JP5108546B2

JP5108546B2 - ボリュームデータ処理装置

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Publication number: JP5108546B2
Application number: JP2008023946A
Authority: JP
Inventors: 雅志中村
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-02-04
Filing date: 2008-02-04
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-02-04
Also published as: JP2009183349A

Description

本発明は、ボリュームデータ処理装置に関し、特に、超音波の送受波により得られたボリュームデータに基づいて、生体内組織の体積を演算する装置に関する。

生体内の三次元空間に対する超音波の送受波によりボリュームデータが取得される。例えば、心臓の超音波診断においては、左室が計測対象とされ、ボリュームデータに基づいて、左室の体積が演算される。その手法としては、Disk Summation法、Average Rotation法、等が知られている。いずれの手法においても、一般に、まず、対象組織である左室に対して、できるだけ左室の長軸に合致するように、ユーザーにより基準軸が設定される。次に、その基準軸を基準として自動的な処理が進行する。具体的には、複数の計測断面が設定され、複数の計測断面に対する輪郭トレース処理が実行され、最終的に、左室の体積が求められる。より詳しくは、例えば、Disk Summation法では、基準軸に直交する複数の計測断面が形成され、各計測断面上における左室断面の面積と各参照断面間隔から、個々のディスク体積が求められ、その総和として、左室全体の体積が求められる。この場合、複数の計測断面が設定される区間は、基準軸の両端間である。もっとも、複数の計測断面が設定される区間を別途設定することもできる。特許文献１には上記に関連する技術が記載されている。

特開２００３−２６５４７５号公報

対象組織の計測に当たっては、計測の基準となる基準軸を適切に設定する必要がある。つまり、基準軸の向き又は長さが適正でないと、最終的な計測結果の信頼性が低下してしまう。典型的には、基準軸は対象組織の最大断面を通過する軸として（あるいは対象組織の長軸又は中心軸として）、定められるのが望ましい。それに反して、基準軸が対象組織の最大断面から離れたところに設定されると、対象組織の一部が体積演算の対象から外れてしまう等の問題が生じる。

本発明の目的は、対象組織の計測に当たって基準となる重要な基準軸を適切に設定できるようにすることにある。

本発明は、生体内の三次元空間に対する超音波の送受波により取得されたボリュームデータを処理するボリュームデータ処理装置において、前記ボリュームデータに含まれるオブジェクトに対して当該オブジェクトを通る仮軸を設定する仮軸設定手段と、前記仮軸を修正することにより基準軸を設定する修正手段と、前記基準軸に基づいて前記オブジェクトの体積を演算する体積演算手段と、を含み、前記修正手段は、前記仮軸と交差関係にあり且つ互いに離れた第１参照面及び第２参照面を設定する参照面設定部と、前記第１参照面上に設定される第１目標点と、前記第２参照面上に設定される第２目標点と、に基づいて、前記仮軸を修正して前記基準軸を設定する仮軸修正部と、を含むことを特徴とするボリュームデータ処理装置に関する。

