JP4259672B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、3次元画像作成方法および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、動脈系血管と静脈系血管とを識別可能な3次元画像を作成できる3次元画像作成方法および超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11は、従来の3次元画像作成機能を有する超音波診断装置の一例のブロック図である。
この超音波診断装置500は、プローブ1と、そのプローブ1で送波パルスを送信すると共に超音波エコーを受信しビームフォーミングを行い受信エコー信号を生成する送受信部3と、前記受信エコー信号からCFM(Color Flow Mapping)データやPDI(Power Dopplar Imaging)データやBモードデータを作成するCFM/PDI/Bモード処理部3と、前記CFMデータやPDIデータやBモードデータからCFM画像やPDI画像やBモード画像を生成するDSC(Digital Scan Converter)5と、前記CFM画像やPDI画像やBモード画像を作成することをプローブ1を動かしながら繰り返して得られた複数のCFM画像やPDI画像やBモード画像を3次元データとして記憶する画像メモリ6と、その画像メモリ6に記憶した3次元データから3次元画像を作成する3D処理部8と、前記CFM画像や前記PDI画像や前記Bモード画像や前記3次元画像を表示するCRT9と、操作者がコマンド入力などを行う入力部10とを具備している。
【0003】
図12は、複数のCFM画像を3次元データとし、その3次元データから作成した3次元画像P(T)の例示図である。
この3次元画像P(T)では、腫瘍Aに繋がる血管V1〜V4が描出されている。また、血管V1〜V4は、血流方向により色分けされている。すなわち、プローブ1に近づく血流方向は赤色、プローブ1から遠ざかる血流方向は青色に色分けされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
CFM画像を基にした3次元画像では、血流方向により血管が色分けされているが、ここでいう血流方向はプローブ1の位置を基準とした相対的な方向であり、プローブ1の位置を変えれば色分けも変化する。
従って、例えば図12において、血管V1〜V2が動脈系血管(つまり、腫瘍Aに流れ込む血流の栄養血管)なのか静脈系血管(つまり、腫瘍Aから流れ出す血流の血管)なのかを知りたい場合、色を見ても判らない問題点があった。
なお、3次元画像におけるプローブ1の位置を操作者が認識していれば腫瘍Aに対する流れ方向を推定可能と思われるが、3次元画像を回転させたりするため、実際上、3次元画像におけるプローブ1の位置を操作者が認識することは困難であり、従って、推定も実際上不可能であった。
【0005】
他方、PDI画像を基にした3次元画像では、血管の有無は判るが、血流方向は全く判らないので、例えば図12において、血管V1〜V2が動脈系血管なのか静脈系血管なのかが全く判らない問題点があった。
【0006】
そこで、本発明の目的は、動脈系血管と静脈系血管とを識別可能な3次元画像を作成できる3次元画像作成方法および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】
第1の観点では、本発明は、受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出し、そのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別し、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成することをプローブを動かしながら繰り返し、得られた複数の拍動性識別画像から3次元データを作成し、その3次元データを基に3次元画像を作成することを特徴とする3次元画像作成方法を提供する。
上記第1の観点による3次元画像作成方法では、ドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別し、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を基にして3次元画像を作成する。拍動性識別画像において、動脈系血管は拍動性の動き部分であり、静脈系血管は非拍動性の動き部分であるため、動脈系血管と静脈系血管を識別可能である。よって、動脈系血管と静脈系血管とを識別可能な3次元画像を作成できることとなる。
なお、上述の拍動性の弁別方法については、例えば特開平8−154939号公報に記載されている。
【0008】
第2の観点では、本発明は、被検体へ超音波を送信し被検体からの超音波を受信するプローブおよび送受信手段と、受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出すると共にそのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別する拍動性弁別手段と、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成する拍動性識別画像作成手段と、前記拍動性識別画像を作成することをプローブを動かしながら繰り返して得られた複数の拍動性識別画像から3次元データを作成する3次元データ作成手段と、前記3次元データを基に3次元画像を作成する3次元画像作成手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第2の観点の超音波診断装置では、上記第1の観点の3次元画像作成方法を好適に実施できる。
