JP5730196B2 - 超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像生成方法 - Google Patents

超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像生成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5730196B2
JP5730196B2 JP2011518508A JP2011518508A JP5730196B2 JP 5730196 B2 JP5730196 B2 JP 5730196B2 JP 2011518508 A JP2011518508 A JP 2011518508A JP 2011518508 A JP2011518508 A JP 2011518508A JP 5730196 B2 JP5730196 B2 JP 5730196B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dimensional
image
volume data
offset
voxel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011518508A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2010143587A1 (ja
Inventor
剛啓 辻田
剛啓 辻田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2011518508A priority Critical patent/JP5730196B2/ja
Publication of JPWO2010143587A1 publication Critical patent/JPWO2010143587A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5730196B2 publication Critical patent/JP5730196B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0808—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the brain
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A61B8/466—Displaying means of special interest adapted to display 3D data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/467—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/483—Diagnostic techniques involving the acquisition of a 3D volume of data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5223—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/008—Specific post-processing after tomographic reconstruction, e.g. voxelisation, metal artifact correction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/08—Volume rendering
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/36—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the display of a graphic pattern, e.g. using an all-points-addressable [APA] memory
    • G09G5/39—Control of the bit-mapped memory
    • G09G5/395—Arrangements specially adapted for transferring the contents of the bit-mapped memory to the screen
    • G09G5/397—Arrangements specially adapted for transferring the contents of two or more bit-mapped memories to the screen simultaneously, e.g. for mixing or overlay
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8993—Three dimensional imaging systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • G01S7/52042—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation determining elastic properties of the propagation medium or of the reflective target
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
    • G06T2210/62—Semi-transparency
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2340/00—Aspects of display data processing
    • G09G2340/06—Colour space transformation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2380/00—Specific applications
    • G09G2380/08—Biomedical applications
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/001—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
    • G09G3/003—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background to produce spatial visual effects
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/02—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the way in which colour is displayed