上記構成によれば、生体に対する超音波の送受波によってボリュームデータが取得される。ボリュームデータは、三次元空間内に存在するボクセルデータ群に相当するものである。ボリュームデータには、対象組織に相当するオブジェクト（オブジェクトデータ、部分データ）が含まれる。まず、三次元のデータ空間において、オブジェクトを通過するように、計測のための仮想的な計測軸として仮軸が暫定的に定められる。これはユーザーによって行われるのが通常であるが、その設定が自動化されてもよい。仮軸が適正なものであれば、それはそのまま基準軸として利用される。一般には、軸修正が必要であり、そのために修正手段が設けられている。修正手段により、仮軸上にそれに交差する２つの参照面が設定される。仮軸の各端を通過する直交面として参照面が設定されてもよいし、各参照面の位置を調整できるように構成してもよい。各参照面は、オブジェクト探索面として機能するので、各参照面上にオブジェクト断面が現れるように各参照面の位置が定められるのが望ましい。参照面の設定は自動的に行われる。但し、それを手動で設定するようにしてもよいし、自動的に設定された参照面の位置を手動で変更できるようにしてもよい。各参照面上には、それらがオブジェクトを横切る場合に、オブジェクト断面が現れる。そこで、オブジェクト断面の中央、重心、その他適切な位置に目標点が設定される。この処理は各参照面ごとに実行され、つまり、第１目標点及び第２目標点が定められる。各目標点は、基準軸の方向（及び／又は長さ）を定める通過点又は端点として機能するものである。仮軸に交差するオブジェクト断面の形態を考慮しつつ各目標点を定められるので、結果として、最大断面あるいは主要断面上に基準軸を設定することが容易となる。各目標点の設定はユーザーにより行われるのが望ましい。そのために各参照面を断層画像として表示するのが望ましい。但し、各目標点の設定を自動化することも可能である。その場合にはオブジェクト断面に対する重心演算等の手法を用いればよい。このように、２つの目標点が定められると、それらに基づいて（特に望ましくはそれらを結ぶ方向の軸として）修正後の仮軸つまり基準軸が定められる。よって、このように設定された基準軸を基準として計測面列を設定しあるいは計測座標系を定められれば対象組織の体積演算精度を高められる。対象組織としては、左室等の血流部あるいは体腔部、肝臓、胎盤等の実組織があげられる。なお、仮軸の修正（結果として基準軸の修正）には、方向修正と長さ修正が含まれる。それらの一方だけが実行されてもよいが、両者が実行されるのが望ましい。また、方向修正と長さ修正とが必要回数、交互に行われてもよい。

望ましくは、前記第１目標点は、前記第１参照面上にオブジェクト断面が現れた場合に当該オブジェクト断面内に設定され、前記第２目標点は、前記第２参照面上にオブジェクト断面が現れた場合に当該オブジェクト断面内に設定される。すなわち、各参照面がオブジェクトの端部を横切る場合には各参照面上にオブジェクト断面が現れるので、その現れ方、特に形態（及び大きさ）を考慮して、各目標点を定めるのが望ましい。上記のように、仮軸に対して交差関係にある（望ましくは直交関係にある）面を利用することにより、最大断面あるいは主要断面の探索が容易となる。

望ましくは、前記仮軸修正部は、前記第１目標点及び前記第２目標点を通過する方向に前記仮軸の方向を定める方向修正部を含む。望ましくは、前記参照面設定部は、前記方向修正後の仮軸の方向に沿って前記第１参照面及び前記第２参照面を個別的に平行運動させる探索機能を有し、前記仮軸修正部は、更に、前記平行運動後の第１参照面と前記平行運動後の第２参照面との間の距離に基づいて、前記仮軸の長さを定める長さ修正部を含む。仮軸の長さ（つまり基準軸の長さ）が組織輪郭トレースのための計測面列の設定区間に相当する場合には、基準軸の長さの設定が計測面列の設定区間の設定に相当することになる。一方、かかる設定区間を独立して設定できるように構成してもよい。

望ましくは、前記体積演算手段は、前記方向修正後且つ長さ修正後の仮軸としての基準軸に基づき、当該基準軸に沿って整列した互いに平行な複数の計測面を設定する手段と、前記各計測面上においてオブジェクト断面の面積を演算する手段と、前記各計測面上において演算されたオブジェクト断面の面積に基づいて前記オブジェクトの体積を演算する手段と、を含む。計測面の個数や間隔については適宜定めることができる。計測面列をマニュアルトレース用の計測面と自動トレース用の計測面とで構成してもよい。

望ましくは、前記第１参照面を表す第１断層画像を形成して表示する手段と、前記第２参照面を表す第２断層画像を形成して表示する手段と、前記第１断層画像上において前記第１目標点をユーザー指定するための手段と、前記第２断層画像上において前記第２目標点をユーザー指定するための手段と、を含む。この構成によれば、断層画像を観察しながら、そこに現れるオブジェクト断面の形態を考慮して適切な位置に目標点をユーザー指定できる。

