対応するか否かに分別される。このため、ノイズに相当するボクセルなのか否かが分別困難なボクセルを適切に分別することができる。
【００１４】
望ましくは、前記ノイズ判定部は、前記第二抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数が、当該ウィンドウ内のボクセル総数の半数を基準に設定される閾個数以下の場合に、当該ウィンドウ内の注目ボクセルがノイズに対応するものと判定するものとする。望ましくは、前記ボクセル値第二設定部は、ノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持するものとする。さらに望ましくは、前記ノイズ除去手段は、前記ノイズ除去処理が施された各ボクセルを新たな注目ボクセルとして再び前記ノイズ除去処理を施すことで、前記ノイズ除去処理を所定回数繰り返して実行するものとする。この構成において新たな注目ボクセルに対応するウィンドウ内の他のボクセルについても、注目ボクセルと同じ回数のノイズ除去処理が施されたものであることが好適である。望ましくは、前記ノイズ除去手段は、前記輪郭強調手段において組織輪郭強調処理が施された各ボクセルを注目ボクセルとする。この構成において新たな注目ボクセルに対応するウィンドウ内の他のボクセルについても、組織輪郭強調処理が施されたものであることが好適である。
【００１５】
望ましくは、前記ボクセル値第一設定部は、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、前記ボクセル値第二設定部は、ノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、前記組織輪郭強調処理および前記ノイズ除去処理が施された複数のボクセルからなる三次元空間内において、視点方向となるボクセル列に沿って各ボクセルごとにオパシティを利用したボリュームレンダリング演算を施して表示画像を形成する表示画像形成手段をさらに有するものとする。
【００１６】
上記構成によれば、隣接組織内のボクセルおよびノイズに対応するボクセルのボクセル値が実質的０に設定されるため、これらボクセルが実質的に無視されてボリュームレンダリング演算が行われる。このため、これらボクセルによるボリュームレンダリング演算への悪影響が抑えられ（好適には完全にキャンセルされ）、ボリュームレンダリング演算によって得られる表示画像において、対象組織の画像が鮮明になる。
【００１７】
望ましくは、前記各ボクセルに対してノイズ領域除去処理を施すノイズ領域除去手段をさらに有し、前記ノイズ領域除去手段は、前記三次元空間内のボクセル集合から、閾値以上のボクセル値を有する複数の被処理ボクセルを選別し、その被処理ボクセルの塊からなる孤立ボクセル領域を抽出するボクセル領域抽出部と、前記孤立ボクセル領域内のボクセル数に基づいて、当該孤立ボクセル領域がノイズに対応するか否かを判定するノイズ領域判定部と、前記ノイズ領域判定部においてノイズに対応すると判定された当該孤立ボクセル領域内の各ボクセルのボクセル値を所定値に設定するボクセル値第三設定部とを含むものとする。上記構成によれば、ノイズ除去手段によって除去しきれない比較的大きなノイズボクセルの塊を処理することが可能になる。
【００１８】
望ましくは、前記ノイズ領域判定部は、前記孤立ボクセル領域内のボクセル総数が所定個数以下の場合に、当該孤立ボクセル領域がノイズに対応するものと判定するものとする。あるいは、前記ノイズ領域判定部は、ユーザ指示に基づいて、当該孤立ボクセル領域がノイズに対応するか否かを判定するものとする。望ましくは、前記ノイズ除去手段は、前記輪郭強調手段において組織輪郭強調処理が施された各ボクセルを注目ボクセルし、前記ノイズ領域除去手段は、前記ノイズ除去手段においてノイズ除去処理が施された各ボクセルに対してノイズ領域除去処理を施すものとする。
【００１９】
望ましくは、前記ボクセル値第一設定部は、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、前記ボクセル値第二設定部は、ノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、前記ボクセル値第三設定部は、ノイズに対応すると判定された当該孤立ボクセル領域内の各ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該孤立ボクセル領域内の各ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、前記組織輪郭強調処理、前記ノイズ除去処理および前記ノイズ領域除去処理が施された複数のボクセルからなる三次元空間内において、視点方向となるボクセル列に沿って各ボクセルごとにオパシティを利用したボリュームレンダリング演算を施して表示画像を形成する表示画像形成手段をさらに有するものとする。
【００２０】
上記構成によれば、隣接組織内のボクセル、ノイズに対応するボクセル、および、ノイズに対応すると判定された孤立ボクセル領域内の各ボクセル、それぞれのボクセル値が実質的０に設定されるため、これらボクセルによるボリュームレンダリング演算への悪影響が抑えられる（好適には完全にキャンセルされる）。このため、ボリュームレンダリング演算によって得られる表示画像において、対象組織の画像がさらに鮮明になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。３Ｄプローブ１０は三次元エコーデータ取得用の超音波探触子であり、この３Ｄプローブ１０は患者体表に当接してあるいは体腔内に挿入して用いられる。３Ｄプローブ１０は、電子走査により二次元平面内に超音波を送受波する１Ｄアレイ振動子を機械走査することで、三次元空間内に超音波を送受波する。また３Ｄプローブ１０は、振動子が二次元配列された２Ｄアレイ振動子を電子走査することで三次元空間内に超音波を送受波するものでもよい。
【００２３】
送受信部１２は、３Ｄプローブ１０を制御して、対象組織である心臓を含む三次元空間内に超音波を送受波する。つまり、送受信部１２は送信ビームフォーマおよび受信ビームフォーマとして機能し、三次元空間を構成する複数のボクセルの各ボクセルごとのボクセル値を取得して三次元データメモリ（１）１４へ出力する。
【００２４】
本発明に係る超音波診断装置の診断対象は心臓に限定されるものではないが、以下においては心臓を対象組織として説明する。一般に心臓の超音波診断では、心腔部を大きく映し出し、心腔部の周囲を心筋部が取り囲むような超音波画像を取得する。つまり、形成される超音波画像内の大半は、心筋部と心腔部で占められている。そこで、以下の説明では、心筋部と心腔部とからなる三次元空間内に対して超音波が送受波されたものとする。
【００２５】
三次元データメモリ（１）１４内において、各ボクセル値は三次元空間内の座標値に対応したアドレスに記録されている。三次元空間内の座標は、超音波ビームのセクタ走査方式に適したｒθφ極座標系の座標値でもよく、あるいは直方体形状に適したｘｙｚ直交座標系の座標値でもよい。
【００２６】
輪郭強調ブロック１６は、三次元空間内の各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、その注目ボクセルが心筋部内のボクセルか心腔部内のボクセルかを判定することによって、各ボクセルに対して輪郭強調処理を施すブロックである。輪郭強調ブロック１６は、ボクセル群抽出部（１）１８、二値化処理部（１）２０、心筋判定部２２およびボクセル値処理部（１）２４で構成される。ここで、輪郭強調ブロック１６による輪郭強調手法を、図２、図３および図４を併用して説明する。なお、図２、図３および図４の説明において、図１に記載した部分については図１の符号を付して説明する。
【００２７】
図２は、超音波が送受波される三次元空間を示した図であり、三次元空間７０は複数のボクセル７２で構成されている（図２には説明に必要なボクセルのみを記載しているが、実際には複数のボクセルが三次元空間内を埋め尽くしている）。三次元空間７０はｘｙｚ直交座標系で表現されている。つまり、各ボクセル７２のボクセル値は、ｘｙｚ直交座標系の座標値に対応するアドレスが付されて、三次元データメモリ（１）１４に記録されている。図２のｘｙｚ直交座標系において、ｘ軸方向は超音波の送受波方向に対応しており、ｘｙ平面は一枚の超音波フレームに対応している。超音波フレームがｚ軸方向に沿って次々に形成されることで三次元空間７０が形成される。
【００２８】
ボクセル群抽出部（１）１８は、ｘ軸方向つまり超音波の送受波方向に直交するｙｚ平面内に設定される３×３ウィンドウ７４内の各ボクセルのボクセル値を三次元データメモリ（１）１８から取得する。３×３ウィンドウ７４内の複数ボクセル（ボクセル群）は、中心に位置する一つの注目ボクセル７４ａとその周囲に位置する八つの近傍ボクセル７４ｂとで構成される。なお、本実施の形態においては３×３ウィンドウ７４がｙｚ平面内、つまり、超音波の送受波方向に直交する平面内に形成されているが、３×３ウィンドウ７４は超音波の送受波方向に対して厳密に直交する必要性はなく、例えば、直交（９０°）から数度ずれた面内に形成されても本実施の形態と同様な効果が得られる。
【００２９】
３×３ウィンドウ７４は三次元空間７０内を網羅すべく次々に移動設定される。ボクセル群抽出部（１）１８は、まず三次元空間７０の原点に位置するボクセルを含む３×３ウィンドウ７４を設定し、この３×３ウィンドウ７４をｙ軸方向に一ボクセルずつｙ軸端点まで移動させる。次に原点からｚ軸方向に一ボクセル分ずれたｙ軸方向に沿って、３×３ウィンドウ７４が移動設定される。これをｚ軸方向に一ボクセル分ずつ移動しながら繰り返すことで、原点を含むｙｚ平面内を網羅すべく３×３ウィンドウ７４が移動設定される。
【００３０】
ボクセル群抽出部（１）１８は、さらに、ｘ軸方向に一ボクセル分ずつ移動しながら次々にｙｚ平面内を網羅するように３×３ウィンドウ７４を移動設定する。その結果、三次元空間７０全体を網羅すべく３×３ウィンドウ７４が移動設定される。ボクセル群抽出部（１）１８は、各移動位置における３×３ウィンドウ７４内の９個のボクセルの各々に対応する９個のボクセル値を、二値化処理部（１）２０およびボクセル値処理部（１）２４に出力する。
【００３１】
二値化処理部（１）２０は、入力された各ボクセルを、ボクセル値に対して設定された閾値に基づいて、閾値以上のボクセルと閾値未満のボクセルとに分別する。ボクセル値とは、各ボクセルに対応するエコーレベルやドップラ情報などである。本実施の形態ではボクセル値としてエコーレベルを考える。一般的に心腔部は心筋部に比べてエコーレベルが小さい。このため、心筋部に相当するレベルよりも小さく、且つ、心腔部に相当するレベルよりも大きいレベルに閾値を設定することで、閾値に基づいて心筋部と心腔部を大別することができる。例えば、エコーレベル値が６４階調の場合、心筋部と心腔部とを分別するレベルは７〜９レベル程度に存在する。そこで、本実施の形態ではボクセル値を６４階調のエコーレベル値とし、閾値を８に設定した場合、つまり、ボクセル値が８以上のボクセル（心筋部に相当）とボクセル値が８未満のボクセル（心腔部に相当）に分別する場合について説明する。
【００３２】
心筋部と心腔部との間のエコーレベルの差により、複数のボクセルからなる三次元空間内において、本来、心筋部と心腔部との境界部分でボクセル値が鋭く変化するはずである。ところが超音波診断装置では、超音波ビーム幅などに起因する探触子分解能の影響により、境界部分において心筋部と心腔部のエコーデータが混在して取得されてしまう。このため、境界付近におけるエコーレベルの変化がなだらかなものとなり、心筋部と心腔部との境界が不明瞭であった。そこで、心筋判定部２２において心筋部と心腔部との境界を明瞭にする処理が施される。
【００３３】
心筋判定部２２は、３×３ウィンドウごとに、その中心に位置する注目ボクセルが、心筋部ボクセルか心腔部ボクセルかを判定する。３×３ウィンドウを構成する各ボクセルは、二値化処理部（１）２０において、閾値以上のボクセルと閾値未満のボクセルとに分別されている。心筋判定部２２は、二値化処理部（１）２０による分別結果に基づいて、次の条件１から条件３により、注目ボクセルを再分別する。