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Description

本発明は、超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像処理プログラム、及び超音波画像生成方法に係り、特に、被検体の複数断層面の反射エコー信号から得られた3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影画像(3次元断層画像)を生成する技術に関する。
超音波診断装置は、複数の超音波振動子を備えた超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、被検体内部から生体組織の構造に応じた超音波の反射エコー信号を受信し、反射エコー信号に基づいて例えばBモード画像等の断層画像を生成して診断用に表示する。
このような超音波診断装置において、超音波探触子の短軸方向に超音波を走査して計測された被検体の複数断層面の反射エコー信号から3次元断層像ボリュームデータを生成し、ボリュームレンダリング技術を用いて3次元断層像ボリュームデータを2次元投影面に投影した画像(3次元断層画像)を生成することが知られている。
ボリュームレンダリング技術は、例えば3次元断層像ボリュームデータを2次元投影面上の点から見た視線方向に配列された複数のボクセルの輝度値を、各ボクセルの透明度/不透明度により補正しながら、視線方向に沿って累積加算して2次元投影面の画素値(輝度)とすることにより、3次元断層画像を生成するものである。
一方、超音波走査により得られる各ボクセルの輝度は、被検体内の組織の音響インピーダンスや、被検体内の伝播にともなう超音波の減衰などに応じて決まるため、診断の対象となる特定の組織のみを特徴付けた(例えば輝度を高くした)3次元断層画像を生成するのは難しい。
このような問題に対して、例えば3次元断層像ボリュームデータの高輝度組織のみを表示する最大値投影法、低輝度組織のみを表示する最小値投影法などが一般に用いられている。また、特許文献1に記載されているように、Bモード画像の輝度の高低を反転させることにより、低エコー領域の3次元構造を視認し易くすることが知られている。
特開2008-200441号公報
しかしながら、上記特許文献等に記載されている従来の技術は、検者が所望する特定の組織(例えば診断対象となる組織)の視認性を高めた3次元断層画像を生成することについては考慮されていないと考えられる。
すなわち、最大値投影法、最小値投影法、或いはBモード画像の輝度の高低を反転させる手法のいずれも、その用途が限定されているため、検者が所望する特定の組織の視認性を高めた3次元断層画像を自由に生成できるとは限らない。例えばこれらの手法は、高輝度組織或いは低輝度組織の視認性を高めた3次元断層画像を生成することはできるが、これらの中間の輝度となる組織の視認性を高めた3次元断層画像を生成することが難しい。
そこで本発明は、検者が所望する特定の組織の視認性を高めた3次元断層画像を生成することを課題とする。
本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、該超音波探触子で計測された前記被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて3次元断層像ボリュームデータを生成する断層像ボリュームデータ生成部と、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値の増減量を該輝度値の一部の範囲について調整する入力インターフェース部と、調整された前記増減量に応じて該各ボクセルの輝度値を増減するオフセット演算部と、前記オフセット演算部により輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成する断層像ボリュームレンダリング部と、前記3次元断層画像を表示する表示部と、を備えたことを特徴としている。
本発明によれば、検者が所望する特定の組織の視認性を高めた3次元断層画像を生成することができる。
第1の実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図 ボクセル値と不透明度の関係を示す図 オフセット演算部で用いられるオフセットテーブルの設定画面の一例を示す図 オフセット演算部で行われる輝度値の変換処理のデータフロー図 256階調の輝度値で表される胎児の頭部の断層画像の模式図 胎児の頭部の3次元断層像ボリュームデータに対して一般的な不透明度設定によるボリュームレンダリングを行なった場合の3次元断層画像の模式図 脳室の視認性を高めたい場合のオフセットテーブルの設定例 図7に示すオフセットテーブルに基づいてオフセット演算部によりオフセット演算がなされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて生成された3次元断層像の模式図 脳実質の視認性を高めたい場合のオフセットテーブルの設定例 図9に示すオフセットテーブルに基づいてオフセット演算部によりオフセット演算がなされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて生成された3次元断層像の模式図 2次元断層画像及び輝度-不透明度マップの表示例を示す図 3次元断層画像と2次元断層画像と輝度-不透明度マップの表示の一例を示す図 3次元断層画像と2次元断層画像と輝度-不透明度マップの表示の一例を示す図 カラー変換テーブルの作成フローを示す図 ステップ148において合成後カラーマップテーブルOUTMAP[i]を作成する処理の一例を示す図 ステップ148において合成後カラーマップテーブルOUTMAP[i]を作成する処理の一例を示す図 第2実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図 オフセット演算部で用いられるオフセットテーブルの設定画面の一例を示す図 オフセット演算部で行われる輝度値の変換処理のデータフロー図 第3実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図 第3実施形態の処理により目的の弾性値であり、かつ目的の輝度値の範囲内のボクセルデータ(輝度データ)のみを可視化した場合の表示例 第3実施形態の処理により目的の弾性値であり、かつ目的の輝度値の範囲内のボクセルデータ(輝度データ)のみを可視化した場合の表示例 弾性値によるしきい値を用いてオフセット演算処理を行った場合の3次元断層画像の表示例を示す図 弾性値によるしきい値を用いて表示したい範囲の弾性値を変化させた場合の3次元弾性画像の表示例を示す図 図23、図24に示した3次元断層画像と3次元弾性画像のRGB変換後のRGB各要素を、重みをかけて加算するαブレンディングを用いて重畳した画像例 弾性値によるしきい値処理を用いて、かつ輝度によるオフセットフィルタの設定を行った場合の画像の表示例を示す図 弾性値によるしきい値処理を用いて、かつ輝度によるオフセットフィルタの設定を行った場合の画像の表示例を示す図
以下、本発明を適用してなる超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像処理プログラム、及び超音波画像生成方法の実施形態を説明する。
(実施形態1)
本発明を適用してなる超音波診断装置の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1は第1の実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態の超音波診断装置100は、被検体1との間で超音波を送受信する超音波探触子2と、超音波探触子2に駆動信号を供給する送信部4と、超音波探触子2で受信された反射エコー信号を受信する受信部6と、送信部4及び受信部6の送受信制御を行う超音波送受信制御部8と、受信部6で受信された反射エコー信号を整相加算してRF信号を生成する整相加算部10を備えて構成される。
また、整相加算部10から出力されたRF信号(超音波信号)に対し、対数圧縮、フィルタ処理、画像処理などの各種処理を行って断層像データを生成する断層画像処理部12と、被検体1の複数断層面の断層像データに対して座標変換を行い、各軸の直交した3次元断層像ボリュームデータを作成する断層像ボリュームデータ生成部14と、3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値のオフセット演算を行う本実施形態の特徴部であるオフセット演算部16と、オフセット演算された3次元断層像ボリュームデータに対してボリュームレンダリング技術を用いて3次元断層画像を生成する断層像ボリュームレンダリング部18を備えている。
一方、断層画像処理部12からの出力データに基づいて3次元断層像ボリュームデータの少なくとも1の断層面における2次元断層画像を生成する断層像2次元座標変換部20と、断層像ボリュームレンダリング部18で生成された3次元断層画像と断層像2次元座標変換部20で生成された2次元断層画像を合成する画像合成部22と、画像合成部22から出力された画像を表示する表示部としての表示部24を備えている。
また、検者からの指令等の入力を受け付ける入力インターフェースとしてのコントロールパネル26と、コントロールパネル26からの入力指令に基づいて超音波診断装置100を構成する上記の各構成要素を制御する制御部28を備えている。例えばコントロールパネル26を介して3次元断層像ボリュームデータの任意の断面を検者が指定したら、指定された断面位置情報が断層像2次元座標変換部20に送られて、その断面位置における2次元断層画像が生成される。
ここで、上記の各構成要素を具体的に説明する。超音波探触子2は、振動子素子が超音波探触子の長軸方向に1〜mチャンネル分配列される。ここで、短軸方向にもk個に切断されて1〜kチャンネル分配列されている場合、短軸方向の各振動子素子(1〜kチャンネル)に与える遅延時間を変えることにより、短軸方向にも送波や受波のフォーカスがかけられるようになっている。また、短軸方向の各振動子素子に与える超音波送信信号の振幅を変えることにより送波重み付けがかけられ、短軸方向の各振動子素子からの超音波受信信号の増幅度又は減衰度を変えることにより受波重み付けがかけられるようになっている。さらに、短軸方向のそれぞれの振動子素子をオン、オフすることにより、口径制御ができるようになっている。
この超音波探触子2は、制御部28からの制御信号によりモータ駆動、或いはは手動で短軸方向に移動しながらスキャンを行い、被検体1の複数断層面の3次元的なデータ収集を行うことが可能である。また、短軸方向にもk個に切断されて1〜kチャンネル分配列されている場合、探触子ヘッドの曲率に沿った短軸方向、若しくは電子フォーカスによって生成した短軸方向の超音波ビームにより3次元超音波データを収集することが可能である。
なお、この超音波探触子2は、送信部4から供給される駆動信号に重畳して印加されるバイアス電圧の大きさに応じて超音波送受信感度つまり電気機械結合係数が変化する、例えばcMUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer：IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr. Vol45 pp.678-690 May 1998等)を適用できる。cMUTは、半導体微細加工プロセス(例えば、LPCVD：Low Pressure Chemical Vapor Deposition)により製造される超微細容量型超音波振動子である。
送信部4及び受信部6は、超音波探触子2に送信信号を供給すると共に受信した反射エコー信号を処理するもので、その内部には、超音波探触子2を制御し超音波ビームの打ち出しをさせる送波回路と、この打ち出された超音波ビームの被検体1内からの反射エコー信号を受信し生体情報を収集する受波回路を持ち、超音波送受信制御部8により制御される。
整相加算部10は、受信部6から出力された反射エコー信号の位相を制御し、一点又は複数の収束点に対して超音波受波ビームを形成する。なお、整相加算部10において生成されるRF信号は、複合復調したI、Q信号であっても良い。
断層画像処理部12は、整相加算部10において整相加算された反射エコー信号を処理するもので、順次入力される反射エコー信号に基づいて対数圧縮、フィルタ処理、画像処理を行う信号処理回路と、超音波画像を記憶する磁気ディスク装置及びRAMとからなる記憶装置とを有して構成される。