望ましくは、前記仮軸の方向を定める過程では、前記第１断層画像上に前記仮軸を表す第１仮軸マーカーと前記第１目標点を表す第１目標点マーカーとが含まれ、且つ、前記第２断層画像に前記仮軸を表す第２仮軸マーカーと前記第２目標点を表す第２目標点マーカーとが含まれる。この構成によれば、現在の仮軸の位置と、それを修正すべき位置とを視覚的に容易に特定できる。

望ましくは、前記仮軸の長さを定める過程でも、前記第１断層画像及び前記第２断層画像が表示され、当該段階においても、前記第１断層画像には前記第１目標点マーカーが含まれ、前記第２断層画像には前記第２目標点マーカーが含まれ、更に、前記第１参照面の平行運動過程において、前記第１断層画像を見ながら前記第１参照面の位置をユーザー指定するための手段と、前記第２参照面の平行運動過程において、前記第２断層画像を見ながら前記第２参照面の位置をユーザー指定するための手段と、が設けられる。仮軸の方向の設定後に、各参照面を平行運動させつつ各断層画像を観察することにより、オブジェクトの末端位置を容易に特定できる。そこが計測面列の設定区間の端となる。

本発明は、情報処理装置において実行されるプログラムであって、生体内の三次元空間に対する超音波の送受波により取得されたボリュームデータを処理するボリュームデータ処理プログラムにおいて、当該プログラムは、前記ボリュームデータに含まれるオブジェクトに対して当該オブジェクトを通る仮軸を設定する仮軸設定機能と、前記仮軸を修正することにより基準軸を設定する修正機能と、前記基準軸に基づいて前記オブジェクトの体積を演算する体積演算機能と、を含み、前記修正機能には、前記仮軸と交差関係にあり且つ互いに離れた第１参照面及び第２参照面を設定する機能と、前記第１参照面上に設定される第１目標点と、前記第２参照面上に設定される第２目標点と、に基づいて、前記仮軸を修正して前記基準軸を設定する機能と、が含まれる、ことを特徴とするボリュームデータ処理プログラムに関する。このプログラムは超音波診断装置上において実行されてもよいし、一般的なコンピュータ上において実行されてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、対象組織の計測に当たって基準となる基準軸を適切に設定できる。よって、計測の精度や再現性を向上できるから、計測や診断の信頼性を高められる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１及び図２を用いて、基準軸が適切に設定されていない場合に生じる問題について説明する。図１には、ボリュームデータが存在する三次元空間（データ空間）に属するオブジェクト１０が示されている。このオブジェクトはボクセル群あるいはデータ要素集合に相当し、実際の対象組織に相当するものである。対象組織は例えば左室である。オブジェクトの抽出は、例えば、ボリュームデータに対する二値化処理、閾値処理等の公知技術の適用により容易に実現できる。このオブジェクトに対してユーザーにより仮想的な基準軸（計測軸）１２が設定される。この場合、任意断面画像上においてあるいは三次元画像上において座標を指定することにより基準軸１２を設定することができる。図１において、基準軸１２を含む断面１８は、最大断面２４からずれしまっている面である。最大断面２４は、オブジェクト１０の中心軸又は長軸を含み、面積が凡そ最大となる面である。そのような面上に基準軸１２が設定されるのが望ましいが、図１の例ではそのようになっていない。オブジェクト１０（つまり対象組織）の体積を演算するため、基準軸１２上に沿って、その両端間に複数の計測面が設定される。各計測面は基準軸１２に直交する面である。図１においては、基準軸１２の両端１４，１６を通過する直交面として、第１計測面２０及び第２計測面２２が現れている。それらの計測面２０，２２は、計測面列の一部であり、その両端面に相当するものである。

