JP5950291B1 - Ultrasonic diagnostic apparatus and program - Google Patents

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Abstract

【課題】超音波診断装置において、ノイズが目立たない三次元弾性画像を形成する。【解決手段】被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により、当該三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータが形成される。三次元弾性画像形成部38において、弾性ボリュームデータに対して複数のレイが設定され、レイ毎にレイに沿って弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算が順次実行されることにより、各レイに対応する画素値が演算される。これにより三次元弾性画像が形成される。各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて不透明度が設定される。例えば、ノイズ可能性のある弾性値に対する不透明度が、ノイズ可能性のない弾性値に対する不透明度よりも小さく設定される。【選択図】図1In an ultrasonic diagnostic apparatus, a three-dimensional elastic image in which noise is not noticeable is formed. Elastic volume data representing an elastic value distribution in the three-dimensional space is formed by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space in the subject. In the three-dimensional elastic image forming unit 38, a plurality of rays are set for the elastic volume data, and the output light amount calculation using the elastic value and the opacity is sequentially executed for each ray, thereby each ray being processed. The pixel value corresponding to is calculated. As a result, a three-dimensional elastic image is formed. In each output light quantity calculation, the opacity is set according to the elasticity value used in the output light quantity calculation and the noise possibility of the elasticity value. For example, the opacity for an elastic value with a possibility of noise is set smaller than the opacity with respect to an elastic value without a possibility of noise. [Selection] Figure 1

Description

本発明は超音波診断装置に関し、特に、被検体内の弾性値分布を表す三次元弾性画像を形成する技術に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to a technique for forming a three-dimensional elastic image representing an elastic value distribution in a subject.

超音波診断装置において、例えば腫瘍等の組織の硬さに関する弾性値(組織のひずみや弾性率等)を計測する技術が知られている。例えば、プローブによって被検体の体表から静的な圧力を加えて被検体内の組織を圧縮変形させ、その際に生じる組織のひずみ等を超音波によって計測する技術が知られている。また、弾性値を表す複数の弾性フレームデータから弾性ボリュームデータを形成し、弾性ボリュームデータにボリュームレンダリングを適用することにより三次元弾性画像を形成する技術が知られている(特許文献1参照)。   In an ultrasonic diagnostic apparatus, for example, a technique for measuring an elastic value (such as tissue strain or elastic modulus) related to the hardness of a tissue such as a tumor is known. For example, a technique is known in which a static pressure is applied from the body surface of a subject by a probe to compress and deform the tissue in the subject, and the strain or the like of the tissue generated at that time is measured by ultrasonic waves. Further, a technique is known in which elastic volume data is formed from a plurality of elastic frame data representing elastic values, and volume rendering is applied to the elastic volume data to form a three-dimensional elastic image (see Patent Document 1).

国際公開第2010/026823号International Publication No. 2010/026823 国際公開第2012/029458号International Publication No. 2012/0294558 特開2012−213545号公報JP 2012-213545 A 特許第4455003号公報Japanese Patent No. 4455003

ところで、プローブによって被検体を圧迫して弾性値を得る場合において、例えば手ぶれ等によってプローブの位置ずれ等が発生すると、被検体内に加えられる圧力が不均一なものとなってしまい、弾性値にノイズが発生する場合がある。そのノイズ対策として、弾性ボリュームデータを構成する複数の弾性フレームデータの画質を評価し、ノイズが多いノイズフレームデータを除去する、又は、ノイズフレームデータを他の弾性フレームデータに置換する技術が知られている(特許文献2参照)。また、特許文献3には、ノイズフレームデータを非表示にすることが記載されており、特許文献4には、弾性画像中のノイズ部分を表示しない技術が記載されている。   By the way, in the case of obtaining an elastic value by compressing a subject with a probe, for example, if the probe is displaced due to camera shake or the like, the pressure applied in the subject becomes non-uniform, resulting in an elastic value. Noise may occur. As a countermeasure against the noise, a technique is known in which the image quality of a plurality of elastic frame data constituting elastic volume data is evaluated, noise frame data with a lot of noise is removed, or noise frame data is replaced with other elastic frame data. (See Patent Document 2). Patent Document 3 describes that noise frame data is not displayed, and Patent Document 4 describes a technique that does not display a noise portion in an elastic image.