断層像ボリュームデータ生成部14は、断層画像処理部12で処理された複数断層面の断層像データに基づいて3次元断層像ボリュームデータを生成する。オフセット演算部16は、3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルに対して輝度値のオフセット演算を行う。この詳細は後述する。
断層像ボリュームレンダリング部18は、オフセット演算がなされた3次元断層像ボリュームデータに対してボリュームレンダリング等の2次元投影処理を行い、3次元断層画像を生成して画像合成部22へ転送する。
断層像2次元座標変換部20は、断層画像処理部12からの出力データに基づいて3次元断層像ボリュームデータの少なくとも1の断層面における2次元断層画像をリサンプリング及び補間処理によって生成して画像合成部22へ転送する。画像合成部22は、断層像ボリュームレンダリング部18で生成された3次元断層画像と断層像2次元座標変換部20で生成された2次元断層画像を合成して表示部24へ転送する。表示部24は、画像合成部22で生成された画像を入力し、超音波画像として表示するもので、例えばCRTモニタ、液晶モニタで形成される。
以下、本実施形態の超音波診断装置100の断層像ボリュームレンダリング部18についてより具体的に説明する。断層像ボリュームレンダリング部18は、3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見て投影画像(3次元断層画像)を生成するものであり、3次元断層像ボリュームデータ中の視線方向の輝度値に、制御部28より転送される輝度毎の透明度値を乗じて加算することで3次元断層画像を構成する。ここで、本実施形態で用いる公知のボリュームレンダリング方式の式を以下に定義する。
(式1)Cout＝Cout-1＋(1-Aout-1)・Ai・Ci
(式2)Aout＝Aout-1＋(1-Aout-1)・Ai
式1中、Ciは作成される2次元投影面上のある点から3次元断層像ボリュームデータを見た場合の、視線上i番目に存在するボクセル輝度値であり、視線上にNボクセルのデータが並んだとき、i＝0〜N-1までを積算した値Coutが最終的な出力ピクセル値となる。Cout-1はi-1番目までの積算値を示す。
また、式1，2中のAiは視線上i番目に存在するボクセル値の不透明度であり、0．0〜1．0の値をとる。Cout，Aoutはともに0を初期値とし、式2に示される様に、Aoutはボクセルを通過するたびに積算(累積加算)され1．0に収束する。よって、式1に示されるようにi-1番目までのボクセルの不透明度の積算値Aout-1が約1．0となった場合、i番目のボクセル値Ciは出力画像に反映されない。なお不透明度をAiとしたときの透明度は1-Aiで表され、不透明度と透明度は互いに補完関係にある。よって、本明細書においては透明度と不透明度の概念を適宜、透明度/不透明度と記載している。また、例えば不透明度を挙げて説明している場合であっても、同時に透明度の概念も含んで説明していることになる。
図2はボクセル値と不透明度の関係を示す図である。図2に示すように、ボクセル値と不透明度の関係は一般に横軸に輝度、縦軸に不透明度をとった不透明度テーブル(オパシティーテーブル)として表され、ボクセルの輝度値から不透明度を参照する。
以上により、本実施形態のボリュームレーダリング処理では、不透明度の高いボクセルを表面としてとらえて、3次元断層像データを立体的に表示することができる。また、表面ではなく内部の構造物を透過的に可視化するレンダリング手法として、関心領域中の高輝度構造物のみを表示する最大値投影法(Maximum intensity projection)、低輝度構造物のみを描出する最小値投影法(Minimum intensity projection)、視線方向のボクセル値の累算画像を表示する方法(Ray summation)などが一般的に用いられている。
続いて、本実施形態の超音波診断装置の特徴部について説明する。本実施形態の超音波診断装置は、被検体1との間で超音波を送受信する超音波探触子2と、超音波探触子2で計測された被検体1の複数断層面の反射エコー信号に基づいて3次元断層像ボリュームデータを生成する断層像ボリュームデータ生成部14と、3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成する断層像ボリュームレンダリング部18と、3次元断層画像を表示する表示部24とを備えてなる超音波診断装置であって、3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に応じて該各ボクセルの輝度値を増減するオフセット演算部16を備え、オフセット演算部16の各ボクセルの輝度値の増減量は入力インターフェース(コントロールパネル)26を介して調整可能であり、断層像ボリュームレンダリング部18は、オフセット演算部16により輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて3次元断層画像を生成するものである。図3はオフセット演算部16で用いられるオフセットテーブルの設定画面の一例を示す図である。図3(a)(b)は、それぞれオフセットテーブルを設定する一例である。
図3に示すように、オフセットテーブルは、3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルが取り得る輝度値の範囲(0〜255)を複数の領域(N：本実施形態では5)に区分する境界値(P0〜P5)と、区分された複数の領域ごとの輝度値の増減量(O1〜O5)が設定されている。
例えば図3(a)に示すようなグラフ31を用いて、コントロールパネル26を介してP0〜P5で示される境界値の設定ポインタを左右に動かすことで領域の境界を設定することができる。同じくO1〜O5は各領域の輝度値の増減量(オフセット値)を示すポインタであり、上下に動かすことで各領域のオフセット値を設定することができる。グラフ31の上限、下限値はそれぞれ100、-100としてあるが、一例を表したものであり入力及び出力データのとりうる範囲であればいくらでも良い。なおP0或いはP5を動かしてオフセットの対象外となった入力輝度値に対してはオフセット処理を行なわないものとする。またP0及びP5は各ボクセルが取り得る輝度値の範囲の両端に固定することもできる。また、境界値(P0〜P5)や、輝度値の増減量(O1〜O5)の設定は、トグル、エンコーダもしくは液晶パネル上の調整ボタンなどを用いて行うことができる。
また、図3(b)に示すように、境界値及び輝度値の増減量(オフセット値)は、コントロールパネル26を介して、表示ウィンドウ32内のO1〜O5，P0〜P5のそれぞれをプルダウンメニュー或いは直接数値入力により設定することもできる。また、図3(b)に示すように、境界値(P0〜P5)により区切られた有効な領域数を、輝度調整領域数33(N＝5)として表示することもできる。
図4はオフセット演算部16で行われる輝度値の変換処理のデータフロー図である。図4に示すように、オフセット演算部16においてオフセットフィルタ処理が開始されたら、カウンタiが0に初期化される(ステップ41)。続いて、3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値m(i)が読み込まれる(ステップ42)。iが全データ数(ボクセル数)より大きいか否かを判定して(ステップ43)、大きい場合(ステップ43でYesの場合)はオフセットフィルタ処理を終了する。一方、大きくないつまり3次元断層像ボリュームデータの全てのボクセルに対してオフセット処理が行なわれていない場合は、ステップ44へ進み、領域選択用カウンタnが1に初期化される(ステップ44)。
領域選択用カウンタnが輝度調整領域数Nよりも小さいか否かが判断され(ステップ45)、小さい場合(ステップ45でYes)、3次元断層像ボリュームデータの読み込まれたi番目の輝度値m(i)がP(n-1)とP(n)の範囲内か否か判定される(ステップ46)。ステップ46でYesの場合、ステップ48において輝度値の増減量(オフセット値)O(n)が加算される(ステップ48)。一方、ステップ46でNoの場合は領域選択用カウンタnを更新してステップ45へ戻る(ステップ47)。つまりステップ45〜ステップ47のループによって、3次元断層像ボリュームデータの読み込まれたi番目の輝度値m(i)が境界値P(0)〜P(N)で区分されるいずれかの領域に分類され、ステップ48において、区分された領域に応じた輝度値の増減量(オフセット値)O(n)が加算されている。ステップ48が終わった後、又はステップ45においてNoの場合、カウンタiを更新してステップ42に戻る(ステップ49)。
以上の処理により、3次元断層像ボリュームデータの全てのボクセルの輝度値に、境界値P(0)〜P(N)で分割される領域毎の輝度値の増減量(オフセット値)O(n)が加算される。なお本実施形態ではオフセットテーブルを用いてオフセット処理を行う場合を示したが、これには限られない。例えばオフセット演算部に、3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値の入力に応じて、輝度値の増減量を出力する関数を設定しておき、この関数に基づいて各ボクセルの輝度値を増減することができる。
次に、本実施形態のオフセット演算部16の被検体1への適用例と効果について説明する。図5は256階調の輝度値で表される胎児の頭部の断層画像の模式図である。断層画像51において、胎児表皮52の輝度値は128であるとする。また、胎児頭蓋53の輝度値は200であり、頭蓋内腔領域54の輝度値は32であるとする。さらに脳実質55の輝度値は80であり、脳室56の輝度値は16であるとする。なお胎児の頭部の周辺の背景については効果を簡便に説明するため、考えないこととする。
このような断層画像の集合からなる3次元断層像ボリュームデータに対してボリュームレンダリングにより3次元断層画像を構築する場合において、輝度の高いものを不透明に設定し、輝度の低いものを透明に設定するという一般的な不透明度設定にした際の3次元断層画像を図6に示す。図6に示すように、3次元断層画像61は、高輝度の胎児表皮52、胎児頭蓋53で殆どの出力輝度が決まってしまい胎児の頭部の表面がレンダリングされた3次元表面画像が構築される。
これに対して、本実施形態のオフセット演算部16を用いて、検者が所望する特定の組織として脳室56の視認性を高めたい場合は、図7に示すようにオフセットテーブルを設定する。すなわち、オフセットテーブルは、図7(a)に示すグラフ71及び図7(b)に示す表示ウィンドウ72のようになる。このとき、調整領域数Nは2であり、P0、P2は入力輝度の最小、最大値であり固定である。また、所望とする特定の目的部位のみを表示するためには、目的部位に加算する輝度値の増減量(オフセット値)O1＝255、目的部位以外に加算する輝度値の増減量(オフセット値)O2＝-255とすることが、最も目的部位を極端に3次元化する方法である。境界値P1は画像を確認しながら設定するため、コントロールパネル26より検者が設定可能である。
図8は、図7に示すようなオフセットテーブルに基づいてオフセット演算部16によりオフセット演算がなされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて生成された3次元断層像の模式図である。脳室56の輝度値は16でありP0(0)〜P1(17)の範囲内であるため＋255のオフセットがなされ、その他の組織はP1(17)〜P2(255)の範囲内であるため-255のオフセットがなされる。したがって、図8に示すように、3次元断層画像81は、脳室56の視認性が高められた3次元断層画像として生成され表示される。なおこの例のように最も小さい輝度値から任意の輝度値までを強調して表示したい場合は、パラメータ「表示しきい値」、及び輝度値の増減量(オフセット値)をトグル、エンコーダ或いは液晶パネル上の調整ボタン等により任意に設定することにより、簡便な操作で図8に示すような3次元断層画像を生成することができる。
一方、検者が所望する特定の組織として脳実質55の視認性を高めたい場合は、図9に示すようにオフセットテーブルを設定する。すなわち、図5に示すように、脳実質55は内部に低輝度となる脳室56が存在し、周りには同じく低輝度の頭蓋内腔領域54が存在し、その周りには胎児頭蓋53が存在するので、視認性を高めたい輝度範囲は中間輝度にあたる一領域である。このため、オフセットテーブルは、図9(a)に示すグラフ91及び図9(b)に示す表示ウィンドウ92のように、調整領域数Nを3とし、P0，P3は入力輝度の最小、最大値に固定し、輝度値の増減量(オフセット値)O1＝-255、O2＝255，O3＝-255とする。境界値P1，P2は画像を確認しながらコントロールパネル26を介して任意に設定することができる。
