JP4414720B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

この発明は、生体等の被検体に超音波を照射するとともに該超音波のエコーを受波して超音波走査を行い、該超音波走査によって得られた空間領域の画像データを用いて、この被検体の所望の断層像を画面表示する超音波診断装置に関するものである。

従来から、生体等の被検体に超音波を照射するとともに該超音波のエコーを空間的に受波して該被検体に対する走査を行い、該走査によって得られた複数の２次元画像データを用いて、この被検体の３次元画像データを作成し、該３次元画像データをもとに、この被検体の所望の断層像を画面表示する超音波診断装置が開発されている。操作者は、この超音波診断装置を操作して被検体の所望の断層像を画面表示させ、腫瘍等の疾患部位または体腔内の特徴部位等の被検体における関心領域を探索あるいは観察し、これをもとに、患者に対する超音波診断を行う。このような技術に関し、被検体に対する走査を行って、該被検体のスライス面に対応する複数の２次元画像データを取得し、３次元的に配列された該２次元画像データに仮想の切断面を設定した場合に、該切断面における被検体の断層像を画面表示するものがある（特許文献１参照）。

特公平６−９５２７７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された医用画像診断装置では、３次元的に配列した複数の２次元画像データをもとに被検体の断層像を作成する場合、この複数の２次元画像データ上に指定された第１座標点および第２座標点を少なくとも通過する直線と該直線上にない第３座標点とを用いて、この２次元画像データ上に仮想の切断面を設定している。このため、操作者は、この医用画像診断装置を用いた場合、被検体の関心領域を捉えた切断面が設定されるまで、この第３座標点を探求するとともに指定する作業を繰り返さなければならず、このことは、被検体の断層像を画面表示する操作の煩雑さを助長する。すなわち、この医用画像診断装置では、被検体の関心領域を捉えた断層像を画面表示するまでに多大な時間と労力がかかるという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、腫瘍等の疾患部位または体腔内の特徴部位等の被検体における関心領域の断層像を容易に画面表示できる超音波診断装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる超音波診断装置は、体腔内の被検体に対して超音波振動子による超音波の送受信を行って複数の２次元超音波断層像を得るとともに、前記２次元超音波断層像の各々の位置を検出し、この検出された位置データとともに前記２次元超音波断層像を記憶する記憶手段を備えた超音波診断装置において、表示された前記２次元超音波断層像上で２点を指示入力するとともに該２点を少なくとも通る直線を回転軸とし該回転軸を通る回転基準平面に対する回転角度を指示入力する入力手段と、前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面に対して前記回転角度をもつ切断面の２次元画像を生成する画像処理制御手段と、前記２次元画像を含む各種画像を表示出力する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、入力手段が、表示された前記２次元超音波断層像上の２点を指示入力するとともに該２点を少なくとも通る直線を回転軸とし該回転軸を通る回転基準平面に対する回転角度を指示入力し、画像処理制御手段が、前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面に対して前記回転角度をもつ切断面の２次元画像を生成し、表示手段が、前記２次元画像を含む各種画像を表示出力するようにし、胆管と膵管との合流部等の体腔内の特徴的部位または腫瘍等の疾患部位等の所望の関心領域の断層像を的確に捉えた２次元画像を容易に表示出力できる超音波診断装置にしている。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記入力手段は、前記回転角度に代えて前記切断面を形成する単位回転角度を入力指示し、前記画像処理制御手段は、前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面から所定回転方向に前記単位回転角度毎の切断面の２次元画像を生成出力することを特徴とする。

この発明によれば、前記入力手段が、前記回転角度に代えて前記切断面を形成する単位回転角度を入力指示し、前記画像処理制御手段が、前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面から所定回転方向に前記単位回転角度毎の切断面の２次元画像を生成出力するようにし、所望の回転角度の切断面の２次元画像を表示出力するまでの処理時間を短縮するとともに、回転角度について細密に区分された切断面の２次元画像を生成出力でき、これによって、所望の関心領域の断層像が的確に捉えられた２次元画像を容易かつ効率的に表示出力する超音波診断装置にしている。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像処理制御手段は、前記２点間に存在する前記２次元超音波断層像をもとに該２次元超音波断層像間を補間して生成された３次元超音波画像をもとに前記切断面の２次元画像を生成出力することを特徴とする。

この発明によれば、前記画像処理制御手段が、前記２点間に存在する前記２次元超音波断層像をもとに該２次元超音波断層像間を補間して生成された３次元超音波画像をもとに前記切断面の２次元画像を生成出力するようにし、前記切断面の２次元画像を生成出力する画像処理の処理速度の高速化を促進し、前記切断面の２次元画像を短時間で表示出力する超音波診断装置にしている。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記入力手段は、前記２点のうち少なくとも１点の位置を変更でき、前記画像処理制御手段は、少なくとも１点の位置が変更された場合、該変更された１点を含む２点の位置をもとに前記切断面の２次元画像を生成出力することを特徴とする。

この発明によれば、前記入力手段が、前記２点のうち少なくとも１点の位置を変更でき、前記画像処理制御手段が、少なくとも１点の位置が変更された場合、該変更された１点を含む２点の位置をもとに前記切断面の２次元画像を生成出力するようにし、所望の切断面の２次元画像を確実に生成出力し、所望の関心領域の断層像を捉えた２次元画像を効率的に表示出力する超音波診断装置にしている。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記入力手段は、当該入力手段の入力量に応じて前記回転角度を変化させ、前記画像処理制御手段は、前記変化した回転角度の切断面の２次元画像を逐次生成出力することを特徴とする。

この発明によれば、前記入力手段が、当該入力手段の入力量に応じて前記回転角度を変化させ、前記画像処理制御手段が、前記変化した回転角度の切断面の２次元画像を逐次生成出力するようにし、前記回転角度の指示入力を容易にするとともに、当該入力手段の入力量に応じた前記回転角度の切断面の２次元画像を容易に表示出力し、体腔内の所望の関心領域の断層像を探し出す装置として好適な超音波診断装置にしている。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記表示手段は、前記２次元画像および前記２次元超音波断層像を同時に表示出力することを特徴とする。

この発明によれば、前記表示手段が、前記２次元画像および前記２次元超音波断層像を同時に表示出力するようにし、前記２次元超音波断層像に捉えられた体腔内の断層状態を３次元的に把握し易くし、体腔内の所望の関心領域の断層像を容易に探し出せる超音波診断装置にしている。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記２点は、表示画面上に２つのマーカとして表示され、前記入力手段は、該マーカ位置を変更することによって前記２点の位置を変更することを特徴とする。

この発明によれば、前記２点が、表示画面上に２つのマーカとして表示され、前記入力手段が、該マーカ位置を変更することによって前記２点の位置を変更するようにし、前記２次元超音波断層像上に指定された２点のうちの少なくとも１点の位置を変更する再指示入力を容易にした超音波診断装置を実現している。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記２点間を通る回転軸は、表示画面上に補助線として表示されることを特徴とする。

この発明によれば、前記２点間を通る回転軸が、表示画面上に補助線として表示されるようにし、前記２次元画像が表示された切断面の回転軸と該切断面の回転方向を容易に把握でき、所望の関心領域の断層像を効率的に探し出せる超音波診断装置にしている。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記２点を示す各マーカおよび前記補助線の表示態様は、それぞれ異なることを特徴とする。

この発明によれば、前記２点を示す各マーカおよび前記補助線の表示態様が、それぞれ異なるようにし、前記２点の区別を容易にし、前記２次元超音波断層像上に指定された２点のうちの少なくとも１点の位置を変更する再指示入力に最適な超音波診断装置を実現している。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記２点のうちの少なくとも１点が、前記２次元画像および前記２次元超音波断層像上にマーカとして表示され、同一の点を示す前記２次元画像上のマーカと前記２次元超音波断層像上のマーカとは表示態様を同じくし、異なる点を示す前記２次元画像上のマーカと前記２次元超音波断層像上のマーカとは表示態様を異ならせること、を特徴とする。

この発明によれば、前記２次元画像上のマーカと前記２次元超音波断層像上とで同一点に対する位置の対応がつけ易く、異なる点との混同を避けることができる超音波診断装置を実現している。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像処理制御手段によって生成された２次元画像を記憶する記憶手段を備え、前記入力手段は、前記記憶手段内に記憶された２次元画像の読み出し指示を行い、前記画像処理制御手段は、前記読み出し指示によって該読み出し指示された２次元画像を出力することを特徴とする。

この発明によれば、記憶手段が、前記画像処理制御手段によって生成された２次元画像を記憶し、前記入力手段が、前記記憶手段内に記憶された２次元画像の読み出し指示を行い、前記画像処理制御手段が、前記読み出し指示によって該読み出し指示された２次元画像を出力するようにし、所望の２次元画像を確実に表示出力する超音波診断装置を実現している。さらに、請求項２の発明と組み合わせることにより、前記回転基準平面から所定回転方向に前記単位回転角度毎の切断面を記憶しておき、該切断面の２次元画像の読み出し指示がなされた場合に前記切断面の２次元画像を読み出せる超音波診断装置を実現できる。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記体腔内挿入側先端に前記超音波振動子が配置され、前記体腔内に挿入された場合に、前記体腔内の所望の光学画像を出力する内視鏡を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、前記超音波振動子が、前記体腔内挿入側先端に配置され、前記体腔内に挿入された場合に、内視鏡が、前記体腔内の所望の光学画像を出力するようにし、前記超音波振動子による２次元超音波断層像と前記光学画像とを表示出力して、前記体腔内の状態と前記体腔内に挿入された前記超音波振動子の位置とを的確に把握できる超音波診断装置にしている。また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像処理制御手段は、前記切断面の２次元画像に加えて前記切断面における３次元超音波断層像を生成し、前記表示手段は、前記２次元画像と前記３次元超音波断層像とを含む各種画像を表示出力することを特徴とする。この発明によれば、切断面の２次元画像に加えて切断面における３次元超音波断層像を表示出力する超音波診断装置にしている。

本発明によれば、入力手段が、表示された前記２次元超音波断層像上の２点を指示入力するとともに該２点を少なくとも通る直線を回転軸とし該回転軸を通る回転基準平面に対する回転角度を指示入力し、画像処理制御手段が、前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面に対して前記回転角度をもつ切断面の２次元画像を生成し、表示手段が、前記２次元画像を含む各種画像を表示出力するので、胆管と膵管との合流部等の体腔内の特徴的部位または腫瘍等の疾患部位等の所望の関心領域の断層像を的確に捉えた２次元画像を容易に表示出力できる超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記入力手段が、前記回転角度に代えて前記切断面を形成する単位回転角度を入力指示し、前記画像処理制御手段が、前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面から所定回転方向に前記単位回転角度毎の切断面の２次元画像を生成出力するので、所望の回転角度の切断面の２次元画像を表示出力するまでの処理時間を短縮するとともに、回転角度について細密に区分された切断面の２次元画像を生成出力でき、これによって、所望の関心領域の断層像が的確に捉えられた２次元画像を容易かつ効率的に表示出力する超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記画像処理制御手段が、前記２点間に存在する前記２次元超音波断層像をもとに該２次元超音波断層像間を補間して生成された３次元超音波画像をもとに前記切断面の２次元画像を生成出力するので、前記切断面の２次元画像を生成出力する画像処理の処理速度の高速化を促進し、前記切断面の２次元画像を短時間で表示出力する超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記入力手段が、前記２点のうち少なくとも１点の位置を変更でき、前記画像処理制御手段が、少なくとも１点の位置が変更された場合、該変更された１点を含む２点の位置をもとに前記切断面の２次元画像を生成出力するので、所望の切断面の２次元画像を確実に生成出力でき、所望の関心領域の断層像を捉えた２次元画像を効率的に表示出力する超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記入力手段が、当該入力手段の入力量に応じて前記回転角度を変化させ、前記画像処理制御手段が、前記変化した回転角度の切断面の２次元画像を逐次生成出力するので、前記回転角度の指示入力を容易に行うことができるとともに、当該入力手段の入力量に応じた前記回転角度の切断面の２次元画像を容易に表示出力でき、体腔内の所望の関心領域の断層像を探し出す装置として好適な超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記表示手段が、前記２次元画像および前記２次元超音波断層像を同時に表示出力するので、前記２次元超音波断層像に捉えられた体腔内の断層状態を３次元的に容易に把握でき、体腔内の所望の関心領域の断層像を容易に探し出せる超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記２点が、表示画面上に２つのマーカとして表示され、前記入力手段が、該マーカ位置を変更することによって前記２点の位置を変更するので、前記２次元超音波断層像上に指定された２点のうちの少なくとも１点の位置を変更する再指示入力を容易に行える超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記２点間を通る回転軸が、表示画面上に補助線として表示されるので、前記２次元画像が表示された切断面の回転軸と該切断面の回転方向を容易に把握でき、所望の関心領域の断層像を効率的に探し出せる超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記２点を示す各マーカおよび前記補助線の表示態様が、それぞれ異なるので、前記２点を容易に区別でき、前記２次元超音波断層像上に指定された２点のうちの少なくとも１点の位置を変更する再指示入力に最適な超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記２点のうちの少なくとも１点が、前記２次元画像および前記２次元超音波断層像上にマーカとして表示され、同一点を示す前記２次元画像上のマーカと前記２次元超音波断層像上のマーカとは表示態様を同じくし、異なる点を示す前記２次元画像上のマーカと前記２次元超音波断層像上のマーカとは表示態様を異ならせるので、前記２次元画像上のマーカと前記２次元超音波断層像上のマーカとで同一点に対する位置の対応がつけ易く、異なる点との混同を避けることができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、記憶手段が、前記画像処理制御手段によって生成された２次元画像を記憶し、前記入力手段が、前記記憶手段内に記憶された２次元画像の読み出し指示を行い、前記画像処理制御手段が、前記読み出し指示によって該読み出し指示された２次元画像を出力するので、所望の２次元画像を確実に表示出力できる超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記超音波振動子が、前記体腔内挿入側先端に配置され、前記体腔内に挿入された場合に、内視鏡が、前記体腔内の所望の光学画像を出力するので、前記超音波振動子による２次元超音波断層像と前記光学画像とを表示出力でき、これによって、前記体腔内の状態と前記体腔内に挿入された前記超音波振動子の位置とを的確に把握できる超音波診断装置を実現することができるという効果を奏する。また、本発明よれば、切断面の２次元画像に加えて切断面における３次元超音波断層像を表示出力するので、被検体に対する超音波診断を的確に行うことができる超音波診断装置を実現することができるという効果を奏する。