「条件１」二値化処理部（１）２０において注目ボクセルが閾値以上のボクセルと判定されている場合には、その注目ボクセルを心筋部ボクセルと判定する。
「条件２」二値化処理部（１）２０において、注目ボクセルが閾値未満のボクセルと判定されており、且つ、その注目ボクセルの周囲８個のボクセルのうち閾値以上のボクセルと判定されているボクセル個数が所定個数以下の場合に、その注目ボクセルを心腔部ボクセルと判定する。
「条件３」二値化処理部（１）２０において、注目ボクセルが閾値未満のボクセルと判定されており、且つ、その注目ボクセルの周囲８個のボクセルのうち閾値以上のボクセルと判定されているボクセル個数が条件２の所定個数より多い場合に、その注目ボクセルを心筋部ボクセルと判定する。
【００３４】
条件２および条件３における所定個数は、周囲ボクセル個数の半数を目安に設定される。つまり、周囲ボクセルが８個であるため、所定個数としては３個、４個あるいは５個程度に設定されることが望ましい。所定個数を周囲ボクセル個数の半数を目安に設定する意味は、例えば、注目ボクセルが心筋部と心腔部の境界付近に存在する場合に、心筋部の領域に含まれると判定すべきか、あるいは、心腔部の領域に含まれると判定すべきかを、周囲ボクセルに基づいて決定するためである。
【００３５】
心筋判定部２２は、上記条件１から条件３に従って注目ボクセルを再分別し、その結果に基づいてボクセル値処理部（１）２４を制御する。ボクセル値処理部（１）２４には、三次元データメモリ（１）１４内に記録されているボクセル値である原ボクセル値が、ボクセル群抽出部（１）１８を経由して出力されている。心筋判定部２２は、心筋部ボクセルと判定したボクセルについては、そのボクセル値として、ボクセル群抽出部（１）１８を経由して出力される原ボクセル値を維持して三次元データメモリ（２）２６に記録する。一方、心筋判定部２２は、心腔部ボクセルと判定したボクセルについては、そのボクセル値を０に置き換えて三次元データメモリ（２）２６に記録する。前述のように、３×３ウィンドウは、ボクセル群抽出部（１）１８において三次元空間全体を網羅すべく次々に移動設定されている。心筋判定部２２は、次々に移動設定される３×３ウィンドウごとに、その中心に位置する注目ボクセルのボクセル値を、心筋部ボクセルとして維持するか、あるいは、心腔部ボクセルとして０に置き換える処理を施して三次元データメモリ（２）２６に記憶する。
【００３６】
ここで、心筋判定部２２によるボクセル値処理の具体例を図３に示す。図３の（１）から（３）は、それぞれ、心筋判定部２２における条件１から条件３による判定の具体例を示している。各具体例は、矢印の左側に判定前の３×３ウィンドウを、矢印の右側に判定後の３×３ウィンドウを示している。各具体例において、３×３ウィンドウの中心に位置するボクセルが注目ボクセルであり、その周囲に位置する８個のボクセルが周囲ボクセルである。また、各ボクセル内に記載された数値は、各ボクセルのボクセル値を示している。なお、各具体例は、二値化処理部（１）２０における閾値を８に設定し、条件２および条件３における所定個数を４個に設定した場合を示している。
【００３７】
図３の（１）において、判定前の３×３ウィンドウの注目ボクセルはそのボクセル値が９（丸印で明記）、つまり閾値８以上のボクセルであり、従って、条件１により、注目ボクセルは心筋部ボクセルと判定される。これにより、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値９は維持される。
【００３８】
図３の（２）において、判定前の３×３ウィンドウの注目ボクセルはそのボクセル値が６、つまり閾値８未満のボクセルであり、また、周囲８個のボクセルのうち、閾値８以上のボクセルの個数が３個（丸印で明記）、つまり所定個数４個以下である。従って、条件２により、注目ボクセルは心腔部ボクセルと判定され、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値が０（丸印で明記）に置き換えられる。
【００３９】
図３の（３）において、判定前の３×３ウィンドウの注目ボクセルはそのボクセル値が６、つまり閾値８未満のボクセルであり、また、周囲８個のボクセルのうち、閾値８以上のボクセルの個数が５個（丸印で明記）、つまり所定個数４個より多い。従って、条件３により、注目ボクセルは心筋部ボクセルと判定され、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値６（丸印で明記）は維持される。
【００４０】
さらに、心筋判定部２２によるボクセル値処理の具体例を図４に示す。図４は心筋部および心腔部を含む二次元画像を示すものであり、図２に示す三次元空間内のｙｚ平面に相当する画像である。図４（Ａ）には処理前の原画像が示されており、図４（Ｂ）には処理後の輪郭強調画像が示されている。各画像内の数値は各ボクセルのボクセル値に対応している。図４（Ａ）の原画像において、比較的小さいボクセル値（０を含む）のボクセル、つまり心腔部に相当するボクセルは画像中心部に多く存在し、比較的大きいボクセル値のボクセル、つまり心筋部に相当するボクセルは画像外縁部に多く存在する。
【００４１】
心筋判定部２２は、図４（Ａ）の原画像内の各ボクセルを注目ボクセルとして、上述の条件１から条件３に従って注目ボクセルを再分別し、その結果に基づいてボクセル値処理部（１）２４を制御する。つまり、心筋判定部２２は、３×３ウィンドウを図４（Ａ）の原画像内を網羅するように移動設定し、各移動位置において、注目ボクセルのボクセル値を心筋部ボクセルとして維持するか、あるいは、心腔部ボクセルとして０に置き換える処理を施す。なお、３×３ウィンドウの各移動位置における、条件１から条件３を適用したボクセル値処理は、図３を利用して説明したとおりである。
【００４２】
図４（Ｂ）に示される処理後の輪郭強調画像では、ボクセル値０に対応するボクセル（主に心腔部に対応）と、それ以外のボクセル（主に心筋部に対応）との境界８０ａが明確になっている。なお、図４（Ｂ）の輪郭強調画像において、ボクセル値０の領域内に孤立して存在するボクセル集合８２ａや、ボクセル値０の領域内に突出している突出領域８４ａは、本来心腔部に対応するボクセルである。ボクセル集合８２ａや突出部８４ａは、後に詳述するノイズ抽出ブロック３０によって処理される。
【００４３】
以上、具体例にも示したように、輪郭強調ブロック１６、つまり、ボクセル群抽出部（１）１８、二値化処理部（１）２０、心筋判定部２２およびボクセル値処理部（１）２４は、各ボクセルに対して心筋部の輪郭強調処理を施したうえで、そのボクセル値を三次元データメモリ（２）２６に記録する。なお、上記説明では、ボクセル群抽出部（１）１８において、３×３ウィンドウを設定する例を示したが、例えば５×５ウィンドウや、他の平面ウィンドウを利用してもよい。また、平面ウィンドウはｙｚ平面内に限定されず、例えば、ｘｙ平面やｚｘ平面に形成してもよい。さらに、ウィンドウを立体ウィンドウとして、例えば３×３×３ウィンドウ、つまり、中心ボクセルとその周囲２６個の周囲ボクセルとで構成される立体ウィンドウとしてもよい。このように、ウィンドウには様々な態様が考えられる。また、ウィンドウの態様に応じて、心筋判定部２２における条件１から条件３を適宜変更することも可能である。
【００４４】
図１に戻り、三次元データメモリ（２）２６内のボクセル値は、セレクタ２８を介してノイズ抽出ブロック３０により読み出される。ノイズ抽出ブロック３０は三次元空間内の各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、その注目ボクセルがノイズに対応するか否かを判定することによって、各ボクセルに対してノイズ除去処理を施すブロックである。ノイズ抽出ブロック３０は、ボクセル群抽出部（２）３２、二値化処理部（２）３４、ノイズ判定部３６およびボクセル値処理部（２）３８で構成される。
【００４５】
ボクセル群抽出部（２）３２は、輪郭強調ブロック１６のボクセル群抽出部（１）１８と同様に機能する。つまり、ボクセル群抽出部（２）３２は、複数のボクセルで構成された三次元空間内のｙｚ平面内に設定される３×３ウィンドウ内の各ボクセル値を三次元データメモリ（２）２６から、セレクタ２８を介して読み込む。図２を利用して説明したように、３×３ウィンドウは、三次元空間内を網羅すべく次々に移動設定される。ボクセル群抽出部（２）３２は、次々に移動設定される３×３ウィンドウごとに、３×３ウィンドウ内の９個のボクセルの各々に対応する９個のボクセル値を、二値化処理部（２）３４およびボクセル値処理部（２）３８に出力する。
【００４６】
二値化処理部（２）３４は、入力された各ボクセルを、心筋部ボクセルと心腔部ボクセルとに分別する。輪郭強調ブロック１６において心腔部ボクセルと判定されたボクセルは、そのボクセル値が０に置き換えられて、三次元データメモリ（２）２６に記録されている。したがって、二値化処理部（２）３４は、閾値を１に設定し、ボクセル値が１以上であればそのボクセルを心筋部ボクセルと、ボクセル値が１より小さければそのボクセルを心腔部ボクセルと判断する。
【００４７】
超音波診断装置により取得した超音波画像には、各種要因によりノイズが含まれる可能性がある。例えば、心臓の超音波画像を形成した際、心腔部の領域内に、ノイズの影響によるエコーレベルの高いノイズボクセルを検出することがある。この場合、エコーレベルによる閾値判定のみでは、ノイズボクセルと心筋部ボクセルとの区別が困難であり、その結果、超音波画像内にノイズボクセルが残ってしまうという問題があった。そこで、ノイズ判定部３６において、エコーレベルの高いボクセルの中からノイズボクセルを抽出する処理が施される。
【００４８】
ノイズ判定部３６は、３×３ウィンドウごとに、その中心に位置する注目ボクセルが、ノイズボクセルか否かを判定する。３×３ウィンドウを構成する各ボクセルは、二値化処理部（２）３４において、閾値に基づいて心筋部ボクセルと心腔部ボクセルとに分別されている。ノイズ判定部３６は、二値化処理部（２）３４による分別結果に基づいて、次の条件１および条件２により、ノイズボクセルを判定する。
「条件１」二値化処理部（２）３４において、注目ボクセルの周囲８個のボクセルのうち心筋部ボクセルと判定されているボクセル個数が所定個数以下の場合に、その注目ボクセルを新たに心腔部ボクセルと判定する。
「条件２」条件１を満たさない場合、その注目ボクセルを新たに心筋部ボクセルと判定する。
【００４９】
条件１によって、二値化処理部（２）３４において心筋部ボクセルと判定された注目ボクセルは、その周囲に心筋部ボクセルが少なければ（所定個数以下であれば）、その注目ボクセルは心腔部領域内に存在するノイズボクセルと判断されることになる。条件１における所定個数は、本来の心筋部ボクセルを侵食（ノイズボクセルと誤認識）しないように、また、本来のノイズボクセルを的確に除去できるような値に設定される。周囲ボクセルが８個の場合、所定個数としては３個、４個あるいは５個程度に設定されることが望ましい。
【００５０】
ノイズ判定部３６は、上記条件１および条件２に従って、注目ボクセルに対してノイズボクセルか否かを判定、つまり、新たに心腔部ボクセルか心筋部ボクセルかを判定し、その結果に基づいてボクセル値処理部（２）３８を制御する。ボクセル値処理部（２）３８には、三次元データメモリ（２）２６内に記録されているボクセル値が、セレクタ２８およびボクセル群抽出部（２）３２を経由して出力されている。ノイズ判定部３６は、新たに心筋部ボクセルと判定したボクセルについては、そのボクセル値として、ボクセル群抽出部（２）３２を経由して出力されるボクセル値を維持して三次元データメモリ（３）４０に記録する。一方、ノイズ判定部３６は、新たに心腔部ボクセルと判定したボクセルについては、そのボクセル値を０に置き換えて三次元データメモリ（３）４０に記録する。前述のように、３×３ウィンドウは、ボクセル群抽出部（２）３２において三次元空間全体を網羅すべく次々に移動設定されている。ノイズ判定部３６は、次々に移動設定される３×３ウィンドウごとに、その中心に位置する注目ボクセルのボクセル値を、心筋部ボクセルとして維持するか、あるいは、心腔部ボクセルとして０に置き換える処理を施して三次元データメモリ（３）４０に記憶する。