図10は、図9に示すようなオフセットテーブルに基づいてオフセット演算部16によりオフセット演算がなされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて生成された3次元断層像の模式図である。脳実質55の輝度値は80でありP1(75)〜P2(85)の範囲内であるため＋255のオフセットがなされ、その他の組織はP0(0)〜P1(75)或いはP2(85)〜P3(255)の範囲内であるため-255のオフセットがなされる。したがって、図10に示すように、3次元断層画像101は、脳実質55の視認性が高められた3次元断層画像として生成され表示される。なおこの例のように中間輝度にあたる任意の輝度範囲を強調して表示したい場合は、パラメータ「表示開始しきい値」、「表示終了しきい値」及び輝度値の増減量(オフセット値)をトグル、エンコーダ或いは液晶パネル上の調整ボタン等により任意に設定することにより、簡便な操作で図10に示すような3次元断層画像を生成することができる。
なお、2つ以上の所望の特定組織(目的部位)がある場合、トグルやエンコーダでは設定が困難であるため、表示画面上の設定画面を直接エディットするのが好ましい。コントロールパネル26からディスプレイ上の液晶パネル上で輝度調整領域数Nの増減と、境界値P0-Pn、オフセットO0-Onをコントロールパネル26におけるトラックボール操作、或いは表示部24上のタッチパネルより設定できる。また、表示ウィンドウ32内プルダウンメニュー(上下バー)を用いることでコントロールパネル26より設定することも可能である。
また、本実施形態ではオフセットテーブルを検者がコントロールパネル26を介して調整する例を示したが、これには限られない。例えば輝度値が低い組織の視認性を高めるオフセットテーブル、輝度値が中間の組織の視認性を高めるオフセットテーブル、輝度値が高い組織の視認性を高めるオフセットテーブルなどのようにオフセットテーブルをデフォルトで複数用意しておいて、検者にどのオフセットテーブルを用いるかを選択させてもよい。これによれば、検者は簡便な操作で、所望の特定組織の視認性を高めた3次元断層画像を得ることができる。
続いて、図11〜図13を用いて、オフセットテーブルを設定する際の補助画面となる2次元断層画像について説明する。図11は2次元断層画像及び輝度-不透明度マップの表示例を示す図である。図11(a)は2次元断層画像を示しており、図11(b)は輝度-不透明度マップを示している。図11(b)に示すように、輝度-不透明度マップ111は、縦軸、横軸にそれぞれ輝度値、不透明度をとった2次元テーブルを使用したカラーコードが設定されている。つまり輝度値及び透明度/不透明度に応じてカラーコードが設定されている。また、図11(a)に示すように、2次元断層画像112は、輝度-不透明度マップ111のカラーコードに応じて色が付されている。輝度-不透明度マップ111中の破線は図2に示すボクセル値と不透明度の関係を示したものに相当し、入力輝度値に対する不透明度は一意に定まり、2次元断層画像112に表示されるピクセルの色は輝度-不透明度マップ111中の破線上にある1点に定まる。
2次元断層画像112の基となる断層像データは、断層像2次元座標変換部20によって生成される。断層像データは、検者がコントロールパネル26を介して指定した3次元断層像ボリュームデータの任意の断面の断層像データであり、オフセット演算部16によるオフセット処理はなされていない。この断層像データは画像合成部22に入力される。画像合成部22は、制御部28よりオフセットテーブルの境界値、輝度の増減量(オフセット値)、及び輝度-不透明度マップ111を取得している。
画像合成部22は、オフセットテーブルに基づいて断層像2次元座標変換部20から入力された断層像データの輝度値をオフセットし、オフセットされた断層像データの各ボクセルに対して、輝度-不透明度マップ111に基づいて色を変換して2次元断層画像を生成する。例えば、輝度値がオフセットされた断層像データの各ボクセルの輝度値、不透明度を参照してRGBやYUVなどのカラー情報を有する数値に変換する。このようなカラーコード変換処理において、輝度-不透明度マップ111のように縦軸に輝度値を設定し、横軸に不透明度が低くなるほど入力データと相関のない彩度の高いカラーデータを設定することで、3次元断層画像において透過する領域、透過しない領域、その中間の領域を段階的に表示することができる。
例えば図11において、2次元断層画像112では、3次元断層画像に支配的な不透明領域113、3次元断層画像に高く影響する透明度の低い中間領域114、3次元断層画像にあまり影響を与えない透明度の高い中間領域115、3次元断層画像には影響を与えない透明領域116が、輝度とは別の色相でエンコードして表示されている。その結果、検者は、境界値及び輝度値の増減量(オフセット値)が3次元断層画像に与える影響を直感的に把握することができ、検査効率を向上することができる。つまり、検者は、2次元断層画像112上のどの領域が3次元断層画像に反映されて、どの部位が反映されていないかを把握することができる。例えば透明領域116の領域は現在のオフセットテーブルの設定では3次元断層画像に反映されないから、反映させたければオフセットテーブルの設定を調整しなければならない、ということがわかる。
図12は3次元断層画像と2次元断層画像と輝度-不透明度マップの表示の一例を示す図である。図12に示すように、3次元断層画像121と、2次元断層画像122と、輝度-不透明度マップ123は並べて表示される。検者は、図12を参照することにより、不透明領域113は不透明に描画され、透明領域116は全く描画されず、中間領域114，115は半透明に描画されることを認識することができる。また、不透明領域113が強調されていることで目的部位を明瞭に可視化することができる。
図13は3次元断層画像と2次元断層画像と輝度-不透明度マップの表示の一例を示す図である。図13に示すように、3次元断層画像131と、X-Y断層面における2次元断層画像132と、X-Z断層面における2次元断層画像133と、Y-Z断層面における2次元断層画像134と、輝度-不透明度マップ135を並べて表示することもできる。このように3方向からの断面を同時に表示することにより、より明白に可視化領域を検者に知らしめることができる。
続いて、図14〜図16を用いて、上記カラーコード変換処理において使用するカラー変換テーブル(輝度-不透明度マップ)の作成方法の例を説明する。図14はカラー変換テーブルの作成フローを示す図である。図14に記載されている記号P，Oは上述の境界値P(n)、輝度値の増減量(オフセット値)O(n)を指すものとする。
また、図15，16において、本実施形態で使用するカラー変換テーブルOUTMAP[i]は合成後カラーマップテーブル、BWMAP[i]は断層像出力用RGB変換テーブル、COLMAP[i]は透明度設定用RGBカラーテーブルを示している。これらは入力iに対し、三原色であるR、G、Bの三要素を返すことにより自然色への変換を行うテーブルであり、それぞれ＊．R，＊．G，＊．BでRGBの3要素にアクセス可能なカラーマップテーブルである。iは入力輝度による階調を示し、0-255の256階調であることが多いが、任意の数が使用可能である。
透明設定用RGBテーブルCOLMAPは、例えば階調要素iの全てに対し、＊．R＝0，＊．G＝255，＊．B＝0を設定し、透明になるに従いグリーンになる設定をもちいても良いし、階調要素iに対して異なる色相や彩度、明度を設定することにより任意の視覚的効果を与えてもよい。
図14に示すように、カラーマップ変換処理を開始すると、カウンタiによって表現される入力階調値(入力輝度値、エラスト値、もしくはその他の入力を示す)が0に初期化される(ステップ141)。続いて、カウンタiとMmap(マップの持つ階調数)の大小比較をして(ステップ142)、iがMmapより小さければ(ステップ142でNo)、ステップ143へ進む。ステップ143において領域選択用カウンタnが1に初期化され、選択された入力階調値iはステップ144及びステップ145により、境界値P(0)〜P(N)で分割されるいずれかの領域に分類され、ステップ146にて選択された輝度値の増減量(オフセット値)O(n)をiに加算した値を用いて不透明度テーブルOPQ[n]を参照し、不透明度mm(i)を求め、この不透明度mm(i)を用いてステップ148において合成後カラーマップテーブルOUTMAP[i]を作成する。
ステップ146において使用される定数vは不透明度カラーの影響度を与えるパラメータで、通常1．0とする。ステップ143，ステップ147は領域選択用カウンタnの初期化処理及び更新処理、ステップ149はカウンタiの更新処理である。
図15はステップ148において合成後カラーマップテーブルOUTMAP[i]を作成する処理の一例を示す図である。図15に示すように、ステップ151はOUTMAP[i]の各要素をBWMAP[i]、COLMAP[i]にそれぞれ係数mm(i)，(1．0-mm(i))を乗じて加算した値として算出している。
これは例えば透明設定用RGBテーブルCOLMAPが階調要素iの全てに対し、＊．R＝0，＊．G＝255，＊．B＝0を設定した場合、不透明な入力階調値iを持つ場合、そのままの断層像輝度BWMAP[i]が出力され、透明な入力階調値iを持つ場合には不透明度が減少するに従い、だんだんと緑色の断層像イメージが出力されるカラーマップテーブルOUTMAP[i]が作成されることを表す。
すなわち、不透明な3次元ボクセルとして画像化される断層像の領域はそのままの白黒、もしくは設定された色調の断層像が表示され、透明な3次元ボクセルとして画像化される断層像の領域は設定された色調以外の透明度設定用カラーで表示され、不透明から透明になるに従い、透明度設定用カラーの割合が強く断層像上に表示される。
このとき、完全に不透明な入力階調値iの場合、完全に緑が発色されるが、ステップ146において使用される定数vを1．0以下(例えば0．9や0．8)にすることで半透明など発色の具合を調整することが可能である。これにより、完全に不透明な入力階調値iの領域が完全な緑ではなく半透明の緑となるので、検者は、その領域の形態などを視認することができる。
図16はステップ148において合成後カラーマップテーブルOUTMAP[i]を作成する処理の一例を示す図である。ステップ161では、透明度設定用RGBカラーテーブルは用意せず、固定の透明度設定用カラー値との合成色を、不透明度係数mm(i)を用いて計算し、合成後カラーマップテーブルOUTMAPを簡易的に作成している。
上記の2例はRGBカラーマップの各要素を、不透明度係数mm(i)をもちいて合成する方法の一例であるが、彩度、明度、色相をパラメータとして保持するHSV形式で色情報を保持し、mm(i)によってこれらのパラメータを変化させたものを用いて合成を行ってもよいし、出力形式はRGB形式に限定するものではなく、YUV方式であっても構わない。
(実施形態2)
本発明を適用してなる超音波診断装置の第2の実施形態について図面を参照して説明する。図17は第2実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図17に示すように、超音波診断装置100には、整相加算部10から出力されるRF信号フレームデータを記憶し、少なくとも2枚のフレームデータを選択するRF信号フレームデータ選択部171と、被検体の生体組織の変位を計測する変位計測部172と、変位計測部172で計測された変位情報から歪み又は弾性率を求める弾性情報演算部173と、弾性情報演算部173で演算した歪み又は弾性率からカラー弾性画像を構成する弾性画像処理部174と、弾性画像処理部174からの出力信号を表示部24の表示に合うように変換する弾性像2次元座標変換部177が備えられている。
また、弾性画像処理部174からの出力信号に基づいて3次元弾性データへの座標変換を行ない、弾性像ボリュームデータを作成する弾性像ボリュームデータ生成部175と、弾性像ボリュームデータ生成部175からの出力信号に基づいて、2次元投影面上の各ピクセルの視線方向に存在する弾性像ボリュームデータに対し、ボリュームレンダリング、最大値、最小値投影、あるいは平均処理を行う弾性像ボリュームレンダリング部176を備えている。
RF信号フレームデータ選択部171は、整相加算部10からの複数のRF信号フレームデータを格納し、格納されたRF信号フレームデータ群から1組すなわち2つのRF信号フレームデータを選択する。例えば、整相加算部10から時系列すなわち画像のフレームレートに基づいて生成されるRF信号フレームデータをRF信号フレームデータ選択部171に順次記憶し、記憶されたRF信号フレームデータ(N)を第1のデータとして選択すると同時に、時間的に過去に記憶されたRF信号フレームデータ群(N-1、N-2、N-3…N-M)の中から1つのRF信号フレームデータ(X)を選択する。なお、ここでN、M、XはRF信号フレームデータに付されたインデックス番号であり、自然数とする。