以下、添付図面を参照して、この発明にかかる超音波診断装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によって、この発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。図１において、この超音波診断装置１は、体腔内に挿入される挿入部３と挿入部３を操作する操作部４とを備えたプローブ２と、超音波観測装置５と、受信アンテナ６ｂと、位置データ算出装置７と、入力装置８と、モニタ９と、画像処理装置１０とを有する。挿入部３の先端には、超音波振動子３ａが回転自在に組み込まれ、挿入部３の後端には、操作部４が配置される。超音波振動子３ａの近傍には、送信コイル６ａが着脱可能に配置される。操作部４は、モータ４ａを有し、モータ４ａは、シャフト３ｂを介して超音波振動子３ａと接続される。超音波観測装置５は、操作部４に設けられた電源スイッチ（図示せず）およびケーブル等を介して、超音波振動子３ａおよびモータ４ａと電気的に接続される。位置データ算出装置７は、ケーブル等を介して、送信コイル６ａおよび受信アンテナ６ｂと電気的に接続される。画像処理装置１０は、ケーブル等を介して、超音波観測装置５、位置データ算出装置７、入力装置８、およびモニタ９と電気的に接続される。

プローブ２は、上述したように、先端に超音波振動子３ａが配置された挿入部３とモータ４ａが組み込まれた操作部４とを用いて構成され、体腔内を放射状に走査（ラジアルスキャン）するように機能する。また、プローブ２には、内視鏡等の光学系が設けられてもよく、この場合、プローブ２は、この光学系による体腔内の光学画像に関するデータを画像処理装置１０に送出し、画像処理装置１０は、受信した光学画像に関するデータをもとに、該データに対応する光学画像をモニタ９に画面表示させる。挿入部３は、可撓性部材を用いて実現され、体腔内への挿入に好適な細長い筒形状を有する。超音波振動子３ａは、チタン酸バリウムまたはチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミックを用いて実現され、印加されたパルス状の電圧を逆圧電効果によって超音波に変換する機能と、この超音波の反射波（エコー）を圧電効果によって電気的なエコー信号に変換する機能とを有する。シャフト３ｂは、フレキシブルなシャフトであり、モータ４ａによる回転駆動を超音波振動子３ａに伝達する可撓自在な駆動軸として機能する。

操作部４は、操作者の操作に応じ、超音波振動子３ａおよび送信コイル６ａが配置される部位を含む挿入部３の先端を湾曲させる機能を有する。また、操作部４は、操作者が操作部４の電源スイッチをオン状態にした場合、超音波振動子３ａおよびモータ４ａと超音波観測装置５とを電気的に接続し、超音波観測装置５は、超音波振動子３に１００［Ｖ］程度のパルス状の電圧（パルス電圧）を印加するとともに、モータ４ａに１２［Ｖ］程度の直流駆動電圧を印加する。この場合、超音波振動子３ａは、超音波観測装置５から印加されたパルス電圧を用いて超音波を出力するとともに該超音波のエコーを受波し、受波したエコーに対応するエコー信号を超音波観測装置５に送出する。これと同時に、モータ４ａは、超音波観測装置５から印加された駆動電圧を用いて回転駆動を行うとともに、シャフト３ｂを介して該回転駆動を超音波振動子３ａに伝達する。これによって、モータ４ａは、シャフト３ｂを駆動軸として、超音波振動子３ａを回転させる。

ここで、操作者が、体腔内に挿入部３を挿入した状態で操作部４の電源スイッチをオン状態にした場合、超音波振動子３ａは、シャフト３ｂを駆動軸として回転駆動するとともに、体腔内に対する超音波の出力および該超音波のエコーの受波を繰り返す。この場合、超音波振動子３ａは、挿入部３の挿入軸方向に垂直な平面について、ラジアルスキャンを行い、これによって、プローブ２は、一回のラジアルスキャンを達成する。その後、超音波振動子３ａは、操作部４の電源スイッチがオフ状態に切り換えられるまで、このラジアルスキャンを繰り返すとともに、ラジアルスキャン毎に得られたエコー信号を順次超音波観測装置５に送出する。

超音波観測装置５は、検波回路、増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路、および座標変換回路等を用いて構成され、超音波振動子３ａから順次受信したエコー信号に対して、包絡線検波処理、対数増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理、および極座標系から直交座標系への座標変換処理等の周知の各処理をそれぞれ行い、順次受信したエコー信号毎に一つの２次元画像データを作成する。その後、超音波観測装置５は、作成した２次元画像データを画像処理装置１０に順次送出する。

送信コイル６ａは、挿入部３の体腔内への挿入軸方向に関する第１コイルと該挿入軸方向に垂直な方向に関する第２コイルとを用いて実現され、上述したように、超音波振動子３ａの近傍、たとえば、超音波振動子３ａから０．５〜１［ｃｍ］程度離れた位置に着脱可能に配置され、さらに、ケーブル等を介して位置データ算出装置７と電気的に接続される。この場合、送信コイル６ａは、超音波振動子３ａに対する距離および方向がほぼ一定になるように固定され、これによって、第１コイルおよび第２コイルの各位置と各方向とが、超音波振動子３ａに対してほぼ一定に設定される。また、送信コイル６ａは、位置データ算出装置７が第１コイルおよび第２コイルに電流を供給した場合、送信コイル６ａの周囲空間に磁場を発生させる。なお、送信コイル６ａは、超音波振動子３ａの近傍に配置される場合、挿入部３の外壁に着脱可能に配置されてもよいが、挿入部３内部に着脱可能に挿入されることが望ましい。

受信アンテナ６ｂは、複数のコイルを用いて実現され、送信コイル６ａが発生させた磁場を感知するとともに該磁場を電流に変換し、その後、この電流に対応する電気的な信号（磁場信号）を位置データ算出装置７に送出する。

位置データ算出装置７は、操作者が位置データ算出装置７に設けられた電源スイッチ（図示せず）をオン状態にした場合、ケーブル等を介して送信コイル６ａに電流を供給するとともに、受信アンテナ６ｂが送出した磁場信号を受信する。さらに、位置データ算出装置７は、受信アンテナ６ｂから順次受信した磁場信号をもとに、送信コイル６ａの位置ベクトルｒ、単位長の軸方向ベクトルＶ_a、および単位長の面平行ベクトルＶ_bを算出し、得られた位置ベクトルｒ、軸方向ベクトルＶ_a、および面平行ベクトルＶ_bを送信コイル６ａに関する位置データとして画像処理装置１０に順次送出する。

ここで、位置データ算出装置７には、所定位置、たとえば受信アンテナ６ｂの中心位置を原点Ｏとし、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸からなる空間座標系ｘｙｚが予め設定され、位置ベクトルｒは、空間座標系ｘｙｚ上における送信コイル６ａの位置を決定するベクトルである。なお、位置ベクトルｒは、送信コイル６ａが超音波振動子３ａの近傍に配置されていることに起因し、超音波振動子３ａの回転駆動の中心位置を決定するベクトルとして近似できる。一方、軸方向ベクトルＶ_aは、送信コイル６ａの第１コイルから出力された磁場に対応する磁場信号をもとに算出され、空間座標系ｘｙｚ上のベクトルであって、挿入部３の体腔内への挿入軸方向を示す単位長の方向ベクトルである。したがって、軸方向ベクトルＶ_aは、超音波振動子３ａがラジアルスキャンを行う体腔内の平面に垂直な方向を示す。また、面平行ベクトルＶ_bは、送信コイル６ａの第２コイルから出力された磁場に対応する磁場信号をもとに算出され、空間座標系ｘｙｚ上のベクトルであって、この挿入軸方向に垂直な所定方向を示す単位長の方向ベクトルである。したがって、面平行ベクトルＶ_bは、超音波振動子３ａがラジアルスキャンを行う体腔内の平面に平行である所定方向を示す。なお、面平行ベクトルＶ_bによって示される所定方向は、軸方向ベクトルＶ_aによって示される垂直方向に対して常時一定方向に設定される。このことは、第１コイルおよび第２コイルの各位置と各方向とが、上述したように、超音波振動子３ａに対してほぼ一定に設定されることに起因する。

入力装置８は、キーボード、タッチパネル、トラックボール、マウス、またはジョイスティック等を用いてまたはこれらの組み合わせによって実現され、超音波観測装置５によって作成された２次元画像データ上に指定される点（指定点）の座標情報に関する指定点情報、後述する基準切断面の所望の回転角度を指定する角度情報、またはモニタ９に対する画面表示処理に関する指示情報等を画像処理装置１０に入力する。たとえば、キーボードまたはタッチパネルを用いる場合には、各情報の入力受付状態において、指定点情報または角度情報に対応する数値を入力しまたは選択し、あるいは、モニタ９またはタッチパネルに画面表示された座標位置を直接入力することによって、指定点情報または角度情報の入力が行われる。一方、トラックボール、マウス、またはジョイスティックを用いる場合には、各情報の入力受付状態において、指定点情報に対応する数値を選択し、あるいはモニタ９に画面表示された座標位置を直接入力することによって、指定点情報の入力が行われ、また、角度情報に対応する数値を選択し、あるいはモニタ９に画面表示されたカーソル等をマウスを押し下げながら所定方向に移動させる操作（以下、ドラッグ操作）を行うことによって、角度情報の入力が行われる。たとえば、操作者がこのドラッグ操作を行い、カーソルが画面の上方向に移動した場合に基準切断面を正方向に回転する角度情報が入力され、カーソルが画面の下方向に移動した場合に基準切断面を負方向に回転する角度情報が入力される。あるいは、カーソルが画面の右方向に移動した場合に基準切断面を正方向に回転する角度情報が入力され、カーソルが画面の左方向に移動した場合に基準切断面を負方向に回転する角度情報が入力される。

画像処理装置１０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、またはハードディスク等の各種記憶媒体とＣＰＵとを備えた周知のコンピュータを用いて実現され、画像データ記憶部１１と表示回路１２と制御部１３とを有する。画像データ記憶部１１は、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリ等の各種ＩＣメモリ、ハードディスクドライブ、あるいは光磁気ディスクドライブ等のデータの書き込みおよび読み出しが可能な各種記憶装置を用いて実現される。画像データ記憶部１１は、制御部１３の制御のもと、制御部１３から送出された２次元画像データまたは３次元画像データを記憶する。また、画像データ記憶部１１は、制御部１３が後述する３次元基準断層像データまたは３次元指定断層像データを作成した場合、制御部１３の制御のもと、制御部１３から送出された３次元基準断層像データまたは３次元指定断層像データを断層像データとして記憶する。

制御部１３は、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現され、記憶部１３ａ、画像データ演算部１３ｂ、および切断面演算部１３ｃを有する。記憶部１３ａは、このＲＯＭおよびＲＡＭを用いて構成され、この処理プログラムや演算パラメータの他に、制御部１３が位置データ算出装置７から順次受信した位置データを記憶する。制御部１３には、上述した空間座標系ｘｙｚと、空間座標系ｘｙｚ上の点であって、後述する基準切断面に含まれる基準設定点または該基準切断面の垂直方向を決定する基準法線ベクトルとが予め設定され、記憶部１３ａは、空間座標系ｘｙｚと基準設定点または基準法線ベクトルとに関するデータを基準設定データとして記憶する。

また、超音波振動子３ａがｎ回（ｎ＝１，２，３，…）のラジアルスキャンによって得られたｎ個のエコー信号を超音波観測装置５に順次送出した場合、制御部１３は、超音波観測装置５がｎ個のエコー信号をもとにｎ個の２次元画像データをそれぞれ作成した各タイミングを把握するとともに、位置データ算出装置７から順次受信した位置データを該タイミング毎に把握する。その後、制御部１３は、超音波観測装置５からｎ個の２次元画像データを順次受信するとともに、該２次元画像データ毎に、このタイミングにおいて作成された２次元画像データと該タイミングにおいて受信した位置データとの対応付けを行う。これによって、制御部１３は、ラジアルスキャンが行われた位置に対応する位置データと、このラジアルスキャンによるエコー信号をもとに作成された２次元画像データとの対応付けを確実に行う。