図２において、（Ａ）には第１計測面２０に対応した第１断層画像２０Ａが示され、（Ｂ）には第２計測面２２に対応した第２断層画像２２Ａが示されている。第１断層画像２０Ａ上には、オブジェクト端部の断面としてのオブジェクト断面１０Ａが現れており、基準軸１２の端点１４が表示されている。同様に、第２断層画像２２Ａ上には、オブジェクト端部の断面としてのオブジェクト断面が現れており、基準軸１２の端点１６が現れている。各断層画像２０Ａ，２２Ａに示されるように、ユーザーとしては、オブジェクトの長軸に基準軸を一致させたつもりであっても、実際には基準軸が長軸からずれており、２つの端点１４，１６間を計測区間としてそこに計測面列を設定すると、オブジェクトの両端部が体積演算の対象から外れてしまうという問題が生じる。つまり、体積演算精度の低下という問題が生じる。図２に示される２つの画像が実際に表示されていれば、基準軸の設定が適切でなかったことを把握できるかも知れないが、従来においては、そのような画像は表示されていないために、基準軸の設定が不適切であること自体をユーザーが認識しないまま、体積演算が行われてしまう可能性もある。この問題を解決するのが以下に説明する実施形態である。

図３を用いて、実施形態の原理の概略を説明する。オブジェクトの長軸（主軸）に対して基準軸を合致させるためには、基準軸を含む面を断層画像として観察するだけでは不十分であり、基準軸に直交する断面の断層画像を観察することが望まれる。つまり、いったん仮軸を設定して、その両端を通過する２つの仮の計測面（参照面）２０，２２が設定されるようにする。これにより２つの断層画像を形成し（図２参照）、各断層画像上において仮軸が通過する位置を求め、その位置を修正すれば、結果として、基準軸を長軸に合致させることが可能となる。図３においては、そのような過程を経て設定された基準軸２６が示されており、その基準軸２６は大凡の最大断面積をもった断面（最大断面）２４上に存在している。その両端２８，３０間に複数の計測面が設定される。図３には、その内で、両端にある第１計測面３２及び第２計測面３４が示されている。以上の過程を整理すると、図３に示すように、仮軸を修正して最終的に基準軸を設定するものであり、その際、仮の計測面（参照面）２０，２２が移動して、最終的に計測面３２，３４が定められる。なお、計測面３２，３４の各位置を基準軸２６に沿って平行移動させることにより、オブジェクト１０の各末端を探索することが可能であり、そのような探索の結果として、計測面３２，３４の最終的な位置つまり基準軸２６の長さが定められる。仮軸を修正するために設定される２つの参照面は、その再設定後において最終的に計測面として機能するものであってもよいし、参照面が計測面とは独立して設定されてもよい。

次に、図４乃至図８を用いて本実施形態に係る基準軸設定方法の具体的内容を説明する。

図４には、初期表示画像が示されている。この画像は、この例では、ワイヤフレーム像３８及び３つの断層画像３２，３４，３６で構成される。ワイヤフレーム像３８は、送受波空間（あるいはデータ空間）を立体的に表す模式図であり、全体形状を表す部分４０と、任意切断面を表す部分４２と、を含む。任意切断面４２は、オブジェクト（つまり対象組織）の長軸を含む断面としてユーザーによって設定されるが、それを最大断面に合致させるのは必ずしも容易ではない。これに対し、本実施形態では、後に修正工程が備えられているので、ある程度大きなオブジェクト断面が得られる程度に任意切断面を定めれば十分である。厳密な設定を不要にできるのでユーザーの負担を軽減できる。任意切断面の設定は、図示されていないトリプレーン（直交三断面）画像を基礎としてあるいは三次元画像を基礎として定めることができる。任意切断面の設定によらず、直接的に、以下に説明する仮軸４４の位置を指定することも可能である。

上記のようにオブジェクトに対して任意切断面が設定されると、その任意切断面を表す断層画像３２が表示される。断層画像３２内にはオブジェクト断面４６が現れる。そのオブジェクト断面４６を見ながら、ユーザーにより、仮軸（修正前の基準軸）４４が設定される。実際には、２つの端点５２，５４の位置を指定することにより、仮軸４４が設定される。この段階では、Ｓ１０及びＳ１１で示されるように、２つの端点５２，５４がオブジェクト断面４６の末端位置に一致するように、各端点５２，５４の位置決めが行われる。最初に、２つの端点５２，５４の設定により仮軸４４の方向を定め、当該方向に２つの端点５２，５４を移動させることにより、オブジェクト断面４６の末端位置に２つの端点５２，５４を定めるようにしてもよい。

