JP4068234B2 - 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、主に超音波造影剤を被検体に投与して、血管部の血流動態、パフュージョンの検出による臓器実質レベルの血行動態の観測、およびそれらの定量評価を行う目的で施される種々の画像処理機能を有する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波の医学的な応用としては種々の装置があるが、その主流は超音波パルス反射法を用いて生体の軟部組織の断層像を得る超音波診断装置である。この超音波診断装置は無侵襲検査法で、組織の断層像を表示するものであり、Ｘ線診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ）、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）および核医学診断装置（ガンマカメラ、ＳＰＥＣＴ等）等の他の診断装置に比べて、リアルタイム表示が可能、装置が小型で安価、Ｘ線などの被曝がなく安全性が高い、および超音波ドプラ法により血流イメージングが可能であるなどの特徴を有している。
【０００３】
このため心臓、腹部、乳腺、泌尿器、および産婦人科などで広く超音波診断が行われている。特に、超音波プローブを体表から当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査が行えるほか、ベッドサイドへ移動していっての検査も容易に行えるなど簡便である。
【０００４】
また、超音波ドプラ法による振動子へ向かうあるいは遠ざかる血流の速度分布や、パワードプラ法による血流エコー信号のパワ値の分布を表示することが可能となっている。特にパワードプラ法は、より高感度に血管系のパフュージョンの検出が可能で、腎臓のより末梢レベルの血流異常や肝癌などの診断に用いられつつある。
【０００５】
このような超音波診断の分野でも、Ｘ線ＣＴやＭＲＩと同様に、３次元画像に対するニーズが高まっている。３次元画像は、２次元の断層像から得られる平面的な情報に加えて、その奥行き方向の情報も加味されるので、組織の形状、血管の走行の様子等をより明確に知ることができるものと期待されている。
【０００６】
３次元情報の取得には、プローブに取り付けられた位置センサによって位置情報とその時の画像情報とを同時に取り込み、その後、位置情報に基づいて３次元画像を再構築するものである。現在まで多くの手法が提案されてきたが、近年のＣＰＵの高速化に伴って非常に短時間で、３次元画像の再構築と表示が行えるようになってきた。
【０００７】
しかしながら、如何にＣＰＵが高速になったとはいえ、２次元表示と同様に、３次元スキャンにより取り込んだ３次元のエコーデータから３次元画像をリアルタイム又はそれに近い時間で再構築し、表示することができるようになるには、まだまた至っていないのが現状である。従って、実際には、３次元データを取り込みそしてスキャンを停止した後に、３次元画像を再構築し、それから表示して見るといった形式を取らざるを得ない。このため通常の診断では、やはり旧来からの２次元の断層像をリアルタイムで観察することがほとんどである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、リアルタイム性を重視して２次元画像を表示しながらも、走査断面の３次元的な位置情報を様々な形で有効に活用することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、超音波診断装置において、被検体内部の断面を超音波ビームで走査することによりエコー信号を収集する手段と、前記エコー信号に基づいて２次元画像データを生成する手段と、前記生成した２次元画像データを順次取得して２次元画像を表示する手段と、前記表示されている２次元画像上にマーカを指定することにより、複数の関心点を指定する手段と、前記複数の関心点の位置情報を記憶する手段と、前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、前記記憶された関心点の関心領域の位置情報と前記検出された断面の位置情報とに基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と前記複数の関心点との位置関係に応じて、前記走査する断面の２次元画像にマーカを合成する手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
（２）の発明は、（１）の装置において、前記変更された断面が、前記関心点を拡大した領域に交差しているとき、前記変更された断面の２次元画像にマーカを合成する手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
（３）の発明は、（１）の装置において、前記超音波ビームで走査する断面の位置が変更され、その変更された断面に前記関心点が接近しているとき、前記変更された断面に前記関心点が接近していることを表す情報を表示する手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
（４）の発明は、超音波診断装置において、被検体内部の断面を超音波ビームで走査することによりエコー信号を収集する手段と、前記エコー信号に基づいて２次元画像を生成する手段と、３次元のボリュームデータを保持する手段と、前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、前記検出された断面の位置情報に基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と同じ断面の２次元画像を前記ボリュームデータから生成する手段と、前記エコー信号から生成した２次元画像と、前記ボリュームデータから生成した２次元画像とを同時表示する手段とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
（５）の発明は、超音波診断装置において、被検体内部の断面を超音波ビームで走査することによりエコー信号を収集する手段と、前記エコー信号に基づいて２次元画像を生成する手段と、３次元のボリュームデータを保持する手段と、前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、前記検出された断面の位置情報に基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と同じ断面内の部分画像を前記ボリュームデータから生成する手段と、前記エコー信号から生成した２次元画像に、前記ボリュームデータから生成した部分画像を合成表示する手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。本発明はあらゆる関心部位について適用可能であるが、以下では肝臓、膵臓などの腫瘍もしくは血管を観察して異常部位を同定するケースを想定して説明する。
（第１実施形態）