図２は、制御部１３が超音波観測装置５からｎ個の２次元画像データを順次受信した場合に、制御部１３によって位置データとの対応付けが行われたｎ個目の２次元画像データを例示する図である。なお、以下では、操作者が、被検体の十二指腸内に挿入部３を挿入し、その後、超音波振動子３ａによるラジアルスキャンを行うとともに挿入部３を挿入軸方向に徐々に手引きし、これによって、この十二指腸内を３次元的にラジアルスキャンする３次元走査が行われた場合について説明するが、このことは、この発明を限定するものではない。

図２に示すように、このｎ個目の２次元画像データＤ_nには、十二指腸の横断面である十二指腸像Ｅｎと膵管の横断面である膵管像Ｆｎが含まれている。制御部１３は、上述したように、２次元画像データＤ_nと２次元画像データＤ_nが作成されたタイミングで受信した位置データとの対応付けを行う。この場合、制御部１３は、２次元画像データＤ_nに対応する平面の法線ベクトルとして軸方向ベクトルＶ_anを設定し、この平面に平行であって、軸方向ベクトルＶ_anに対して所定方向、たとえば、この平面における１２時方向を示す方向ベクトルとして面平行ベクトルＶ_bnを設定する。また、制御部１３は、２次元画像データＤ_nの画像中心Ｃ_nを示す位置ベクトルとして位置ベクトルｒ_nを設定する。これによって、制御部１３は、２次元画像データＤ_nに対して、画像中心Ｃ_nを原点とし、面平行ベクトルＶ_bnに平行な軸と外積ベクトル（Ｖ_bn×Ｖ_an）に平行な軸とによる直交座標を設定できる。なお、外積ベクトル（Ｖ_bn×Ｖ_an）は、面平行ベクトルＶ_bnと軸方向ベクトルＶ_anとの外積によって求められる。

制御部１３は、超音波観測装置５から順次受信した（ｎ−１）個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_n-1についても、上述した２次元画像データＤ_nの場合と同様に位置データの対応付けを行う。これによって、ｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nには、軸方向ベクトルＶ_a1，Ｖ_a2，…，Ｖ_anと、面平行ベクトルＶ_b1，Ｖ_b2，…，Ｖ_bnと、位置ベクトルｒ₁，ｒ₂，…，ｒ_nとがそれぞれ設定される。

図３は、制御部１３が、位置データとの対応付けが行われたｎ個の２次元画像データを空間座標系ｘｙｚに配列する動作を説明する図である。図３に示すように、制御部１３は、ｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nと位置データとの対応付けをそれぞれ行った場合、記憶部１３ａから読み取った空間座標系ｘｙｚと各２次元画像データに対応付けられた位置データとをもとに、このｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nを空間座標系ｘｙｚに配列する。ここで、この位置データを構成する軸方向ベクトルＶ_a1，Ｖ_a2，…，Ｖ_an、面平行ベクトルＶ_b1，Ｖ_b2，…，Ｖ_bn、および位置ベクトルｒ₁，ｒ₂，…，ｒ_nは、空間座標系ｘｙｚに配列される２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nの各位置と各方向を決定するので、制御部１３は、超音波振動子３ａが３次元的にラジアルスキャンを行った実際の位置関係とほぼ同じになるように、ｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nを空間座標系ｘｙｚに配列できる。その後、制御部１３は、空間座標系ｘｙｚにおける配列関係が設定されたｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nを画像データ記憶部１１に記憶する。

図４は、制御部１３が、位置データとの対応付けが行われたｎ個の２次元画像データを用いて３次元画像データを作成してから、該３次元画像データにおける所望の３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させるまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図４において、制御部１３が超音波観測装置５からｎ個の２次元画像データを順次受信するとともに位置データ算出装置７から位置データを順次受信した場合、制御部１３は、上述したように、受信したｎ個の２次元画像データと位置データとの対応付けを行うとともに、この位置データが対応付けられたｎ個の２次元画像データに対して、空間座標系ｘｙｚにおける配列関係を設定する。その後、画像データ演算部１３ｂは、空間座標系ｘｙｚにおける配列関係が設定されたｎ個の２次元画像データに対し、各２次元画像データ間の補間および重複部分の平均化等の公知の画像処理を行って、空間座標系ｘｙｚ上の画像データである３次元画像データを作成する（ステップＳ１０１）。この３次元画像データは、各軸方向ベクトルＶ_a1，Ｖ_a2，…，Ｖ_anに垂直な平面の断層像データとして、ｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_nを有し、空間座標系ｘｙｚ上の３次元座標に対応する多数のセル（ボクセル）によって構成される。なお、各ボクセルには、輝度値に対応する画像データ値が設定される。その後、制御部１３は、画像データ演算部１３ｂが作成した３次元画像データを画像データ記憶部１１に記憶させる。

つぎに、制御部１３は、入力装置８から入力された画面表示処理に関する指示情報のもと、画像データ記憶部１１から所望の２次元画像データを読み出すとともに、表示回路１２を介して、この２次元画像データをモニタ９に送出する。この場合、表示回路１２は、この２次元画像データに対してＤ／Ａ変換等の各処理を行い、モニタ９は、この２次元画像データに対応する２次元超音波断層像を画面表示する。操作者は、２次元超音波断層像がモニタ９に画面表示された場合、入力装置８を操作して、たとえば、モニタ９に画面表示されたカーソル等を用いて２次元超音波断層像上の所望位置を指定し、この所望位置に対応する指定点情報を入力する。制御部１３は、入力装置８から入力された指定点情報をもとに、この２次元超音波断層像に対応する２次元画像データ上に指定点を設定する。操作者は、この指定点情報の入力動作を少なくとも２回行い、これによって、制御部１３は、ｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_n上に、入力された各指定点情報に対応する少なくとも二つの指定点を設定する（ステップＳ１０２）。

制御部１３がｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_n上に少なくとも二つの指定点を設定した場合、切断面演算部１３ｃは、設定された二つの指定点を通過する直線を演算出力するとともに、この二つの指定点と記憶部１３ａから読み出された基準設定点とを含む平面を演算出力する。なお、切断面演算部１３ｃは、この二つの指定点が含まれ、かつ、記憶部１３ａから読み出された基準法線ベクトルを有する平面を演算出力してもよい。制御部１３は、この平面を回転基準平面である基準切断面として設定するとともに、この直線を該基準切断面の回転軸として設定する。その後、画像データ演算部１３ｂは、制御部１３が画像データ記憶部１１から読み出した３次元画像データを用いて、この基準切断面の２次元断層像データを含む３次元的な断層像データ（３次元基準断層像データ）を作成する。制御部１３は、画像データ演算部１３ｂが作成した３次元基準断層像データを画像データ記憶部１１に記憶するとともに、表示回路１２を介して、この３次元基準断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部１３は、この３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１０３）。

操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、入力装置８を操作して、制御部１３を角度情報の入力受付状態に切り換える。たとえば、操作者が、マウスを用いてカーソルを画面上の所定位置に移動させ、その後、マウスのボタンを押した場合に、制御部１３は、角度情報の入力受付状態に切り換えられる。制御部１３が角度情報の入力受付状態に切り換えられ（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、操作者が、ドラッグ操作等を行って、入力装置８から角度情報を入力した場合、制御部１３は、入力装置８から入力された角度情報を受け付ける。つぎに、切断面演算部１３ｃは、入力装置８から入力された角度情報に対応する角度と上述した指定点情報とをもとに、基準切断面が該角度だけ回転した平面を演算出力し、制御部１３は、この平面を指定切断面として設定する。画像データ演算部１３ｂは、制御部１３が画像データ記憶部１１から読み出した３次元画像データを用いて、この指定切断面の２次元断層像データを含む３次元的な断層像データ（３次元指定断層像データ）を作成する。制御部１３は、画像データ演算部１３ｂが作成した３次元指定断層像データを画像データ記憶部１１に記憶するとともに、表示回路１２を介して、この３次元指定断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部１３は、この３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１０５）。

その後、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、上述した３次元基準断層像の場合と同様に、入力装置８を操作して、制御部１３を角度情報の入力受付状態に切り換える。制御部１３が角度情報の入力受付状態に切り換えられ（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、操作者が、ドラッグ操作等を行って、入力装置８から角度情報を入力した場合、制御部１３は、入力装置８から入力された角度情報を受け付けるとともに、ステップＳ１０５以降の処理工程を繰り返す。

一方、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、制御部１３を角度情報の入力受付状態に切り換える操作を行わない。この場合、制御部１３は、角度情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、この３次元基準断層像の基準切断面を回転させないので、モニタ９は、この３次元基準断層像が画面表示された状態を維持する。これによって、操作者は、モニタ９に画面表示された所望の関心領域を観察することができ、被検体に対する超音波診断を達成できる。また、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、上述した３次元基準断層像の場合と同様に、制御部１３を角度情報の入力受付状態に切り換える操作を行わない。この場合、制御部１３は、角度情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、この３次元指定断層像の指定切断面を回転させないので、モニタ９は、この３次元指定断層像が画面表示された状態を維持する。これによって、操作者は、モニタ９に画面表示された所望の関心領域を観察することができ、被検体に対する超音波診断を達成できる。

ここで、制御部１３が２次元画像データ上に二つの指定点を設定した場合に、切断面演算部１３ｃが、二つの指定点を通過する直線と、二つの指定点と予め設定された基準設定点とを含む基準切断面とを演算出力する処理について詳細に説明する。図５は、２次元画像データ上に設定された二つの指定点を通過する直線と基準切断面との設定を説明する図である。図５に示すように、制御部１３は、入力装置８から入力された指定点情報をもとに、ｎ個の２次元画像データに含まれる２次元画像データＤ_m1，Ｄ_m2上に、指定点Ｐ₁，Ｐ₂をそれぞれ設定している。なお、２次元画像データＤ_m1は、空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データのｍ１個目の２次元画像データであり、２次元画像データＤ_m2は、空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データのｍ２個目の２次元画像データである。この場合、整数ｍ１，ｍ２は、整数ｎ以下の正の整数であり、整数ｍ１は整数ｍ２より小さい。

切断面演算部１３ｃは、指定点Ｐ₁の座標情報と指定点Ｐ₂の座標情報とをもとに、指定点Ｐ₁，Ｐ₂を通過する直線Ｌを演算出力する。また、切断面演算部１３ｃは、指定点Ｐ₁，Ｐ₂の各座標情報と予め設定された基準設定点（図示しない）の座標情報とをもとに、指定点Ｐ₁，Ｐ₂および基準設定点を含む平面を演算出力する。この場合、制御部１３は、図５に示すように、この平面を基準切断面Ｈ₀として設定するとともに、直線Ｌを基準切断面Ｈ₀の回転軸として設定する。すなわち、基準切断面Ｈ₀は、直線Ｌを回転軸として含み、上述したステップＳ１０１において作成された３次元画像データを切断する切断面の回転基準面である。したがって、制御部１３が入力装置８から入力された角度情報を受け付けた場合、切断面演算部１３ｃは、この角度情報に対応する角度θを用いて、基準切断面Ｈ₀を角度θだけ回転させた平面を演算出力し、制御部１３は、この平面を指定切断面Ｈとして設定する。なお、切断面演算部１３ｃは、指定点Ｐ₁，Ｐ₂の各座標情報と予め設定された基準法線ベクトル（図示しない）とをもとに、指定点Ｐ₁，Ｐ₂を含む平面を演算出力してもよく、この場合、制御部１３は、上述した基準設定点を用いた場合と同様に、基準切断面Ｈ₀を設定できる。なお、基準設定点、基準法線ベクトル、および基準切断面Ｈ₀の設定方法の詳細は、後述する。

つぎに、切断面演算部１３ｃが、制御部１３に入力された角度情報に対応する角度θを用いて、基準切断面Ｈ₀を角度θだけ回転させた平面、すなわち指定切断面Ｈを演算出力する処理について詳細に説明する。図６は、切断面演算部１３ｃが、直線Ｌを回転軸として基準切断面Ｈ₀から角度θだけ回転した指定切断面Ｈを演算出力する処理を説明する図である。図６に示すように、基準切断面Ｈ₀は、指定点Ｐ₁，Ｐ₂と基準設定点とを用いて、または基準法線ベクトルを用いて決定される単位法線ベクトルｅ₀を有する。また、指定切断面Ｈは、直線Ｌを回転軸として、基準切断面Ｈ₀を角度θだけ回転した平面であるため、切断面演算部１３ｃは、直線Ｌを回転軸として、単位法線ベクトルｅ₀を角度θだけ回転して得られる単位法線ベクトルｅと指定点Ｐ₁，Ｐ₂とを用いれば、指定切断面Ｈを演算出力できる。