一方、画像３２上には、必要に応じて、体積演算用の計測面列を表すライン群＃１−＃７が表示される。ライン群は、事前に定められた個数、位置にしたがって自動的に設定されてもよく、あるいは人為的に設定されるようにしてもよい。若しくはオブジェクト断面４６の輪郭の変位度合いに応じ適切な個数、位置を判断し、自動的に設定してもよい。それらのラインの内で、ライン＃１及び＃７が基準軸設定において重要なラインとなる（この段階では他のラインの表示を省略してもよい）。すなわち、ライン＃１は、仮軸４４の一方の端点５２を通過するライン４８であり、本実施形態では長軸探索用の第１参照面を表すものである。ライン＃７は、仮軸４４の他方の端点５４を通過するライン５０であり、本実施形態では長軸探索用の第２参照面を表すものである。第１参照面及び第２参照面は互いに離間しており、仮軸４４に直交する面である。上記のように各端点５２，５４を移動させると、各参照面も平行運動する。

ライン４８で示される第１参照面を表すのが第１断層画像３４である。同様に、ライン５０で示される第２参照面を表すのが第２断層画像３６である。図４においては、２つの端点５２，５４がオブジェクト断面４６の末端位置に位置決められた状態が示されており、その状態において表示されるものが第１断層画像３４及び第２断層画像３６である。これらの画像３４，３６は、図２に示した２つの断層画像２０Ａ，２２Ａと同じものである。任意断層画像３２上においては、オブジェクト断面４６の各端部位置に各端点５２，５４が合致しているが、実際のオブジェクトは三次元の形状を有しているため、第１断層画像３４及び第２断層画像３６上には、オブジェクト端部の断面４６Ａ，４６Ｂが現れている。つまり、任意断層画像３２には現れていないオブジェクト形態（膨らみ部分）が顕在化している。そこで、Ｓ１２及びＳ１３で示すように、ユーザーにより、そのように現れたオブジェクト端部の断面４６Ａ，４６Ｂの中央部あるいは重心位置に、第１目標点５６及び第２目標点５８が指定される。この指定は、Ｓ１４及びＳ１５に示されるように、仮軸４４の端点５２，５４の位置を、第１目標点５６及び第２目標点５８へ移動させる修正入力に相当するものである。

なお、以上の過程において、仮軸４４の位置や長さ（ひいては任意切断面）が刻々と変化することになるが、それはワイヤフレーム像３８において確認可能である。

以上のように、２つの端点の位置を修正すると、図５に示すような表示画像が表示される。なお、ワイヤフレーム像については図示省略されている。これは後に説明する図６においても同様である。上記の２つの目標点の設定により、それらに合致する２つの端点６０，６２が自動的に設定される。その状態が２つの断層画像３４，３６に示されている。すなわち、第１参照面に対応する第１断層画像３４上においてはオブジェクト断面４６Ｃの中心に端点６０が設定されており、同様に、第２参照面に対応する第２断層画像３６上においてはオブジェクト断面４６Ｄの中心に端点６２が設定されている。仮軸４４の位置が変動したために、各オブジェクト断面の形態も変化している。このことは任意断層画像３２においても同様である。この段階では、通常、任意断層画像３２としては、最大断面に相当するものが表示される。次に、ユーザーにより、Ｓ１６，Ｓ１７に示すように、２つの端点６０，６２を（方向修正後の）仮軸７２に沿って当該方向にシフトさせ、それらをオブジェクト断面（最大断面）の末端位置に位置決めする操作がなされる。そのような操作に伴い、第１参照面（符号４８参照）及び第２参照面（符号５０参照）が平行移動するため、第１断層画像３４及び第２断層画像３６の内容もリアルタイムで変動する。