図１に第１実施形態に係る超音波診断装置の構成を示している。本装置は、被検体との間で超音波信号の送受信を担う超音波プローブ１と、この超音波プローブ１を駆動し、且つ超音波プローブ１を介して収集したエコー信号を処理する装置本体２０と、この装置本体２０に接続され、且つオペレータからの各種指示情報を装置本体２０に入力するための操作パネル２１とから構成される。操作パネル２１には、トラックボール２２やキーボード２３といった様々な入力機器が接続あるいは設置されている。この操作パネル２１を介して、走査条件の設定、関心領域（region of interest）の設定、その他、本発明に関わる様々な設定条件が入力されるようになっている。
【００１５】
超音波プローブ１の先端部分には、複数の微小な圧電セラミックス等の振動子が配列されている。この超音波プローブ１の形態としては、セクタ対応、リニア対応、コンベックス対応等いずれであってもよい。ここでは、セクタ対応型の超音波プローブ１として説明する。
【００１６】
装置本体２０には、超音波送信部２、超音波受信部３、レシーバ部４、Ｂモードディジタルスキャンコンバータ５、メモリ合成部６、表示部７、イメージメモリユニット８、ドプラユニット９といった一般的な構成要素の他に、本発明に関わる位置検出器２４、座標メモリユニット２５、マーカ用ディジタルスキャンコンバータ２６が具備されている。
【００１７】
超音波送信部２は、パルス発生器２Ａ、送信遅延回路２Ｂおよびパルサ２Ｃからなり、各チャンネルの遅延時間をコントロールして、超音波をビーム状に成形し、これをパルス波として被検体に送信すると共に、超音波ビームの向きを変えて被検体内の断面を走査するために設けられている。この超音波送信部２の駆動により超音波プローブ１から送信された超音波ビームは、被検体内の音響インピーダンスの不連続面で反射し、超音波プローブ１に返ってくる。
【００１８】
超音波プローブ１の各振動子で変換された微小な電気信号（エコー信号）は、チャンネル毎に超音波受信部３に取り込まれ、ここで、まずプリアンプ３Ａで増幅され、次に受信遅延回路３Ｂにより送信時と同じ遅延時間を与えられ、最後に加算器３Ｃで加算される。この加算により特定方向からの反射成分が強調された受信信号が生成される。
【００１９】
この受信信号は、レシーバ部４に取り込まれ、ここで、対数増幅され、包路線検波され、そしてアナログディジタルコンバータでディジタル信号として出力される。レシーバ部４からの出力は、Ｂモード用ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）５により、超音波スキャンのラスタ信号列から、ビデオフォーマットのラスタ信号列に変換される。これにより断層像データ、いわゆるＢモード画像データが生成される。この断層像データは、メモリ合成部６を介して表示部７に送られ、濃淡表示される。
【００２０】
また、超音波受信部３で生成された受信信号は、ドプラユニット９にも取り込まれ、ここで、まず直交位相検波され、次にディジタル信号に変換される。そしてＭＴＩフィルタでドプラ検査対象外の例えば心臓壁等の遅い移動体での反射により周波数偏移を受けた低周波成分（クラッタ成分）が除去され、ドプラ検査対象の血球等の速い移動体での反射により周波数偏移を受けた高周波成分（血流成分）だけが通過される。さらに、この血流成分は自己相関器により周波数解析され、これにより各周波数の強さが求められる。この各周波数の強さに基づいて、平均速度と、その分散と、パワーとが演算される。これにより２次元的な血流の様子を表す血流画像データが生成される。この血流画像データは、メモリ合成部６において、断層像データと合成されて表示部７にカラーで表示される。
【００２１】
イメージメモリ８は、Ｂモードディジタルスキャンコンバータ５における変換前の超音波スキャンのラスタ信号列データと変換後のビデオフォーマットのラスタ信号列データのいずれか一方または両方を記憶保持するために設けられており、これらのデータは例えば診断の後に操作者が任意に呼び出して表示再生することができるようになっている。
【００２２】
次に、本実施形態の主要部分である位置検出器２４、座標メモリユニット２５、マーカ用ディジタルスキャンコンバータ２６について、３次元スキャンの仕組みと共に説明する。
（３次元スキャン）
図２はこの３次元スキャンの一例を示す図である。３次元スキャンは、走査面を被検体Ｐの３次元領域で移動して、その３次元領域内の各点から受信信号を収集するスキャンである。ここでは３次元スキャンは、プローブ１の先端を被検体の体表面に当て、この位置（以下、基準位置Ｐ０と称する）を固定したままで、プローブ１をＸ軸（被検体Ｐの体軸に水平方向に直交する直交軸）を中心とした回転αと、プローブ１のＹ軸（被検体Ｐの体軸に垂直方向に直交する直交軸）を中心とした回転βと、プローブ１のＺ軸（被検体Ｐの体軸に平行な軸）を中心とした回転γとを適当に組み合わせて動かすことによって行われる。
（断面位置検出）
位置検出回路２４は、３次元スキャンの中でプローブ１の基準位置Ｐ０（x0,y0,z0）、角度θα（Ｘ軸を中心とした回転角度）、角度θβ（Ｙ軸を中心とした回転角度）、角度θγ（Ｚ軸を中心とした回転角度）を常時又は定期的に検出する。これらの検出信号（以下、位置情報とよぶ）は、超音波ビームで走査する断面の位置を表している。
（関心点の３次元位置情報の取得及び記憶）
図３（ａ）に示すように、操作者は、装置パネル２１等を操作して画面上でポインタを動かして、表示部７に表示されている断層像上の腫瘍等の関心点を指定すると、座標メモリユニット２５からマーカデータが出力される。このマーカデータは、マーカ用ディジタルスキャンコンバータ２６を介してメモリ合成部６で断層像データに合成される。これにより、断層像の関心点にマーカＰ１が重畳される。なお、このマーカの形状は、×印に限らず、円、多角形、矢印など任意のものでよいし、またマーカは、１つに限らず、複数（Ｐ２，Ｐ３，... ）指定することができる。
【００２３】
座標メモリユニット２５では、画面内のマーカの位置を求め、この位置と、位置検出回路２４で検出された断面位置とから、図３（ｂ）に示す関心点の３次元座標（位置情報）を計算し、これを記憶する。
（マーカ再表示）
ある断面の断層像上に関心点が指定され、その関心点の位置情報が記憶されたた後、腫瘍等を別な方向から観察する等の目的で、走査断面が変更されることがある。この変更された走査断面の位置情報が位置検出回路２４で検出され、座標メモリユニット２５に供給される。座標メモリユニット２５では、記憶した関心点の位置情報と、変更された走査断面の位置情報とに基づいて、変更された走査断面内に関心点が含まれるか否かを判定し、変更された走査断面内に関心点が含まれないとき、マーカデータを出力しない。これにより、変更した走査断面の断層像には、マーカは表示されない。一方、変更された走査断面内に関心点が含まれるとき、座標メモリユニット２５は、マーカデータを出力する。これにより、変更した走査断面の断層像には、マーカが重畳され表示される。
【００２４】
従って、走査断面の異なる断層像間の３次元的な位置関係をマーカを媒介してある程度把握することができる。これにより、
腫瘍を別な断面より再度観察する場合、容易に見つけることができる、
血管の狭窄部位を別な断面より再度観察する場合、血管走行の位置関係を観察しやすくなる、
臓器中の病変の数を数える場合、重複を避けて正確に数えることができる、操作者にとっては３次元画像は現れず、従来の２Ｄの断層像で診断を行うわけであるから、従来通りの診断の中で比較的簡単に使用できる
といった効果を奏することができる。
（マーカの別な例）