【００５１】
ここで、ノイズ判定部３６によるボクセル値処理の具体例を図５に示す。図５の（１）および（２）は、それぞれ、ノイズ判定部３６における条件１および条件２による判定の具体例を示している。各具体例は、矢印の左側に判定前の３×３ウィンドウを、矢印の右側に判定後の３×３ウィンドウを示している。各具体例において、３×３ウィンドウの中心に位置するボクセルが注目ボクセルであり、その周囲に位置する８個のボクセルが周囲ボクセルである。また、各ボクセル内に記載された数値は、各ボクセルのボクセル値を示している。なお、各具体例は二値化処理部（２）３４における閾値を１に設定し、条件１における所定個数を４個に設定した場合を示している。
【００５２】
図５の（１）において、判定前の３×３ウィンドウの周囲８個のボクセルのうち、閾値１以上の心筋部ボクセルの個数が３個（丸印で明記）、つまり所定個数４個以下である。従って、条件１により、注目ボクセルは心腔部ボクセルと判定され、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値が０（丸印で明記）に置き換えられる。一方、図５の（２）において、判定前の３×３ウィンドウの周囲８個のボクセルのうち、閾値１以上の心筋部ボクセルの個数が５個（丸印で明記）、つまり所定個数４個より多い。従って、条件２により、注目ボクセルは心筋部ボクセルと判定され、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値４（丸印で明記）は維持される。
【００５３】
以上のように、ノイズ抽出ブロック３０、つまり、ボクセル群抽出部（２）３２、二値化処理部（２）３４、ノイズ判定部３６およびボクセル値処理部（２）３８は、各ボクセルに対してノイズの抽出処理を施したうえで、そのボクセル値を三次元データメモリ（３）４０に記録する。なお、上記説明では、ボクセル群抽出部（２）３２において、３×３ウィンドウを設定する例を示したが、例えば５×５ウィンドウや、他の平面ウィンドウを利用してもよい。また、平面ウィンドウはｙｚ平面内に限定されず、例えば、ｘｙ平面やｚｘ平面に形成してもよい。さらに、ウィンドウを立体ウィンドウとして、例えば３×３×３ウィンドウ、つまり、中心ボクセルとその周囲２６個の周囲ボクセルとで構成される立体ウィンドウとしてもよい。このように、ウィンドウには様々な態様が考えられる。また、ウィンドウの態様に応じて、ノイズ判定部３６における条件１および条件２を適宜変更することも可能である。
【００５４】
図１に戻り、三次元データメモリ（３）４０内のボクセル値は、セレクタ２８を介して、再びノイズ抽出ブロック３０が読み出し可能な構成になっている。つまり、ノイズ抽出ブロック３０は、ノイズ除去処理を複数回繰り返すことが可能である。ノイズ除去処理を複数回繰り返すことで、比較的大きなノイズを除去することが可能になる。
【００５５】
そこで、ノイズ抽出ブロック３０による繰り返し処理の具体例を図６に示す。図６には、ノイズ除去される前のボクセル値を示す「原画」、原画に対してノイズ除去処理を一回だけ施した後のボクセル値を示す「ノイズ除去１回目」、および、ノイズ除去処理を複数回繰り返して施した後のボクセル値を示す「ノイズ除去ｎ回目」（ｎは２から４）が示されている。各画像内の数値は各ボクセルのボクセル値に対応している。ノイズ抽出ブロック３０は、１回分のノイズ除去処理ごとに、３×３ウィンドウを画像内全体を網羅するように移動設定する。３×３ウィンドウの各移動位置におけるボクセル値処理は、図５を利用して説明したとおりである。
【００５６】
図６の「原画」において心筋部ボクセル（ボクセル値１以上のボクセル）と判定されていた突起部分８６を見ると、ノイズ除去処理が重ねられるにつれて、徐々に心腔部ボクセル（ボクセル値０）に置換され、「ノイズ除去４回目」において完全にボクセル値０に置換されている。このように、ノイズ除去処理を重ねることで、比較的大きなノイズボクセル、例えば、突起状に心筋部から飛び出したノイズの塊を除去することが可能になる。ただし、本来の心筋部ボクセルを侵食（ノイズボクセルと誤認識）する可能性も考えられる。したがって、ノイズ除去処理の回数は、本来のノイズボクセルを的確に除去し、しかも、本来の心筋部ボクセルをできる限り侵食しない回数（例えば３、４回）に設定される。
【００５７】
さらに、ノイズ判定部３６によるボクセル値処理の具体例を図７に示す。図７は心筋部および心腔部を含む二次元画像を示すものであり、図２に示す三次元空間内のｙｚ平面に相当する画像である。図７（Ａ）は、図４（Ｂ）の輪郭強調画像に対してノイズ除去処理を１回施した画像が示されており、図７（Ｂ）には図４（Ｂ）の輪郭強調画像に対してノイズ除去処理を７回施した画像が示されている。各画像内の数値は各ボクセルのボクセル値に対応している。
【００５８】
ノイズ判定部３６は、図４（Ｂ）の輪郭強調画像内の各ボクセルを注目ボクセルとして、上述の条件１および条件２に従ってノイズ判定を行い、その結果に基づいてボクセル値処理部（２）３８を制御する。つまり、注目ボクセルのボクセル値を、ノイズに対応しないボクセルとして維持するか、あるいは、ノイズに対応するボクセルとして０に置き換える処理を施す。なお、条件１および条件２を適用する際の３×３ウィンドウは、図４（Ｂ）の輪郭強調画像内を網羅するように移動設定される。３×３ウィンドウの各移動位置における注目ボクセルに対するボクセル値処理は、図５を利用して説明したとおりである。
【００５９】
ノイズ判定部３６による１回のノイズ除去処理の結果が図７（Ａ）の画像である。図７（Ａ）のボクセル集合８２ｂは、図４（Ｂ）のボクセル集合８２ａに対応している。また、図７（Ａ）の突出領域８４ｂは、図４（Ｂ）の突出領域８４ａに対応している。１回のノイズ除去処理の結果、ボクセル集合および突出領域ともに小さく削られていることがわかる。ただし、図７（Ａ）の境界８０ｂは、突出領域８４ｂ以外の部分において、図４（Ｂ）の境界８０ａと同じである。つまり、境界が維持されている。
【００６０】
そして、ノイズ判定部３６においてノイズ除去処理を７回繰り返して実施すると、図７（Ｂ）に示されるように、ボクセル集合および突出領域ともに削られて除去されていることがわかる。また、図７（Ｂ）の境界８０ｃは、突出領域以外の部分において、図４（Ｂ）の境界８０ａと同じである。つまり、ノイズ除去処理を７回繰り返しても、心筋部分が侵食されずに境界が維持されている。このように、輪郭強調処理およびノイズ除去処理により、心腔部と心筋部の境界が明確になり、且つ、心腔部内のノイズが除去される。
【００６１】
なお、三次元画像に対して輪郭強調処理およびノイズ除去処理を実行する場合は、三次元画像を構成する複数の二次元画像に対して次々に上記処理を実施する。例えば、図２に示す三次元空間内の各ｙｚ平面において輪郭強調処理およびノイズ除去処理を実行し、処理対象となるｙｚ平面をｘ軸方向に順次移動させていくことで、三次元画像全体に対して輪郭強調処理およびノイズ除去処理が実行される。
【００６２】
図１に戻り、ノイズ抽出ブロック３０において、繰り返しノイズ除去処理が施され、三次元データメモリ（３）４０に記録されたボクセル値は、ノイズ領域抽出ブロック５０により読み出される。ノイズ領域抽出ブロック５０は、三次元空間内において、ノイズボクセルの集合であるノイズ領域を抽出するブロックである。つまり、ノイズ抽出ブロック３０では除去しきれない、比較的大きなノイズボクセルの塊を抽出するためのブロックである。
【００６３】
ノイズ領域抽出ブロック５０は、ラベリング処理部５２、ノイズ領域判定部５４およびボクセル値処理部（３）５６で構成される。ラベリング処理部５２は、三次元データメモリ（３）４０から、三次元空間内の全ボクセルのボクセル値を読み込み、ボクセル値が０以外のボクセル、つまりノイズ抽出ブロック３０において心筋部ボクセルと判断されたボクセルを抽出する。さらに、ラベリング処理部５２は、ボクセル値が０以外のボクセルの孤立集合である孤立領域を抽出し、抽出した孤立領域に番号付けを行いノイズ領域判定部５４に出力する。そしてノイズ領域判定部５４は番号付けされた孤立領域の中からノイズ領域を抽出する。
【００６４】
ここで、ラベリング処理部５２およびノイズ領域判定部５４によるノイズ領域抽出処理の具体例を図８に示す。図８は、三次元データメモリ（３）４０内のボクセル値に基づいて形成される三次元空間９０を示しており、三次元空間９０内には、ボクセル値が０に対応する部位、および、ボクセル値が０以外に対応する部位が含まれている。ラベリング処理部５２は、ボクセル値が０以外のボクセルの孤立集合である孤立領域９２を抽出して各領域に番号付けを行う。孤立領域９２は互いに隣接する複数のボクセルの塊で形成される領域である。図８において、各孤立領域９２には１から４の領域番号が付されている。
【００６５】
ボクセル値が０以外に対応する部位には、本来の心筋部に対応するものの他、ノイズ抽出ブロック３０では除去しきれない比較的大きなノイズの塊に対応するものが存在する。図８において、領域１は心筋部に相当し、領域２、領域３および領域４はノイズの塊に相当する。一般的に、心筋部に対してノイズの塊は極端に小さい。そこで、ノイズ領域判定部５４は、領域１から領域４のそれぞれのボクセル数、つまり各領域の体積を計数して、体積値に対して設けられた閾値より小さい体積値の領域をノイズの塊（ノイズ領域）と判定する。閾値は、ノイズ領域の体積よりも大きく且つ心筋部の体積よりも小さい値に予め設定される。
【００６６】
このように、ノイズ領域判定部５４において、各孤立領域９２に対してノイズ領域か否かの判定が行われる。ノイズ領域判定部５４は、ディスプレイ６４に表示される各孤立領域９２の画像を見ながらユーザが指定する孤立領域９２をノイズ領域と判定してもよい。
【００６７】
図１に戻り、ノイズ領域判定部５４は、ノイズ領域か否かの判定結果に基づいてボクセル値処理部（３）５６を制御する。ボクセル値処理部（３）５６には、三次元データメモリ（３）４０内に記憶されているボクセル値が出力されている。ノイズ領域判定部５４は、ノイズ領域ではないと判定した領域内のボクセルについては、そのボクセル値として、三次元データメモリ（３）４０内に記憶されているボクセル値を維持して三次元データメモリ（４）６０に記録する。一方、ノイズ領域判定部５４は、ノイズ領域と判定した領域内のボクセルについては、そのボクセル値を０に置き換えて三次元データメモリ（４）６０に記憶する。
【００６８】
表示画像形成部６２は、三次元データメモリ（４）６０内のボクセル値に基づいて表示画像を形成し、形成した表示画像をディスプレイ６４に表示する。表示画像の形成には、特開平１０−３３５３８号公報に詳述される画像形成手法（ボリュームレンダリング法）を利用する。ボリュームレンダリング法の概要は次のとおりである。
【００６９】
三次元データメモリ（４）６０には、心筋部に対する輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理が施された各ボクセル値が、三次元空間内の座標に対応したアドレスが付されて記録されている。そこで、表示画像形成部６２は、この三次元空間に対して複数のレイ（例えば超音波ビームに一致）を設定し、設定した各レイごとにレイに沿って各ボクセルのボクセル値（エコーレベル）を順番に参照し、各ボクセル値ごとにレンダリング演算を逐次的に実行する。
【００７０】
レンダリング演算は数１（次式）のように実行される。数１において、あるレイに沿って参照されるｉ番目のボクセル値（エコーレベル値）をｅiとし、その際のオパシティ（不透明度）をαi（但し、０≦αi≦１．０）とし、ＣOUTiをｉ番目のボクセル値についての演算結果（出力光量に相当）とし、ＣINiをｉ番目のボクセル値についての入力値（（ｉ−１）番目の演算結果と同じで、入力光量に相当）とする。
【数１】
表示画像形成部６２は、レイに沿って逐次的に上記レンダリング演算を行っていく場合において、それと並行して各オパシティを積算し、この値が１以上になった場合に当該レイについてのレンダリング演算を終了する。演算終了時点での出力光量が当該レイに対応する表示画素値として決定される。表示画素値は各レイごとに決定され、表示画素値の集合として表示画像が形成される。このようにして得られた表示画像は、各レイを視点方向にして組織を透過表示した表示画像になる。