ここで、図６に示すように、点Ｐ₃が、指定点Ｐ₁と指定点Ｐ₂とを結ぶ線分の中点として仮定され、基準設定点Ｑ₀が、直線Ｌに垂直であって、点Ｐ₃と基準設定点Ｑ₀とを結ぶ単位長の線分を構成する基準切断面Ｈ₀上の点として仮定され、さらに、点Ｑが、直線Ｌを回転軸として基準設定点Ｑ₀を角度θだけ回転して得られる指定切断面Ｈ上の点として仮定された場合、指定切断面Ｈの単位法線ベクトルｅは、指定点Ｐ₁，Ｐ₂の各位置ベクトルＯＰ₁，ＯＰ₂と点Ｑの位置ベクトルＯＱとを用いて、次式（１）によって求められる。
ｅ＝（ＯＰ₂−ＯＰ₁）×（ＯＱ−ＯＰ₁）
／｜（ＯＰ₂−ＯＰ₁）×（ＯＱ−ＯＰ₁）｜ ・・・（１）
また、点Ｐ₃は、指定点Ｐ₁と指定点Ｐ₂とを結ぶ線分の中点として仮定されているので、点Ｐ₃の位置ベクトルＯＰ₃は、次式（２）によって求められる。
ＯＰ₃＝（ＯＰ₁＋ＯＰ₂）／２ ・・・（２）

また、ベクトルＰ₁Ｐ₂の単位ベクトルｔが仮定された場合、単位ベクトルｔは、次式（３）によって求められる。
ｔ＝（ＯＰ₂−ＯＰ₁）／｜ＯＰ₂−ＯＰ₁｜ ・・・（３）
この場合、ベクトルＰ₃Ｑは、位置ベクトルＯＰ₁，ＯＰ₂と単位ベクトルｔと角度θとを用いて、次式（４）によって求められる。
Ｐ₃Ｑ＝｛（ＯＰ₁×ＯＰ₂）／｜ＯＰ₁×ＯＰ₂｜｝ｃｏｓθ
＋｛ｔ×（ＯＰ₁×ＯＰ₂）／｜ｔ×（ＯＰ₁×ＯＰ₂）｜｝ｓｉｎθ
・・・（４）
したがって、位置ベクトルＯＱは、式（２）〜（４）を用いて、次式（５）によって求められる。
ＯＱ＝ＯＰ₃＋Ｐ₃Ｑ
＝（ＯＰ₁＋ＯＰ₂）／２＋｛（ＯＰ₁×ＯＰ₂）／｜ＯＰ₁×ＯＰ₂｜｝ｃｏｓθ
＋｛（ＯＰ₂−ＯＰ₁）／｜ＯＰ₂−ＯＰ₁｜｝
×｛（ＯＰ₁×ＯＰ₂）／｜ＯＰ₁×ＯＰ₂｜｝ｓｉｎθ ・・・（５）

この式（１），（５）によれば、切断面演算部１３ｃは、指定点Ｐ₁，Ｐ₂の各位置ベクトルＯＰ₁，ＯＰ₂と基準切断面Ｈ₀の回転角度である角度θとを用いて、単位法線ベクトルｅを演算出力できる。すなわち、切断面演算部１３ｃは、制御部１３が受信した指定点情報と角度情報とを用いて単位法線ベクトルｅを演算出力するとともに、該指定点情報と単位法線ベクトルｅとを用いて指定切断面Ｈを演算出力できる。ただし、切断面演算部１３ｃは、この角度θが零である場合、基準切断面Ｈ₀を演算出力する。すなわち、基準設定点Ｑ₀の位置ベクトルＯＱ₀は、式（５）の角度θとして零を代入すれば求めることができ、基準法線ベクトルｅ₀は、角度θが零の場合の位置ベクトルＯＱ（すなわち位置ベクトルＯＱ₀）と位置ベクトルＯＰ₁，ＯＰ₂とを用い、式（１）に基づいて求めることができ、基準切断面Ｈ₀は、指定点Ｐ₁，Ｐ₂と基準設定点Ｑ₀とを含み、基準法線ベクトルｅ₀を法線とする平面として演算出力され、この方法によって、基準設定点Ｑ₀、基準法線ベクトルｅ₀、および基準切断面Ｈ₀が設定される。この場合、基準切断面Ｈ₀は、幾何学的に、原点Ｏと指定点Ｐ₁，Ｐ₂とを含む面に対して垂直に交わる面になる。

なお、３次元画像を作成するための一般的なライブラリソフトウェアが制御部１３に搭載されている場合、制御部１３は、単位法線ベクトルｅと、原点Ｏと指定切断面Ｈとの距離とが入力されれば、空間座標系ｘｙｚ上の３次元画像データを指定切断面Ｈにて切断するとともに、指定切断面Ｈにおける３次元指定断層像データを作成できる。この原点Ｏと指定切断面Ｈとの距離は、単位法線ベクトルｅと位置ベクトルＯＰ₁との内積または単位法線ベクトルｅと位置ベクトルＯＰ₂との内積を用いて求められるので、制御部１３は、上述した式（１），（５）に基づき、入力装置８から入力された指定点情報と角度情報とを用いて指定切断面Ｈを求めるとともに、指定切断面Ｈにおける３次元指定断層像データを作成できる。この場合、操作者が入力装置８を用いてドラッグ操作等を行う毎に、制御部１３は、このドラッグ操作等によるカーソルの移動量に応じた角度情報を順次受け付けるとともに、順次受け付けた角度情報に応じて基準切断面を回転させ、これによって、指定切断面を順次求めるとともに、求めた指定切断面における３次元指定断層像データを作成または更新し、該３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させる。

つぎに、上述したステップＳ１０２において、制御部１３が、入力装置８から入力された指定点情報を用いて２次元画像データ上に指定点を設定する処理（指定点設定処理）について詳細に説明する。図７は、制御部１３が指定点設定処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図８は、２次元画像データＤ_m1上に指定点Ｐ₁を設定する処理（第１指定点設定処理）を説明する図である。図９は、２次元画像データＤ_m2上に指定点Ｐ₂を設定する処理（第２指定点設定処理）を説明する図である。

図７、図８、および図９において、制御部１３は、入力装置８から入力された画面表示処理に関する指示情報のもと、画像データ記憶部１１から所望の２次元画像データ、たとえば２次元画像データＤ_m1を読み出す（ステップＳ２０１）とともに、表示回路１２を介して、２次元画像データＤ_m1をモニタ９に送出し、２次元画像データＤ_m1に対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ２０２）。操作者は、この２次元超音波断層像に所望の関心領域が画面表示されているか否かを確認する。操作者は、所望の関心領域が画面表示されていない場合、入力装置８を操作して２次元超音波断層像を別の２次元超音波断層像に更新する指示情報を制御部１３に入力する。この場合、制御部１３は、指定点情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、上述したステップＳ２０１以降の処理工程を繰り返す。一方、操作者が、所望の関心領域として、たとえば、図８に示す膵管像Ｆ_m1の画面表示を確認した場合、操作者は、入力装置８を操作して、たとえば、モニタ９に画面表示されたカーソルＫを膵管像Ｆ_m1に移動させるとともに、膵管像Ｆ_m1上に指定点Ｐ₁を指定する指定点情報を入力する。この場合、制御部１３は、操作者による入力装置８の操作によって、指定点情報の入力受付状態に切り換わるとともに（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、この指定点情報をもとに、２次元画像データＤ_m1上の膵管像Ｆ_m1に対応する座標に指定点Ｐ₁を設定する（ステップＳ２０４）。その後、制御部１３は、指定点Ｐ₁として設定された座標上に指定点Ｐ₁を示すマーカ（第１マーカ）を付するとともに、２次元画像データＤ_m1に対応する２次元超音波断層像上に重畳した状態で、第１マーカをモニタ９に画面表示させる。

ここで、制御部１３は、上述したように、２次元画像データＤ_nに対して、画像中心Ｃ_nを原点とし、面平行ベクトルＶ_bnに平行な軸と外積ベクトル（Ｖ_bn×Ｖ_an）に平行な軸とによる直交座標を設定できるので、２次元画像データＤ_m1上には、図８に示すように、画像中心Ｃ_m1を原点とし、面平行ベクトルＶ_bm1に平行な軸Ｂと外積ベクトル（Ｖ_bm1×Ｖ_am1）に平行な軸Ａとによる直交座標系ＡＢが設定される。この場合、制御部１３は、２次元画像データＤ_m1上の膵管像Ｆ_m1に対応する座標（ａ₁，ｂ₁）に指定点Ｐ₁を設定する。したがって、指定点Ｐ₁の位置ベクトルＯＰ₁は、この座標（ａ₁，ｂ₁）と画像中心Ｃ_m1の位置ベクトルｒ_m1とを用い、かつ、軸方向ベクトルＶ_am1および面平行ベクトルＶ_bm1が単位長であることに基づき、次式（６）によって求められる。
ＯＰ₁＝ｒ_m1＋ａ₁（Ｖ_bm1×Ｖ_am1）＋ｂ₁Ｖ_bm1 ・・・（６）
ただし、外積ベクトル（Ｖ_bm1×Ｖ_am1）は、軸Ａの方向ベクトルに相当し、面平行ベクトルＶ_bm1は、軸Ｂの方向ベクトルに相当する。このように、指定点Ｐ₁に対応する座標（ａ₁，ｂ₁）は、式（６）に基づき、空間座標系ｘｙｚ上の３つの成分からなる座標で表現できる。すなわち、制御部１３は、空間座標系ｘｙｚ上の点として、２次元画像データＤ_m1上に指定点Ｐ₁を設定する。

つぎに、操作者は、入力装置８を操作して２次元超音波断層像を別の２次元超音波断層像に更新する指示情報を制御部１３に入力する。制御部１３は、この指示情報に基づき、画像データ記憶部１１から所望の２次元画像データ、たとえば２次元画像データＤ_m2を読み出す（ステップＳ２０５）とともに、表示回路１２を介して、２次元画像データＤ_m2をモニタ９に送出し、２次元画像データＤ_m2に対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ２０６）。操作者は、この２次元超音波断層像に所望の関心領域が画面表示されているか否かを確認し、所望の関心領域が画面表示されていない場合、入力装置８を操作して２次元超音波断層像を別の２次元超音波断層像に更新する指示情報を制御部１３に入力する。この場合、制御部１３は、上述したステップＳ２０３の場合と同様に、指定点情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、上述したステップＳ２０５以降の処理工程を繰り返す。

一方、操作者が、所望の関心領域として、たとえば、図９に示す胆管像Ｇ_m2の画面表示を確認した場合、操作者は、入力装置８を操作して、たとえば、モニタ９に画面表示されたカーソルＫを胆管像Ｇ_m2に移動させるとともに、胆管像Ｇ_m2上に指定点Ｐ₂を指定する指定点情報を入力する。この場合、制御部１３は、操作者による入力装置８の操作によって、指定点情報の入力受付状態に切り換わるとともに（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、この指定点情報をもとに、２次元画像データＤ_m2上の胆管像Ｇ_m2に対応する座標に指定点Ｐ₂を設定する（ステップＳ２０８）。

なお、２次元画像データＤ_m2上には、上述した指定点Ｐ₁の場合と同様に、画像中心Ｃ_m2を原点とし、面平行ベクトルＶ_bm2に平行な軸Ｂと外積ベクトル（Ｖ_bm2×Ｖ_am2）に平行な軸Ａとによる直交座標系ＡＢが設定され、指定点Ｐ₂は、図９に示すように、２次元画像データＤ_m2上の胆管像Ｇ_m2に対応する座標（ａ₂，ｂ₂）に設定される。したがって、指定点Ｐ₂の位置ベクトルＯＰ₂は、この座標（ａ₂，ｂ₂）と画像中心Ｃ_m2の位置ベクトルｒ_m2とを用い、かつ、軸方向ベクトルＶ_am2および面平行ベクトルＶ_bm2が単位長であることに基づき、次式（７）によって求められる。
ＯＰ₂＝ｒ_m2＋ａ₂（Ｖ_bm2×Ｖ_am2）＋ｂ₂Ｖ_bm2 ・・・（７）
すなわち、制御部１３は、空間座標系ｘｙｚ上の点として、２次元画像データＤ_m2上に指定点Ｐ₂を設定する。その後、制御部１３は、指定点Ｐ₂として設定された座標上に指定点Ｐ₂を示すマーカ（第２マーカ）を付するとともに、２次元画像データＤ_m2に対応する２次元超音波断層像上に重畳した状態で、第２マーカをモニタ９に画面表示させる。

なお、制御部１３は、上述した第１マーカと第２マーカとを異なる態様で２次元画像データ上に付することが望ましい。この場合、制御部１３は、指定点Ｐ₁を示すマーカとして、たとえば＋形で赤色の第１マーカを２次元画像データＤ_m1上に付するとともに、２次元画像データＤ_m1に対応する２次元超音波断層像上に重畳した状態で、この第１マーカをモニタ９に画面表示させる。また、制御部１３は、指定点Ｐ₂を示すマーカとして、たとえば×形で緑色の第２マーカを２次元画像データＤ_m2上に付するとともに、２次元画像データＤ_m2に対応する２次元超音波断層像上に重畳した状態で、この第２マーカをモニタ９に画面表示させる。これによって、操作者は、モニタ９に画面表示された第１マーカと第２マーカとを容易に判別できる。