マーカとしては、図４（ａ）のように、血管断面あるいは腫瘍輪郭といった、関心領域のトレースライン（ＴＬ）であってもよい。このようなマークを断層像に重畳表示させる例としては、トレースラインＴＬは、Ｎ個の点（Ｐ１１、Ｐ１２、... Ｐ１Ｎ）とみなし、上記Ｐ１の場合と同様に、変更した走査断面がトレースラインＴＬと交差するか否かを判別し（図４（ｂ））、交差する場合には、交差点を表すマーカＣＰ１，ＣＰ２を断層像に重畳表示させる（図４（ｃ））。
【００２５】
また、トレースラインＴＬを、変更した走査断面に投影し、この投影したトレースラインＰＴＬを断層像に重畳表示させる。
（関心点の領域拡大）
上述したように変更された走査断面内に関心点が含まれるか否かを厳密に判断する場合、変更した走査断面から関心点が微小に外れた場合であっても、マーカは表示されないことになってしまい、非常に扱いづらい。よって、関心点を、 （Ｐ１）＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）
という点で扱うのではなくて、
Ａｒｅａ（Ｐ１）＝（ｘ１±σ，ｙ１±σ，ｚ１±σ）
という領域に拡大して、この拡大した領域が、変更された走査断面と交差しているか否かを緩やかに判断することができる。なお、拡大パラメータσは、操作者によって任意に指定が可能である。
（近傍表示）
上述の関心点の拡大を発展させた例として、走査断面が関心点に接近していることを表すことができる。例えば、操作者によって指定された関心点Ｐ１に対して、その位置を中心とした２種類の領域を、
Ａｒｅａ１（Ｐ１）＝（ｘ１±σ１，ｙ１±σ１，ｚ１±σ１）
と、
Ａｒｅａ２（Ｐ１）＝（ｘ１±σ２，ｙ１±σ２，ｚ１±σ２）
と設定する。なお、σ＜σ１＜σ２である。
【００２６】
そして、領域Ａｒｅａ２（Ｐ１）が、変更された走査断面と交差しているときと、領域Ａｒｅａ１（Ｐ１）が、変更された走査断面と交差しているときと、関心点Ｐ１が、変更された走査断面に含まれるときとで、マーカの表示態様を形状や色などで変えることにより、走査断面がマークに接近してること、また、徐々に接近又は遠ざかっている様子を認識することができる。具体的には、走査断面が領域Ａｒｅａ２（Ｐ１）と交差する場合、比較的小さなマーカを表示し、そして走査断面が領域Ａｒｅａ１（Ｐ１）と交差する場合、比較的大きなマーカを表示する。これによって、以前に付記した関心点を別な走査断面から探すことが比較的容易となる。なお、本手法はカラードプラ法についても同様に実現可能である。
（位置検出回路２４の変形例）
位置検出回路２４は、プローブ１との相対位置を検出するもので、被検体Ｐの絶対位置が動いてしまうと、位置整合誤差が生じて、リアルタイム画像とマーカとがずれしまう可能性がある。そこで、図５に示すように、被検体Ｐの少なくとも３カ所に位置センサ６０を取り付けることで、位置検出回路２４は被検体Ｐとプローブ１の両者の位置を同時に検出し、常に被検体−プローブの位置関係を補正することが可能である。
（第２実施形態）
図６に、第２実施形態に係る超音波診断装置の構成を示している。図６において、図１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、外部入力装置３１、ボリュームメモリユニット３２、内部データディジタルスキャンコンバータ３３が設けられている。ボリュームメモリユニット３２には、外部入力装置３１を介して入力される心臓や腹部等の超音波によるボリュームデータが記憶されている。このボリュームデータは、超音波診断装置で得られたものでかぎらず、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴスキャン）や時期共鳴映像装置（ＭＲＩ）等の他のモダリティで得られたデータであってもよい。
【００２７】
ボリュームメモリユニット３２は、位置検出装置２４で検出された走査断面の位置情報に従って、その断面内のデータをボリュームデータから選択的に読み出し、内部データディジタルスキャンコンバータ３３ではこの読み出されたデータから、位置検出装置２４で検出された走査断面、つまりリアルタイムで走査している断面と同じ断面の断層像データを再構成する。
【００２８】
このとき、位置情報は位置検出装置２４でリアルタイムに検出されるため、プローブ１の動きによる走査断面の移動に合わせて、ボリュームデータを基に再構成される断層像も変化する。
【００２９】
内部データディジタルスキャンコンバータ３３で再構成された断層像データは、メモリ合成部６で、リアルタイムの断層像データと１画面に並列に合成され、表示部７に表示される。
（位置整合）
上述したように記憶しているボリュームデータから、リアルタイムで走査している断面と同じ断面の断層像データを再構成することから、位置整合を図ることが必要とされる。この手順を図７に示している。まず、図８（ａ）に示すように、リアルタイムの断層像１０１と、ボリュームデータから適当な断面で再構成した断層像１０２とを同時表示する。次に、操作者は、プローブ１を固定したままで、図８（ｂ）に示すように、再構成した断層像がリアルタイムの断層像と略同じ断面に関する画像になるように、両画像を見比べて、ボリュームデータから再構成する断面の位置を、キーボード２３あるいはトラックボール２２等を使って、ＸＹＺ各軸に関して回転し、また平行移動する。これにより位置整合（位置調整）が完了して、プローブ１の動きによる走査断面の移動に合わせて、ボリュームデータを基に再構成される断層像も変化する。
（第２実施形態の用途）
装置本体２０のボリュームメモリユニット３２に記憶させるボリュームデータを変えることにより、様々な用途に適用することができる。ボリュームデータとして例えば同じ患者の過去のデータを保持しておけば、同じ断面の治療前の断層像と治療後の断層像とを比較検討して、病変の推移を把握し易くなる。またボリュームデータとして例えば健常者のデータを保持しておけば、同じ断面の当該患者の断層像と健常者の断層像とを比較検討して、病変発見が容易になる。
（第２実施形態の変形例）
本実施形態は、図９に示すように変形可能である。すなわち、上記ボリュームメモリユニット３２に、現在検査中の患者の直前に走査生成されたデータを記憶させておくものである。断層像データは、Ｂモードディジタルスキャンコンバータ５よりボリュームメモリユニット３２に送られ、位置検出装置２４からの位置情報と共に記憶される。
【００３０】
このようにボリュームデータとして例えば同じ患者の直前に収集したデータを保持しておけば、同じ断面の走査を容易に再現することができる。つまり、診断中に小さな病変を見つけて画像に記憶した際、もう一度確認しようと走査を試みても、正確な走査断面が不確かとなってしまう場合がある。このような場合も直前に記憶した画像と連動させて操作を行うことで、再び所望の病変を見つけることができるようになる。
（第２実施形態の他の変形例）
この変形例でボリュームメモリユニット３２に記録されているのは、原発性肝癌、転移性肝癌、胆石、血管腫といった占拠性疾患部のデータ、あるいは胎児などのデータである。これらのデータは、実際の症例から発病臓器のボリュームデータを記録し、その部位を部分的に抽出したものであってもよいし、高精度な３次元コンピュータグラフィックなどを用いて作成されたものでもよい。
【００３１】