【００７１】
上述のように、各レイごとのレンダリング演算（数１参照）では、レイに沿って各ボクセルのボクセル値が順番に参照される。従って、レイ上にノイズボクセル等が存在するとレンダリング演算に悪影響を及ぼすことになり、レンダリング演算に基づいて得られる表示画像において、対象組織画像がぼやけてしまう等の問題が生じる。本実施の形態では輪郭強調ブロック１６、ノイズ抽出ブロック３０およびノイズ領域抽出ブロック５０がこの問題を解消している。
【００７２】
つまり、輪郭強調ブロック１６において、心筋部ボクセルと心腔部ボクセルとが適切に分別されたうえ心腔部ボクセルのボクセル値のみを０としており、また、ノイズ抽出ブロック３０およびノイズ領域抽出ブロック５０において、ノイズボクセルおよびノイズボクセル領域が適切に抽出されたうえこれらノイズ対応ボクセルのボクセル値のみを０に設定している。従って、レンダリング演算において心腔部ボクセルおよびノイズ対応ボクセルが演算対象から除外され、心筋部ボクセルのみが演算対象となる結果、レンダリング演算に基づいて得られる表示画像において、心筋部画像が鮮明に表示される。
【００７３】
図９は、図１の超音波診断装置を利用して得られた心筋部画像である。図９（Ａ）は、輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理を施さずに得られた処理前の表示画像であり、図９（Ｂ）は、輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理を施して得られた処理後の表示画像である。図９（Ａ）および図９（Ｂ）の各画像において白く示されている部分が心筋部である。また、各画像において上方に存在する空洞部分が左室であり下方に存在する空洞部分が左房である。図９（Ａ）および図９（Ｂ）を比較すると、図９（Ａ）では心筋部、特に左室内壁部分や左房内壁部分が不明瞭であるのに対し、図９（Ｂ）では左室内壁部分や左房内壁部分が明瞭に映し出されており、内壁の凹凸まで確認できる。このように、輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理により表示画像が極めて明瞭になる。
【００７４】
上記実施の形態では、輪郭強調ブロック１６において輪郭強調処理を施した後、ノイズ抽出ブロック３０においてノイズ除去処理が実行され、その後、ノイズ領域抽出ブロック５０においてノイズ領域除去処理が実行されている。本発明において、これらの処理は上記実施の形態に示した順番に限定されるものではない。つまり、輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理の順番は適宜変更可能である。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る超音波診断装置により、ノイズボクセル等を適切に処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】 超音波が送受波される三次元空間を示す図である。
【図３】 心筋判定部によるボクセル値処理の具体例を示す図である。
【図４】 心筋判定部による二次元画像に対するボクセル値処理の具体例を示す図である。
【図５】 ノイズ判定部によるボクセル値処理の具体例を示す図である。
【図６】 ノイズ判定部による繰り返し処理の具体例を示す図である。
【図７】 ノイズ判定部による二次元画像に対するボクセル値処理の具体例を示す図である。
【図８】 ノイズ領域抽出処理の具体例を示す図である。
【図９】 本実施の形態により得られる心筋部画像を示す図である。
【符号の説明】
１６ 輪郭強調ブロック、２２ 心筋判定部、３０ ノイズ抽出ブロック、３６ ノイズ判定部、５０ ノイズ領域抽出ブロック、５２ ラベリング処理部、５４ ノイズ領域判定部、６２ 表示画像形成部、７４ ３×３ウィンドウ。
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置に関し、特に三次元超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
対象組織を含む三次元空間に超音波を送受波し、得られた立体画像に対してボリュームレンダリング演算を行うことで、対象組織を透過表示した表示画像を形成する超音波診断装置が知られている。ボリュームレンダリング演算の詳細は、例えば特許文献１に示されている。その概要は次の通りである。
【０００３】
超音波ビームを走査することで得られる複数のボクセルからなる三次元空間に対して複数のレイ（例えば超音波ビームに一致）が設定される。設定された各レイごとにレイに沿って各ボクセルのボクセル値が参照され、各ボクセル値ごとにレンダリング演算が逐次的に実行される。各レイごとにレンダリング演算が行われる場合において、それと並行して各ボクセルに対応するオパシティ（不透明度）の積算が行われ、積算値が終了条件を満たした場合に、当該レイについてのレンダリング演算を終了する。この時点でのレンダリング演算結果が当該レイに対応する表示画素値として決定される。各レイごとに表示画素値を決定することでその集合として対象組織を透過表示した表示画像が形成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３３５３８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ボリュームレンダリング演算では、各レイごとにレイに沿って各ボクセルのボクセル値が参照され、各ボクセル値ごとにレンダリング演算が逐次的に実行される。その際、レイ上にノイズボクセル等（超音波探触子の分解能などに起因して本来のボクセル値が取得できなかったボクセル）が存在すると、ノイズボクセル等のボクセル値が演算に反映され、レンダリング演算に悪影響を及ぼしてしまう。このため、レンダリング演算の結果得られる表示画像において対象組織の画像を鮮明に表示することが困難であった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノイズボクセル等を適切に処理する超音波診断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、対象組織及びそれに隣接する隣接組織を含む三次元空間に超音波を送受波して、前記三次元空間を構成する各ボクセルごとにボクセル値を取得する送受波手段と、前記各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、当該注目ボクセルが対象組織内のボクセルか隣接組織内のボクセルかを判定することによって、前記各ボクセルに対して組織輪郭強調処理を施す輪郭強調手段とを有し、前記輪郭強調手段は、前記三次元空間内の各ボクセルに対応するボクセル値集合から、当該ウィンドウ内の複数のボクセルに対応する複数のボクセル値を抽出する第一抽出部と、前記第一抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数に従って、当該ウィンドウ内の注目ボクセルが対象組織内のボクセルか隣接組織内のボクセルかを判定する組織判定部と、前記組織判定部において、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を対象組織に対応するボクセル値に設定し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を隣接組織に対応するボクセル値に設定するボクセル値第一設定部とを含むものとする。
【０００８】
上記構成において、ボクセル値とは、超音波の送受波により得られる情報であり、例えばエコーレベルやドップラ情報などである。上記構成によれば、各ボクセルは、ウィンドウ内の他のボクセルを参照して対象組織内か隣接組織内かに分別される。このため、本来、対象組織に相当するのかあるいは隣接組織に相当するのかが分別困難なボクセル（例えば、送受波手段の分解能に起因して本来のボクセル値が取得できなかったボクセル）を適切に分別することができる。
【０００９】
望ましくは、前記ウィンドウは、前記超音波の送受波方向に対して実質的に直交する平面内に設定されるものとする。さらに望ましくは、前記ウィンドウは、前記注目ボクセルとそれに隣接する周囲８個のボクセルとからなる矩形状ウィンドウとする。あるいは、前記ウィンドウは、前記注目ボクセルとそれに隣接する周囲２６個のボクセルとからなる直方体形状ウィンドウとする。
【００１０】
望ましくは、前記組織判定部は、前記第一抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数が、当該ウィンドウ内のボクセル総数の半数を基準に設定される閾個数以下の場合に、当該ウィンドウ内の注目ボクセルが隣接組織内のボクセルであると判定するものとする。あるいは、前記組織判定部は、前記第一抽出部によって抽出された前記ウィンドウ内の注目ボクセルのボクセル値が閾値未満であって、且つ、当該ウィンドウ内の複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数が、当該ウィンドウ内のボクセル総数の半数を基準に設定される閾個数以下の場合に、当該注目ボクセルが隣接組織内のボクセルであると判定するものとする。
【００１１】
望ましくは、前記ボクセル値第一設定部は、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定するものとする。
【００１２】
望ましくは、前記各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、当該注目ボクセルがノイズに対応するか否かを判定することによって、前記各ボクセルに対してノイズ除去処理を施すノイズ除去手段をさらに有し、前記ノイズ除去手段は、前記三次元空間内の各ボクセルに対応するボクセル値集合から、当該ウィンドウ内の複数のボクセルに対応する複数のボクセル値を抽出する第二抽出部と、前記第二抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数に従って、当該ウィンドウ内の注目ボクセルがノイズに対応するか否かを判定するノイズ判定部と、前記ノイズ判定部においてノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を所定値に設定するボクセル値第二設定部とを含むものとする。
【００１３】
上記構成によれば、各ボクセルは、ウィンドウ内の他のボクセルを参照してノイズに対応するか否かに分別される。このため、ノイズに相当するボクセルなのか否かが分別困難なボクセルを適切に分別することができる。
【００１４】
望ましくは、前記ノイズ判定部は、前記第二抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数が、当該ウィンドウ内のボクセル総数の半数を基準に設定される閾個数以下の場合に、当該ウィンドウ内の注目ボクセルがノイズに対応するものと判定するものとする。望ましくは、前記ボクセル値第二設定部は、ノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持するものとする。さらに望ましくは、前記ノイズ除去手段は、前記ノイズ除去処理が施された各ボクセルを新たな注目ボクセルとして再び前記ノイズ除去処理を施すことで、前記ノイズ除去処理を所定回数繰り返して実行するものとする。この構成において新たな注目ボクセルに対応するウィンドウ内の他のボクセルについても、注目ボクセルと同じ回数のノイズ除去処理が施されたものであることが好適である。望ましくは、前記ノイズ除去手段は、前記輪郭強調手段において組織輪郭強調処理が施された各ボクセルを注目ボクセルとする。この構成において新たな注目ボクセルに対応するウィンドウ内の他のボクセルについても、組織輪郭強調処理が施されたものであることが好適である。
【００１５】