【0009】
第3の観点では、本発明は、被検体へ超音波を送信し被検体からの超音波を受信するプローブおよび送受信手段と、受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出すると共にそのドプラ成分からPDI画像を作成するPDI画像作成手段と、前記PDI画像を作成することをプローブを動かしながら繰り返して得られた複数のPDI画像からPDI3次元データを作成するPDI3次元データ作成手段と、前記ドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別する拍動性弁別手段と、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成する拍動性識別画像作成手段と、前記拍動性識別画像を作成することをプローブを動かしながら繰り返して得られた複数の拍動性識別画像から拍動性識別3次元データを作成する拍動性識別3次元データ作成手段と、前記PDI3次元データおよび前記拍動性識別3次元データを基に拍動性を識別可能な内視鏡モード画像を作成する内視鏡モード系拍動性識別情報付加3次元画像作成手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第3の観点の超音波診断装置では、血管の内部に在る視点から見た如き内視鏡モード画像上に描出された血管(視点を含む血管および該血管を透過して見える他の血管)が拍動性か非拍動性かを一目で識別可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態の超音波診断装置のブロック図である。
この超音波診断装置100は、プローブ1と、そのプローブ1で送波パルスを送信すると共に超音波エコーを受信しビームフォーミングを行い受信エコー信号を生成する送受信部3と、前記受信エコー信号からCFMデータやPDIデータやBモードデータを作成するCFM/PDI処理部3と、前記受信エコー信号に含まれるドプラ成分を抽出すると共にそのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別し両者を識別可能とした拍動性識別データを作成する拍動性弁別部4と、前記CFMデータやPDIデータやBモードデータや前記拍動性識別データからCFM画像やPDI画像やBモード画像や拍動性識別画像を生成するDSC5と、前記CFM画像やPDI画像やBモード画像や拍動性識別画像を作成することをプローブ1を動かしながら繰り返して得られた複数のCFM画像やPDI画像や拍動性識別画像を3次元データとして記憶する画像メモリ6と、その画像メモリ6に記憶した3次元データに対してメディアンフィルタ(median filter)やモルフォロジー(morphology)演算などのフィルタ処理を行うフィルタ処理部7と、フィルタ処理した3次元データから3次元画像を作成する3D処理部8と、前記CFM画像や前記PDI画像や前記Bモード画像や前記拍動性識別画像や前記3次元画像を表示するCRT9と、操作者がコマンド入力などを行う入力部10とを具備している。
【0011】
図2は、上記超音波診断装置100による3次元画像表示処理の動作を示すフロー図である。
ステップS1では、3次元画像の元データとして拍動性識別画像を用いるか否かを操作者に問い合わせる。拍動性識別画像を用いるならステップS2へ進み、拍動性識別画像を用いないならステップS5へ進む。
【0012】
ステップS2では、DSC5を拍動性弁別モードにする。すなわち、受信エコー信号に含まれるドプラ成分を抽出し拍動性か非拍動性かを弁別し拍動性識別画像を作成するモードにする。
ステップS3では、図3に示すように、プローブ1を平行に移動する。移動する方向Mdは、音線による走査面に直交する方向である。これにより、被検体Kの断層像たる複数の拍動性識別画像F1〜FNが得られる。なお、あおるようにプローブ1を動かしても良い。また、プローブ1を操作者が手で動かしても良いし、何らかのプローブ移動機構により自動で動かしても良い。また、プローブ1の位置・姿勢を検出する検出器を設けるのが好ましい。
ステップS4では、図4に示すように、複数の拍動性識別画像F1〜FNを3次元データVとして画像メモリ6に記憶する。なお、補間演算により、拍動性識別画像F1〜FNの間のデータを作成するのが好ましい。また、プローブ移動機構によりプローブ1を動かした場合やプローブ1の位置・姿勢を検出器で検出した場合は、3次元データVを正確な3次元空間配置で作成できるので好ましい。
そして、ステップS8へ進む。
【0013】
ステップS5では、DSC5をCFMモードまたはPDIモードにする。
ステップS6では、プローブ1を動かす。
ステップS7では、複数のCFM画像またはPDI画像を3次元データVとして画像メモリ6に記憶する。
そして、ステップS8へ進む。
【0014】
ステップS8では、3次元データVに対してメディアンフィルタやモルフォロジー演算などのフィルタ処理を行い、ノイズを抑制する。