ノイズフレームデータやノイズ部分を除去する技術においては、データを除去した部分でデータの欠損が生じ、連続性のない不自然な三次元弾性画像が形成されるという問題が生じる。また、ノイズフレームデータを他の弾性フレームデータで置換する技術においては、ノイズフレームデータが増大すると置換部分が多くなり、真のデータが少なくなるという問題が生じる。   In the technology for removing noise frame data and noise portions, there is a problem that data is lost in the portions from which data is removed, and an unnatural three-dimensional elastic image having no continuity is formed. Further, in the technique of replacing the noise frame data with other elastic frame data, there is a problem that when the noise frame data increases, the replacement portion increases and the true data decreases.

本発明の目的は、超音波診断装置において、ノイズが目立たない三次元弾性画像を形成することである。あるいは、ノイズを目立たなくするとともに、連続性のない不自然な三次元弾性画像が形成されないようにすることである。   An object of the present invention is to form a three-dimensional elastic image in which noise is not noticeable in an ultrasonic diagnostic apparatus. Alternatively, the noise is made inconspicuous and an unnatural three-dimensional elastic image having no continuity is not formed.

本発明に係る超音波診断装置は、被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により前記三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを取得する弾性ボリュームデータ取得手段と、前記弾性ボリュームデータに対して複数のレイを設定し、レイ毎にレイに沿って前記弾性ボリュームデータに基づく弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算を順次実行することにより、各レイに対応する画素値を演算し、これにより三次元弾性画像を形成する三次元弾性画像形成手段と、前記各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて前記不透明度を設定する不透明度設定手段と、を含むことを特徴とする。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes elastic volume data acquisition means for acquiring elastic volume data representing an elastic value distribution in the three-dimensional space by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space in the subject, and the elasticity A pixel value corresponding to each ray is set by setting a plurality of rays for the volume data and sequentially executing an output light amount calculation using the elasticity value and opacity based on the elastic volume data along each ray for each ray. And a three-dimensional elastic image forming means for forming a three-dimensional elastic image, and in calculating each output light amount, the elasticity value used in the output light amount calculation and the noise value of the elasticity value depending on the possibility of noise. And opacity setting means for setting transparency.