望ましくは、前記ボクセル値第一設定部は、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、前記ボクセル値第二設定部は、ノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、前記組織輪郭強調処理および前記ノイズ除去処理が施された複数のボクセルからなる三次元空間内において、視点方向となるボクセル列に沿って各ボクセルごとにオパシティを利用したボリュームレンダリング演算を施して表示画像を形成する表示画像形成手段をさらに有するものとする。
【００１６】
上記構成によれば、隣接組織内のボクセルおよびノイズに対応するボクセルのボクセル値が実質的０に設定されるため、これらボクセルが実質的に無視されてボリュームレンダリング演算が行われる。このため、これらボクセルによるボリュームレンダリング演算への悪影響が抑えられ（好適には完全にキャンセルされ）、ボリュームレンダリング演算によって得られる表示画像において、対象組織の画像が鮮明になる。
【００１７】
望ましくは、前記各ボクセルに対してノイズ領域除去処理を施すノイズ領域除去手段をさらに有し、前記ノイズ領域除去手段は、前記三次元空間内のボクセル集合から、閾値以上のボクセル値を有する複数の被処理ボクセルを選別し、その被処理ボクセルの塊からなる孤立ボクセル領域を抽出するボクセル領域抽出部と、前記孤立ボクセル領域内のボクセル数に基づいて、当該孤立ボクセル領域がノイズに対応するか否かを判定するノイズ領域判定部と、前記ノイズ領域判定部においてノイズに対応すると判定された当該孤立ボクセル領域内の各ボクセルのボクセル値を所定値に設定するボクセル値第三設定部とを含むものとする。上記構成によれば、ノイズ除去手段によって除去しきれない比較的大きなノイズボクセルの塊を処理することが可能になる。
【００１８】
望ましくは、前記ノイズ領域判定部は、前記孤立ボクセル領域内のボクセル総数が所定個数以下の場合に、当該孤立ボクセル領域がノイズに対応するものと判定するものとする。あるいは、前記ノイズ領域判定部は、ユーザ指示に基づいて、当該孤立ボクセル領域がノイズに対応するか否かを判定するものとする。望ましくは、前記ノイズ除去手段は、前記輪郭強調手段において組織輪郭強調処理が施された各ボクセルを注目ボクセルし、前記ノイズ領域除去手段は、前記ノイズ除去手段においてノイズ除去処理が施された各ボクセルに対してノイズ領域除去処理を施すものとする。
【００１９】
望ましくは、前記ボクセル値第一設定部は、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、前記ボクセル値第二設定部は、ノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、前記ボクセル値第三設定部は、ノイズに対応すると判定された当該孤立ボクセル領域内の各ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該孤立ボクセル領域内の各ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、前記組織輪郭強調処理、前記ノイズ除去処理および前記ノイズ領域除去処理が施された複数のボクセルからなる三次元空間内において、視点方向となるボクセル列に沿って各ボクセルごとにオパシティを利用したボリュームレンダリング演算を施して表示画像を形成する表示画像形成手段をさらに有するものとする。
【００２０】
上記構成によれば、隣接組織内のボクセル、ノイズに対応するボクセル、および、ノイズに対応すると判定された孤立ボクセル領域内の各ボクセル、それぞれのボクセル値が実質的０に設定されるため、これらボクセルによるボリュームレンダリング演算への悪影響が抑えられる（好適には完全にキャンセルされる）。このため、ボリュームレンダリング演算によって得られる表示画像において、対象組織の画像がさらに鮮明になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。３Ｄプローブ１０は三次元エコーデータ取得用の超音波探触子であり、この３Ｄプローブ１０は患者体表に当接してあるいは体腔内に挿入して用いられる。３Ｄプローブ１０は、電子走査により二次元平面内に超音波を送受波する１Ｄアレイ振動子を機械走査することで、三次元空間内に超音波を送受波する。また３Ｄプローブ１０は、振動子が二次元配列された２Ｄアレイ振動子を電子走査することで三次元空間内に超音波を送受波するものでもよい。
【００２３】
送受信部１２は、３Ｄプローブ１０を制御して、対象組織である心臓を含む三次元空間内に超音波を送受波する。つまり、送受信部１２は送信ビームフォーマおよび受信ビームフォーマとして機能し、三次元空間を構成する複数のボクセルの各ボクセルごとのボクセル値を取得して三次元データメモリ（１）１４へ出力する。
【００２４】
本発明に係る超音波診断装置の診断対象は心臓に限定されるものではないが、以下においては心臓を対象組織として説明する。一般に心臓の超音波診断では、心腔部を大きく映し出し、心腔部の周囲を心筋部が取り囲むような超音波画像を取得する。つまり、形成される超音波画像内の大半は、心筋部と心腔部で占められている。そこで、以下の説明では、心筋部と心腔部とからなる三次元空間内に対して超音波が送受波されたものとする。
【００２５】
三次元データメモリ（１）１４内において、各ボクセル値は三次元空間内の座標値に対応したアドレスに記録されている。三次元空間内の座標は、超音波ビームのセクタ走査方式に適したｒθφ極座標系の座標値でもよく、あるいは直方体形状に適したｘｙｚ直交座標系の座標値でもよい。
【００２６】
輪郭強調ブロック１６は、三次元空間内の各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、その注目ボクセルが心筋部内のボクセルか心腔部内のボクセルかを判定することによって、各ボクセルに対して輪郭強調処理を施すブロックである。輪郭強調ブロック１６は、ボクセル群抽出部（１）１８、二値化処理部（１）２０、心筋判定部２２およびボクセル値処理部（１）２４で構成される。ここで、輪郭強調ブロック１６による輪郭強調手法を、図２、図３および図４を併用して説明する。なお、図２、図３および図４の説明において、図１に記載した部分については図１の符号を付して説明する。
【００２７】
図２は、超音波が送受波される三次元空間を示した図であり、三次元空間７０は複数のボクセル７２で構成されている（図２には説明に必要なボクセルのみを記載しているが、実際には複数のボクセルが三次元空間内を埋め尽くしている）。三次元空間７０はｘｙｚ直交座標系で表現されている。つまり、各ボクセル７２のボクセル値は、ｘｙｚ直交座標系の座標値に対応するアドレスが付されて、三次元データメモリ（１）１４に記録されている。図２のｘｙｚ直交座標系において、ｘ軸方向は超音波の送受波方向に対応しており、ｘｙ平面は一枚の超音波フレームに対応している。超音波フレームがｚ軸方向に沿って次々に形成されることで三次元空間７０が形成される。
【００２８】
ボクセル群抽出部（１）１８は、ｘ軸方向つまり超音波の送受波方向に直交するｙｚ平面内に設定される３×３ウィンドウ７４内の各ボクセルのボクセル値を三次元データメモリ（１）１８から取得する。３×３ウィンドウ７４内の複数ボクセル（ボクセル群）は、中心に位置する一つの注目ボクセル７４ａとその周囲に位置する八つの近傍ボクセル７４ｂとで構成される。なお、本実施の形態においては３×３ウィンドウ７４がｙｚ平面内、つまり、超音波の送受波方向に直交する平面内に形成されているが、３×３ウィンドウ７４は超音波の送受波方向に対して厳密に直交する必要性はなく、例えば、直交（９０°）から数度ずれた面内に形成されても本実施の形態と同様な効果が得られる。
【００２９】
３×３ウィンドウ７４は三次元空間７０内を網羅すべく次々に移動設定される。ボクセル群抽出部（１）１８は、まず三次元空間７０の原点に位置するボクセルを含む３×３ウィンドウ７４を設定し、この３×３ウィンドウ７４をｙ軸方向に一ボクセルずつｙ軸端点まで移動させる。次に原点からｚ軸方向に一ボクセル分ずれたｙ軸方向に沿って、３×３ウィンドウ７４が移動設定される。これをｚ軸方向に一ボクセル分ずつ移動しながら繰り返すことで、原点を含むｙｚ平面内を網羅すべく３×３ウィンドウ７４が移動設定される。
【００３０】
ボクセル群抽出部（１）１８は、さらに、ｘ軸方向に一ボクセル分ずつ移動しながら次々にｙｚ平面内を網羅するように３×３ウィンドウ７４を移動設定する。その結果、三次元空間７０全体を網羅すべく３×３ウィンドウ７４が移動設定される。ボクセル群抽出部（１）１８は、各移動位置における３×３ウィンドウ７４内の９個のボクセルの各々に対応する９個のボクセル値を、二値化処理部（１）２０およびボクセル値処理部（１）２４に出力する。
【００３１】
二値化処理部（１）２０は、入力された各ボクセルを、ボクセル値に対して設定された閾値に基づいて、閾値以上のボクセルと閾値未満のボクセルとに分別する。ボクセル値とは、各ボクセルに対応するエコーレベルやドップラ情報などである。本実施の形態ではボクセル値としてエコーレベルを考える。一般的に心腔部は心筋部に比べてエコーレベルが小さい。このため、心筋部に相当するレベルよりも小さく、且つ、心腔部に相当するレベルよりも大きいレベルに閾値を設定することで、閾値に基づいて心筋部と心腔部を大別することができる。例えば、エコーレベル値が６４階調の場合、心筋部と心腔部とを分別するレベルは７〜９レベル程度に存在する。そこで、本実施の形態ではボクセル値を６４階調のエコーレベル値とし、閾値を８に設定した場合、つまり、ボクセル値が８以上のボクセル（心筋部に相当）とボクセル値が８未満のボクセル（心腔部に相当）に分別する場合について説明する。
【００３２】
心筋部と心腔部との間のエコーレベルの差により、複数のボクセルからなる三次元空間内において、本来、心筋部と心腔部との境界部分でボクセル値が鋭く変化するはずである。ところが超音波診断装置では、超音波ビーム幅などに起因する探触子分解能の影響により、境界部分において心筋部と心腔部のエコーデータが混在して取得されてしまう。このため、境界付近におけるエコーレベルの変化がなだらかなものとなり、心筋部と心腔部との境界が不明瞭であった。そこで、心筋判定部２２において心筋部と心腔部との境界を明瞭にする処理が施される。
【００３３】
心筋判定部２２は、３×３ウィンドウごとに、その中心に位置する注目ボクセルが、心筋部ボクセルか心腔部ボクセルかを判定する。３×３ウィンドウを構成する各ボクセルは、二値化処理部（１）２０において、閾値以上のボクセルと閾値未満のボクセルとに分別されている。心筋判定部２２は、二値化処理部（１）２０による分別結果に基づいて、次の条件１から条件３により、注目ボクセルを再分別する。
「条件１」二値化処理部（１）２０において注目ボクセルが閾値以上のボクセルと判定されている場合には、その注目ボクセルを心筋部ボクセルと判定する。
「条件２」二値化処理部（１）２０において、注目ボクセルが閾値未満のボクセルと判定されており、且つ、その注目ボクセルの周囲８個のボクセルのうち閾値以上のボクセルと判定されているボクセル個数が所定個数以下の場合に、その注目ボクセルを心腔部ボクセルと判定する。
「条件３」二値化処理部（１）２０において、注目ボクセルが閾値未満のボクセルと判定されており、且つ、その注目ボクセルの周囲８個のボクセルのうち閾値以上のボクセルと判定されているボクセル個数が条件２の所定個数より多い場合に、その注目ボクセルを心筋部ボクセルと判定する。
【００３４】
条件２および条件３における所定個数は、周囲ボクセル個数の半数を目安に設定される。つまり、周囲ボクセルが８個であるため、所定個数としては３個、４個あるいは５個程度に設定されることが望ましい。所定個数を周囲ボクセル個数の半数を目安に設定する意味は、例えば、注目ボクセルが心筋部と心腔部の境界付近に存在する場合に、心筋部の領域に含まれると判定すべきか、あるいは、心腔部の領域に含まれると判定すべきかを、周囲ボクセルに基づいて決定するためである。
【００３５】