ステップS9では、フィルタ処理した3次元データVから3次元画像を作成する。例えば、図5に示すように、指定された視線方向Tに沿ってMIP(Maximum/Minimum Intensity Projection)法により投影して3次元画像P(T)を作成する。あるいは、組織部と血管部を分離できる閾値を与えて、サーフェイスレンダリング(Surface Rendering)により3次元画像を作成する。さらに、3次元データVの内部に視点を置いて投影することで、内視鏡像のような3次元画像を作成する。
ステップS10では、3次元画像をCRT9に表示する。
そして、3次元画像表示処理を終了する。
【0015】
図6は、複数の拍動性識別画像を3次元データとし、その3次元データから作成した3次元画像P(T)の例示図である。
血管V1,V2は、拍動性であり、例えば拍動性の強さに応じた明るさの赤色で表示され、動脈系血管(腫瘍Aの栄養血管)であることが判る。一方、血管V3,V4は、非拍動性であり、例えば青色で表示され、静脈系血管であることが判る。
【0016】
図7は、上記超音波診断装置100による拍動性識別情報付加3次元画像表示処理の動作を示すフロー図である。
ステップW1では、PDIまたはBモードと拍動識別モードとを並列に起動する。
ステップW3では、図3に示すように、プローブ1を平行に移動する。移動する方向Mdは、音線による走査面に直交する方向である。これにより、被検体Kの断層像たる複数のPDI画像またはBモード画像と拍動性識別画像F1〜FNとが得られる。なお、煽るようにプローブ1を動かしても良い。また、プローブ1を操作者が手で動かしても良いし、何らかのプローブ移動機構により自動で動かしても良い。また、プローブ1の位置・姿勢を検出する検出器を設けるのが好ましい。
【0017】
ステップW4では、複数のPDI画像またはBモード画像を3次元データとして画像メモリ6に記憶する。同時に、図4に示すように、複数の拍動性識別画像F1〜FNを3次元データVとして画像メモリ6に記憶する。なお、補間演算により、複数のPDI画像またはBモード画像の間および拍動性識別画像F1〜FNの間のデータを作成するのが好ましい。また、プローブ移動機構によりプローブ1を動かした場合やプローブ1の位置・姿勢を検出器で検出した場合は、3次元データVを正確な3次元空間配置で作成できるので好ましい。
【0018】
ステップW8では、PDI画像またはBモード画像を基にした3次元データおよび拍動性識別画像F1〜FNを基にした3次元データVに対してメディアンフィルタやモルフォロジー演算などのフィルタ処理を行い、ノイズを抑制する。
ステップW9では、フィルタ処理した後のPDI画像またはBモード画像を基にした3次元データおよび拍動性識別画像F1〜FNを基にした3次元データVから3次元画像を作成する。
ステップW10では、3次元画像をCRT9に表示する。
そして、3次元画像表示処理を終了する。
【0019】
図8は、PDI画像を基にした3次元データおよび拍動性識別画像F1〜FNを基にした3次元データVから作成したPDI系拍動性識別情報付加3次元画像D(T)の例示図である。
血管V5は、赤で表示され、動脈系血管であることが判る。また、血管V6は、青で表示され、静脈系血管であることが判る。
この3次元画像D(T)は、PDI画像を基にした3次元データから3次元画像を作成すると共に、拍動性の強さを適当な閾値で2値化することにより拍動性識別画像F1〜FNを基にした3次元データVから拍動性の有/無で赤/青に2色化した3次元画像を作成し、それらを重ねた画像である。
【0020】
図9は、Bモード画像を基にした3次元データおよび拍動性識別画像F1〜FNを基にした3次元データVから作成したBモード系拍動性識別情報付加3次元画像B(T)の例示図である。
腫瘍Aに連結している血管V1,V2は、拍動性であり、例えば拍動性の強さに応じた明るさの赤色で表示され、腫瘍Aの栄養血管であることが判る。一方、腫瘍Aに連結している血管V3,V4は、非拍動性であり、例えば青色で表示され、静脈系血管であることが判る。
この3次元画像B(T)は、Bモード画像を基にした3次元データから3次元画像を作成すると共に、拍動性識別画像F1〜FNを基にした3次元データVから拍動性の強さで色付けした3次元画像を作成し、それらを重ねた画像である。
なお、Bモード画像と前記拍動性の強さで色付けした3次元画像とを重ねて表示しても良い。この場合、Bモード画像の位置を手動またはセンサから入力し、その位置に対応する前記3次元画像を作成すればよい。
【0021】
図10は、PDI画像を基にした3次元データおよび拍動性識別画像F1〜FNを基にした3次元データVから作成した内視鏡モード系拍動性識別情報付加3次元画像E(T)の例示図である。
血管の内部から見た如き内視鏡モード像として見えている血管V7は、非拍動性であり、例えば青色で表示され、静脈系血管であることが判る。一方、血管V7を透過して見えている血管V8は、拍動性であり、例えば動性の強さに応じた明るさの赤色で表示され、動脈系血管であることが判る。
この3次元画像E(T)は、PDI画像を基にした3次元データから内視鏡モード像を作成すると共に、拍動性の強さを適当な閾値で2値化することにより拍動性識別画像F1〜FNを基にした3次元データVから拍動性の有/無で赤/青に2色化した3次元画像を作成し、それらを重ねた画像である。
【0022】
【発明の効果】