このボリュームデータから、位置検出装置２４で検出されたリアルタイムの走査断面の位置情報を基に、当該走査断面と同じ断面に関する発病臓器だけの部分的な断層像データが再構成される。この再構成した部分的な断層像データは、リアルタイムで得られる断層像の中の該当する一部分にメモリ合成部６において嵌め込まれる。この嵌め込み処理は、リアルタイムで得られる断層像データを、再構成された部分的な断層像データに置き換えることにより行われる。なお、単に置き換えるだけではなく、境界の数ピクセルは重畳あるいはスムージング処理を施すなどして、あたかもリアルタイムで検査中の被検体の臓器中に挿入されているように合成することが重要である。
【００３２】
また、再構成する部分的な断層像データの画質条件は、診断装置のパネル操作と連動させて、リアルタイムの断層像との違和感をなくすことも重要である。通常、診断画像のゲイン、ダイナミックレンジなどは操作者が操作パネルを使って変更し、Ｂモードディジタルスキャンコンバータ５で設定される。この情報は、同時に内部データディジタルスキャンコンバータ３３にも伝わり、両者の画質が連動して変化することを可能とする。
【００３３】
ボリュームデータとリアルタイム断層像との位置整合は、上述した通りである。しかし、この変形例の主な目的は、健常被検体を観察しながらあたかも病変が存在するごとくスクリーニングを行うトレーニングに用いることである。したがって、操作者の位置補正は、肝臓の大まかな座標を設定するのみで、その後、再構成画像の為のボリュームデータの位置情報は、肝臓から外れない範囲でランダムに設定されることも可能とする。また、ボリュームメモリユニット３２はそこに記憶されている大きさや病名の異なる複数の種類のデータから、ランダムに選択される機能も持っている。
【００３４】
これによって病変を探し、診断を行うトレーニングを、健常者を被検体にして行うことが可能となる。つまり、ボリュームデータとして例えば発病した別な患者のデータを保持しておけば、健常者を対象として、超音波検査の教育シミュレーションとして活用できるといった効果を奏することができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々変形して実施可能である。
【００３５】
【発明の効果】
（１）の発明によれば、ある走査断面の画像上に関心点を表すマーカを指定した後、走査断面を変更する場合、この変更した走査断面に当該関心点が含まれるときには、変更した走査断面の画像上に同じ又は別の形態でマーカが表示され、一方、変更した走査断面に当該関心点が含まれないときには、変更した走査断面の画像上にはマーカは表示されない。従って、走査断面の異なる画像間の３次元的な位置関係をマーカを介してある程度把握することができる。
【００３６】
また、（２）の発明によれば、（１）の発明による効果に加えて、変更した走査断面が関心点と微小だけ外れているときにも、マーカが表示されるので、非常に使い勝手がよくなる。
【００３７】
また、（３）の発明によれば、（１）の発明による効果に加えて、変更した走査断面が関心点に接近していることを把握することができる。
また、（４）の発明によれば、リアルタイムで表示している２次元画像に対して、当該走査前に保持済みのボリュームデータから同じ断面の２次元画像を生成して同時表示することができる。従って、ボリュームデータとして例えば同じ患者の過去のデータを保持しておけば、病変の推移を把握し易くなるし、またボリュームデータとして例えば健常患者のデータを保持しておけば、病変発見が容易になるし、ボリュームデータとして例えば同じ患者の直前に収集したデータを保持しておけば、同じ断面の走査を容易に再現することができるといった使い方に応じた様々な効果を奏することができる。
【００３８】
また、（５）の発明によれば、リアルタイムで表示している２次元画像に対して、当該走査前に保持済みのボリュームデータから同じ位置の切り出した部分画像を合成して表示することができる。従って、ボリュームデータとして例えば発病した別な患者のデータを保持しておけば、健常者を対象として、超音波検査の教育シミュレーションとして活用できるといった効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１のプローブ１を動かして行う一般的な３次元スキャンを示す模式図。
【図３】（ａ）は図１のトラックボール２２等を介してリアルタイム画像上の任意位置に指定されたポイントマーカＰ１を示す図、（ｂ）は図１の位置検出装置２４で検出されたポイントマーカＰ１の位置を示す図。
【図４】（ａ）は図１のトラックボール２２等を介してリアルタイム画像上に自由に描かれたトレースラインマーカＴ１を示す図、（ｂ）は（ａ）のトレースラインＴ１とそれを描いたときとは異なる走査断面とのクロスポイントＣＰ１，ＣＰ２を示す図、（ｃ）は（ｂ）の走査断面に対応する画像上に表示されたクロスポイントマーカＣＰ１，ＣＰ２と当該走査断面に投影されたトレースラインマーカＰＴ１とを示す図。
【図５】図１の位置検出回路２４の他の構成例を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図７】図６のボリュームメモリユニットのボリュームデータの座標系と位置検出装置２４の座標系とを整合させる手順を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態に関わる位置整合処理の補足図であり、（ａ）は整合前のリアルタイム画像とボリュームデータから切り出された画像との並列表示例を示す図、（ｂ）は整合前のリアルタイム画像とボリュームデータから切り出された画像との並列表示例を示す図。
【図９】本発明の第２実施形態の変形例に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図１０】第２実施形態の他の変形例に関わる部分的合成処理の補足図であり、（ａ）は合成前のリアルタイム画像の表示例を示す図、（ｂ）はボリュームデータから切り出された関心部位の部分画像の一例を示す図、（ｃ）はリアルタイム画像にボリュームデータから切り出された関心部位の部分画像を嵌め込み合成表示例を示す図。
【符号の説明】
１…超音波プローブ、
２…超音波送信部、
２Ａ…パルス発生器、
２Ｂ…送信遅延回路、
２Ｃ…パルサ、
３…超音波受信部、
３Ａ…プリアンプ、
３Ｂ…受信遅延回路、
３Ｃ…加算器、
４…レシーバ部、
５…Ｂモードディジタルスキャンコンバータ、
６…メモリ合成部、
７…表示部、
８…イメージメモリユニット、
９…ドプラユニット、
２０…装置本体、
２１…操作パネル、
２２…トラックボール、
２３…キーボード、
２４…位置検出装置、
２５…座標メモリユニット、
２６…マーカ用ディジタルスキャンコンバータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に超音波造影剤を被検体に投与して、血管部の血流動態、パフュージョンの検出による臓器実質レベルの血行動態の観測、およびそれらの定量評価を行う目的で施される種々の画像処理機能を有する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波の医学的な応用としては種々の装置があるが、その主流は超音波パルス反射法を用いて生体の軟部組織の断層像を得る超音波診断装置である。この超音波診断装置は無侵襲検査法で、組織の断層像を表示するものであり、Ｘ線診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ）、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）および核医学診断装置（ガンマカメラ、ＳＰＥＣＴ等）等の他の診断装置に比べて、リアルタイム表示が可能、装置が小型で安価、Ｘ線などの被曝がなく安全性が高い、および超音波ドプラ法により血流イメージングが可能であるなどの特徴を有している。