上記の構成において、弾性値は、例えば、ひずみ、弾性率、変位等である。例えば、超音波を送受波するプローブによって被検体の体表から圧力を加えて被検体内の組織を圧迫した状態で、超音波の送受波が行われ、これにより、弾性ボリュームデータが取得される。この弾性ボリュームデータに対してボリュームレンダリングが適用されることにより、三次元弾性画像データが形成される。ボリュームレンダリングにおいては、例えばレイキャスティング法が適用される。例えば、弾性ボリュームデータに対して複数のレイが設定され、個々のレイに沿って弾性値及び不透明度(オパシティ)を利用した出力光量演算が順次実行され、これにより三次元弾性画像データが形成される。弾性ボリュームデータにおいて大きい不透明度が設定された部分は、三次元弾性画像データにおいて寄与度が高くなるつまり可視化度合いが高められて(十分に不透明に表示され)、その部分の視認性が向上する。一方、弾性ボリュームデータにおいて小さい不透明度が設定された部分は、三次元弾性画像データにおいて寄与度が低くなるつまり可視化度合いが低くされて(半透明に表示され又は十分に透明になり)、目立たなくなる。弾性値のノイズ可能性に応じて不透明度を変えることにより、ノイズ可能性のない部分を十分に不透明にして表示し、ノイズ可能性のある部分を十分に透明にして又は半透明にして表示することが可能となる。これにより、弾性ボリュームデータにノイズ部分が含まれる場合であっても、三次元弾性画像データにおいて、そのノイズ部分を十分に目立たなくすることが可能となる。また、ノイズ部分を常に完全に除去するものではないので、データの欠損が発生しない。それ故、連続性のある自然な三次元弾性画像データを形成することが可能となる。   In the above configuration, the elastic value is, for example, strain, elastic modulus, displacement, or the like. For example, ultrasonic waves are transmitted and received in a state where pressure is applied from the body surface of the subject by a probe that transmits and receives ultrasonic waves and the tissue in the subject is compressed, thereby acquiring elastic volume data. . By applying volume rendering to the elastic volume data, three-dimensional elastic image data is formed. In volume rendering, for example, a ray casting method is applied. For example, a plurality of rays are set for the elastic volume data, and the output light amount calculation using the elastic value and the opacity (opacity) is sequentially executed along each ray, thereby forming three-dimensional elastic image data. The A portion in which large opacity is set in the elastic volume data has a higher contribution in the three-dimensional elastic image data, that is, the degree of visualization is increased (displayed sufficiently opaque), and the visibility of the portion is improved. On the other hand, the portion where the small opacity is set in the elastic volume data has a low contribution in the three-dimensional elastic image data, that is, the degree of visualization is low (displayed semi-transparently or becomes sufficiently transparent) and becomes inconspicuous. . By changing the opacity according to the noise possibility of the elasticity value, the non-noisy part is displayed sufficiently opaque and the noisy part is displayed sufficiently transparent or translucent. It becomes possible. As a result, even when the elastic volume data includes a noise portion, the noise portion can be made sufficiently inconspicuous in the three-dimensional elastic image data. Further, since the noise portion is not always completely removed, data loss does not occur. Therefore, it is possible to form natural three-dimensional elastic image data having continuity.

望ましくは、前記不透明度設定手段は、ノイズ可能性のある弾性値に対する不透明度を、ノイズ可能性のない弾性値に対する不透明度よりも小さくする。これにより、三次元弾性画像データにおいて、ノイズ可能性のない部分よりもノイズ可能性のある部分の透明度が高くなり、ノイズ可能性のある部分が目立たなくなる。   Preferably, the opacity setting means makes the opacity for an elastic value with a possibility of noise smaller than the opacity with respect to an elastic value without a possibility of noise. As a result, in the three-dimensional elastic image data, the transparency of the part with the possibility of noise becomes higher than the part with no possibility of the noise, and the part with the possibility of noise becomes inconspicuous.

望ましくは、前記不透明度設定手段は、ノイズ可能性のない弾性値については、弾性値と不透明度との関係を規定する不透明度関数から求められる値に対して標準の重み係数を乗算することにより不透明度を求め、ノイズ可能性のある弾性値については、前記不透明度関数から求められる値に対して前記標準の重み係数よりも小さい重み係数を乗算することにより不透明度を求める。   Preferably, the opacity setting means multiplies a value obtained from an opacity function defining a relationship between the elasticity value and the opacity by a standard weighting factor for an elasticity value having no possibility of noise. Opacity is obtained, and for an elastic value that may cause noise, the opacity is obtained by multiplying the value obtained from the opacity function by a weighting factor smaller than the standard weighting factor.