そして、変位計測部172は、選択された1組のデータすなわちRF信号フレームデータ(N)及びRF信号フレームデータ(X)から1次元或いは2次元相関処理を行って、断層画像の各点に対応する生体組織における変位や移動ベクトルすなわち変位の方向と大きさに関する1次元又は2次元変位分布を求める。ここで、移動ベクトルの検出にはブロックマッチング法を用いる。ブロックマッチング法とは、画像を例えばN×N画素からなるブロックに分け、関心領域内のブロックに着目し、着目しているブロックに最も近似しているブロックを前のフレームから探し、これを参照して予測符号化すなわち差分により標本値を決定する処理を行うものである。
弾性情報演算部173は、変位計測部172から出力される計測値、例えば移動ベクトルと、圧力計測部178から出力される圧力値とから断層画像上の各点に対応する生体組織の歪みや弾性率を演算し、その歪みや弾性率に基づいて弾性画像信号すなわち弾性フレームデータを生成するものである。
このとき、歪みのデータは、生体組織の移動量例えば変位を空間微分することによって算出される。また、圧力計測部178に示すような圧力計測機能を備えた構成では、弾性率を算定することができ、弾性データとして弾性率を使用することも可能である。弾性率のデータは、圧力の変化を歪みの変化で除することによって計算される。例えば、変位計測部172により計測された変位をL(X)、圧力計測部178により計測された圧力をP(X)とすると、歪みΔS(X)は、L(X)を空間微分することによって算出することができるから、ΔS(X)＝ΔL(X)/ΔXという式を用いて求められる。また、弾性率データのヤング率Ym(X)は、Ym＝(ΔP(X))/ΔS(X)という式によって算出される。このヤング率Ymから断層画像の各点に相当する生体組織の弾性率が求められるので、2次元の弾性画像データを連続的に得ることができる。なお、ヤング率とは、物体に加えられた単純引張り応力と、引張りに平行に生じるひずみに対する比である。
弾性画像処理部174は、フレームメモリと画像処理部とを含んで構成されており、弾性情報演算部173から時系列に出力される弾性フレームデータをフレームメモリに確保し、確保されたフレームデータに対し画像処理を行うものである。また、弾性画像処理部174ではRF信号フレームデータ選択部171又は変位計測部172又は弾性情報演算部173の出力情報から弾性画像のエラーを評価し、出力画像のマスキングを行っている。
弾性像2次元座標変換部177は、弾性画像処理部174からの弾性フレームデータをモニタに合わせて座標変換する。なお、超音波探触子2は、制御部28からの制御信号によりモータ駆動、或いは手動で短軸方向にスキャン可能である。また、手動であっても磁気センサ179を備えた構成である場合には、磁気センサ179からの位置情報を用いることにより、圧迫量や短軸位置を検出することも可能である。
弾性像ボリュームデータ生成部175は弾性画像処理部174より3次元弾性データへの座標変換を行い、弾性像ボリュームレンダリング部176は、出力する2次元投影面上の各ピクセルの視線方向に存在するボリュームデータに対し、ボリュームレンダリング、最大値、最小値投影、あるいは平均処理を行う。
画像合成部22は断層像及び弾性像ボリュームレンダリング部で作成した断層データと歪み/弾性データと合成するものである。合成画像の各画素の輝度情報及び色相情報は、白黒断層画像とカラー弾性画像の各情報を合成割合で加算し、RGB変換を行って表示部24に表示する画像を作成するものである。
ここで、オフセット演算部16は断層像ボリュームデータ生成部14より出力される3次元断層像ボリュームデータを、3次元弾性像データを用いて輝度変換し、断層像ボリュームレンダリング部18に転送する。言い換えれば、本実施形態のオフセット演算部16は、弾性像ボリュームデータ生成部175から出力される3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルの弾性値に応じて、断層像ボリュームデータ生成部14から出力される3次元断層像ボリュームデータの対応する各ボクセルの輝度値を増減するものである。
なお、弾性像データとは上記の方法によって計算される歪値、ヤング率、縦弾性率、横弾性率など、硬さを表す弾性パラメータの総称であり、特定の1つを指すものではないものとする。
続いて、本実施形態の超音波診断装置の特徴部について説明する。図18はオフセット演算部16で用いられるオフセットテーブルの設定画面の一例を示す図である。図18(a)(b)は、それぞれオフセットテーブルを設定する一例である。
図18に示すように、オフセットテーブルは、3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルが取り得る弾性値の範囲(0〜255)を複数の領域(N：本実施形態では5)に区分する境界値(E0〜E5)と、区分された複数の領域ごとの輝度値の増減量(O1〜O5)が設定されている。
例えば図18(a)に示すようなグラフ181を用いて、コントロールパネル26を介してE0〜E5で示される境界値の設定ポインタを左右に動かすことで領域の境界を設定することができる。同じくO1〜O5は各領域の輝度値の増減量(オフセット値)を示すポインタであり、上下に動かすことで各領域のオフセット値を設定することができる。グラフ181の上限、下限値はそれぞれ100、-100としてあるが、一例を表したものであり入力及び出力データのとりうる範囲であればいくらでも良い。なおE0或いはE5を動かしてオフセットの対象外となった入力弾性値に対してはオフセット処理を行なわないものとする。またE0及びE5は各ボクセルが取り得る弾性値の範囲の両端に固定することもできる。また、境界値(E0〜E5)や、輝度値の増減量(O1〜O5)の設定は、トグル、エンコーダもしくは液晶パネル上の調整ボタンなどを用いて行うことができる。
また、図18(b)に示すように、境界値及び輝度値の増減量(オフセット値)は、コントロールパネル26を介して、表示ウィンドウ182内のO1〜O5，E0〜E5のそれぞれをプルダウンメニュー或いは直接数値入力により設定することもできる。また、図18(b)に示すように、境界値(E0〜E5)により区切られた有効な領域数を、輝度調整領域数183(N＝5)として表示することもできる。
図19はオフセット演算部16で行われる輝度値の変換処理のデータフロー図である。図19に示すように、オフセット演算部16においてオフセットフィルタ処理が開始されたら、カウンタiが0に初期化される(ステップ191)。続いて、3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値m(i)及び3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルの弾性値e(i)が読み込まれる(ステップ192)。iが全データ数(ボクセル数)より大きいか否かを判定して(ステップ193)、大きい場合(ステップ193でYesの場合)はオフセットフィルタ処理を終了する。一方、大きくないつまり3次元断層像ボリュームデータの全てのボクセルに対してオフセット処理が行なわれていない場合は、ステップ194へ進み、領域選択用カウンタnが1に初期化される(ステップ194)。
領域選択用カウンタnが輝度調整領域数Nよりも小さいか否かが判断され(ステップ195)、小さい場合(ステップ195でYes)、3次元弾性像ボリュームデータの読み込まれたi番目の弾性値e(i)がE(n-1)とE(n)の範囲内か否か判定される(ステップ196)。ステップ196でYesの場合、ステップ198において輝度値の増減量(オフセット値)O(n)が、3次元断層像ボリュームデータの対応するボクセルの輝度値に加算される(ステップ198)。一方、ステップ196でNoの場合は領域選択用カウンタnを更新してステップ195へ戻る(ステップ197)。
つまりステップ195〜ステップ197のループによって、3次元弾性像ボリュームデータの読み込まれたi番目の弾性値e(i)が境界値E(0)〜E(N)で区分されるいずれかの領域に分類され、ステップ198において、区分された領域に応じた輝度値の増減量(オフセット値)O(n)が、3次元断層像ボリュームデータの対応するボクセルの輝度値に加算されている。ステップ198が終わった後、又はステップ195においてNoの場合、カウンタiを更新してステップ192に戻る(ステップ199)。
以上の処理により、3次元断層像ボリュームデータの全てのボクセルの輝度値に、境界値E(0)〜E(N)で分割される領域毎の輝度値の増減量(オフセット値)O(n)が加算される。なお本実施形態ではオフセットテーブルを用いてオフセット処理を行う場合を示したが、これには限られない。例えばオフセット演算部に、3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルの弾性値の入力に応じて、3次元断層像ボリュームデータの対応するボクセルの輝度値の増減量を出力する関数を設定しておき、この関数に基づいて3次元断層像ボリュームデータの対応するボクセルの輝度値を増減することができる。
画像合成部22は、第1実施形態と同様に、断層像2次元座標変換部20から出力と断層像ボリュームレンダリング部18からの出力に基づいて、2次元断層画像と3次元断層画像を表示する。本実施形態ではこれに加えて、画像合成部22に弾性像ボリュームレンダリング部176からの出力に基づいて、3次元弾性像ボリュームデータを2次元投影面に投影した3次元弾性画像を表示することもできる。
本実施形態によれば、検者は、所望する特定の組織の弾性値(組織の硬さ或いは軟らかさ)に着目して、特定の弾性値を有する組織の視認性を高めた3次元断層画像を生成することができる。例えば、所望する特定の組織がどの程度の弾性値になるかを把握していれば、あらかじめその弾性値付近に対応する輝度値の増量(オフセット量)を大きくすることができる。一方、硬い(或いは軟らかい)組織を観察したいといった場合には、高い(或いは低い)弾性値に対応する輝度値の増量(オフセット量)を大きくしておけば、硬い(或いは軟らかい)組織の視認性が高い3次元断層画像が表示されるので、硬い(或いは軟らかい)組織の観察が容易になる。
(実施形態3)
本発明を適用してなる超音波診断装置の第3の実施形態について図面を参照して説明する。図20は第3実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図20に示すように、本実施形態は、第2実施形態の超音波診断装置に対して、弾性像ボリュームデータ生成部175の出力を断層像ボリュームレンダリング部18に入力し、断層像ボリュームレンダリング部18が3次元弾性像ボリュームデータを参照できるようにした点が異なる。その他の第2実施形態と同様の部分の説明は省略する。本実施形態は、3次元断層像ボリュームデータと3次元弾性像ボリュームデータの両方を用いて検者の求める3次元断層画像の生成を行う機能を有するものである。
本実施形態において、オフセット演算部16は、第1実施形態と同様に3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に応じてこの各ボクセルの輝度値を増減するよう構成されている。
また、コントロールパネル26は弾性値によるしきい値を設定する機能を有し、コントロールパネル26より設定された弾性値しきい値情報は制御部28を介して断層像ボリュームレンダリング部18に設定される。本実施形態における断層像ボリュームレンダリング部18は、前述の式(1)，(2)を用いて断層像のボリュームレンダリングを行う際に、各ボクセルの弾性値が弾性値しきい値を上回っている(あるいは下回っている)場合、当該ボクセルについて式(1)における不透明度Aiをゼロにする。
これにより、入力輝度値がオフセット演算処理により輝度変換され、不透明度テーブルに照らし合わせた結果、不透明、すなわち表示されるべき輝度値となっていても、弾性値が目的の領域にない場合に、透明化する。その結果、目的の弾性値であり、かつ目的の輝度値の範囲内のボクセルデータ(輝度データ)のみを可視化することが可能である。
図21は本実施形態の処理により目的の弾性値であり、かつ目的の輝度値の範囲内のボクセルデータ(輝度データ)のみを可視化した場合の表示例である。図21に示すように、目的の弾性値であり、かつ目的の輝度値の範囲内のボクセルデータ(輝度データ)のみを可視化した3次元断層画像211と、3次元断層画像211の任意断面における断層画像と弾性画像を重畳した画像212〜213を並べて表示することができる。