つぎに、上述したステップＳ１０３において、制御部１３が、設定した二つの指定点を用いて基準切断面と該基準切断面の回転軸とを設定し、その後、設定した基準切断面における３次元基準断層像データを作成するとともに、該３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像をモニタ９に画面表示させるまでの処理（３次元基準断層像表示処理）について詳細に説明する。図１０は、制御部１３が３次元基準断層像表示処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図１１は、制御部１３が３次元基準断層像を画面表示した状態を説明する図である。

図１０および図１１において、制御部１３が、上述したステップＳ１０２の処理を行って、たとえば、２次元画像データＤ_m1上および２次元画像データＤ_m2上に指定点Ｐ₁，Ｐ₂をそれぞれ設定した場合、切断面演算部１３ｃは、図５に示したように、指定点情報を用いて指定点Ｐ₁，Ｐ₂を通過する直線Ｌを演算出力するとともに、記憶部１３ａから読み出された基準設定点と指定点Ｐ₁，Ｐ₂とを含む平面、または記憶部１３ａから読み出された基準法線ベクトルと指定点Ｐ₁，Ｐ₂とを有する平面を演算出力する。この場合、制御部１３は、切断面演算部１３ｃによって演算出力された平面を基準切断面Ｈ₀として設定するとともに、直線Ｌを基準切断面Ｈ₀の回転軸として設定する（ステップＳ３０１）。つぎに、制御部１３は、上述したステップＳ１０１において作成した３次元画像データを画像データ記憶部１１から読み出し（ステップＳ３０２）、その後、画像データ演算部１３ｂは、この３次元画像データを用いて、基準切断面Ｈ₀における３次元基準断層像データを作成する（ステップＳ３０３）。制御部１３は、画像データ演算部１３ｂが作成した３次元基準断層像データを画像データ記憶部１１に記憶するとともに、表示回路１２を介して、この３次元基準断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部１３は、この３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像Ｗ₀をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ３０４）。

図１１に示すように、制御部１３は、３次元基準断層像Ｗ₀上に、２次元画像データの膵管像に対応する膵管断層像ｆ₀と、２次元画像データの胆管像に対応する胆管断層像ｇ₀とを表示するとともに、第１マーカによって表示された指定点Ｐ₁、第２マーカによって表示された指定点Ｐ₂、および直線Ｌに対応する補助線Ｌ₁を膵管断層像ｆ₀上または胆管断層像ｇ₀上に重畳的に表示する。ただし、制御部１３は、上述したように、第１マーカと第２マーカとを異なる態様で画面表示させることが望ましく、制御部１３は、たとえば、＋形で赤色の第１マーカを膵管断層像ｆ₀に重畳して画面表示させるとともに、×形で緑色の第２マーカを胆管断層像ｇ₀に重畳して画面表示させる。さらに、制御部１３は、図１１に示すように、３次元基準断層像Ｗ₀と所望の２次元超音波断層像とを同一画面に出力するようにモニタ９を制御する。これによって、モニタ９には、３次元基準断層像Ｗ₀と、所望の２次元超音波断層像、たとえば、２次元画像データＤ_m1に対応する２次元超音波断層像ｄ_m1とが、相互に重畳しないように、同一画面上に出力表示される。

このように、２次元超音波断層像ｄ_m1上の第１マーカと３次元基準断層像Ｗ₀上の第１マーカとを同じ態様にし、第１マーカと第２マーカとの態様を変えてモニタ９に表示したので、たとえば、図１１に示すように、膵管を示す＋形で赤色の第１マーカが表示された２次元超音波断層像ｄ_m1がモニタ９に表示されている場合には、この第１マーカと、３次元基準断層像Ｗ₀の膵管断層像ｆ₀上に表示された同様の＋形で赤色の第１マーカとの位置の対応がつけ易く、第２マーカが示す胆管との混同を避けることができる。

つぎに、上述したステップＳ１０５において、制御部１３が、指定点情報と角度情報とを用いて指定切断面を設定し、その後、設定した指定切断面における３次元指定断層像データを作成するとともに、該３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させるまでの処理（３次元指定断層像表示処理）について詳細に説明する。図１２は、制御部１３が３次元指定断層像表示処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図１３は、制御部１３が３次元指定断層像を画面表示した状態を説明する図である。

図１２および図１３において、制御部１３が、操作者による入力装置８の操作によって、角度情報の入力受付状態に切り換えられるとともに、操作者が、ドラッグ操作等を行って、モニタ９上のカーソルＫを所定方向、たとえば画面の上下方向に移動させ、これによって、制御部１３が、このカーソルＫの移動量に対応する角度θを角度情報として受け付けた場合、切断面演算部１３ｃは、この角度情報に対応する角度θと上述した指定点情報とをもとに、基準切断面Ｈ₀が直線Ｌを回転軸として角度θだけ回転した平面を演算出力し、制御部１３は、この演算出力された平面を指定切断面Ｈとして設定する（ステップＳ４０１）。この場合、切断面演算部１３ｃは、上述した式（１）および式（５）に基づき、角度θと指定点Ｐ₁，Ｐ₂の各座標に関する情報とを用いて指定切断面Ｈを演算出力できる。つぎに、制御部１３は、指定切断面Ｈが設定された場合、上述したステップＳ１０１において作成した３次元画像データを画像データ記憶部１１から読み出し（ステップＳ４０２）、その後、画像データ演算部１３ｂは、この３次元画像データを用いて、指定切断面Ｈにおける３次元指定断層像データを作成する（ステップＳ４０３）。制御部１３は、画像データ演算部１３ｂが作成した３次元指定断層像データを画像データ記憶部１１に記憶するとともに、表示回路１２を介して、この３次元指定断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部１３は、この３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像Ｗをモニタ９に画面表示させる（ステップＳ４０４）。

図１３に示すように、制御部１３は、３次元指定断層像Ｗ上に、２次元画像データの膵管像に対応する膵管断層像ｆ、２次元画像データの胆管像に対応する胆管断層像ｇ、および胆管と膵管との合流部（胆管膵管合流部）の断層像である胆管膵管合流部像ｆｇを表示するとともに、第１マーカによって表示された指定点Ｐ₁、第２マーカによって表示された指定点Ｐ₂、および直線Ｌに対応する補助線Ｌ₁を膵管断層像ｆ上または胆管断層像ｇ上に重畳的に表示する。ただし、制御部１３は、上述した３次元基準断層像Ｗ₀の場合と同様に、第１マーカと第２マーカとを異なる態様で画面表示させることが望ましく、制御部１３は、たとえば、＋形で赤色の第１マーカを膵管断層像ｆに重畳して画面表示させるとともに、×形で緑色の第２マーカを胆管断層像ｇに重畳して画面表示させる。さらに、制御部１３は、図１３に示すように、３次元指定断層像Ｗと所望の２次元超音波断層像とを同一画面に出力するようにモニタ９を制御する。これによって、モニタ９には、３次元基準断層像Ｗと、所望の２次元超音波断層像、たとえば、２次元画像データＤ_m1に対応する２次元超音波断層像ｄ_m1とが、相互に重畳しないように、同一画面上に出力表示される。

ここで、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像Ｗが、胆管膵管合流部像ｆｇの近傍に腫瘍断層像ｈを示している場合、操作者は、体腔内の特徴的部位である胆管膵管合流部を指標として、腫瘍断層像ｈに対応する実際の腫瘍の大きさまたは体腔内における位置等の情報を容易かつ的確に推定できる。すなわち、操作者は、入力装置８を用いてドラッグ操作等を行って、膵管および胆管の各断層像がともに表示された３次元基準断層像Ｗ₀の基準切断面Ｈ₀を回転する指示情報、すなわち、直線Ｌを回転軸として基準切断面Ｈ₀を回転する角度θの角度情報を入力すれば、胆管膵管合流部像ｆｇまたは腫瘍断層像ｈ等の関心領域の断層像を容易に得ることができるとともに、この関心領域の断層像を用いて、被検体に対する超音波診断を的確に行うことができる。また、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０４において、制御部１３の処理速度が十分速い場合、このドラッグ操作による入力量に応じて変化する回転角度の指定切断面の３次元指定断層像データが、このドラッグ操作に同期して、逐次モニタ９に出力される。このため、操作者は、胆管膵管合流部像ｆｇまたは腫瘍断層像ｈ等の関心領域の断層像を一層容易に得ることができる。

なお、操作者が、入力装置８を用いて、第１マーカ、第２マーカ、補助線、または２次元超音波断層像の画面表示を消去する指示情報を入力した場合、制御部１３は、この指示情報による指示のもと、モニタ９に対して、画面表示された第１マーカ、第２マーカ、補助線、または２次元超音波断層像を消去する制御を行ってもよい。また、操作者が、入力装置８を用いて、第１マーカ、第２マーカ、補助線、または２次元超音波断層像の画面表示を再表示する指示情報を入力した場合、制御部１３は、この指示情報による指示のもと、モニタ９に対して、消去された第１マーカ、第２マーカ、補助線、または２次元超音波断層像を再表示する制御を行ってもよい。さらに、操作者が、入力装置８を用いて、３次元基準断層像または３次元指定断層像と同一画面に表示された２次元超音波断層像を別の２次元超音波断層像に切り換える指示情報を入力した場合、制御部１３は、この指示情報による指示のもと、モニタ９に対して、画面表示された２次元超音波断層像を更新する制御を行ってもよい。この場合、制御部１３は、たとえば、膵管が表示された２次元超音波断層像を胆管が表示された２次元超音波断層像に切り換えることができる。

また、この実施の形態１では、プローブの先端に組み込まれた超音波振動子の近傍に送信コイルが配置され、位置データ算出装置が、この送信コイルから出力された磁場を用いて、この超音波振動子によるラジアルスキャンの位置データを算出していたが、この発明は、これに限定されるものではなく、操作者がこのプローブを手引きする場合の超音波振動子の移動加速度を検出するとともに該移動加速度の積分処理等を行って、この超音波振動子によるラジアルスキャンの位置データを算出してもよい。

さらに、この実施の形態１では、磁場を発生する送信コイルがプローブ内の超音波振動子の近傍に配置され、該送信コイルによる発生磁場が受信アンテナに検出された場合に、この送信コイルの位置を検出していたが、この発明は、これに限定されるものではなく、超音波振動子の挿入方向と該挿入方向に垂直な方向との各指向性が設けられた受信コイルをプローブ内の超音波振動子の近傍に配置し、この受信コイルの位置を検出してもよい。

以上に説明したように、この実施の形態１では、３次元走査によって得られた複数の２次元画像データを用いて３次元画像データを作成し、所望の２次元超音波断層像上に指定点を二つ指定する指定点情報が入力された場合、該２次元超音波断層像に対応する各２次元画像データ上に該指定点情報に対応する指定点をそれぞれ設定するとともに、これら二つの指定点を含む基準切断面と、これら二つの指定点を通過する該基準切断面の回転軸とを演算出力し、その後、この３次元画像データと該基準切断面とをもとに、該基準切断面における３次元基準断層像を画面表示させている。さらに、この実施の形態１では、この基準切断面の所望の回転角度に関する角度情報が入力された場合、この角度情報と上述した指定点情報とをもとに、この基準切断面を該角度情報に対応する角度だけ回転した指定切断面を演算出力し、その後、この３次元画像データと該指定切断面とをもとに、該指定切断面における３次元指定断層像を画面表示させている。したがって、胆管と膵管との合流部等の体腔内の特徴的部位または腫瘍等の疾患部位等の関心領域の断層像を一つの画面内に的確に表示出力できる超音波診断装置を実現することができ、操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、この関心領域の断層像を容易に探し出すことができる。すなわち、操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、体腔内の被検部位の状態を容易に観察することができ、これによって、患者に対する超音波診断を迅速かつ的確に行うことができる。

一般に、胆道腫瘍または膵腫瘍等の疾患では、胆管または膵管に沿って腫瘍がどのように広がっているかを観察することが切除範囲を決定する上で重要である。何故なら、操作者、すなわち術者は、手術の際に胆管または膵管（主膵管）を含めて組織を切除するため、術前に切除部分の長さを見積もっておく必要があるからである。さらに、疾患部の観察が行われる場合には、腫瘍の好発部位である胆管膵管合流部が、一つの断層像上に表示されることが望ましい。何故なら、特徴のあるＹ字状の胆管膵管合流部は、位置の同定がし易いため、手術中の指標として用いられ易く、術者は、胆管膵管合流部からどの程度（たとえば何ｃｍ）の位置に腫瘍があるか、あるいは胆管膵管合流部を中心にして腫瘍がどのように広がっているか等の情報を知ることによって、術前に切除位置または切除範囲を見積もる必要があるからである。したがって、疾患部の観察が行われる場合には、胆管膵管合流部の特徴のあるＹ字状の形が明瞭にわかるように、胆管膵管合流部が一つの断層像上に表示されることが望ましい。この実施の形態１によれば、この胆管膵管合流部の断層像を容易に探し出すことができる。