心筋判定部２２は、上記条件１から条件３に従って注目ボクセルを再分別し、その結果に基づいてボクセル値処理部（１）２４を制御する。ボクセル値処理部（１）２４には、三次元データメモリ（１）１４内に記録されているボクセル値である原ボクセル値が、ボクセル群抽出部（１）１８を経由して出力されている。心筋判定部２２は、心筋部ボクセルと判定したボクセルについては、そのボクセル値として、ボクセル群抽出部（１）１８を経由して出力される原ボクセル値を維持して三次元データメモリ（２）２６に記録する。一方、心筋判定部２２は、心腔部ボクセルと判定したボクセルについては、そのボクセル値を０に置き換えて三次元データメモリ（２）２６に記録する。前述のように、３×３ウィンドウは、ボクセル群抽出部（１）１８において三次元空間全体を網羅すべく次々に移動設定されている。心筋判定部２２は、次々に移動設定される３×３ウィンドウごとに、その中心に位置する注目ボクセルのボクセル値を、心筋部ボクセルとして維持するか、あるいは、心腔部ボクセルとして０に置き換える処理を施して三次元データメモリ（２）２６に記憶する。
【００３６】
ここで、心筋判定部２２によるボクセル値処理の具体例を図３に示す。図３の（１）から（３）は、それぞれ、心筋判定部２２における条件１から条件３による判定の具体例を示している。各具体例は、矢印の左側に判定前の３×３ウィンドウを、矢印の右側に判定後の３×３ウィンドウを示している。各具体例において、３×３ウィンドウの中心に位置するボクセルが注目ボクセルであり、その周囲に位置する８個のボクセルが周囲ボクセルである。また、各ボクセル内に記載された数値は、各ボクセルのボクセル値を示している。なお、各具体例は、二値化処理部（１）２０における閾値を８に設定し、条件２および条件３における所定個数を４個に設定した場合を示している。
【００３７】
図３の（１）において、判定前の３×３ウィンドウの注目ボクセルはそのボクセル値が９（丸印で明記）、つまり閾値８以上のボクセルであり、従って、条件１により、注目ボクセルは心筋部ボクセルと判定される。これにより、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値９は維持される。
【００３８】
図３の（２）において、判定前の３×３ウィンドウの注目ボクセルはそのボクセル値が６、つまり閾値８未満のボクセルであり、また、周囲８個のボクセルのうち、閾値８以上のボクセルの個数が３個（丸印で明記）、つまり所定個数４個以下である。従って、条件２により、注目ボクセルは心腔部ボクセルと判定され、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値が０（丸印で明記）に置き換えられる。
【００３９】
図３の（３）において、判定前の３×３ウィンドウの注目ボクセルはそのボクセル値が６、つまり閾値８未満のボクセルであり、また、周囲８個のボクセルのうち、閾値８以上のボクセルの個数が５個（丸印で明記）、つまり所定個数４個より多い。従って、条件３により、注目ボクセルは心筋部ボクセルと判定され、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値６（丸印で明記）は維持される。
【００４０】
さらに、心筋判定部２２によるボクセル値処理の具体例を図４に示す。図４は心筋部および心腔部を含む二次元画像を示すものであり、図２に示す三次元空間内のｙｚ平面に相当する画像である。図４（Ａ）には処理前の原画像が示されており、図４（Ｂ）には処理後の輪郭強調画像が示されている。各画像内の数値は各ボクセルのボクセル値に対応している。図４（Ａ）の原画像において、比較的小さいボクセル値（０を含む）のボクセル、つまり心腔部に相当するボクセルは画像中心部に多く存在し、比較的大きいボクセル値のボクセル、つまり心筋部に相当するボクセルは画像外縁部に多く存在する。
【００４１】
心筋判定部２２は、図４（Ａ）の原画像内の各ボクセルを注目ボクセルとして、上述の条件１から条件３に従って注目ボクセルを再分別し、その結果に基づいてボクセル値処理部（１）２４を制御する。つまり、心筋判定部２２は、３×３ウィンドウを図４（Ａ）の原画像内を網羅するように移動設定し、各移動位置において、注目ボクセルのボクセル値を心筋部ボクセルとして維持するか、あるいは、心腔部ボクセルとして０に置き換える処理を施す。なお、３×３ウィンドウの各移動位置における、条件１から条件３を適用したボクセル値処理は、図３を利用して説明したとおりである。
【００４２】
図４（Ｂ）に示される処理後の輪郭強調画像では、ボクセル値０に対応するボクセル（主に心腔部に対応）と、それ以外のボクセル（主に心筋部に対応）との境界８０ａが明確になっている。なお、図４（Ｂ）の輪郭強調画像において、ボクセル値０の領域内に孤立して存在するボクセル集合８２ａや、ボクセル値０の領域内に突出している突出領域８４ａは、本来心腔部に対応するボクセルである。ボクセル集合８２ａや突出部８４ａは、後に詳述するノイズ抽出ブロック３０によって処理される。
【００４３】
以上、具体例にも示したように、輪郭強調ブロック１６、つまり、ボクセル群抽出部（１）１８、二値化処理部（１）２０、心筋判定部２２およびボクセル値処理部（１）２４は、各ボクセルに対して心筋部の輪郭強調処理を施したうえで、そのボクセル値を三次元データメモリ（２）２６に記録する。なお、上記説明では、ボクセル群抽出部（１）１８において、３×３ウィンドウを設定する例を示したが、例えば５×５ウィンドウや、他の平面ウィンドウを利用してもよい。また、平面ウィンドウはｙｚ平面内に限定されず、例えば、ｘｙ平面やｚｘ平面に形成してもよい。さらに、ウィンドウを立体ウィンドウとして、例えば３×３×３ウィンドウ、つまり、中心ボクセルとその周囲２６個の周囲ボクセルとで構成される立体ウィンドウとしてもよい。このように、ウィンドウには様々な態様が考えられる。また、ウィンドウの態様に応じて、心筋判定部２２における条件１から条件３を適宜変更することも可能である。
【００４４】
図１に戻り、三次元データメモリ（２）２６内のボクセル値は、セレクタ２８を介してノイズ抽出ブロック３０により読み出される。ノイズ抽出ブロック３０は三次元空間内の各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、その注目ボクセルがノイズに対応するか否かを判定することによって、各ボクセルに対してノイズ除去処理を施すブロックである。ノイズ抽出ブロック３０は、ボクセル群抽出部（２）３２、二値化処理部（２）３４、ノイズ判定部３６およびボクセル値処理部（２）３８で構成される。
【００４５】
ボクセル群抽出部（２）３２は、輪郭強調ブロック１６のボクセル群抽出部（１）１８と同様に機能する。つまり、ボクセル群抽出部（２）３２は、複数のボクセルで構成された三次元空間内のｙｚ平面内に設定される３×３ウィンドウ内の各ボクセル値を三次元データメモリ（２）２６から、セレクタ２８を介して読み込む。図２を利用して説明したように、３×３ウィンドウは、三次元空間内を網羅すべく次々に移動設定される。ボクセル群抽出部（２）３２は、次々に移動設定される３×３ウィンドウごとに、３×３ウィンドウ内の９個のボクセルの各々に対応する９個のボクセル値を、二値化処理部（２）３４およびボクセル値処理部（２）３８に出力する。
【００４６】
二値化処理部（２）３４は、入力された各ボクセルを、心筋部ボクセルと心腔部ボクセルとに分別する。輪郭強調ブロック１６において心腔部ボクセルと判定されたボクセルは、そのボクセル値が０に置き換えられて、三次元データメモリ（２）２６に記録されている。したがって、二値化処理部（２）３４は、閾値を１に設定し、ボクセル値が１以上であればそのボクセルを心筋部ボクセルと、ボクセル値が１より小さければそのボクセルを心腔部ボクセルと判断する。
【００４７】
超音波診断装置により取得した超音波画像には、各種要因によりノイズが含まれる可能性がある。例えば、心臓の超音波画像を形成した際、心腔部の領域内に、ノイズの影響によるエコーレベルの高いノイズボクセルを検出することがある。この場合、エコーレベルによる閾値判定のみでは、ノイズボクセルと心筋部ボクセルとの区別が困難であり、その結果、超音波画像内にノイズボクセルが残ってしまうという問題があった。そこで、ノイズ判定部３６において、エコーレベルの高いボクセルの中からノイズボクセルを抽出する処理が施される。
【００４８】
ノイズ判定部３６は、３×３ウィンドウごとに、その中心に位置する注目ボクセルが、ノイズボクセルか否かを判定する。３×３ウィンドウを構成する各ボクセルは、二値化処理部（２）３４において、閾値に基づいて心筋部ボクセルと心腔部ボクセルとに分別されている。ノイズ判定部３６は、二値化処理部（２）３４による分別結果に基づいて、次の条件１および条件２により、ノイズボクセルを判定する。
「条件１」二値化処理部（２）３４において、注目ボクセルの周囲８個のボクセルのうち心筋部ボクセルと判定されているボクセル個数が所定個数以下の場合に、その注目ボクセルを新たに心腔部ボクセルと判定する。
「条件２」条件１を満たさない場合、その注目ボクセルを新たに心筋部ボクセルと判定する。
【００４９】
条件１によって、二値化処理部（２）３４において心筋部ボクセルと判定された注目ボクセルは、その周囲に心筋部ボクセルが少なければ（所定個数以下であれば）、その注目ボクセルは心腔部領域内に存在するノイズボクセルと判断されることになる。条件１における所定個数は、本来の心筋部ボクセルを侵食（ノイズボクセルと誤認識）しないように、また、本来のノイズボクセルを的確に除去できるような値に設定される。周囲ボクセルが８個の場合、所定個数としては３個、４個あるいは５個程度に設定されることが望ましい。
【００５０】
ノイズ判定部３６は、上記条件１および条件２に従って、注目ボクセルに対してノイズボクセルか否かを判定、つまり、新たに心腔部ボクセルか心筋部ボクセルかを判定し、その結果に基づいてボクセル値処理部（２）３８を制御する。ボクセル値処理部（２）３８には、三次元データメモリ（２）２６内に記録されているボクセル値が、セレクタ２８およびボクセル群抽出部（２）３２を経由して出力されている。ノイズ判定部３６は、新たに心筋部ボクセルと判定したボクセルについては、そのボクセル値として、ボクセル群抽出部（２）３２を経由して出力されるボクセル値を維持して三次元データメモリ（３）４０に記録する。一方、ノイズ判定部３６は、新たに心腔部ボクセルと判定したボクセルについては、そのボクセル値を０に置き換えて三次元データメモリ（３）４０に記録する。前述のように、３×３ウィンドウは、ボクセル群抽出部（２）３２において三次元空間全体を網羅すべく次々に移動設定されている。ノイズ判定部３６は、次々に移動設定される３×３ウィンドウごとに、その中心に位置する注目ボクセルのボクセル値を、心筋部ボクセルとして維持するか、あるいは、心腔部ボクセルとして０に置き換える処理を施して三次元データメモリ（３）４０に記憶する。
【００５１】
ここで、ノイズ判定部３６によるボクセル値処理の具体例を図５に示す。図５の（１）および（２）は、それぞれ、ノイズ判定部３６における条件１および条件２による判定の具体例を示している。各具体例は、矢印の左側に判定前の３×３ウィンドウを、矢印の右側に判定後の３×３ウィンドウを示している。各具体例において、３×３ウィンドウの中心に位置するボクセルが注目ボクセルであり、その周囲に位置する８個のボクセルが周囲ボクセルである。また、各ボクセル内に記載された数値は、各ボクセルのボクセル値を示している。なお、各具体例は二値化処理部（２）３４における閾値を１に設定し、条件１における所定個数を４個に設定した場合を示している。
【００５２】
図５の（１）において、判定前の３×３ウィンドウの周囲８個のボクセルのうち、閾値１以上の心筋部ボクセルの個数が３個（丸印で明記）、つまり所定個数４個以下である。従って、条件１により、注目ボクセルは心腔部ボクセルと判定され、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値が０（丸印で明記）に置き換えられる。一方、図５の（２）において、判定前の３×３ウィンドウの周囲８個のボクセルのうち、閾値１以上の心筋部ボクセルの個数が５個（丸印で明記）、つまり所定個数４個より多い。従って、条件２により、注目ボクセルは心筋部ボクセルと判定され、矢印右側に示すように、注目ボクセルのボクセル値４（丸印で明記）は維持される。
【００５３】