不透明度関数(オパシティ関数)は、弾性値と不透明度との関係を規定する関数である。例えば、弾性値が小さい組織(硬い組織)ほど、大きい不透明度が設定され、弾性値が大きい組織(軟らかい組織)ほど、小さい不透明度が設定される。ノイズ可能性のある弾性値については、標準の重み係数よりも小さい重み係数が用いられる。それ故、ノイズ可能性のある弾性値に対する不透明度は、ノイズ可能性のない弾性値に対する不透明度よりも小さくなる。これにより、三次元弾性画像データにおいて、ノイズ可能性のある部分が目立たなくなる。なお、ノイズ可能性のない弾性値用の不透明度関数と、ノイズ可能性のある弾性値用の不透明度関数と、が用いられてもよい。例えば、ノイズ可能性のある弾性値用の不透明度関数は、ノイズ可能性のない弾性値用の不透明度関数に対して、標準の重み係数よりも小さい重み係数が乗算された関数である。ノイズ可能性の有無に応じて、これらの関数を切り替えて適用することにより、三次元弾性画像データにおいて、ノイズ可能性のある部分を目立たなくすることが可能となる。   The opacity function (opacity function) is a function that defines the relationship between the elasticity value and the opacity. For example, a larger opacity is set for a tissue having a smaller elasticity value (hard tissue), and a smaller opacity is set for a tissue having a larger elasticity value (soft tissue). A weighting factor smaller than the standard weighting factor is used for an elastic value with a possibility of noise. Therefore, the opacity for an elastic value with a possibility of noise is smaller than the opacity with respect to an elastic value without a possibility of noise. As a result, in the three-dimensional elastic image data, a portion having a possibility of noise becomes inconspicuous. It should be noted that an opacity function for an elastic value with no possibility of noise and an opacity function for an elastic value with a possibility of noise may be used. For example, an opacity function for an elastic value with a possibility of noise is a function obtained by multiplying an opacity function for an elastic value with no possibility of noise by a weighting factor smaller than a standard weighting factor. By switching and applying these functions according to the presence or absence of the possibility of noise, it is possible to make a portion with a possibility of noise inconspicuous in the three-dimensional elastic image data.

望ましくは、前記弾性ボリュームデータ取得手段は、被検体に対する超音波の送受波により複数の弾性フレームデータを取得し、前記複数の弾性フレームデータに基づいて前記弾性ボリュームデータを形成し、弾性値のノイズ可能性は、当該弾性値が、前記複数の弾性フレームデータの中のノイズを含むノイズ弾性フレームデータに属するか否かによって判断される。   Preferably, the elastic volume data acquisition means acquires a plurality of elastic frame data by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the subject, forms the elastic volume data based on the plurality of elastic frame data, and generates noise of an elastic value. The possibility is determined based on whether or not the elasticity value belongs to noise elasticity frame data including noise in the plurality of elasticity frame data.

上記の構成によると、フレーム単位でノイズか否かが判断される。例えば、各弾性フレームデータに属する点(ボクセル)毎にノイズか否かが判定され、ノイズであると判定された点(ボクセル)の割合が閾値以上となる弾性フレームデータが、ノイズ弾性フレームデータであると判定される。そのノイズ弾性フレームデータに属する点(ボクセル)の弾性値は、ノイズ可能性のある弾性値として処理される。この場合、ノイズではないと判定された点(ボクセル)であっても、ノイズ弾性フレームデータに属する場合には、当該点(ボクセル)の弾性値は、ノイズ可能性のある弾性値として処理されることになる。なお、ボクセル単位でノイズ処理が実行されてもよい。すなわち、ノイズであると判定された点(ボクセル)の弾性値はノイズ可能性のある弾性値として処理され、ノイズではないと判定された点(ボクセル)の弾性値はノイズ可能性のない弾性値として処理されてもよい。この場合、個々のボクセル毎にノイズか否かが判定されることになる。それ故、ノイズであると判定された点(ボクセル)と同じ弾性フレームデータに属する点(ボクセル)であっても、ノイズではないと判定された場合には、当該点(ボクセル)の弾性値は、ノイズ可能性のない弾性値として処理されることになる。   According to said structure, it is judged whether it is noise per frame. For example, it is determined whether or not each point (voxel) belonging to each elastic frame data is noise, and elastic frame data in which the ratio of points (voxels) determined to be noise is equal to or greater than a threshold is noise elastic frame data. It is determined that there is. The elasticity value of a point (voxel) belonging to the noise elasticity frame data is processed as an elasticity value with a possibility of noise. In this case, even if a point (voxel) determined not to be noise is included in the noise elastic frame data, the elastic value of the point (voxel) is processed as an elastic value that may cause noise. It will be. Note that noise processing may be executed in units of voxels. That is, the elasticity value of a point (voxel) determined to be noise is processed as an elasticity value with a possibility of noise, and the elasticity value of a point (voxel) determined to be no noise is an elasticity value with no possibility of noise. May be processed as In this case, it is determined whether or not there is noise for each voxel. Therefore, even if a point (voxel) that belongs to the same elastic frame data as a point (voxel) determined to be noise is determined not to be noise, the elasticity value of the point (voxel) is Therefore, it is processed as an elastic value having no possibility of noise.