【０００３】
このため心臓、腹部、乳腺、泌尿器、および産婦人科などで広く超音波診断が行われている。特に、超音波プローブを体表から当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査が行えるほか、ベッドサイドへ移動していっての検査も容易に行えるなど簡便である。
【０００４】
また、超音波ドプラ法による振動子へ向かうあるいは遠ざかる血流の速度分布や、パワードプラ法による血流エコー信号のパワ値の分布を表示することが可能となっている。特にパワードプラ法は、より高感度に血管系のパフュージョンの検出が可能で、腎臓のより末梢レベルの血流異常や肝癌などの診断に用いられつつある。
【０００５】
このような超音波診断の分野でも、Ｘ線ＣＴやＭＲＩと同様に、３次元画像に対するニーズが高まっている。３次元画像は、２次元の断層像から得られる平面的な情報に加えて、その奥行き方向の情報も加味されるので、組織の形状、血管の走行の様子等をより明確に知ることができるものと期待されている。
【０００６】
３次元情報の取得には、プローブに取り付けられた位置センサによって位置情報とその時の画像情報とを同時に取り込み、その後、位置情報に基づいて３次元画像を再構築するものである。現在まで多くの手法が提案されてきたが、近年のＣＰＵの高速化に伴って非常に短時間で、３次元画像の再構築と表示が行えるようになってきた。
【０００７】
しかしながら、如何にＣＰＵが高速になったとはいえ、２次元表示と同様に、３次元スキャンにより取り込んだ３次元のエコーデータから３次元画像をリアルタイム又はそれに近い時間で再構築し、表示することができるようになるには、まだまた至っていないのが現状である。従って、実際には、３次元データを取り込みそしてスキャンを停止した後に、３次元画像を再構築し、それから表示して見るといった形式を取らざるを得ない。このため通常の診断では、やはり旧来からの２次元の断層像をリアルタイムで観察することがほとんどである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、リアルタイム性を重視して２次元画像を表示しながらも、走査断面の３次元的な位置情報を様々な形で有効に活用することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、超音波診断装置において、被検体内部の断面を超音波ビームで走査することによりエコー信号を収集する手段と、前記エコー信号に基づいて２次元画像データを生成する手段と、前記生成した２次元画像データを順次取得して２次元画像を表示する手段と、前記表示されている２次元画像上にマーカを指定することにより、複数の関心点を指定する手段と、前記複数の関心点の位置情報を記憶する手段と、前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、前記記憶された関心点の関心領域の位置情報と前記検出された断面の位置情報とに基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と前記複数の関心点との位置関係に応じて、前記走査する断面の２次元画像にマーカを合成する手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
（２）の発明は、（１）の装置において、前記変更された断面が、前記関心点を拡大した領域に交差しているとき、前記変更された断面の２次元画像にマーカを合成する手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
（３）の発明は、（１）の装置において、前記超音波ビームで走査する断面の位置が変更され、その変更された断面に前記関心点が接近しているとき、前記変更された断面に前記関心点が接近していることを表す情報を表示する手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
（４）の発明は、超音波診断装置において、被検体内部の断面を超音波ビームで走査することによりエコー信号を収集する手段と、前記エコー信号に基づいて２次元画像を生成する手段と、３次元のボリュームデータを保持する手段と、前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、前記検出された断面の位置情報に基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と同じ断面の２次元画像を前記ボリュームデータから生成する手段と、前記エコー信号から生成した２次元画像と、前記ボリュームデータから生成した２次元画像とを同時表示する手段とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
（５）の発明は、超音波診断装置において、被検体内部の断面を超音波ビームで走査することによりエコー信号を収集する手段と、前記エコー信号に基づいて２次元画像を生成する手段と、３次元のボリュームデータを保持する手段と、前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、前記検出された断面の位置情報に基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と同じ断面内の部分画像を前記ボリュームデータから生成する手段と、前記エコー信号から生成した２次元画像に、前記ボリュームデータから生成した部分画像を合成表示する手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。本発明はあらゆる関心部位について適用可能であるが、以下では肝臓、膵臓などの腫瘍もしくは血管を観察して異常部位を同定するケースを想定して説明する。
（第１実施形態）
図１に第１実施形態に係る超音波診断装置の構成を示している。本装置は、被検体との間で超音波信号の送受信を担う超音波プローブ１と、この超音波プローブ１を駆動し、且つ超音波プローブ１を介して収集したエコー信号を処理する装置本体２０と、この装置本体２０に接続され、且つオペレータからの各種指示情報を装置本体２０に入力するための操作パネル２１とから構成される。操作パネル２１には、トラックボール２２やキーボード２３といった様々な入力機器が接続あるいは設置されている。この操作パネル２１を介して、走査条件の設定、関心領域（region of interest）の設定、その他、本発明に関わる様々な設定条件が入力されるようになっている。
【００１５】
超音波プローブ１の先端部分には、複数の微小な圧電セラミックス等の振動子が配列されている。この超音波プローブ１の形態としては、セクタ対応、リニア対応、コンベックス対応等いずれであってもよい。ここでは、セクタ対応型の超音波プローブ１として説明する。
【００１６】