以上のように、ノイズ抽出ブロック３０、つまり、ボクセル群抽出部（２）３２、二値化処理部（２）３４、ノイズ判定部３６およびボクセル値処理部（２）３８は、各ボクセルに対してノイズの抽出処理を施したうえで、そのボクセル値を三次元データメモリ（３）４０に記録する。なお、上記説明では、ボクセル群抽出部（２）３２において、３×３ウィンドウを設定する例を示したが、例えば５×５ウィンドウや、他の平面ウィンドウを利用してもよい。また、平面ウィンドウはｙｚ平面内に限定されず、例えば、ｘｙ平面やｚｘ平面に形成してもよい。さらに、ウィンドウを立体ウィンドウとして、例えば３×３×３ウィンドウ、つまり、中心ボクセルとその周囲２６個の周囲ボクセルとで構成される立体ウィンドウとしてもよい。このように、ウィンドウには様々な態様が考えられる。また、ウィンドウの態様に応じて、ノイズ判定部３６における条件１および条件２を適宜変更することも可能である。
【００５４】
図１に戻り、三次元データメモリ（３）４０内のボクセル値は、セレクタ２８を介して、再びノイズ抽出ブロック３０が読み出し可能な構成になっている。つまり、ノイズ抽出ブロック３０は、ノイズ除去処理を複数回繰り返すことが可能である。ノイズ除去処理を複数回繰り返すことで、比較的大きなノイズを除去することが可能になる。
【００５５】
そこで、ノイズ抽出ブロック３０による繰り返し処理の具体例を図６に示す。図６には、ノイズ除去される前のボクセル値を示す「原画」、原画に対してノイズ除去処理を一回だけ施した後のボクセル値を示す「ノイズ除去１回目」、および、ノイズ除去処理を複数回繰り返して施した後のボクセル値を示す「ノイズ除去ｎ回目」（ｎは２から４）が示されている。各画像内の数値は各ボクセルのボクセル値に対応している。ノイズ抽出ブロック３０は、１回分のノイズ除去処理ごとに、３×３ウィンドウを画像内全体を網羅するように移動設定する。３×３ウィンドウの各移動位置におけるボクセル値処理は、図５を利用して説明したとおりである。
【００５６】
図６の「原画」において心筋部ボクセル（ボクセル値１以上のボクセル）と判定されていた突起部分８６を見ると、ノイズ除去処理が重ねられるにつれて、徐々に心腔部ボクセル（ボクセル値０）に置換され、「ノイズ除去４回目」において完全にボクセル値０に置換されている。このように、ノイズ除去処理を重ねることで、比較的大きなノイズボクセル、例えば、突起状に心筋部から飛び出したノイズの塊を除去することが可能になる。ただし、本来の心筋部ボクセルを侵食（ノイズボクセルと誤認識）する可能性も考えられる。したがって、ノイズ除去処理の回数は、本来のノイズボクセルを的確に除去し、しかも、本来の心筋部ボクセルをできる限り侵食しない回数（例えば３、４回）に設定される。
【００５７】
さらに、ノイズ判定部３６によるボクセル値処理の具体例を図７に示す。図７は心筋部および心腔部を含む二次元画像を示すものであり、図２に示す三次元空間内のｙｚ平面に相当する画像である。図７（Ａ）は、図４（Ｂ）の輪郭強調画像に対してノイズ除去処理を１回施した画像が示されており、図７（Ｂ）には図４（Ｂ）の輪郭強調画像に対してノイズ除去処理を７回施した画像が示されている。各画像内の数値は各ボクセルのボクセル値に対応している。
【００５８】
ノイズ判定部３６は、図４（Ｂ）の輪郭強調画像内の各ボクセルを注目ボクセルとして、上述の条件１および条件２に従ってノイズ判定を行い、その結果に基づいてボクセル値処理部（２）３８を制御する。つまり、注目ボクセルのボクセル値を、ノイズに対応しないボクセルとして維持するか、あるいは、ノイズに対応するボクセルとして０に置き換える処理を施す。なお、条件１および条件２を適用する際の３×３ウィンドウは、図４（Ｂ）の輪郭強調画像内を網羅するように移動設定される。３×３ウィンドウの各移動位置における注目ボクセルに対するボクセル値処理は、図５を利用して説明したとおりである。
【００５９】
ノイズ判定部３６による１回のノイズ除去処理の結果が図７（Ａ）の画像である。図７（Ａ）のボクセル集合８２ｂは、図４（Ｂ）のボクセル集合８２ａに対応している。また、図７（Ａ）の突出領域８４ｂは、図４（Ｂ）の突出領域８４ａに対応している。１回のノイズ除去処理の結果、ボクセル集合および突出領域ともに小さく削られていることがわかる。ただし、図７（Ａ）の境界８０ｂは、突出領域８４ｂ以外の部分において、図４（Ｂ）の境界８０ａと同じである。つまり、境界が維持されている。
【００６０】
そして、ノイズ判定部３６においてノイズ除去処理を７回繰り返して実施すると、図７（Ｂ）に示されるように、ボクセル集合および突出領域ともに削られて除去されていることがわかる。また、図７（Ｂ）の境界８０ｃは、突出領域以外の部分において、図４（Ｂ）の境界８０ａと同じである。つまり、ノイズ除去処理を７回繰り返しても、心筋部分が侵食されずに境界が維持されている。このように、輪郭強調処理およびノイズ除去処理により、心腔部と心筋部の境界が明確になり、且つ、心腔部内のノイズが除去される。
【００６１】
なお、三次元画像に対して輪郭強調処理およびノイズ除去処理を実行する場合は、三次元画像を構成する複数の二次元画像に対して次々に上記処理を実施する。例えば、図２に示す三次元空間内の各ｙｚ平面において輪郭強調処理およびノイズ除去処理を実行し、処理対象となるｙｚ平面をｘ軸方向に順次移動させていくことで、三次元画像全体に対して輪郭強調処理およびノイズ除去処理が実行される。
【００６２】
図１に戻り、ノイズ抽出ブロック３０において、繰り返しノイズ除去処理が施され、三次元データメモリ（３）４０に記録されたボクセル値は、ノイズ領域抽出ブロック５０により読み出される。ノイズ領域抽出ブロック５０は、三次元空間内において、ノイズボクセルの集合であるノイズ領域を抽出するブロックである。つまり、ノイズ抽出ブロック３０では除去しきれない、比較的大きなノイズボクセルの塊を抽出するためのブロックである。
【００６３】
ノイズ領域抽出ブロック５０は、ラベリング処理部５２、ノイズ領域判定部５４およびボクセル値処理部（３）５６で構成される。ラベリング処理部５２は、三次元データメモリ（３）４０から、三次元空間内の全ボクセルのボクセル値を読み込み、ボクセル値が０以外のボクセル、つまりノイズ抽出ブロック３０において心筋部ボクセルと判断されたボクセルを抽出する。さらに、ラベリング処理部５２は、ボクセル値が０以外のボクセルの孤立集合である孤立領域を抽出し、抽出した孤立領域に番号付けを行いノイズ領域判定部５４に出力する。そしてノイズ領域判定部５４は番号付けされた孤立領域の中からノイズ領域を抽出する。
【００６４】
ここで、ラベリング処理部５２およびノイズ領域判定部５４によるノイズ領域抽出処理の具体例を図８に示す。図８は、三次元データメモリ（３）４０内のボクセル値に基づいて形成される三次元空間９０を示しており、三次元空間９０内には、ボクセル値が０に対応する部位、および、ボクセル値が０以外に対応する部位が含まれている。ラベリング処理部５２は、ボクセル値が０以外のボクセルの孤立集合である孤立領域９２を抽出して各領域に番号付けを行う。孤立領域９２は互いに隣接する複数のボクセルの塊で形成される領域である。図８において、各孤立領域９２には１から４の領域番号が付されている。
【００６５】
ボクセル値が０以外に対応する部位には、本来の心筋部に対応するものの他、ノイズ抽出ブロック３０では除去しきれない比較的大きなノイズの塊に対応するものが存在する。図８において、領域１は心筋部に相当し、領域２、領域３および領域４はノイズの塊に相当する。一般的に、心筋部に対してノイズの塊は極端に小さい。そこで、ノイズ領域判定部５４は、領域１から領域４のそれぞれのボクセル数、つまり各領域の体積を計数して、体積値に対して設けられた閾値より小さい体積値の領域をノイズの塊（ノイズ領域）と判定する。閾値は、ノイズ領域の体積よりも大きく且つ心筋部の体積よりも小さい値に予め設定される。
【００６６】
このように、ノイズ領域判定部５４において、各孤立領域９２に対してノイズ領域か否かの判定が行われる。ノイズ領域判定部５４は、ディスプレイ６４に表示される各孤立領域９２の画像を見ながらユーザが指定する孤立領域９２をノイズ領域と判定してもよい。
【００６７】
図１に戻り、ノイズ領域判定部５４は、ノイズ領域か否かの判定結果に基づいてボクセル値処理部（３）５６を制御する。ボクセル値処理部（３）５６には、三次元データメモリ（３）４０内に記憶されているボクセル値が出力されている。ノイズ領域判定部５４は、ノイズ領域ではないと判定した領域内のボクセルについては、そのボクセル値として、三次元データメモリ（３）４０内に記憶されているボクセル値を維持して三次元データメモリ（４）６０に記録する。一方、ノイズ領域判定部５４は、ノイズ領域と判定した領域内のボクセルについては、そのボクセル値を０に置き換えて三次元データメモリ（４）６０に記憶する。
【００６８】
表示画像形成部６２は、三次元データメモリ（４）６０内のボクセル値に基づいて表示画像を形成し、形成した表示画像をディスプレイ６４に表示する。表示画像の形成には、特開平１０−３３５３８号公報に詳述される画像形成手法（ボリュームレンダリング法）を利用する。ボリュームレンダリング法の概要は次のとおりである。
【００６９】
三次元データメモリ（４）６０には、心筋部に対する輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理が施された各ボクセル値が、三次元空間内の座標に対応したアドレスが付されて記録されている。そこで、表示画像形成部６２は、この三次元空間に対して複数のレイ（例えば超音波ビームに一致）を設定し、設定した各レイごとにレイに沿って各ボクセルのボクセル値（エコーレベル）を順番に参照し、各ボクセル値ごとにレンダリング演算を逐次的に実行する。
【００７０】
レンダリング演算は数１（次式）のように実行される。数１において、あるレイに沿って参照されるｉ番目のボクセル値（エコーレベル値）をｅiとし、その際のオパシティ（不透明度）をαi（但し、０≦αi≦１．０）とし、ＣOUTiをｉ番目のボクセル値についての演算結果（出力光量に相当）とし、ＣINiをｉ番目のボクセル値についての入力値（（ｉ−１）番目の演算結果と同じで、入力光量に相当）とする。
【数１】
【００７１】
上述のように、各レイごとのレンダリング演算（数１参照）では、レイに沿って各ボクセルのボクセル値が順番に参照される。従って、レイ上にノイズボクセル等が存在するとレンダリング演算に悪影響を及ぼすことになり、レンダリング演算に基づいて得られる表示画像において、対象組織画像がぼやけてしまう等の問題が生じる。本実施の形態では輪郭強調ブロック１６、ノイズ抽出ブロック３０およびノイズ領域抽出ブロック５０がこの問題を解消している。
【００７２】
つまり、輪郭強調ブロック１６において、心筋部ボクセルと心腔部ボクセルとが適切に分別されたうえ心腔部ボクセルのボクセル値のみを０としており、また、ノイズ抽出ブロック３０およびノイズ領域抽出ブロック５０において、ノイズボクセルおよびノイズボクセル領域が適切に抽出されたうえこれらノイズ対応ボクセルのボクセル値のみを０に設定している。従って、レンダリング演算において心腔部ボクセルおよびノイズ対応ボクセルが演算対象から除外され、心筋部ボクセルのみが演算対象となる結果、レンダリング演算に基づいて得られる表示画像において、心筋部画像が鮮明に表示される。
【００７３】
図９は、図１の超音波診断装置を利用して得られた心筋部画像である。図９（Ａ）は、輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理を施さずに得られた処理前の表示画像であり、図９（Ｂ）は、輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理を施して得られた処理後の表示画像である。図９（Ａ）および図９（Ｂ）の各画像において白く示されている部分が心筋部である。また、各画像において上方に存在する空洞部分が左室であり下方に存在する空洞部分が左房である。図９（Ａ）および図９（Ｂ）を比較すると、図９（Ａ）では心筋部、特に左室内壁部分や左房内壁部分が不明瞭であるのに対し、図９（Ｂ）では左室内壁部分や左房内壁部分が明瞭に映し出されており、内壁の凹凸まで確認できる。このように、輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理により表示画像が極めて明瞭になる。