本発明に係るプログラムは、コンピュータを、被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により形成された、前記三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを取得する弾性ボリュームデータ取得手段と、前記弾性ボリュームデータに対して複数のレイを設定し、レイ毎にレイに沿って前記弾性ボリュームデータに基づく弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算を順次実行することにより、各レイに対応する画素値を演算し、これにより三次元弾性画像を形成する三次元弾性画像形成手段と、前記各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて前記不透明度を設定する不透明度設定手段と、として機能させることを特徴とする。   The program according to the present invention is an elastic volume data acquisition unit that acquires elastic volume data representing an elastic value distribution in the three-dimensional space, which is formed by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space in the subject. A plurality of rays are set for the elastic volume data, and an output light amount calculation using the elasticity value and opacity based on the elastic volume data is sequentially executed for each ray along each ray, thereby allowing each ray to be The three-dimensional elastic image forming means for calculating a corresponding pixel value and thereby forming a three-dimensional elastic image, and the elastic value used in the output light amount calculation and the noise possibility of the elastic value when calculating each output light amount The opacity setting means is configured to function as opacity setting means for setting the opacity accordingly.

本発明によると、超音波診断装置において、ノイズが目立たない三次元弾性画像を形成することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to form a three-dimensional elastic image in which noise is not noticeable in the ultrasonic diagnostic apparatus.

本発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 超音波ビームの走査によって形成される走査面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the scanning surface formed by the scanning of an ultrasonic beam. 弾性ボリュームデータを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows elastic volume data. 輝度画像用オパシティ関数を示す図である。It is a figure which shows the opacity function for luminance images. 弾性画像用オパシティ関数を示す図である。It is a figure which shows the opacity function for elastic images. 弾性画像用オパシティ関数を示す図である。It is a figure which shows the opacity function for elastic images. 弾性値と色相との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an elastic value and a hue. 弾性画像用オパシティ関数を示す図である。It is a figure which shows the opacity function for elastic images. 三次元弾性画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a three-dimensional elasticity image. 三次元弾性画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a three-dimensional elasticity image. ノイズ弾性フレームデータを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows noise elastic frame data. ノイズ部分を含む弾性ボリュームデータを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the elastic volume data containing a noise part. 三次元弾性画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a three-dimensional elasticity image. ボリュームレンダリングにおけるサンプリング点とボクセルとを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the sampling point and voxel in volume rendering. 弾性フレームデータと弾性ボリュームデータとを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows elastic frame data and elastic volume data.

図1には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されている。図1は、その全体構成を示すブロック図である。超音波診断装置は、病院等の医療機関に設置され、人体に対する超音波の送受波により超音波画像を形成する装置である。   FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration. An ultrasonic diagnostic apparatus is an apparatus that is installed in a medical institution such as a hospital and forms an ultrasonic image by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a human body.