また、この超音波診断装置のプローブに内視鏡等の光学系が設けられた場合、この超音波診断装置は、ラジアルスキャンを行うとともに体腔内の光学画像データを作成し、該ラジアルスキャンによる２次元的または３次元的な超音波断層像と該光学画像データによる体腔内光学像とを画面表示できる。この場合、操作者は、この超音波断層像と体腔内光学像とを観察して、被検部位の状態に関する医学的情報をさらに的確に得ることができる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。上述した実施の形態１では、基準切断面の回転角度に関する角度情報が入力された場合、この角度情報と既知の指定点情報とを用いて指定切断面を演算出力し、その後、既知の３次元画像データと該指定切断面とをもとに、該指定切断面における３次元指定断層像を画面表示するように構成していたが、この実施の形態２では、基準切断面を回転する単位角度に関する情報が入力された場合に、該単位角度の整数倍の各角度を指定切断面の回転角度として設定するとともに、該回転角度毎の指定切断面を演算出力し、その後、該指定切断面毎の３次元指定断層像データを作成するように構成している。

図１４は、この発明の実施の形態２である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。この超音波診断装置２１は、画像処理装置１０に代えて画像処理装置２２が配置され、画像処理装置２２には、制御部１３に代えて、単位角度設定部２３ａを備えた制御部２３が設けられる。制御部２３は、制御部１３と同様に、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

図１５は、制御部２３が、位置データとの対応付けが行われたｎ個の２次元画像データを用いて３次元画像データを作成してから、単位角度の整数倍毎に設定された指定切断面における３次元指定断層像データを作成し、その後、入力装置８から入力された角度情報に応じて、３次元指定断層像または３次元基準断層像をモニタ９に画面表示させるまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図１５において、制御部２３が、上述した実施の形態１の場合と同様に、受信したｎ個の２次元画像データと位置データとの対応付けを行うとともに、この位置データが対応付けられたｎ個の２次元画像データに対して、空間座標系ｘｙｚにおける配列関係を設定した場合、画像データ演算部１３ｂは、上述したステップＳ１０１と同様に、このｎ個の２次元画像データに対して補間等の画像処理を行い、空間座標系ｘｙｚ上に３次元画像データを作成する（ステップＳ５０１）。

つぎに、制御部２３は、上述した実施の形態１の場合と同様に、入力装置８から入力された画面表示処理に関する指示情報のもと、画像データ記憶部１１から所望の２次元画像データを読み出すとともに、この２次元画像データに対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる。操作者が入力装置８を用いて２次元超音波断層像上の二つの所望位置に関する指定点情報を入力した場合、制御部２３は、上述したステップＳ１０２と同様に、ｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_n上に、この指定点情報に対応する指定点Ｐ₁，Ｐ₂を設定する（ステップＳ５０２）。

少なくとも指定点Ｐ₁，Ｐ₂がｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_n上に設定された場合、制御部２３は、上述したステップＳ１０３と同様に、基準切断面Ｈ₀と基準切断面Ｈ₀の回転軸である直線Ｌとを設定し、さらに、ステップＳ５０１において作成した３次元画像データを用い、基準切断面Ｈ₀における３次元基準断層像データを作成する。その後、制御部２３は、上述したステップＳ１０３と同様に、この３次元基準断層像データを画像データ記憶部１１に記憶するとともに、この３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ５０３）。

つぎに、操作者が、入力装置８によるボタン操作またはドラッグ操作等を行って、基準切断面Ｈ₀を回転する所望の単位角度に関する単位角度情報を入力した場合、制御部２３は、この単位角度情報をもとに設定された各回転角度と、指定点Ｐ₁，Ｐ₂に対応する指定点情報とを用いて、該回転角度毎の指定切断面をそれぞれ演算出力する。この回転角度毎の指定切断面が設定された場合、画像データ演算部１３ｂは、制御部２３が画像データ記憶部１１から読み出した３次元画像データを用いて、この回転角度毎の指定切断面における３次元指定断層像データをそれぞれ作成する（ステップＳ５０４）。その後、制御部２３は、画像データ演算部１３ｂが作成した回転角度毎の３次元指定断層像データを該回転角度と対応付けた状態で画像データ記憶部１１に記憶する。なお、この単位角度情報は、制御部２３が指定切断面を演算出力する前に制御部２３に入力されればよく、記憶部１３ａまたは画像データ記憶部１１に予め記憶されていてもよい。

ここで、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、入力装置８を操作して、制御部２３を角度情報の入力受付状態に切り換える。たとえば、操作者が、マウスを用いてカーソルを画面上の所定位置に移動させ、その後、マウスのボタンを押した場合に、制御部２３は、角度情報の入力受付状態に切り換えられる。制御部２３が角度情報の入力受付状態に切り換えられ（ステップＳ５０５，Ｙｅｓ）、操作者が、入力装置８によるドラッグ操作等を行って、制御部２３に角度情報を入力した場合、制御部２３は、この角度情報を上述した回転角度に対応する角度として受け付けるとともに、この角度情報に対応する回転角度の指定切断面における３次元指定断層像データを画像データ記憶部１１から読み出し、表示回路１２を介して、この３次元指定断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部１３は、この３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ５０６）。

その後、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、上述した３次元基準断層像の場合と同様に、入力装置８を操作して、制御部２３を角度情報の入力受付状態に切り換える。制御部２３が角度情報の入力受付状態に切り換えられ（ステップＳ５０７，Ｙｅｓ）、操作者が、入力装置８によるドラッグ操作等を行って、制御部２３に角度情報を入力した場合、制御部２３は、この角度情報を受け付けるとともに、ステップＳ５０６以降の処理工程を繰り返す。

一方、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、制御部２３を角度情報の入力受付状態に切り換える操作を行わない。この場合、制御部２３は、角度情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ５０５，Ｎｏ）、この３次元基準断層像の基準切断面を回転させないので、モニタ９は、この３次元基準断層像が画面表示された状態を維持する。これによって、操作者は、モニタ９に画面表示された所望の関心領域を観察することができ、被検体に対する超音波診断を達成できる。また、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、上述した３次元基準断層像の場合と同様に、制御部２３を角度情報の入力受付状態に切り換える操作を行わない。この場合、制御部２３は、角度情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ５０７，Ｎｏ）、この３次元指定断層像の指定切断面を回転させないので、モニタ９は、この３次元指定断層像が画面表示された状態を維持する。これによって、操作者は、モニタ９に画面表示された所望の関心領域を観察することができ、被検体に対する超音波診断を達成できる。

つぎに、上述したステップＳ５０４において、制御部２３が、入力された単位角度情報をもとに設定された各回転角度と、指定点Ｐ₁，Ｐ₂に対応する指定点情報とを用いて、該回転角度毎の指定切断面をそれぞれ演算出力してから、該回転角度毎の指定切断面における３次元指定断層像データをそれぞれ作成するまでの処理（３次元指定断層像作成処理）について詳細に説明する。図１６は、制御部２３が３次元指定断層像作成処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図１７は、制御部２３が回転角度毎の指定切断面を設定する処理を説明する図である。

図１６および図１７において、制御部２３が、入力装置８によるボタン操作またはドラッグ操作等によって入力された単位角度情報を受け付けた場合、単位角度設定部２３ａは、この単位角度情報に対応する角度を単位角度θ₁として設定するとともに、単位角度θ₁の整数倍の各角度を回転角度θ_Sとして設定する（ステップＳ６０１）。この場合、単位角度設定部２３ａは、得られる回転角度θ_Sが１８０［ｄｅｇ．］を超えるまで、次式（８）に基づく回転角度の演算出力を行い、得られたｓ個の回転角度θ₁，θ₂，…，θ_Sを基準切断面Ｈ₀の回転角度として設定する。
θ_S＝ｓθ₁ （ｓ＝１，２，３，…） ・・・（８）

なお、この単位角度情報として入力される単位角度θ₁は、１〜５［ｄｅｇ．］程度であることが望ましく、これによって、制御部２３は、細密に区分された各指定切断面の３次元超音波断層像データを作成することができ、たとえば、毛細血管等の微小組織の断層像の画面表示に好適な細密化された３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させることができる。

切断面演算部１３ｃは、単位角度設定部２３ａが、基準切断面Ｈ₀の回転角度として、ｓ個の回転角度θ₁，θ₂，…，θ_Sを設定した場合、この回転角度θ₁，θ₂，…，θ_Sと上述した指定点情報とをもとに、基準切断面Ｈ₀が直線Ｌを回転軸として回転角度θ₁，θ₂，…，θ_Sだけ回転した各平面を演算出力し、制御部２３は、この演算出力されたｓ個の平面を回転角度毎の指定切断面としてそれぞれ設定する（ステップＳ６０２）。この場合、切断面演算部１３ｃは、上述した式（１）および式（５）に基づき、回転角度θ₁，θ₂，…，θ_Sと指定点Ｐ₁，Ｐ₂の各座標に関する情報とを用いて、これらの各平面をそれぞれ演算出力でき、制御部２３は、図１７に示すように、回転角度θ₁，θ₂，…，θ_Sだけ基準切断面Ｈ₀を回転した各平面を回転角度毎の指定切断面Ｈ₁，Ｈ₂，…，Ｈ_Sとしてそれぞれ設定する。

制御部２３は、回転角度毎の指定切断面Ｈ₁，Ｈ₂，…，Ｈ_Sが設定された場合、上述したステップＳ５０１において作成した３次元画像データを画像データ記憶部１１から読み出す（ステップＳ６０３）。画像データ演算部１３ｂは、制御部２３が画像データ記憶部１１から読み出した３次元画像データを用いて、回転角度毎の指定切断面Ｈ₁，Ｈ₂，…，Ｈ_Sにおける各３次元指定断層像データを作成する（ステップＳ６０４）。その後、制御部２３は、画像データ演算部１３ｂが作成した各３次元指定断層像データを回転角度θ₁，θ₂，…，θ_Sとそれぞれ対応付けた状態で画像データ記憶部１１に記憶する。これによって、制御部２３は、この回転角度に対応する角度情報が入力された場合に、該角度情報による角度に対応する回転角度の３次元超音波断層像データを画像データ記憶部１１から読み出すことができる。

つぎに、上述したステップＳ５０６において、制御部１３が、基準切断面の回転角度として、入力装置８の操作によって入力された角度情報を受け付けてから、この角度情報に対応する回転角度の指定切断面における３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させるまでの３次元指定断層像表示処理について詳細に説明する。図１８は、制御部２３が、この３次元指定断層像表示処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図１８において、操作者が、入力装置８によるドラッグ操作等を行って、制御部２３に角度情報を入力した場合、制御部２３は、この角度情報が上述した基準切断面Ｈ₀の回転角度θ₁，θ₂，…，θ_Sのいずれか一つに対応するか否かを判断し、この角度情報がこれらの回転角度のいずれか一つに対応すると判断した場合に、この対応する回転角度として、この角度情報による角度を受け付ける（ステップＳ７０１）。これと同時に、制御部２３は、この角度情報に対応する回転角度が対応付けられた３次元指定断層像データを画像データ記憶部１１から読み出す（ステップＳ７０２）。

たとえば、制御部２３は、回転角度θ₁に対応する角度情報が入力された場合、この角度情報による角度を回転角度θ₁に対応する角度として受け付けるとともに、この回転角度θ₁と対応付けられた３次元指定断層像データを画像データ記憶部１１から読み出し、さらに、回転角度θ₂に対応する角度情報が入力された場合、この角度情報による角度を回転角度θ₂に対応する角度として受け付けるとともに、この回転角度θ₂と対応付けられた３次元指定断層像データを画像データ記憶部１１から読み出す。すなわち、制御部２３は、これらの回転角度に対応する角度情報が順次入力された場合、順次入力された角度情報による各角度を回転角度に対応する角度として順次受け付けるとともに、これらの角度情報に対応する回転角度毎に対応付けられた３次元指定断層像データを画像データ記憶部１１から順次読み出すことができる。

その後、制御部２３は、表示回路１２を介して、これらの角度情報に対応する回転角度毎の３次元指定断層像データをモニタ９に順次送出する。これによって、制御部２３は、入力装置８を用いて順次入力される角度情報に応じ、該角度情報に対応する回転角度毎の３次元指定断層像をモニタ９に順次画面表示させる（ステップＳ７０３）。

なお、この実施の形態２では、回転角度毎に設定された各指定切断面における３次元指定断層像データが、該回転角度と対応付けられた状態で記憶されるようにしていたが、この発明は、これに限定されるものではなく、回転角度毎に設定された各指定切断面と各３次元指定断層像とを対応付けて記憶してもよく、操作者によって角度情報が入力された場合に、この角度情報と既知の指定点情報とを用いて指定切断面を演算出力し、得られた指定切断面と対応付けられた３次元指定断層像データを読み出すとともに、該３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像を画面表示してもよい。

以上に説明したように、この実施の形態２では、基準切断面の回転角度に関する単位角度情報が入力された場合に、該単位角度情報に対応する単位角度が整数倍されて得られる各角度をこの基準切断面の回転角度として設定するとともに、該回転角度と該基準切断面上の二つの指定点に関する指定点情報とを用いて、該回転角度毎の指定切断面を設定し、その後、設定された指定切断面毎の３次元指定断層像データを作成するとともに、該３次元指定断層像データを各回転角度と対応付けて記憶するようにし、操作者が回転角度に対応する角度情報を順次入力した場合に、順次入力された角度情報に対応する回転角度と対応付けられた３次元指定断層像データを順次読み出すとともに、該３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像を順次画面表示するように構成しているので、角度情報が入力されてから該角度情報に対応する回転角度毎の３次元指定断層像を画面表示するまでの処理速度を向上することができ、これによって、操作者が順次入力した所望の角度情報に応じ、該角度情報に対応する回転角度毎の３次元指定断層像を効率的に順次画面表示する超音波診断装置を実現できる。