図６に示すように、第１端点７４の位置がオブジェクト断面７０の末端位置に一致すると、第１断層画像３４上において、そこに今まで存在していたオブジェクト断面（符号４６Ｃ参照）が丁度消失する。第１端点７４の移動に伴い、第１断層画像３４上ではオブジェクト断面４６Cが次第に小さくなり、やがて消失することになるので、消失時点で移動を停止させてもよいし、あえて行き過ぎてから少し戻って断面の再登場を確認した上で再び前進させて、末端位置に第１端点７４を合わせるようにしてもよい。第２端点７６についても、第２断層画像３６等を利用して上記同様の位置決めを行える。基準軸７２Ａの設定が完了した時点で所定の入力を行うことにより、自動的な体積演算が実行される。上記においては、第１断層画像３４及び第２断層画像３６の観察により、各端点が最大断面の末端位置に到達したことを容易に確認できる。任意断層画像３２上でも確認できるが、それに直交する断層画像上でも、位置決め状態を確認できるので、多方面からの確認により誤った設定を回避できるという利点がある。

以上のようにして、仮軸についての位置及び方向が修正され、またその長さが修正されて、それらの修正後の軸として基準軸７２Ａが定められる。但し、方向の修正と長さの修正は繰り返し行われてもよい。基準軸を三次元空間全体を貫通する軸とし、その軸上の区間を別途設定するようにしてもよい。これも長さ設定と実質的に同じことである。

図７には、三次元空間７８が示されている。三次元空間７８はボリュームデータに対応するものであり、オブジェクト８０が存在している。オブジェクト８０に対するトリプレーン表示のために３つの切断面８２，８４，８６が設定される。その一方において、三次元空間７８の外部又は内部にボリュームレンダリングのための視点９４が設定される。その視点９４を原点として複数の視線（レイ）９６が設定され、各レイ９６に沿ってレイ９６上に存在する各ボクセルに対するレンダリング処理により各レイ９６ごとに画素値が求められる。求められた複数の画素値によってボリュームレンダリング画像としての三次元画像が構成される。

図８において、表示画像９２はトリプレーン画像及び三次元画像９０を含むものである。トリプレーン画像は具体的には上述の３つの切断面に対応した３つの断層画像８２Ａ，８４Ａ，８６Ａからなる。それぞれの断層画像は互いに直交した関係にある。本実施形態においては、三次元画像９０とともに、上述した原理に基づいて設定された基準軸を利用してオブジェクトすなわち対象組織の体積が求められており、その体積を表す数値が符号９５で示されるように表示される。

図９には、本実施形態に係る超音波診断装置の主要部の構成がブロック図として示されている。３Ｄプローブ１００は、生体の表面上に当接して用いられあるいは体腔内に挿入される超音波探触子である。３Ｄプローブ１００は本実施形態において２Ｄアレイ振動子を備えている。２Ｄアレイ振動子は二次元配列された複数の振動素子からなるものであり、その２Ｄアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、その超音波ビームは二次元走査される。これによって三次元エコーデータ取り込み空間としての三次元空間が形成される。その三次元空間内から上述したボリュームデータが取得される。

送受信部１０２は、送信ビームフォーマー及び受信ビームフォーマーとして機能するモジュールである。送信時において、送受信部１０２から上記２Ｄアレイ振動子に対して複数の送信信号が供給され、これによって送信ビームが形成される。一方、受信時においては、上記２Ｄアレイ振動子から複数の受信信号が出力され、それらの受信信号に対して送受信部１０２において整相加算処理が実行される。これによって電子的に受信ビームが形成され、その受信ビームに相当する受信信号すなわちビームデータが送受信部１０２から出力される。

３Ｄメモリ１０４は三次元の記憶空間を有し、その３Ｄメモリ１０４中には上述したボリュームデータが格納される。３Ｄメモリ１０４への書き込みにあたって送受波座標空間から三次元の直交座標区間への座標変換が適用され、各データが記憶空間上における対応アドレスに格納される。もちろん、メモリからの読み出し時において座標変換処理が行われてもよい。