プローブ10は超音波を送受波する送受波器である。プローブ10は、超音波を送受波する複数の振動素子を含み、複数の振動素子によって超音波ビームが形成される。本実施形態においては、プローブ10は、1Dアレイ振動子とそれを機械的に走査する走査機構とを含む。1Dアレイ振動子は、複数の振動素子が一列に配列されて形成されたものである。1Dアレイ振動子による超音波ビームの電子走査により走査面が形成され、その走査面が機械的に走査される。これにおり、三次元エコーデータ取込空間が形成される。または、プローブ10は2Dアレイ振動子を含んでいてもよい。2Dアレイ振動子は、複数の振動素子が二次元的に配列されて形成されたものである。この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的に走査される。これにより、三次元エコーデータ取込空間が形成される。電子走査方式としては、電子リニア走査や電子セクタ走査等が知られている。   The probe 10 is a transducer that transmits and receives ultrasonic waves. The probe 10 includes a plurality of vibration elements that transmit and receive ultrasonic waves, and an ultrasonic beam is formed by the plurality of vibration elements. In the present embodiment, the probe 10 includes a 1D array transducer and a scanning mechanism that mechanically scans the 1D array transducer. The 1D array vibrator is formed by arranging a plurality of vibration elements in a line. A scanning surface is formed by electronic scanning of the ultrasonic beam by the 1D array transducer, and the scanning surface is mechanically scanned. Thus, a three-dimensional echo data capturing space is formed. Alternatively, the probe 10 may include a 2D array transducer. The 2D array vibrator is formed by two-dimensionally arranging a plurality of vibration elements. An ultrasonic beam is formed by the 2D array transducer, and the ultrasonic beam is scanned two-dimensionally. Thereby, a three-dimensional echo data capturing space is formed. As the electronic scanning method, electronic linear scanning, electronic sector scanning, and the like are known.

送信部12は送信ビームフォーマである。送信部12は、送信時において、プローブ10の複数の振動素子に対して一定の遅延関係をもった複数の送信信号を供給する。これにより、超音波の送信ビームが形成される。   The transmission unit 12 is a transmission beamformer. The transmission unit 12 supplies a plurality of transmission signals having a fixed delay relationship to the plurality of vibration elements of the probe 10 during transmission. Thereby, an ultrasonic transmission beam is formed.

受信部14は受信ビームフォーマである。受信部14は、受信時において、複数の振動素子から得られる複数の受信信号に対して整相加算処理等を施すことにより、受信ビームを形成する。   The receiving unit 14 is a receiving beamformer. The reception unit 14 forms a reception beam by performing phasing addition processing or the like on a plurality of reception signals obtained from a plurality of vibration elements during reception.

送信部12及び受信部14の作用により、送信ビーム及び受信ビームが電子的に走査される。これにより、ビーム走査面が形成される。ビーム走査面は複数のビームデータに相当し、それらは受信フレームデータ(RF信号フレームデータ)を構成する。なお、各ビームデータは深さ方向に並ぶ複数のエコーデータにより構成される。超音波ビームの電子走査を繰り返すことにより、受信部14から時間軸上に並ぶ複数の受信フレームデータが出力される。それらは受信フレーム列を構成する。なお、超音波の送受において、送信開口合成等の技術が利用されてもよい。   The transmission beam and the reception beam are electronically scanned by the action of the transmission unit 12 and the reception unit 14. Thereby, a beam scanning surface is formed. The beam scanning plane corresponds to a plurality of beam data, which constitute reception frame data (RF signal frame data). Each beam data is composed of a plurality of echo data arranged in the depth direction. By repeating the electronic scanning of the ultrasonic beam, a plurality of reception frame data arranged on the time axis is output from the reception unit 14. They constitute a received frame sequence. It should be noted that techniques such as transmission aperture synthesis may be used in transmission / reception of ultrasonic waves.