本発明の3次元画像作成方法および超音波診断装置によれば、受信した超音波に含まれるドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別し、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を基にして3次元画像を作成するため、動脈系血管と静脈系血管とを識別可能な3次元画像を作成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる超音波診断装置のブロック図である。
【図2】3次元画像表示処理の動作を示すフロー図である。
【図3】プローブを動かす状態の例示図である。
【図4】複数の拍動性識別画像と3次元データの概念図である。
【図5】MIPによる3次元画像の作成を示す概念図である。
【図6】本発明にかかる3次元画像の例示図である。
【図7】拍動性識別情報付加3次元画像表示処理の動作を示すフロー図である。
【図8】本発明にかかるPDI系拍動性識別情報付加3次元画像の例示図である。
【図9】本発明にかかるBモード系拍動性識別情報付加3次元画像の例示図である。
【図10】本発明にかかる内視鏡モード系拍動性識別情報付加3次元画像の例示図である。
【図11】従来の超音波診断装置の一例のブロック図である。
【図12】従来の3次元画像の例示図である。
【符号の説明】
100 超音波診断装置
1 プローブ
2 送受信部
3 CFM/PDI/Bモード処理部
4 拍動性弁別部
5 DSC
6 画像メモリ
7 フィルタ処理部
8 3D処理部
9 CRT
Claims (4)
- 被検体の3次元画像を表示する超音波診断装置であって、
前記3次元画像の元データとして拍動性識別画像用のデータを用いるかについて操作者に問い合わせ、前記拍動性識別画像用のデータ、又は、CFM(Color Flow Mapping)画像用のデータもしくはPDI(Power Doppler Imaging)画像用のデータを用いることを決定する決定手段と、
前記被検体へ超音波を送信し前記被検体から超音波を受信するとともに、前記被検体に対するプローブを動きに応じて複数組の2次元データに対応する超音波を受信するプローブ及び送受信手段と、
受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出するとともにそのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別する拍動性弁別手段と、
拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成する拍動性識別画像作成手段と、
前記ドプラ成分を抽出するとともにそのドプラ成分からCFM画像又はPDI画像を作成するCFM/PDI画像作成手段と、
前記プローブの動きに応じて前記拍動性識別画像、CFM画像又はPDI画像を作成し、その作成された複数の前記拍動性識別画像、CFM画像又はPDI画像から3次元画像データを作成する3次元画像データ作成手段と、
前記3次元画像データに基づいて前記拍動性識別画像、CFM画像又はPDI画像の3次元画像を作成する3次元画像作成手段とを具備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において、
前記3次元画像作成手段は、MIP(Maximum/Minimum Intensity projection)法による3次元画像、サーフェイスレンダリングによる3次元画像又は内視鏡像に相当する3次元画像を作成することを特徴とする超音波診断装置。 - 被検体の3次元画像を表示する超音波診断装置であって、
前記被検体へ超音波を送信し前記被検体から超音波を受信するとともに、前記被検体に対するプローブを動きに応じて複数組の2次元データに対応する超音波を受信するプローブ及び送受信手段と、
受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出するとともにそのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別する拍動性弁別手段と、
拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成する拍動性識別画像作成手段と、
前記ドプラ成分を抽出するとともにそのドプラ成分からPDI(Power Doppler Imaging)画像を作成するPDI画像作成手段と、
前記プローブの動きに応じて前記拍動性識別画像及びPDI画像を作成し、その作成された複数の前記拍動性識別画像及びPDI画像から3次元画像データを作成する3次元画像データ作成手段と、
前記3次元画像データに基づいてPDI画像データによる内視鏡モード像における血管に拍動性識別情報として色を付加した内視鏡モード系拍動性識別情報付加3次元画像を作成する3次元画像作成手段とを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の超音波診断装置において、
前記3次元画像作成手段は、前記3次元画像データ作成手段から受け取った前記3次元画像データに対してフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理が行われた3次元画像データを基づいて3次元画像を作成することを特徴とする超音波診断装置。
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