これらの画像212〜214は断層像2次元座標変換部20、弾性像2次元座標変換部177で生成され、画像合成部22においてカラーコード化処理後、αブレンディングなどの手法を用いて重畳される。なお、これらの画像212〜213は図に示すように3枚だけでなく、任意の数のスライス像を同時表示することも可能である。
弾性像ボリュームレンダリング部176はコントロールパネル26より設定された弾性値しきい値を用いて、表示したい範囲の弾性値を不透明度1．0で、そうでない範囲の不透明度を0．0として有効表示範囲の画像の表面だけを可視化することができる。また、断層像ボリュームデータ生成部14の入力輝度を参照し、入力輝度の不透明度がゼロでない領域の弾性値を不透明度1．0で、そうでない範囲の不透明度を0．0として有効表示範囲の画像の表面だけを可視化することができる。
図22は本実施形態の処理により目的の弾性値であり、かつ目的の輝度値の範囲内のボクセルデータ(輝度データ)のみを可視化した場合の表示例である。図22に示すように、3次元断層弾性画像221と、3次元断層弾性画像221の任意断面における断層画像と弾性画像を重畳した画像222〜224を並べて表示することができる。3次元断層弾性画像221は、上記の方法をもちいて画像表面の弾性値を3次元化した画像と、目的の弾性値でかつ目的の輝度値の範囲のボクセルデータ(輝度データ)を3次元化した画像を画像合成部22においてαブレンディングなどの手法を用いて重畳したものである。3次元断層画像211に比べ、弾性画像による色付けが行われることから、硬さに関する情報を直感的に判別することができる。
図23は上述の段落0099で説明した弾性値によるしきい値を用いた3次元断層画像の表示例を示す図である。このとき、実施例ではオフセット演算処理を備えているが、輝度によるオフセットフィルタの設定は行なわれていない場合を示している。図23(a)，(b)，(c)はそれぞれ、しきい値なし(全て表示)の場合の3次元断層画像231、しきい値を中間値(軟部組織を一部非表示)にした場合の3次元断層画像232、しきい値を高値(硬部組織のみ表示)にした場合の3次元断層画像233を示している。
例えば3次元断層画像231では、ファントム内部に形成されている内部が低輝度を呈する円筒状の硬部組織の奥行方向の形状が見え難い。これに対して3次元断層画像232，233のように弾性値のしきい値の設定を変更することにより、除々にファントム内部に形成されている円筒状の低輝度領域を見え易くすることができる。
図24は弾性値によるしきい値を用いて表示したい範囲の弾性値を変化させた場合の3次元弾性画像の表示例を示す図である。図24(a)，(b)，(c)はそれぞれ、しきい値なし(全て表示)の場合の3次元弾性画像241、しきい値を中間値(軟部組織を一部非表示)にした場合の3次元弾性画像242、しきい値を高値(硬部組織のみ表示)にした場合の3次元弾性画像243を示している。
この例の場合も同様に、3次元弾性画像241では、ファントム内部に形成されている円筒状の低輝度領域が見え難いが、3次元弾性画像242，243のように弾性値のしきい値の設定を変更することにより、除々にファントム内部に形成されている円筒状の低輝度領域が見え易くすることができる。
図25は図23、図24に示した3次元断層画像と3次元弾性画像のRGB変換後のRGB各要素を、重みをかけて加算するαブレンディングを用いて重畳した画像例である。すなわち、図25(a)，(b)，(c)はそれぞれ、しきい値なし(全て表示)の場合の3次元断層弾性画像251、しきい値を中間値(軟部組織を一部非表示)にした場合の3次元断層弾性画像252、しきい値を高値(硬部組織のみ表示)にした場合の3次元断層弾性画像253を示している。
この例の場合も同様に、3次元断層弾性画像251では、ファントム内部に形成されている円筒状の低輝度領域が見え難いが、3次元断層弾性画像252，253のように弾性値のしきい値の設定を変更することにより、除々にファントム内部に形成されている円筒状の低輝度領域を見え易くすることができる。また、3次元断層画像と3次元弾性画像を重畳表示することにより、検者に対してより一層診断に適した画像を提供することができる。
次に、上述の段落0099にて説明した弾性値によるしきい値処理を用いて、かつ輝度によるオフセットフィルタの設定を行った場合の画像表示例を図26、図27に示す。オフセットについては、低輝度な目的の観察部位を強調し、それ以上の高輝度部位を抑制するように設定されている。
図26は上述の段落0099で説明した弾性値によるしきい値を用いて、かつ輝度によるオフセットフィルタの設定を行った場合の3次元断層画像の表示例を示す図である。図26(a)，(b)，(c)はそれぞれ、しきい値なし(全て表示)の場合の3次元断層画像261、しきい値を中間値(軟部組織を一部非表示)にした場合の3次元断層画像262、しきい値を高値(硬部組織のみ表示)にした場合の3次元断層画像263を示している。
例えば3次元断層画像261では、ファントム内部に形成されている内部が低輝度を呈する円筒状の硬部組織の奥行方向の形状が見え難い。これに対して3次元断層画像262，263のように弾性値のしきい値の設定を変更することにより、除々にファントム内部に形成されている円筒状の低輝度領域を見え易くすることができる。
図27は、図26に示した3次元断層画像と、弾性値によるしきい値を用いて、かつ輝度によるオフセットフィルタの設定を行った場合の3次元弾性画像のRGB変換後のRGB各要素を、重みをかけて加算するαブレンディングを用いて重畳した画像例である。すなわち、図27(a)，(b)，(c)はそれぞれ、しきい値なし(全て表示)の場合の3次元断層弾性画像271、しきい値を中間値(軟部組織を一部非表示)にした場合の3次元断層弾性画像272、しきい値を高値(硬部組織のみ表示)にした場合の3次元断層弾性画像273を示している。
この例の場合も同様に、3次元断層弾性画像271では、ファントム内部に形成されている円筒状の低輝度領域が見え難いが、3次元断層弾性画像272，273のように弾性値のしきい値の設定を変更することにより、除々にファントム内部に形成されている円筒状の低輝度領域を見え易くすることができる。また、3次元断層画像と3次元弾性画像を重畳表示することにより、検者に対してより一層診断に適した画像を提供することができる。
また、図26、図27に示すとおり、弾性値によるしきい値処理を用いて、かつ輝度によるオフセットフィルタの設定を行った場合、オフセット処理により低輝度な目的の観察部位が強調されて高輝度に表示されており、高輝度な周辺部位の一部が抑制されている。一方、しきい値処理は硬部組織を表示し、軟部組織を除去するように設定されており、硬い目的の観察部位が表示され、柔らかい周辺部位の一部が除去されている。結果として、オフセット処理およびしきい値処理のいずれか片方では除去できない不要な部位が3次元画像から除去され、図23、図25に比べて目的の観察部位をより強調して表示することができる。
なお上述の各実施形態は、主に超音波診断装置、及び超音波画像生成方法について説明したものであるが、本発明はこれには限定されない。例えば、あらかじめ超音波診断装置で生成された被検体の3次元断層像ボリュームデータに対してオフラインで3次元断層画像を生成するPC等の超音波画像処理装置に適用することができる。また本発明をPC等の医用画像処理装置に組み込まれる超音波画像処理プログラムとすることもできる。
すなわち、本発明を適用してなるPC等の超音波画像処理装置は、超音波探触子で計測された被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて生成された3次元断層像ボリュームデータが格納されるメモリと、このメモリに格納された3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成する断層像ボリュームレンダリング部と、3次元断層画像を表示する表示部とを備えて構成することができる。
そして、3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に応じてこの各ボクセルの輝度値を増減するオフセット演算部を備えており、オフセット演算部の各ボクセルの輝度値の増減量は入力インターフェースを介して調整可能であり、断層像ボリュームレンダリング部は、オフセット演算部により輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて3次元断層画像を生成するよう構成することができる。
また、この超音波画像処理装置において、メモリに被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて生成された3次元弾性像ボリュームデータが格納される場合、オフセット演算部は、3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルの弾性値に応じて、3次元断層像ボリュームデータの対応する各ボクセルの輝度値を増減するよう構成することができる。
検者は例えば超音波診断装置等で生成された被検体の3次元断層像ボリュームデータをUSB，CD-ROMなどの情報記録媒体に保存して画像入力部を介してPC等の超音波画像処理装置に入力する。或いは情報記録媒体を用いずにネットワーク経由で被検体の3次元断層像ボリュームデータを入力することもできる。
すると超音波画像処理装置は、超音波画像処理プログラムとして、3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に応じてこの各ボクセルの輝度値を増減するステップと、輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成するステップと、生成された3次元断層画像を表示するステップとを実行する。
また、超音波画像処理プログラムに、被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて3次元弾性像ボリュームデータを生成するステップを組み込んだ場合、各ボクセルの輝度値を増減するステップは、3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルの弾性値に応じて、3次元断層像ボリュームデータの対応する各ボクセルの輝度値を増減するよう構成することができる。
これによれば、検者はオフラインで超音波処理装置の入力インターフェースを介してオフセット演算部の各ボクセルの輝度値の増減量を調整することができるので、特定の輝度値を有する組織のみを強調した3次元断層画像を生成することができる。したがって、所望する特定の組織の輝度値を増量調整するか、所望する特定の組織以外の組織の輝度値を減量調整するか、或いはこの両方の調整を行うことにより、所望する特定の組織の視認性を高めた3次元断層画像を生成することができる。例えば、所望する特定の組織がどの程度の輝度値になるかを把握していれば、あらかじめその輝度値付近に対応する輝度値の増量(オフセット量)を大きくすることができる。また、例えば生成された3次元断層画像を見たときに、高輝度組織の裏に所望の特定組織が隠れて見え難い場合は、高い輝度値付近に対応する輝度値の減量(オフセット量)を大きくすれば、壁となっていた高輝度組織が3次元断層画像に反映され難くなるので、所望の特定組織の視認性を高めることができる。
また検者は、オフラインで超音波処理装置の入力インターフェースを介してオフセット演算部の各ボクセルの輝度値の増減量を、所望する特定の組織の弾性値(組織の硬さ或いは軟らかさ)に着目して調整することができるので、特定の弾性値を有する組織の視認性を高めた3次元断層画像を生成することができる。例えば、所望する特定の組織がどの程度の弾性値になるかを把握していれば、あらかじめその弾性値付近に対応する輝度値の増量(オフセット量)を大きくすることができる。一方、硬い(或いは軟らかい)組織を観察したいといった場合には、高い(或いは低い)弾性値に対応する輝度値の増量(オフセット量)を大きくしておけば、硬い(或いは軟らかい)組織を探して観察することができる。
1 被検体、2 超音波探触子、4 送信部、6 受信部、8 超音波送受信制御部、10 整相加算部、12 断層画像処理部、14 断層像ボリュームデータ生成部、16 オフセット演算部、18 断層像ボリュームレンダリング部、20 断層像2次元座標変換部、22 画像合成部、24 表示部、26 コントロールパネル、28 制御部、111，123，135 輝度-不透明度マップ、171 RF信号フレームデータ選択部、172 変位計測部、173 弾性情報演算部、174 弾性画像処理部、175 弾性像ボリュームデータ生成部、176 弾性像ボリュームレンダリング部、177 弾性像2次元座標変換部