また、基準切断面の回転角度が、操作者によって入力される単位角度情報に対応する単位角度を整数倍した各角度として設定されるので、回転角度について細密に区分された指定切断面を容易に設定することができ、これによって、回転角度について細密に区分された３次元指定断層像を容易に画面表示することができ、関心領域が毛細血管等の微小組織であっても、その断層像を容易かつ的確に画面表示する超音波診断装置を実現できる。

（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。上述した実施の形態１では、位置データとの対応付けが行われた複数の２次元画像データを空間座標系ｘｙｚ上に配列した場合に、配列された全ての２次元画像データに対して補間等の画像処理を行い、該２次元画像データに対応する３次元画像データを作成していたが、この実施の形態３では、これらの２次元画像データ上に二つの指定点が設定された場合に、この指定点がそれぞれ設定された二つの２次元画像データ間について補間等の画像処理を行い、該二つの２次元画像データに挟まれた範囲の３次元画像データを作成している。

図１９は、この発明の実施の形態３である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。この超音波診断装置３１は、画像処理装置１０に代えて画像処理装置３２が配置され、画像処理装置３２には、制御部１３に代えて制御部３３が設けられる。制御部３３は、画像データ演算部１３ｂに代えて画像データ演算部３３ａを有し、制御部１３と同様に、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

図２０は、制御部３３が、位置データとの対応付けが行われたｎ個の２次元画像データを空間座標系ｘｙｚ上に配列した状態で画像データ記憶部１１に記憶してから、該２次元画像データをもとに作成された３次元指定断層像を画面表示するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図２１は、空間座標系ｘｙｚ上に配列された複数の２次元画像データを用いて、指定点が指定された２次元画像データ間の３次元画像データを作成する処理を説明する図である。図２０および図２１において、制御部３３が超音波観測装置５からｎ個の２次元画像データを順次受信するとともに位置データ算出装置７から位置データを順次受信した場合、制御部３３は、上述した実施の形態１の場合と同様に、受信したｎ個の２次元画像データと位置データとの対応付けを行うとともに、この位置データが対応付けられたｎ個の２次元画像データに対して、図２１に示すように、空間座標系ｘｙｚにおける配列関係を設定する。その後、制御部３３は、空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データを画像データ記憶部１１に記憶する（ステップＳ８０１）。

つぎに、制御部３３は、上述した実施の形態１の場合と同様に、入力装置８から入力された画面表示処理に関する指示情報のもと、画像データ記憶部１１から所望の２次元画像データを読み出すとともに、この２次元画像データに対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる。操作者が入力装置８を用いて２次元超音波断層像上の二つの所望位置に関する指定点情報を入力した場合、制御部３３は、上述したステップＳ１０２と同様に、ｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_n上に、この指定点情報に対応する指定点Ｐ₁，Ｐ₂を設定する（ステップＳ８０２）。この場合、制御部３３は、図２１に示すように、２次元画像データＤ_m1上に指定点Ｐ₁を設定し、また、２次元画像データＤ_m2上に指定点Ｐ₂を設定する。

少なくとも指定点Ｐ₁，Ｐ₂が２次元画像データＤ_m1，Ｄ_m2上に設定された場合、画像データ演算部３３ａは、空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データの内、指定点Ｐ₁が設定された２次元画像データＤ_m1と、指定点Ｐ₂が設定された２次元画像データＤ_m2とによって挟まれる範囲（指定画像範囲）について、各２次元画像データ間の補間および重複部分の平均化等の公知の画像処理を行い、この指定画像範囲の３次元画像データを作成する（ステップＳ８０３）。その後、制御部３３は、画像データ演算部３３ａが作成した３次元画像データを画像データ記憶部１１に記憶する。なお、指定点Ｐ₁が設定された２次元画像データＤ_m1と、指定点Ｐ₂が設定された２次元画像データＤ_m2とは、互いに隣接した２次元画像データでなくてもよい。

一方、切断面演算部１３ｃは、指定点Ｐ₁，Ｐ₂が２次元画像データＤ_m1，Ｄ_m2上にそれぞれ設定された場合、上述したステップＳ１０３と同様に、指定点Ｐ₁，Ｐ₂を含む基準平面と指定点Ｐ₁，Ｐ₂を通過する直線Ｌとを演算出力する。制御部３３は、図５に示したように、この基準平面を基準切断面Ｈ₀として設定するとともに、直線Ｌを基準切断面Ｈ₀の回転軸として設定し、さらに、ステップＳ８０３において作成された指定画像範囲の３次元画像データを用いて、基準切断面Ｈ₀における３次元基準断層像データを作成する。その後、制御部３３は、上述したステップＳ１０３と同様に、この３次元基準断層像データを画像データ記憶部１１に記憶するとともに、この３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ８０４）。

ここで、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、上述した実施の形態１の場合と同様に、入力装置８を操作して、制御部３３を角度情報の入力受付状態に切り換える。たとえば、操作者が、マウスを用いてカーソルを画面上の所定位置に移動させ、その後、マウスのボタンを押した場合に、制御部３３は、角度情報の入力受付状態に切り換えられる。制御部３３が角度情報の入力受付状態に切り換えられ（ステップＳ８０５，Ｙｅｓ）、操作者が、入力装置８によるドラッグ操作等を行って、制御部３３に角度情報を入力した場合、制御部３３は、入力装置８から入力された角度情報を受け付ける。つぎに、制御部３３は、上述したステップＳ１０５と同様に、この角度情報に対応する角度θと指定点Ｐ₁，Ｐ₂に対応する指定点情報とを用いて、基準切断面Ｈ₀を角度θだけ回転した指定切断面Ｈを設定する。

画像データ演算部３３ａは、指定切断面Ｈが設定された場合、制御部３３が画像データ記憶部１１から読み出した指定画像範囲の３次元画像データを用いて、指定切断面Ｈにおける３次元指定断層像データを作成する。その後、制御部３３は、画像データ演算部３３ａが作成した３次元指定断層像データを画像データ記憶部１１に記憶するとともに、表示回路１２を介して、この３次元指定断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部３３は、この３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ８０６）。

その後、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、上述した３次元基準断層像の場合と同様に、入力装置８を操作して、制御部３３を角度情報の入力受付状態に切り換える。制御部３３が角度情報の入力受付状態に切り換えられ（ステップＳ８０７，Ｙｅｓ）、操作者が、入力装置８によるドラッグ操作等を行って、制御部３３に角度情報を入力した場合、制御部３３は、この角度情報を受け付けるとともに、ステップＳ８０６以降の処理工程を繰り返す。

一方、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、制御部３３を角度情報の入力受付状態に切り換える操作を行わない。この場合、制御部３３は、角度情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ８０５，Ｎｏ）、この基準切断面Ｈ₀を回転させないので、モニタ９は、この３次元基準断層像が画面表示された状態を維持する。これによって、操作者は、モニタ９に画面表示された所望の関心領域を観察することができ、被検体に対する超音波診断を達成できる。また、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、上述した３次元基準断層像の場合と同様に、制御部３３を角度情報の入力受付状態に切り換える操作を行わない。この場合、制御部３３は、角度情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ８０７，Ｎｏ）、この指定切断面Ｈを回転させないので、モニタ９は、この３次元指定断層像が画面表示された状態を維持する。これによって、操作者は、モニタ９に画面表示された所望の関心領域を観察することができ、被検体に対する超音波診断を達成できる。

なお、この実施の形態３では、指定画像範囲の３次元画像データが作成され、その後、基準切断面と該基準切断面の回転軸とが設定された場合を例示したが、この発明は、これに限定されるものではなく、指定画像範囲の３次元画像データは、３次元基準断層像データの作成処理が開始される前に作成されればよい。この場合、指定画像範囲の３次元画像データは、基準切断面と該基準切断面の回転軸とが設定された後に作成されてもよい。

また、この実施の形態３では、入力された角度情報に対応する角度の指定切断面について３次元指定断層像を作成した場合に適用したが、この発明は、これに限定されるものではなく、上述した実施の形態２に示したように、単位角度を用いて設定された回転角度毎の３次元指定断層像を作成した場合に適用してもよい。

以上に説明したように、この実施の形態３では、位置データが対応付けられた複数の２次元画像データ上に二つの指定点が設定された場合、各指定点がそれぞれ設定された二つの２次元画像データによって挟まれた範囲、すなわち指定画像範囲について補間等の画像処理を行い、この指定画像範囲の３次元画像データを作成するように構成しているので、当該装置の記憶容量を可能な限り節約して、３次元基準断層像または３次元指定断層像を作成する処理を行う場合に制御部にかかる負荷を軽減することができ、これによって、補間等の画像処理の高速化を促進し、所望の関心領域の断層像を短時間で画面表示する超音波診断装置を実現できる。

（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。上述した実施の形態１〜３では、所望の２次元画像データに対応する２次元超音波断層像を用いて、指定点情報の入力を行った場合に、この２次元画像データ上に指定点が設定されるように構成していたが、この実施の形態４では、画面表示された３次元指定断層像を用いて、指定点情報の入力が行われた場合に、既に設定されている指定点に関する各データを更新している。

図２２は、この発明の実施の形態４である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。この超音波診断装置４１は、画像処理装置１０に代えて画像処理装置４２が配置され、画像処理装置４２には、制御部１３に代えて、更新処理部４３ａを備えた制御部４３が設けられる。制御部４３は、制御部１３と同様に、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

図２３は、制御部４３が、位置データとの対応付けが行われたｎ個の２次元画像データを用いて３次元画像データを作成してから、該３次元画像データを用いて作成された３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像を画面表示し、その後、この３次元指定断層像を用いて指定点情報の入力が行われた場合に、既に設定されている指定点が更新されるまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図２４は、画面表示された３次元指定断層像を用いて指定点情報が入力された場合に既に設定されている指定点を更新する処理を説明する図である。

図２３および図２４において、制御部４３が、上述した実施の形態１の場合と同様に、受信したｎ個の２次元画像データと位置データとの対応付けを行うとともに、この位置データが対応付けられたｎ個の２次元画像データに対して、空間座標系ｘｙｚにおける配列関係を設定した場合、画像データ演算部１３ｂは、上述したステップＳ１０１と同様に、このｎ個の２次元画像データに対して補間等の画像処理を行い、空間座標系ｘｙｚ上に３次元画像データを作成する（ステップＳ９０１）。

つぎに、制御部４３は、上述した実施の形態１の場合と同様に、入力装置８から入力された画面表示処理に関する指示情報のもと、画像データ記憶部１１から所望の２次元画像データを読み出すとともに、この２次元画像データに対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる。操作者が入力装置８を用いて２次元超音波断層像上の二つの所望位置に関する指定点情報を入力した場合、制御部４３は、上述したステップＳ１０２と同様に、ｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_n上に、この指定点情報に対応する指定点Ｐ₁，Ｐ₂を設定する（ステップＳ９０２）。

少なくとも指定点Ｐ₁，Ｐ₂がｎ個の２次元画像データＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_n上に設定された場合、制御部４３は、上述したステップＳ１０３と同様に、基準切断面Ｈ₀と基準切断面Ｈ₀の回転軸である直線Ｌとを設定し、さらに、ステップＳ９０１において作成した３次元画像データを用い、基準切断面Ｈ₀における３次元基準断層像データを作成する。その後、制御部４３は、上述したステップＳ１０３と同様に、この３次元基準断層像データを画像データ記憶部１１に記憶するとともに、この３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ９０３）。

３次元基準断層像がモニタ９に画面表示された場合、操作者は、この画面表示された３次元基準断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、上述した実施の形態１の場合と同様に、入力装置８を操作して、制御部４３を角度情報の入力受付状態に切り換える。たとえば、操作者が、マウスを用いてカーソルを画面上の所定位置に移動させ、その後、マウスのボタンを押した場合に、制御部４３は、角度情報の入力受付状態に切り換えられる。制御部４３が角度情報の入力受付状態に切り換えられ（ステップＳ９０４，Ｙｅｓ）、操作者が、入力装置８によるドラッグ操作等を行って、制御部４３に角度情報を入力した場合、制御部４３は、入力装置８から入力された角度情報を受け付ける。つぎに、制御部４３は、上述したステップＳ１０５と同様に、この角度情報に対応する角度θと指定点Ｐ₁，Ｐ₂に対応する指定点情報とを用いて、基準切断面Ｈ₀を角度θだけ回転した指定切断面Ｈを設定し、この指定切断面Ｈと、画像データ記憶部１１から読み出した３次元画像データとを用いて、指定切断面Ｈにおける３次元指定断層像データを作成する。その後、制御部４３は、作成した３次元指定断層像データを画像データ記憶部１１に記憶するとともに、表示回路１２を介して、この３次元指定断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部４３は、この３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ９０６）。

その後、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、上述した３次元基準断層像の場合と同様に、入力装置８を操作して、制御部４３を角度情報の入力受付状態に切り換える。制御部４３が角度情報の入力受付状態に切り換えられ（ステップＳ９０６，Ｙｅｓ）、操作者が、入力装置８によるドラッグ操作等を行って、制御部４３に角度情報を入力した場合、制御部４３は、この角度情報を受け付けるとともに、ステップＳ９０５以降の処理工程を繰り返す。