装置本体２０には、超音波送信部２、超音波受信部３、レシーバ部４、Ｂモードディジタルスキャンコンバータ５、メモリ合成部６、表示部７、イメージメモリユニット８、ドプラユニット９といった一般的な構成要素の他に、本発明に関わる位置検出器２４、座標メモリユニット２５、マーカ用ディジタルスキャンコンバータ２６が具備されている。
【００１７】
超音波送信部２は、パルス発生器２Ａ、送信遅延回路２Ｂおよびパルサ２Ｃからなり、各チャンネルの遅延時間をコントロールして、超音波をビーム状に成形し、これをパルス波として被検体に送信すると共に、超音波ビームの向きを変えて被検体内の断面を走査するために設けられている。この超音波送信部２の駆動により超音波プローブ１から送信された超音波ビームは、被検体内の音響インピーダンスの不連続面で反射し、超音波プローブ１に返ってくる。
【００１８】
超音波プローブ１の各振動子で変換された微小な電気信号（エコー信号）は、チャンネル毎に超音波受信部３に取り込まれ、ここで、まずプリアンプ３Ａで増幅され、次に受信遅延回路３Ｂにより送信時と同じ遅延時間を与えられ、最後に加算器３Ｃで加算される。この加算により特定方向からの反射成分が強調された受信信号が生成される。
【００１９】
この受信信号は、レシーバ部４に取り込まれ、ここで、対数増幅され、包路線検波され、そしてアナログディジタルコンバータでディジタル信号として出力される。レシーバ部４からの出力は、Ｂモード用ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）５により、超音波スキャンのラスタ信号列から、ビデオフォーマットのラスタ信号列に変換される。これにより断層像データ、いわゆるＢモード画像データが生成される。この断層像データは、メモリ合成部６を介して表示部７に送られ、濃淡表示される。
【００２０】
また、超音波受信部３で生成された受信信号は、ドプラユニット９にも取り込まれ、ここで、まず直交位相検波され、次にディジタル信号に変換される。そしてＭＴＩフィルタでドプラ検査対象外の例えば心臓壁等の遅い移動体での反射により周波数偏移を受けた低周波成分（クラッタ成分）が除去され、ドプラ検査対象の血球等の速い移動体での反射により周波数偏移を受けた高周波成分（血流成分）だけが通過される。さらに、この血流成分は自己相関器により周波数解析され、これにより各周波数の強さが求められる。この各周波数の強さに基づいて、平均速度と、その分散と、パワーとが演算される。これにより２次元的な血流の様子を表す血流画像データが生成される。この血流画像データは、メモリ合成部６において、断層像データと合成されて表示部７にカラーで表示される。
【００２１】
イメージメモリ８は、Ｂモードディジタルスキャンコンバータ５における変換前の超音波スキャンのラスタ信号列データと変換後のビデオフォーマットのラスタ信号列データのいずれか一方または両方を記憶保持するために設けられており、これらのデータは例えば診断の後に操作者が任意に呼び出して表示再生することができるようになっている。
【００２２】
次に、本実施形態の主要部分である位置検出器２４、座標メモリユニット２５、マーカ用ディジタルスキャンコンバータ２６について、３次元スキャンの仕組みと共に説明する。
（３次元スキャン）
図２はこの３次元スキャンの一例を示す図である。３次元スキャンは、走査面を被検体Ｐの３次元領域で移動して、その３次元領域内の各点から受信信号を収集するスキャンである。ここでは３次元スキャンは、プローブ１の先端を被検体の体表面に当て、この位置（以下、基準位置Ｐ０と称する）を固定したままで、プローブ１をＸ軸（被検体Ｐの体軸に水平方向に直交する直交軸）を中心とした回転αと、プローブ１のＹ軸（被検体Ｐの体軸に垂直方向に直交する直交軸）を中心とした回転βと、プローブ１のＺ軸（被検体Ｐの体軸に平行な軸）を中心とした回転γとを適当に組み合わせて動かすことによって行われる。
（断面位置検出）
位置検出回路２４は、３次元スキャンの中でプローブ１の基準位置Ｐ０（x0,y0,z0）、角度θα（Ｘ軸を中心とした回転角度）、角度θβ（Ｙ軸を中心とした回転角度）、角度θγ（Ｚ軸を中心とした回転角度）を常時又は定期的に検出する。これらの検出信号（以下、位置情報とよぶ）は、超音波ビームで走査する断面の位置を表している。
（関心点の３次元位置情報の取得及び記憶）
図３（ａ）に示すように、操作者は、装置パネル２１等を操作して画面上でポインタを動かして、表示部７に表示されている断層像上の腫瘍等の関心点を指定すると、座標メモリユニット２５からマーカデータが出力される。このマーカデータは、マーカ用ディジタルスキャンコンバータ２６を介してメモリ合成部６で断層像データに合成される。これにより、断層像の関心点にマーカＰ１が重畳される。なお、このマーカの形状は、×印に限らず、円、多角形、矢印など任意のものでよいし、またマーカは、１つに限らず、複数（Ｐ２，Ｐ３，... ）指定することができる。
【００２３】
座標メモリユニット２５では、画面内のマーカの位置を求め、この位置と、位置検出回路２４で検出された断面位置とから、図３（ｂ）に示す関心点の３次元座標（位置情報）を計算し、これを記憶する。
（マーカ再表示）
ある断面の断層像上に関心点が指定され、その関心点の位置情報が記憶されたた後、腫瘍等を別な方向から観察する等の目的で、走査断面が変更されることがある。この変更された走査断面の位置情報が位置検出回路２４で検出され、座標メモリユニット２５に供給される。座標メモリユニット２５では、記憶した関心点の位置情報と、変更された走査断面の位置情報とに基づいて、変更された走査断面内に関心点が含まれるか否かを判定し、変更された走査断面内に関心点が含まれないとき、マーカデータを出力しない。これにより、変更した走査断面の断層像には、マーカは表示されない。一方、変更された走査断面内に関心点が含まれるとき、座標メモリユニット２５は、マーカデータを出力する。これにより、変更した走査断面の断層像には、マーカが重畳され表示される。
【００２４】
従って、走査断面の異なる断層像間の３次元的な位置関係をマーカを媒介してある程度把握することができる。これにより、
腫瘍を別な断面より再度観察する場合、容易に見つけることができる、
血管の狭窄部位を別な断面より再度観察する場合、血管走行の位置関係を観察しやすくなる、
臓器中の病変の数を数える場合、重複を避けて正確に数えることができる、操作者にとっては３次元画像は現れず、従来の２Ｄの断層像で診断を行うわけであるから、従来通りの診断の中で比較的簡単に使用できる
といった効果を奏することができる。
（マーカの別な例）
マーカとしては、図４（ａ）のように、血管断面あるいは腫瘍輪郭といった、関心領域のトレースライン（ＴＬ）であってもよい。このようなマークを断層像に重畳表示させる例としては、トレースラインＴＬは、Ｎ個の点（Ｐ１１、Ｐ１２、... Ｐ１Ｎ）とみなし、上記Ｐ１の場合と同様に、変更した走査断面がトレースラインＴＬと交差するか否かを判別し（図４（ｂ））、交差する場合には、交差点を表すマーカＣＰ１，ＣＰ２を断層像に重畳表示させる（図４（ｃ））。
【００２５】
また、トレースラインＴＬを、変更した走査断面に投影し、この投影したトレースラインＰＴＬを断層像に重畳表示させる。
（関心点の領域拡大）
上述したように変更された走査断面内に関心点が含まれるか否かを厳密に判断する場合、変更した走査断面から関心点が微小に外れた場合であっても、マーカは表示されないことになってしまい、非常に扱いづらい。よって、関心点を、 （Ｐ１）＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）