Claims (17)

  1. 被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、該超音波探触子で計測された前記被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて3次元断層像ボリュームデータを生成する断層像ボリュームデータ生成部と、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値の増減量を該輝度値の一部の範囲について調整する入力インターフェース部と、調整された前記増減量に応じて該各ボクセルの輝度値を増減するオフセット演算部と、前記オフセット演算部により輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成する断層像ボリュームレンダリング部と、前記3次元断層画像を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、該超音波探触子で計測された前記被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて3次元断層像ボリュームデータを生成する断層像ボリュームデータ生成部と、前記被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて3次元弾性像ボリュームデータを生成する弾性像ボリュームデータ生成部を備え、前記3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルの弾性値に応じて、前記3次元断層像ボリュームデータの対応する各ボクセルの輝度値を増減するオフセット演算部と、前記オフセット演算部により輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成する断層像ボリュームレンダリング部と、前記3次元断層画像を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  3. 前記オフセット演算部は、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルが取り得る輝度値の範囲を複数の領域に区分する境界値と、区分された複数の領域ごとの輝度値が設定された複数のオフセットテーブルを備え、
    前記複数のオフセットテーブルから前記入力インターフェイス部を介して選択されたオフセットテーブルに基づいて前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値を増減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。
  4. 前記オフセット演算部は、前記3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルが取り得る弾性値の範囲を複数の領域に区分する境界値と、区分された複数の領域ごとの輝度値の増減量が設定された複数のオフセットテーブルを備え、
    前記複数のオフセットテーブルから入力インターフェイス部を介して選択されたオフセットテーブルに基づいて前記3次元断層像ボリュームデータの
    各ボクセルの輝度値を増減することを特徴とする請求項2に記載の超音波診断装置。
  5. 前記入力インターフェース部は、前記オフセットテーブルの前記境界値と前記増減量を調整することを特徴とする請求項3又は4に記載の超音波診断装置。
  6. 前記断層像ボリュームレンダリング部は、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に応じて透明度/不透明度が設定されたオパシティーテーブルを有し、前記3次元断層像ボリュームデータの前記少なくとも一の視線方向の視線上の各ボクセルの輝度値及び前記オパシティーテーブルに基づく透明度/不透明度に基づいて前記3次元断層画像を生成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波診断装置。
  7. 前記断層像ボリュームレンダリング部は、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に応じて透明度/不透明度及びカラーコードが設定された輝度−不透明度マップを有し、該輝度−不透明度マップに基づいて前記輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータの少なくとも一の断面の断層像データの各ボクセルの色を変換して2次元断層画像を生成する手段を備え、前記表示部は、前記3次元断層画像と前記2次元断層画像と前記輝度−不透明度マップを表示することを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
  8. 前記オフセット演算部は、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に応じて該各ボクセルの輝度値を増減し、前記断層像ボリュームレンダリング部は、3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルの弾性値に応じて該各ボクセルの透明/不透明度を増減し、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの増減された輝度値及び増減された透明/不透明度に基づいて前記3次元断層画像を生成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。
  9. 前記3次元弾性像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元弾性画像を生成する弾性像ボリュームレンダリング部と、前記断層像ボリュームレンダリング部により生成された3次元断層画像と前記弾性像ボリュームレンダリング部により生成された3次元弾性画像とを重畳して3次元断層弾性画像を生成する画像合成部を有し、前記表示部は、前記3次元断層弾性画像を表示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。
  10. 超音波探触子で計測された被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて生成された3次元断層像ボリュームデータが格納されるメモリと、
    該メモリに格納された3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値の増減量を該輝度値の一部の範囲について調整する入力インターフェース部と、
    調整された前記増減量に応じて該各ボクセルの輝度値を調整する増減するオフセット演算部と、
    前記オフセット演算部により輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成する断層像ボリュームレンダリング部と、前記3次元断層画像を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする超音波画像処理装置。
  11. 超音波探触子で計測された被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて生成された3次元断層像ボリュームデータと3次元弾性像ボリュームデータが格納されるメモリと、
    前記3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルの弾性値に応じて、前記3次元断層像ボリュームデータの対応する各ボクセルの輝度値を増減するオフセット演算部を備え、
    前記オフセット演算部により輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成する断層像ボリュームレンダリング部と、前記3次元断層画像を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする超音波画像処理装置。
  12. 前記オフセット演算部は、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルが取り得る輝度値の範囲を複数の領域に区分する境界値と、区分された複数の領域ごとの輝度値の増減量が設定された複数のオフセットテーブルを備え、
    前記複数のオフセットテーブルから前記入力インターフェース部を介して選択されたオフセットテーブルに基づいて前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値を増減することを特徴とする請求項10に記載の超音波画像処理装置。
  13. 前記オフセット演算部は、前記3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルが取り得る弾性値の範囲を複数の領域に区分する境界値と、区分された複数の領域ごとの輝度値の増減量が設定された複数のオフセットテーブルを備え、
    前記複数のオフセットテーブルから前記入力インターフェース部を介して選択されたオフセットテーブルに基づいて前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値を増減することを特徴とする請求項11に記載の超音波画像処理装置。
  14. 前記断層像ボリュームレンダリング部は、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に応じて透明度/不透明度が設定されたオパシティーテーブルを有し、前記3次元断層像ボリュームデータの前記少なくとも一の視線方向の視線上の各ボクセルの輝度値及び前記オパシティーテーブルに基づく透明度/不透明度に基づいて前記3次元断層画像を生成することを特徴とする請求項10に記載の超音波画像処理装置。
  15. 前記断層像ボリュームレンダリング部は、前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値に応じて透明度/不透明度及びカラーコードが設定された輝度−不透明度マップを有し、該輝度−不透明度マップに基づいて前記輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータの少なくとも一の断面の断層像データの各ボクセルの色を変換して2次元断層画像を生成する手段を備え、
    前記表示部は、前記3次元断層画像と前記2次元断層画像と前記輝度−不透明度マップを表示することを特徴とする請求項10に記載の超音波画像処理装置。
  16. 超音波探触子で計測された被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて生成された3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成するステップと、
    前記3次元断層像ボリュームデータの各ボクセルの輝度値の増減量を該輝度値の一部の範囲について調整するステップと、
    調整された前記増減量に応じて該各ボクセルの輝度値を増減するオフセット演算を行うステップと、
    前記オフセット演算により輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成するステップと、前記3次元断層画像を表示するステップと、を含むことを特徴とする超音波画像生成方法。
  17. 超音波探触子で計測された被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて生成された3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成するステップと、
    前記被検体の複数断層面の反射エコー信号に基づいて3次元弾性像ボリュームデータを生成するステップとを備え、
    前記3次元弾性像ボリュームデータの各ボクセルの弾性値に応じて、前記3次元断層像ボリュームデータの対応する各ボクセルの輝度値を増減するオフセット演算部と、
    前記オフセット演算により輝度値がオフセットされた3次元断層像ボリュームデータに基づいて2次元投影面に少なくとも一の視線方向から見た3次元断層画像を生成するステップと、前記3次元断層画像を表示するステップと、を含むことを特徴とする超音波画像生成方法。
JP2011518508A 2009-06-10 2010-06-04 超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像生成方法 Active JP5730196B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011518508A JP5730196B2 (ja) 2009-06-10 2010-06-04 超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像生成方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009139101 2009-06-10
JP2009139101 2009-06-10
PCT/JP2010/059502 WO2010143587A1 (ja) 2009-06-10 2010-06-04 超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像処理プログラム、及び超音波画像生成方法
JP2011518508A JP5730196B2 (ja) 2009-06-10 2010-06-04 超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像生成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010143587A1 JPWO2010143587A1 (ja) 2012-11-22
JP5730196B2 true JP5730196B2 (ja) 2015-06-03