一方、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、制御部４３を角度情報の入力受付状態に切り換える操作を行わない。この場合、制御部４３は、角度情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ９０４，Ｎｏ）、この基準切断面Ｈ₀を回転させないので、モニタ９は、この３次元基準断層像が画面表示された状態を維持する。この場合、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像による所望の関心領域を観察することができる。その後、操作者が、この３次元基準断層像上の指定点に対して更新対象の指定を行わない場合、制御部４３は、更新する指定点に関する指定点情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ９０７，Ｎｏ）、該指定点情報の入力受付を行わないので、後述する指定点更新処理を行わず、この３次元基準断層像上に表示された指定点の設定を維持する。

他方、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、上述した３次元基準断層像の場合と同様に、制御部４３を角度情報の入力受付状態に切り換える操作を行わない。この場合、制御部４３は、角度情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ９０６，Ｎｏ）、この指定切断面Ｈを回転させないので、モニタ９は、この３次元指定断層像が画面表示された状態を維持する。この場合、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像による所望の関心領域を観察することができる。その後、操作者が、この３次元指定断層像上の指定点に対して更新対象の指定を行わない場合、制御部４３は、更新する指定点に関する指定点情報の入力受付状態ではなく（ステップＳ９０７，Ｎｏ）、該指定点情報の入力受付を行わないので、後述する指定点更新処理を行わず、この３次元指定断層像上に表示された指定点の設定を維持する。

ここで、操作者が、画面表示された３次元基準断層像または３次元指定断層像を観察するとともに、入力装置８を用いて、たとえば、画面表示されたカーソルを更新対象の指定点に移動させるとともに該指定点を指定する操作を行い、この３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に重畳的に表示された更新対象の指定点を指定した場合、制御部４３は、新規に指定される指定点に関する指定点情報の入力受付状態に切り換えられる。制御部４３が、この指定点情報の入力受付状態に切り換えられ（ステップＳ９０７，Ｙｅｓ）、操作者が、入力装置８によるドラッグ操作またはボタン操作等を行って、この指定点情報を制御部４３に入力した場合、制御部４３は、更新対象として指定された指定点の更新情報として、この指定点情報を受け付ける。その後、制御部４３は、この指定点情報を用いて指定点更新処理を行い、この更新対象の指定点を該指定点情報に対応する新規の指定点に更新する（ステップＳ９０８）。

たとえば、操作者が、入力装置８を用いて、３次元指定断層像Ｗ上に重畳的に表示された指定点Ｐ₂の更新を指定し、その後、指定点Ｐ₂を更新する指定点情報を入力した場合、制御部４３は、入力された指定点情報を指定点Ｐ₂の更新情報として受け付けるとともに、図２４に示すように、この指定点情報に対応する指定点Ｐ_2aを３次元指定断層像Ｗ上に新規に設定する。この場合、制御部４３は、指定点Ｐ₂を指定点Ｐ_2aに更新し、これによって、この指定点更新処理を達成する。なお、制御部４３は、３次元指定断層像Ｗ上に重畳的に表示された指定点Ｐ₁の更新が指定され、その後、指定点Ｐ₁を更新する指定点情報が入力された場合も、この指定点Ｐ₂の場合と同様に、指定点Ｐ₁に対する指定点更新処理を達成することができる。また、制御部４３は、図１１に例示した３次元基準断層像Ｗ₀上に重畳的に表示された指定点Ｐ₁または指定点Ｐ₂の更新が指定され、その後、指定点Ｐ₁または指定点Ｐ₂を更新する指定点情報が入力された場合も、この３次元指定断層像の場合と同様に、指定点Ｐ₁または指定点Ｐ₂に対する指定点更新処理を達成することができる。

画面表示された３次元基準断層像上または３次元指定断層像上の二つの指定点の少なくとも一つが更新された場合、制御部４３は、最新の二つの指定点に関する指定点情報を用いて、上述したステップＳ９０３以降の処理工程を繰り返す。この場合、制御部４３は、この最新の指定点情報を用いて、二つの指定点を含む基準切断面と該基準切断面の回転軸とを更新するとともに、３次元基準断層像データを更新し、該３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像と、更新された回転軸に対応する補助線とをモニタ９に画面表示させる。この補助線Ｌ₂は、図２４に示すように、指定点更新処理後の最新の指定点、たとえば、指定点Ｐ₁，Ｐ_2aを通過する直線として画面表示される。

なお、この実施の形態４では、入力された角度情報に対応する角度の指定切断面について３次元指定断層像を作成した場合に適用したが、この発明は、これに限定されるものではなく、上述した実施の形態２に示したように、単位角度を用いて設定された回転角度毎の３次元指定断層像を作成した場合に適用してもよいし、上述した実施の形態３に示したように、指定点が設定された二つの２次元画像データ間に対して補間等の画像処理を行い、この指定画像範囲の３次元画像データを作成した場合に適用してもよい。

以上に説明したように、この実施の形態４では、画面表示された３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に表示された指定点に対して更新対象の指定が行われ、その後、この指定点の更新処理に関する新規の指定点情報が、この３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に入力された場合に、この更新対象の指定点を新規の指定点情報に対応する指定点に更新する処理を行うとともに、該処理後の最新の指定点に関する指定点情報を用いて、基準切断面と該基準切断面の回転軸とを更新するように構成しているので、２次元画像データ上に設定された指定点に対する更新作業の短時間化を促進するとともに、該２次元画像データをもとに作成された３次元画像データに対して、所望の断層像が表示される切断面を容易に設定できる超音波診断装置を実現することができる。操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、体腔内の特徴的部位または患部等の関心領域が的確に表示された断層像を容易に探し出すことができ、これによって、患者の体腔内を検査する超音波診断の作業効率を向上することができる。

また、この実施の形態４では、胆管膵管合流部等の体腔内の特徴的部位を画面表示した後、この特徴的部位の全体が画面表示された状態で指定点を更新し、該更新後の指定点を通る直線を回転軸として、切断面を回転するように構成したので、操作者、すなわち術者は、一旦胆管膵管合流部等を観察し、その後、たとえば膵管の周囲における腫瘍の有無をさらに確認したい場合に、３次元画像データを作成する処理から当該超音波診断装置を操作し直すことなく、所望の断層像を画面表示する操作を簡便に行うことができる。

この発明の実施の形態１である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。 位置データとの対応付けが行われた２次元画像データを例示する図である。 位置データとの対応付けが行われた複数の２次元画像データを空間座標に配列する動作を説明する図である。 この発明の実施の形態１である超音波診断装置が、所望の３次元指定断層像を画面表示するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。 ２次元画像データ上に設定された二つの指定点を通過する直線と基準切断面との設定を説明する図である。 この実施の形態１の切断面演算部が指定切断面を演算出力する処理を説明する図である。 二つの指定点が設定されるまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。 第１指定点設定処理を説明する図である。 第２指定点設定処理を説明する図である。 この発明の実施の形態１である超音波診断装置が３次元基準断層像表示処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１である超音波診断装置が３次元基準断層像を画面表示した状態を説明する図である。 この発明の実施の形態１である超音波診断装置が３次元指定断層像表示処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１である超音波診断装置が３次元指定断層像を画面表示した状態を説明する図である。 この発明の実施の形態２である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。 この発明の実施の形態２である超音波診断装置が３次元指定断層像または３次元基準断層像を画面表示するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態２である超音波診断装置が３次元指定断層像を作成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態２である超音波診断装置が回転角度毎の指定切断面を設定する処理を説明する図である。 この発明の実施の形態２である超音波診断装置が３次元指定断層像表示処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態３である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。 この発明の実施の形態３である超音波診断装置が３次元指定断層像を画面表示するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。 指定点が指定された２次元画像データ間の３次元画像データを作成する処理を説明する図である。 この発明の実施の形態４である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。 この発明の実施の形態４である超音波診断装置が指定点更新処理を行うまでの各処理工程を説明するフローチャートである。 画面表示された３次元指定断層像上の指定点に対する指定点更新処理を説明する図である。

符号の説明

１，２１，３１，４１ 超音波診断装置
２ プローブ
３ 挿入部
３ａ 超音波振動子
３ｂ シャフト
４ 操作部
４ａ モータ
５ 超音波観測装置
６ａ 送信コイル
６ｂ 受信アンテナ
７ 位置データ算出装置
８ 入力装置
９ モニタ
１０，２２，３２，４２ 画像処理装置
１１ 画像データ記憶部
１２ 表示回路
１３，２３，３３，４３ 制御部
１３ａ 記憶部
１３ｂ，３３ａ 画像データ演算部
１３ｃ 切断面演算部
２３ａ 単位角度設定部
４３ａ 更新処理部
Ｃ_n，Ｃ₁，Ｃ_m1，Ｃ_m2 画像中心
Ｄ_n，Ｄ₁〜Ｄ₅，Ｄ_m1，Ｄ_m2 二次元画像データ
ｄ_m1 ２次元超音波断層像
Ｅ_n，Ｅ_m1，Ｅ_m2 十二指腸像
ｅ，ｅ₀ 単位法線ベクトル
Ｆ_n，Ｆ_m1 膵管像
ｆ₀，ｆ 膵管断層像
Ｇ_m2 胆管像
ｇ₀，ｇ 胆管断層像
ｆｇ 胆管膵管合流部像
Ｈ₀ 基準切断面
Ｈ，Ｈ_s，Ｈ₁，Ｈ₂ 指定切断面
ｈ 腫瘍断層像
Ｋ カーソル
Ｌ 直線
Ｌ₁，Ｌ₂ 補助線
Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ_2a 指定点
ｒ_n，ｒ₁ 位置ベクトル
Ｖ_a，Ｖ_an，Ｖ_a1，Ｖ_am1，Ｖ_am2 軸方向ベクトル
Ｖ_b，Ｖ_bn，Ｖ_b1，Ｖ_bm1，Ｖ_bm2 面平行ベクトル
Ｗ₀ ３次元基準断層像
Ｗ ３次元指定断層像

Claims (13)

1. 体腔内の被検体に対して超音波振動子による超音波の送受信を行って複数の２次元超音波断層像を得るとともに、前記２次元超音波断層像の各々の位置を検出し、この検出された位置データとともに前記２次元超音波断層像を記憶する記憶手段を備えた超音波診断装置において、
   表示された前記２次元超音波断層像上で２点を指示入力するとともに該２点を少なくとも通る直線を回転軸とし該回転軸を通る回転基準平面に対する回転角度を指示入力する入力手段と、
   前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面に対して前記回転角度をもつ切断面の２次元画像を生成する画像処理制御手段と、
   前記２次元画像を含む各種画像を表示出力する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記入力手段は、前記回転角度に代えて前記切断面を形成する単位回転角度を入力指示し、
   前記画像処理制御手段は、前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面から所定回転方向に前記単位回転角度毎の切断面の２次元画像を生成出力することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記画像処理制御手段は、前記２点間に存在する前記２次元超音波断層像をもとに該２次元超音波断層像間を補間して生成された３次元超音波画像をもとに前記切断面の２次元画像を生成出力することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。
4. 前記入力手段は、前記２のうち少なくとも１点の位置を変更でき、
   前記画像処理制御手段は、少なくとも１点の位置が変更された場合、該変更された１点を含む２点の位置をもとに前記切断面の２次元画像を生成出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
5. 前記入力手段は、当該入力手段の入力量に応じて前記回転角度を変化させ、
   前記画像処理制御手段は、前記変化した回転角度の切断面の２次元画像を逐次生成出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
6. 前記表示手段は、前記２次元画像および前記２次元超音波断層像を同時に表示出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
7. 前記２点は、表示画面上に２つのマーカとして表示され、前記入力手段は、該マーカ位置を変更することによって前記２点の位置を変更することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
8. 前記２点間を通る回転軸は、表示画面上に補助線として表示されることを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
9. 前記２点を示す各マーカの表示態様は、それぞれ異なることを特徴とする請求項７または８に記載の超音波診断装置。
10. 前記２点のうち少なくとも１点が、前記２次元画像および前記２次元超音波断層像上にマーカとして表示され、同一の点を示す前記２次元画像上のマーカと前記２次元超音波断層像上のマーカとは表示態様を同じくし、異なる点を示す前記２次元画像上のマーカと前記２次元超音波断層像上のマーカとは表示態様を異ならせること、を特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
11. 前記画像処理制御手段によって生成された２次元画像を記憶する記憶手段を備え、
    前記入力手段は、前記記憶手段内に記憶された２次元画像の読み出し指示を行い、
    前記画像処理制御手段は、前記読み出し指示によって該読み出し指示された２次元画像を出力することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
12. 前記体腔内挿入側先端に前記超音波振動子が配置され、前記体腔内に挿入された場合に、前記体腔内の所望の光学画像を出力する内視鏡を備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
13. 前記画像処理制御手段は、前記切断面の２次元画像に加えて前記切断面における３次元超音波断層像を生成し、前記表示手段は、前記２次元画像と前記３次元超音波断層像とを含む各種画像を表示出力することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

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