データ処理部１０６は、本実施形態においてソフトウエアの機能として実現されており、そのデータ処理部１０６は上述した基準軸の設定機能、基準軸に基づく体積演算機能を有している。図９においては、体積演算機能が体積演算部１０８として示されている。データ処理部１０６の処理結果は表示部１１０に表示される。具体的には、表示部１１０には図８に示したトリプレーン画像や三次元画像が表示され、それに合わせて体積値が表示される。また、表示部１１０には上述した基準軸の設定にあたって必要な画像が表示され、ユーザーはそのような画像を参照しながら必要な座標指定を行うことができる。

制御部１１２はＣＰＵ及び動作プログラムによって統制され、図９に示される各構成の制御を行っている。制御部１１２には入力部１１４が接続されている。この入力部１１４は操作パネルによって構成され、それが例えばキーボードやトラックボールを含むものである。ユーザーは、この入力部１１４を用いて仮軸の設定や修正を行える。

次に、図１０を用いて図９に示される構成の動作について説明する。Ｓ１０１では３Ｄプローブを用いてボリュームデータが収集される。Ｓ１０２では図４を用いて説明したように、任意切断面が指定される。そして、Ｓ１０３では、任意切断面上において仮軸が指定される。Ｓ１０４では仮軸の方向及び長さが修正される。具体的には、上述したように第１断層画像及び第２断層画像上において２つの目標点を指定することにより仮軸の方向を修正することができ、また仮軸の端点の平行移動により仮軸の長さを修正することができる。この過程を繰り返すことにより、最終的に基準軸を設定することができる。その段階において処理がＳ１０５からＳ１０６へ移行する。Ｓ１０６では、設定された基準軸に基づいてその方向に並んだ複数の計測断面からなる計測断面列が自動的に設定される。

Ｓ１０８では、計測断面列中のいくつかに対してマニュアルトレースが実行され、これによって組織輪郭が抽出される。また残りの計測断面に対してはＳ１０７に示されるように自動的なトレース処理が適用される。いずれにしても、個々の計測断面ごとにトレース処理が行われ、その結果として各計測断面上において対象組織の断面の面積が演算される。これはＳ１０９の工程において実行される。そして、当該Ｓ１０９においては、各面積に基づいて対象組織を複数のディスクの積層体として仮定した場合における各ディスクの体積（要素体積）が求められ、それらの総和として対象組織の体積値が求められる。Ｓ１１０においてはその体積値が表示される。

以上のように、本実施形態においては、体積演算の基準となる基準軸を対象組織に対して適切に設定することができるので、体積演算の精度を高めることができ、ひいては計測の信頼性を向上できるという利点がある。上述した実施形態においては、２つの参照面上においてマニュアル指定によって２つの目標点が指定されていたが、例えば各参照面上に現れるオブジェクト断面の重心を自動的に演算し、その重心の位置を目標点として定めることによって仮軸の修正をすべて自動化することも可能である。

オブジェクトに対する基準軸の設定の従来方法を説明するための図である。図１に示した基準軸の両端点を通過する２つの面に対応する２つの断層画像を示す図である。実施形態における基準軸の設定方法を説明するための図である。初期表示画像を説明するための図である。２つの目標点の設定による仮軸の修正を説明するための図である。仮軸の修正後における基準軸の設定状態を説明するための図である。三次元空間を説明するための概念図である。トリプレーン表示及び三次元表示を表す図である。本実施形態に係る超音波診断装置を表すブロック図である。図９に示される構成の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０オブジェクト、２４最大断面、２６基準軸（修正された仮軸）、２８，３０基準軸の端点、３２第１参照面（計測面）、３４第２参照面（計測面）。