Family

ID=43308842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011518508A Active JP5730196B2 (ja) 2009-06-10 2010-06-04 超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像生成方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8948485B2 (ja)
EP (1) EP2441389A4 (ja)
JP (1) JP5730196B2 (ja)
CN (1) CN102458255B (ja)
WO (1) WO2010143587A1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8948485B2 (en) * 2009-06-10 2015-02-03 Hitachi Medical Corporation Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image processing apparatus, ultrasonic image processing program, and ultrasonic image generation method
US20120062551A1 (en) * 2010-09-13 2012-03-15 Lg Electronics Inc. Image display apparatus and method for operating image display apparatus
US9354310B2 (en) * 2011-03-03 2016-05-31 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer-readable media for source localization using audible sound and ultrasound
WO2014038812A1 (en) * 2012-09-06 2014-03-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for displaying stereoscopic information related to ultrasound sectional plane of target object
US9128584B2 (en) * 2013-02-15 2015-09-08 Carl Zeiss X-ray Microscopy, Inc. Multi energy X-ray microscope data acquisition and image reconstruction system and method
WO2014168249A1 (ja) * 2013-04-12 2014-10-16 日立アロカメディカル株式会社 超音波診断装置及び超音波三次元画像作成方法
KR101851221B1 (ko) * 2013-07-05 2018-04-25 삼성전자주식회사 초음파 영상 장치 및 그 제어 방법
US9390548B2 (en) * 2014-06-16 2016-07-12 Sap Se Three-dimensional volume rendering using an in-memory database
KR102270712B1 (ko) * 2014-11-28 2021-06-30 삼성메디슨 주식회사 볼륨 렌더링 장치 및 볼륨 렌더링 방법
US10238308B2 (en) * 2015-10-06 2019-03-26 St. Jude Medical, Cardiology Division, Inc. Methods and systems for generating electrophysiological maps
EP3157017B1 (en) 2015-10-18 2019-05-22 Carl Zeiss X-Ray Microscopy, Inc. Method for combining tomographic volume data sets and image analysis tool of an x-ray imaging microscopy system
EP3422953B1 (en) * 2016-03-01 2022-05-11 Koninklijke Philips N.V. Automated ultrasonic measurement of nuchal fold translucency
DE102017203702A1 (de) * 2017-03-07 2018-09-13 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Ausgabebildes aus einem Volumendatensatz
US10708270B2 (en) 2018-06-12 2020-07-07 Sap Se Mediated authentication and authorization for service consumption and billing
TWI769435B (zh) * 2020-02-14 2022-07-01 佳世達科技股份有限公司 可改善超音波影像品質之方法和相關超音波探測系統
JP6765583B1 (ja) * 2020-02-14 2020-10-07 三菱電機株式会社 画像処理装置、画像処理プログラム及び画像処理方法
JP2022178316A (ja) * 2021-05-20 2022-12-02 コニカミノルタ株式会社 超音波診断装置及びプログラム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003061964A (ja) * 2001-08-24 2003-03-04 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2006288495A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Toshiba Corp 画像処理装置
WO2006121031A1 (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Hitachi Medical Corporation 超音波診断装置及び超音波画像表示方法
WO2007046272A1 (ja) * 2005-10-19 2007-04-26 Hitachi Medical Corporation 弾性画像を生成する超音波診断装置
JP2008142327A (ja) * 2006-12-11 2008-06-26 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置及びプログラム
JP2008259605A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4421016B2 (ja) * 1999-07-01 2010-02-24 東芝医用システムエンジニアリング株式会社 医用画像処理装置
AU2003216295A1 (en) * 2002-02-15 2003-09-09 The Regents Of The University Of Michigan Lung nodule detection and classification
US6658080B1 (en) * 2002-08-05 2003-12-02 Voxar Limited Displaying image data using automatic presets
WO2007010537A2 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Spectrum Dynamics Llc Reconstruction stabilizer and active vision
JP4299189B2 (ja) * 2004-05-27 2009-07-22 アロカ株式会社 超音波診断装置及び画像処理方法
JP4740695B2 (ja) 2005-08-26 2011-08-03 株式会社日立メディコ 超音波診断装置
US8747319B2 (en) * 2005-10-07 2014-06-10 Hitachi Medical Corporation Image displaying method and medical image diagnostic system
JP4945273B2 (ja) * 2006-04-24 2012-06-06 株式会社東芝 超音波診断装置、及び超音波診断装置の制御プログラム
US8041129B2 (en) * 2006-05-16 2011-10-18 Sectra Ab Image data set compression based on viewing parameters for storing medical image data from multidimensional data sets, related systems, methods and computer products
JP4907382B2 (ja) 2007-02-23 2012-03-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波画像表示方法および超音波診断装置
US8213696B2 (en) * 2007-07-12 2012-07-03 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Tissue detection method for computer aided diagnosis and visualization in the presence of tagging
US7630533B2 (en) * 2007-09-20 2009-12-08 Hologic, Inc. Breast tomosynthesis with display of highlighted suspected calcifications
JP5304986B2 (ja) * 2008-03-31 2013-10-02 株式会社日立メディコ 超音波診断装置
US20110224549A1 (en) * 2008-11-14 2011-09-15 Hitachi Medical Corporation Ultrasonic diagnostic apparatus and method for generating ultrasonic images
WO2010055818A1 (ja) * 2008-11-14 2010-05-20 株式会社 日立メディコ 超音波診断装置、超音波診断装置の信号処理実行方法
US8948485B2 (en) * 2009-06-10 2015-02-03 Hitachi Medical Corporation Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image processing apparatus, ultrasonic image processing program, and ultrasonic image generation method
CN102711625B (zh) * 2010-01-18 2015-03-25 株式会社日立医疗器械 超声波诊断装置以及超声波图像显示方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003061964A (ja) * 2001-08-24 2003-03-04 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2006288495A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Toshiba Corp 画像処理装置
WO2006121031A1 (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Hitachi Medical Corporation 超音波診断装置及び超音波画像表示方法
WO2007046272A1 (ja) * 2005-10-19 2007-04-26 Hitachi Medical Corporation 弾性画像を生成する超音波診断装置
JP2008142327A (ja) * 2006-12-11 2008-06-26 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置及びプログラム
JP2008259605A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
US8948485B2 (en) 2015-02-03
US20120087564A1 (en) 2012-04-12
EP2441389A1 (en) 2012-04-18
WO2010143587A1 (ja) 2010-12-16
JPWO2010143587A1 (ja) 2012-11-22
EP2441389A4 (en) 2017-03-01
CN102458255A (zh) 2012-05-16
CN102458255B (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5730196B2 (ja) 超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像生成方法
JP5770189B2 (ja) 超音波診断装置
JP4455003B2 (ja) 超音波診断装置
JP5689073B2 (ja) 超音波診断装置、及び３次元弾性比算出方法
KR101121301B1 (ko) 3차원 측정을 수행하는 초음파 시스템 및 방법
WO2010044385A1 (ja) 超音波診断装置、及び超音波画像表示方法
US9514564B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image display method
WO2014168249A1 (ja) 超音波診断装置及び超音波三次元画像作成方法
KR101100464B1 (ko) 부 관심영역에 기초하여 3차원 초음파 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법
JP5525930B2 (ja) 三次元超音波画像を生成表示する超音波診断装置
JP5815541B2 (ja) 超音波診断装置、超音波画像表示方法、および、プログラム
JP2008259605A (ja) 超音波診断装置
JP5647990B2 (ja) 超音波診断装置及び画像構成方法
WO2011086774A1 (ja) 超音波診断装置及び超音波画像表示方法
EP3530195A2 (en) Analysis apparatus and analysis method
JP5882218B2 (ja) 超音波診断装置および超音波画像の表示方法
JP5473527B2 (ja) 超音波診断装置
JP5996268B2 (ja) 超音波診断装置、画像処理装置、及びプログラム
JP5623609B2 (ja) 超音波診断装置
KR101574851B1 (ko) 초음파 진단 장치 및 그 제어 프로그램
JP4615528B2 (ja) 超音波診断装置
JP4705064B2 (ja) ボリュームデータ処理装置及びプログラム
JP4705064B6 (ja) ボリュームデータ処理装置及びプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130509

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130509

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140311

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140507

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140901

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150324

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150407

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5730196

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250