という点で扱うのではなくて、
Ａｒｅａ（Ｐ１）＝（ｘ１±σ，ｙ１±σ，ｚ１±σ）
という領域に拡大して、この拡大した領域が、変更された走査断面と交差しているか否かを緩やかに判断することができる。なお、拡大パラメータσは、操作者によって任意に指定が可能である。
（近傍表示）
上述の関心点の拡大を発展させた例として、走査断面が関心点に接近していることを表すことができる。例えば、操作者によって指定された関心点Ｐ１に対して、その位置を中心とした２種類の領域を、
Ａｒｅａ１（Ｐ１）＝（ｘ１±σ１，ｙ１±σ１，ｚ１±σ１）
と、
Ａｒｅａ２（Ｐ１）＝（ｘ１±σ２，ｙ１±σ２，ｚ１±σ２）
と設定する。なお、σ＜σ１＜σ２である。
【００２６】
そして、領域Ａｒｅａ２（Ｐ１）が、変更された走査断面と交差しているときと、領域Ａｒｅａ１（Ｐ１）が、変更された走査断面と交差しているときと、関心点Ｐ１が、変更された走査断面に含まれるときとで、マーカの表示態様を形状や色などで変えることにより、走査断面がマークに接近してること、また、徐々に接近又は遠ざかっている様子を認識することができる。具体的には、走査断面が領域Ａｒｅａ２（Ｐ１）と交差する場合、比較的小さなマーカを表示し、そして走査断面が領域Ａｒｅａ１（Ｐ１）と交差する場合、比較的大きなマーカを表示する。これによって、以前に付記した関心点を別な走査断面から探すことが比較的容易となる。なお、本手法はカラードプラ法についても同様に実現可能である。
（位置検出回路２４の変形例）
位置検出回路２４は、プローブ１との相対位置を検出するもので、被検体Ｐの絶対位置が動いてしまうと、位置整合誤差が生じて、リアルタイム画像とマーカとがずれしまう可能性がある。そこで、図５に示すように、被検体Ｐの少なくとも３カ所に位置センサ６０を取り付けることで、位置検出回路２４は被検体Ｐとプローブ１の両者の位置を同時に検出し、常に被検体−プローブの位置関係を補正することが可能である。
（第２実施形態）
図６に、第２実施形態に係る超音波診断装置の構成を示している。図６において、図１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、外部入力装置３１、ボリュームメモリユニット３２、内部データディジタルスキャンコンバータ３３が設けられている。ボリュームメモリユニット３２には、外部入力装置３１を介して入力される心臓や腹部等の超音波によるボリュームデータが記憶されている。このボリュームデータは、超音波診断装置で得られたものでかぎらず、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴスキャン）や時期共鳴映像装置（ＭＲＩ）等の他のモダリティで得られたデータであってもよい。
【００２７】
ボリュームメモリユニット３２は、位置検出装置２４で検出された走査断面の位置情報に従って、その断面内のデータをボリュームデータから選択的に読み出し、内部データディジタルスキャンコンバータ３３ではこの読み出されたデータから、位置検出装置２４で検出された走査断面、つまりリアルタイムで走査している断面と同じ断面の断層像データを再構成する。
【００２８】
このとき、位置情報は位置検出装置２４でリアルタイムに検出されるため、プローブ１の動きによる走査断面の移動に合わせて、ボリュームデータを基に再構成される断層像も変化する。
【００２９】
内部データディジタルスキャンコンバータ３３で再構成された断層像データは、メモリ合成部６で、リアルタイムの断層像データと１画面に並列に合成され、表示部７に表示される。
（位置整合）
上述したように記憶しているボリュームデータから、リアルタイムで走査している断面と同じ断面の断層像データを再構成することから、位置整合を図ることが必要とされる。この手順を図７に示している。まず、図８（ａ）に示すように、リアルタイムの断層像１０１と、ボリュームデータから適当な断面で再構成した断層像１０２とを同時表示する。次に、操作者は、プローブ１を固定したままで、図８（ｂ）に示すように、再構成した断層像がリアルタイムの断層像と略同じ断面に関する画像になるように、両画像を見比べて、ボリュームデータから再構成する断面の位置を、キーボード２３あるいはトラックボール２２等を使って、ＸＹＺ各軸に関して回転し、また平行移動する。これにより位置整合（位置調整）が完了して、プローブ１の動きによる走査断面の移動に合わせて、ボリュームデータを基に再構成される断層像も変化する。
（第２実施形態の用途）
装置本体２０のボリュームメモリユニット３２に記憶させるボリュームデータを変えることにより、様々な用途に適用することができる。ボリュームデータとして例えば同じ患者の過去のデータを保持しておけば、同じ断面の治療前の断層像と治療後の断層像とを比較検討して、病変の推移を把握し易くなる。またボリュームデータとして例えば健常者のデータを保持しておけば、同じ断面の当該患者の断層像と健常者の断層像とを比較検討して、病変発見が容易になる。
（第２実施形態の変形例）
本実施形態は、図９に示すように変形可能である。すなわち、上記ボリュームメモリユニット３２に、現在検査中の患者の直前に走査生成されたデータを記憶させておくものである。断層像データは、Ｂモードディジタルスキャンコンバータ５よりボリュームメモリユニット３２に送られ、位置検出装置２４からの位置情報と共に記憶される。
【００３０】
このようにボリュームデータとして例えば同じ患者の直前に収集したデータを保持しておけば、同じ断面の走査を容易に再現することができる。つまり、診断中に小さな病変を見つけて画像に記憶した際、もう一度確認しようと走査を試みても、正確な走査断面が不確かとなってしまう場合がある。このような場合も直前に記憶した画像と連動させて操作を行うことで、再び所望の病変を見つけることができるようになる。
（第２実施形態の他の変形例）
この変形例でボリュームメモリユニット３２に記録されているのは、原発性肝癌、転移性肝癌、胆石、血管腫といった占拠性疾患部のデータ、あるいは胎児などのデータである。これらのデータは、実際の症例から発病臓器のボリュームデータを記録し、その部位を部分的に抽出したものであってもよいし、高精度な３次元コンピュータグラフィックなどを用いて作成されたものでもよい。
【００３１】
このボリュームデータから、位置検出装置２４で検出されたリアルタイムの走査断面の位置情報を基に、当該走査断面と同じ断面に関する発病臓器だけの部分的な断層像データが再構成される。この再構成した部分的な断層像データは、リアルタイムで得られる断層像の中の該当する一部分にメモリ合成部６において嵌め込まれる。この嵌め込み処理は、リアルタイムで得られる断層像データを、再構成された部分的な断層像データに置き換えることにより行われる。なお、単に置き換えるだけではなく、境界の数ピクセルは重畳あるいはスムージング処理を施すなどして、あたかもリアルタイムで検査中の被検体の臓器中に挿入されているように合成することが重要である。
【００３２】
また、再構成する部分的な断層像データの画質条件は、診断装置のパネル操作と連動させて、リアルタイムの断層像との違和感をなくすことも重要である。通常、診断画像のゲイン、ダイナミックレンジなどは操作者が操作パネルを使って変更し、Ｂモードディジタルスキャンコンバータ５で設定される。この情報は、同時に内部データディジタルスキャンコンバータ３３にも伝わり、両者の画質が連動して変化することを可能とする。