【００７４】
上記実施の形態では、輪郭強調ブロック１６において輪郭強調処理を施した後、ノイズ抽出ブロック３０においてノイズ除去処理が実行され、その後、ノイズ領域抽出ブロック５０においてノイズ領域除去処理が実行されている。本発明において、これらの処理は上記実施の形態に示した順番に限定されるものではない。つまり、輪郭強調処理、ノイズ除去処理およびノイズ領域除去処理の順番は適宜変更可能である。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る超音波診断装置により、ノイズボクセル等を適切に処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】 超音波が送受波される三次元空間を示す図である。
【図３】 心筋判定部によるボクセル値処理の具体例を示す図である。
【図４】 心筋判定部による二次元画像に対するボクセル値処理の具体例を示す図である。
【図５】 ノイズ判定部によるボクセル値処理の具体例を示す図である。
【図６】 ノイズ判定部による繰り返し処理の具体例を示す図である。
【図７】 ノイズ判定部による二次元画像に対するボクセル値処理の具体例を示す図である。
【図８】 ノイズ領域抽出処理の具体例を示す図である。
【図９】 本実施の形態により得られる心筋部画像を示す図である。
【符号の説明】
１６ 輪郭強調ブロック、２２ 心筋判定部、３０ ノイズ抽出ブロック、３６ ノイズ判定部、５０ ノイズ領域抽出ブロック、５２ ラベリング処理部、５４ ノイズ領域判定部、６２ 表示画像形成部、７４ ３×３ウィンドウ。
Claims (16)
- 対象組織及びそれに隣接する隣接組織を含む三次元空間に超音波を送受波して、前記三次元空間を構成する各ボクセルごとにボクセル値を取得する送受波手段と、
前記各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、当該注目ボクセルが対象組織内のボクセルか隣接組織内のボクセルかを判定することによって、前記各ボクセルに対して組織輪郭強調処理を施す輪郭強調手段と、
を有し、
前記輪郭強調手段は、
前記三次元空間内の各ボクセルに対応するボクセル値集合から、当該ウィンドウ内の複数のボクセルに対応する複数のボクセル値を抽出する第一抽出部と、
前記第一抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数に従って、当該ウィンドウ内の注目ボクセルが対象組織内のボクセルか隣接組織内のボクセルかを判定する組織判定部と、
前記組織判定部において、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を対象組織に対応するボクセル値に設定し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を隣接組織に対応するボクセル値に設定するボクセル値第一設定部と、
を含み、
前記組織判定部は、前記第一抽出部によって抽出された前記ウィンドウ内の注目ボクセルのボクセル値が閾値未満であって、且つ、当該ウィンドウ内の複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数が、当該ウィンドウ内のボクセル総数の半数を基準に設定される閾個数以下の場合に、当該注目ボクセルが隣接組織内のボクセルであると判定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１に記載の超音波診断装置であって、
前記ウィンドウは、前記超音波の送受波方向に対して実質的に直交する平面内に設定されることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項２に記載の超音波診断装置であって、
前記ウィンドウは、前記注目ボクセルとそれに隣接する周囲８個のボクセルとからなる矩形状ウィンドウであることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１に記載の超音波診断装置であって、
前記ウィンドウは、前記注目ボクセルとそれに隣接する周囲２６個のボクセルとからなる直方体形状ウィンドウであることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１に記載の超音波診断装置であって、
前記ボクセル値第一設定部は、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定することを特徴とする超音波診断装置。 - 対象組織及びそれに隣接する隣接組織を含む三次元空間に超音波を送受波して、前記三次元空間を構成する各ボクセルごとにボクセル値を取得する送受波手段と、
前記各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、当該注目ボクセルが対象組織内のボクセルか隣接組織内のボクセルかを判定することによって、前記各ボクセルに対して組織輪郭強調処理を施す輪郭強調手段と、
前記各ボクセルを注目ボクセルとして、注目ボクセルを中心としたウィンドウ内の複数のボクセルのボクセル値に基づいて、当該注目ボクセルがノイズに対応するか否かを判定することによって、前記各ボクセルに対してノイズ除去処理を施すノイズ除去手段と、
を有し、
前記輪郭強調手段は、
前記三次元空間内の各ボクセルに対応するボクセル値集合から、当該ウィンドウ内の複数のボクセルに対応する複数のボクセル値を抽出する第一抽出部と、
前記第一抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数に従って、当該ウィンドウ内の注目ボクセルが対象組織内のボクセルか隣接組織内のボクセルかを判定する組織判定部と、
前記組織判定部において、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を対象組織に対応するボクセル値に設定し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を隣接組織に対応するボクセル値に設定するボクセル値第一設定部と、
を含み、
前記ノイズ除去手段は、
前記三次元空間内の各ボクセルに対応するボクセル値集合から、当該ウィンドウ内の複数のボクセルに対応する複数のボクセル値を抽出する第二抽出部と、
前記第二抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数に従って、当該ウィンドウ内の注目ボクセルがノイズに対応するか否かを判定するノイズ判定部と、
前記ノイズ判定部においてノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を所定値に設定するボクセル値第二設定部と、
を含む、
ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項６に記載の超音波診断装置であって、
前記ノイズ判定部は、前記第二抽出部によって抽出された複数のボクセル値の中の閾値以上のボクセル値の個数が、当該ウィンドウ内のボクセル総数の半数を基準に設定される閾個数以下の場合に、当該ウィンドウ内の注目ボクセルがノイズに対応するものと判定することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項６に記載の超音波診断装置であって、
前記ボクセル値第二設定部は、ノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項８に記載の超音波診断装置であって、
前記ノイズ除去手段は、前記ノイズ除去処理が施された各ボクセルを新たな注目ボクセルとして再び前記ノイズ除去処理を施すことで、前記ノイズ除去処理を所定回数繰り返して実行することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項６に記載の超音波診断装置であって、
前記ノイズ除去手段は、前記輪郭強調手段において組織輪郭強調処理が施された各ボクセルを注目ボクセルとすることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１０に記載の超音波診断装置であって、
前記ボクセル値第一設定部は、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、
前記ボクセル値第二設定部は、ノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、
前記組織輪郭強調処理および前記ノイズ除去処理が施された複数のボクセルからなる三次元空間内において、視点方向となるボクセル列に沿って各ボクセルごとにオパシティを利用したボリュームレンダリング演算を施して表示画像を形成する表示画像形成手段をさらに有することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項６に記載の超音波診断装置であって、
前記各ボクセルに対してノイズ領域除去処理を施すノイズ領域除去手段をさらに有し、
前記ノイズ領域除去手段は、
前記三次元空間内のボクセル集合から、閾値以上のボクセル値を有する複数の被処理ボクセルを選別し、その被処理ボクセルの塊からなる孤立ボクセル領域を抽出するボクセル領域抽出部と、
前記孤立ボクセル領域内のボクセル数に基づいて、当該孤立ボクセル領域がノイズに対応するか否かを判定するノイズ領域判定部と、
前記ノイズ領域判定部においてノイズに対応すると判定された当該孤立ボクセル領域内の各ボクセルのボクセル値を所定値に設定するボクセル値第三設定部と、
を含む超音波診断装置。 - 請求項１２に記載の超音波診断装置であって、
前記ノイズ領域判定部は、前記孤立ボクセル領域内のボクセル総数が所定個数以下の場合に、当該孤立ボクセル領域がノイズに対応するものと判定することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１２に記載の超音波診断装置であって、
前記ノイズ領域判定部は、ユーザ指示に基づいて、当該孤立ボクセル領域がノイズに対応するか否かを判定することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１２に記載の超音波診断装置であって、
前記ノイズ除去手段は、前記輪郭強調手段において組織輪郭強調処理が施された各ボクセルを注目ボクセルとし、
前記ノイズ領域除去手段は、前記ノイズ除去手段においてノイズ除去処理が施された各ボクセルに対してノイズ領域除去処理を施すことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１５に記載の超音波診断装置であって、
前記ボクセル値第一設定部は、対象組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、隣接組織内のボクセルと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、
前記ボクセル値第二設定部は、ノイズに対応すると判定された当該注目ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該注目ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、
前記ボクセル値第三設定部は、ノイズに対応すると判定された当該孤立ボクセル領域内の各ボクセルのボクセル値を実質的０に設定し、ノイズに対応しないと判定された当該孤立ボクセル領域内の各ボクセルのボクセル値を現状値に維持し、
前記組織輪郭強調処理、前記ノイズ除去処理および前記ノイズ領域除去処理が施された複数のボクセルからなる三次元空間内において、視点方向となるボクセル列に沿って各ボクセルごとにオパシティを利用したボリュームレンダリング演算を施して表示画像を形成する表示画像形成手段をさらに有することを特徴とする超音波診断装置。
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