Claims

生体内の三次元空間に対する超音波の送受波により取得されたボリュームデータを処理するボリュームデータ処理装置において、
前記ボリュームデータに含まれるオブジェクトに対して当該オブジェクトを通る仮軸を設定する仮軸設定手段と、
前記仮軸を修正することにより基準軸を設定する修正手段と、
前記基準軸に基づいて前記オブジェクトの体積を演算する体積演算手段と、
を含み、
前記修正手段は、
前記仮軸と交差関係にあり且つ互いに離れた第１参照面及び第２参照面を設定する参照面設定部と、
前記第１参照面上に設定される第１目標点と、前記第２参照面上に設定される第２目標点と、に基づいて、前記仮軸を修正して前記基準軸を設定する仮軸修正部と、
を含むことを特徴とするボリュームデータ処理装置。
請求項１記載の装置において、
前記第１目標点は、前記第１参照面上にオブジェクト断面が現れた場合に当該オブジェクト断面内に設定され、
前記第２目標点は、前記第２参照面上にオブジェクト断面が現れた場合に当該オブジェクト断面内に設定される、
ことを特徴とするボリュームデータ処理装置。
請求項２記載の装置において、
前記仮軸修正部は、前記第１目標点及び前記第２目標点を通過する方向に前記仮軸の方向を定める方向修正部を含む、ことを特徴とするボリュームデータ処理装置。
請求項３記載の装置において、
前記参照面設定部は、前記方向修正後の仮軸の方向に沿って前記第１参照面及び前記第２参照面を個別的に平行運動させる探索機能を有し、
前記仮軸修正部は、更に、前記平行運動後の第１参照面と前記平行運動後の第２参照面との間の距離に基づいて、前記仮軸の長さを定める長さ修正部を含む、
ことを特徴とするボリュームデータ処理装置。
請求項４記載の装置において、
前記体積演算手段は、
前記方向修正後且つ長さ修正後の仮軸としての基準軸に基づき、当該基準軸に沿って整列した互いに平行な複数の計測面を設定する手段と、
前記各計測面上においてオブジェクト断面の面積を演算する手段と、
前記各計測面上において演算されたオブジェクト断面の面積に基づいて前記オブジェクトの体積を演算する手段と、
を含むことを特徴とするボリュームデータ処理装置。
請求項４記載の装置において、
前記第１参照面を表す第１断層画像を形成して表示する手段と、
前記第２参照面を表す第２断層画像を形成して表示する手段と、
前記第１断層画像上において前記第１目標点をユーザー指定するための手段と、
前記第２断層画像上において前記第２目標点をユーザー指定するための手段と、
を含むことを特徴とするボリュームデータ処理装置。
請求項６記載の装置において、
前記仮軸の方向を定める過程では、前記第１断層画像に前記仮軸を表す第１仮軸マーカーと前記第１目標点を表す第１目標点マーカーとが含まれ、且つ、前記第２断層画像に前記仮軸を表す第２仮軸マーカーと前記第２目標点を表す第２目標点マーカーとが含まれる、ことを特徴とするボリュームデータ処理装置。
請求項７記載の装置において、
前記仮軸の長さを定める過程でも、前記第１断層画像及び前記第２断層画像が表示され、当該段階においても、前記第１断層画像には前記第１目標点マーカーが含まれ、前記第２断層画像には前記第２目標点マーカーが含まれ、
更に、
前記第１参照面の平行運動過程において、前記第１断層画像を見ながら前記第１参照面の位置をユーザー指定するための手段と、
前記第２参照面の平行運動過程において、前記第２断層画像を見ながら前記第２参照面の位置をユーザー指定するための手段と、
が設けられた、ことを特徴とするボリュームデータ処理装置。
情報処理装置において実行されるプログラムであって、生体内の三次元空間に対する超音波の送受波により取得されたボリュームデータを処理するボリュームデータ処理プログラムにおいて、
当該プログラムは、
前記ボリュームデータに含まれるオブジェクトに対して当該オブジェクトを通る仮軸を設定する仮軸設定機能と、
前記仮軸を修正することにより基準軸を設定する修正機能と、
前記基準軸に基づいて前記オブジェクトの体積を演算する体積演算機能と、
を含み、
前記修正機能には、
前記仮軸と交差関係にあり且つ互いに離れた第１参照面及び第２参照面を設定する機能と、
前記第１参照面上に設定される第１目標点と、前記第２参照面上に設定される第２目標点と、に基づいて、前記仮軸を修正して前記基準軸を設定する機能と、
が含まれる、
ことを特徴とするボリュームデータ処理プログラム。