【００３３】
ボリュームデータとリアルタイム断層像との位置整合は、上述した通りである。しかし、この変形例の主な目的は、健常被検体を観察しながらあたかも病変が存在するごとくスクリーニングを行うトレーニングに用いることである。したがって、操作者の位置補正は、肝臓の大まかな座標を設定するのみで、その後、再構成画像の為のボリュームデータの位置情報は、肝臓から外れない範囲でランダムに設定されることも可能とする。また、ボリュームメモリユニット３２はそこに記憶されている大きさや病名の異なる複数の種類のデータから、ランダムに選択される機能も持っている。
【００３４】
これによって病変を探し、診断を行うトレーニングを、健常者を被検体にして行うことが可能となる。つまり、ボリュームデータとして例えば発病した別な患者のデータを保持しておけば、健常者を対象として、超音波検査の教育シミュレーションとして活用できるといった効果を奏することができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々変形して実施可能である。
【００３５】
【発明の効果】
（１）の発明によれば、ある走査断面の画像上に関心点を表すマーカを指定した後、走査断面を変更する場合、この変更した走査断面に当該関心点が含まれるときには、変更した走査断面の画像上に同じ又は別の形態でマーカが表示され、一方、変更した走査断面に当該関心点が含まれないときには、変更した走査断面の画像上にはマーカは表示されない。従って、走査断面の異なる画像間の３次元的な位置関係をマーカを介してある程度把握することができる。
【００３６】
また、（２）の発明によれば、（１）の発明による効果に加えて、変更した走査断面が関心点と微小だけ外れているときにも、マーカが表示されるので、非常に使い勝手がよくなる。
【００３７】
また、（３）の発明によれば、（１）の発明による効果に加えて、変更した走査断面が関心点に接近していることを把握することができる。
また、（４）の発明によれば、リアルタイムで表示している２次元画像に対して、当該走査前に保持済みのボリュームデータから同じ断面の２次元画像を生成して同時表示することができる。従って、ボリュームデータとして例えば同じ患者の過去のデータを保持しておけば、病変の推移を把握し易くなるし、またボリュームデータとして例えば健常患者のデータを保持しておけば、病変発見が容易になるし、ボリュームデータとして例えば同じ患者の直前に収集したデータを保持しておけば、同じ断面の走査を容易に再現することができるといった使い方に応じた様々な効果を奏することができる。
【００３８】
また、（５）の発明によれば、リアルタイムで表示している２次元画像に対して、当該走査前に保持済みのボリュームデータから同じ位置の切り出した部分画像を合成して表示することができる。従って、ボリュームデータとして例えば発病した別な患者のデータを保持しておけば、健常者を対象として、超音波検査の教育シミュレーションとして活用できるといった効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１のプローブ１を動かして行う一般的な３次元スキャンを示す模式図。
【図３】（ａ）は図１のトラックボール２２等を介してリアルタイム画像上の任意位置に指定されたポイントマーカＰ１を示す図、（ｂ）は図１の位置検出装置２４で検出されたポイントマーカＰ１の位置を示す図。
【図４】（ａ）は図１のトラックボール２２等を介してリアルタイム画像上に自由に描かれたトレースラインマーカＴ１を示す図、（ｂ）は（ａ）のトレースラインＴ１とそれを描いたときとは異なる走査断面とのクロスポイントＣＰ１，ＣＰ２を示す図、（ｃ）は（ｂ）の走査断面に対応する画像上に表示されたクロスポイントマーカＣＰ１，ＣＰ２と当該走査断面に投影されたトレースラインマーカＰＴ１とを示す図。
【図５】図１の位置検出回路２４の他の構成例を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図７】図６のボリュームメモリユニットのボリュームデータの座標系と位置検出装置２４の座標系とを整合させる手順を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態に関わる位置整合処理の補足図であり、（ａ）は整合前のリアルタイム画像とボリュームデータから切り出された画像との並列表示例を示す図、（ｂ）は整合前のリアルタイム画像とボリュームデータから切り出された画像との並列表示例を示す図。
【図９】本発明の第２実施形態の変形例に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図１０】第２実施形態の他の変形例に関わる部分的合成処理の補足図であり、（ａ）は合成前のリアルタイム画像の表示例を示す図、（ｂ）はボリュームデータから切り出された関心部位の部分画像の一例を示す図、（ｃ）はリアルタイム画像にボリュームデータから切り出された関心部位の部分画像を嵌め込み合成表示例を示す図。
【符号の説明】
１…超音波プローブ、
２…超音波送信部、
２Ａ…パルス発生器、
２Ｂ…送信遅延回路、
２Ｃ…パルサ、
３…超音波受信部、
３Ａ…プリアンプ、
３Ｂ…受信遅延回路、
３Ｃ…加算器、
４…レシーバ部、
５…Ｂモードディジタルスキャンコンバータ、
６…メモリ合成部、
７…表示部、
８…イメージメモリユニット、
９…ドプラユニット、
２０…装置本体、
２１…操作パネル、
２２…トラックボール、
２３…キーボード、
２４…位置検出装置、
２５…座標メモリユニット、
２６…マーカ用ディジタルスキャンコンバータ。
Claims (3)
- 被検体内部の断面を超音波ビームで走査することによりエコー信号を収集する手段と、
前記エコー信号に基づいて２次元画像データを生成する手段と、
前記生成した２次元画像データを順次取得して２次元画像を表示する手段と、
前記表示されている２次元画像上にマーカを指定することにより、複数の関心点を指定する手段と、
前記複数の関心点の位置情報を記憶する手段と、
前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、
前記記憶された関心点の関心領域の位置情報と前記検出された断面の位置情報とに基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と前記複数の関心点との位置関係に応じて、前記走査する断面の２次元画像にマーカを合成する手段と、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。 - 前記変更された断面が、前記関心点を拡大した領域を交差しているとき、前記変更された断面の２次元画像にマーカを合成する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
- 前記超音波ビームで走査する断面の位置が変更され、その変更された断面に前記関心点が接近しているとき、前記変更された断面に前記関心点が接近していることを表す情報を表示する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
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