断層画像形成部18は、座標変換機能及び補間処理機能等を有するデジタルスキャンコンバータにより構成されている。断層画像形成部18は、受信部14から出力された受信フレームデータに対して、ゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行い、組織表示フレームデータを形成する。組織表示フレームデータはBモード断層画像のデータである。断層画像形成部18は、受信部14から出力される受信フレームデータ列に基づいて、複数の組織表示フレームデータによって構成される組織表示フレームデータ列を形成する。組織表示フレームデータ列は、モニタ等の表示部42に出力されて表示される。これにより、リアルタイムでBモード断層画像が動画像として表示される。   The tomographic image forming unit 18 includes a digital scan converter having a coordinate conversion function, an interpolation processing function, and the like. The tomographic image forming unit 18 performs signal processing such as gain correction, log compression, detection, contour enhancement, and filter processing on the received frame data output from the receiving unit 14 to form tissue display frame data. The tissue display frame data is B-mode tomographic image data. The tomographic image forming unit 18 forms a tissue display frame data sequence composed of a plurality of tissue display frame data based on the received frame data sequence output from the receiving unit 14. The tissue display frame data string is output and displayed on the display unit 42 such as a monitor. As a result, the B-mode tomographic image is displayed as a moving image in real time.

輝度ボリュームデータ形成部20は、断層画像形成部18によって形成された組織表示フレームデータ列(複数のBモード断層画像データ)に基づいて、輝度ボリュームデータを形成する。例えば、輝度ボリュームデータ形成部20は、複数の組織表示フレームデータをビーム走査面毎に順次並べることにより、輝度ボリュームデータを形成する。このとき、輝度ボリュームデータ形成部20は、複数の組織表示フレームデータに対して座標変換処理及び補間処理等を適用することにより、直交座標系で表される輝度ボリュームデータを形成する。   The luminance volume data forming unit 20 forms luminance volume data based on the tissue display frame data sequence (a plurality of B-mode tomographic image data) formed by the tomographic image forming unit 18. For example, the luminance volume data forming unit 20 forms luminance volume data by sequentially arranging a plurality of tissue display frame data for each beam scanning plane. At this time, the luminance volume data forming unit 20 forms luminance volume data represented by an orthogonal coordinate system by applying coordinate transformation processing, interpolation processing, and the like to the plurality of tissue display frame data.

不透明度設定部22は、三次元輝度画像データを形成するための輝度画像用オパシティ関数(輝度画像用不透明度関数)を作成し、その輝度画像用オパシティ関数を三次元輝度画像形成部24に設定する。輝度画像用オパシティ関数においては、輝度ボリュームデータの輝度値(エコーデータ)に対する不透明度(オパシティ)が規定されている。   The opacity setting unit 22 creates a luminance image opacity function (luminance image opacity function) for forming three-dimensional luminance image data, and sets the luminance image opacity function in the three-dimensional luminance image forming unit 24. To do. In the opacity function for luminance image, opacity (opacity) with respect to the luminance value (echo data) of the luminance volume data is defined.

三次元輝度画像形成部24は、輝度ボリュームデータに対してボリュームレンダリング法を適用することにより、三次元輝度画像データを形成する。レンダリングとして、例えばレイキャスティング法が用いられる。レイキャスティング法においては、三次元輝度画像形成部24は、輝度ボリュームデータに対して複数のレイ(透過線)を設定し、レイ毎に、レイに沿って各点(ボクセル)の輝度値(エコーデータ)と不透明度(オパシティ)とを利用した出力光量演算を順次実行する。これにより、各レイに対応する画素値が演算され、複数の画素値の集合として三次元輝度画像データが形成される。各ボクセルの輝度値、不透明度、及び、各ボクセルからの出力光量は、例えば、以下の式(1)〜(3)で表現される。三次元輝度画像形成部24は、不透明度設定部22によって設定された輝度画像用オパシティ関数を用いて、式(1)〜(3)に従ってボリュームレンダリング法を輝度ボリュームデータに適用することにより、三次元輝度画像データを形成する。   The three-dimensional luminance image forming unit 24 forms three-dimensional luminance image data by applying a volume rendering method to the luminance volume data. As the rendering, for example, a ray casting method is used. In the ray casting method, the three-dimensional luminance image forming unit 24 sets a plurality of rays (transmission lines) for luminance volume data, and the luminance value (echo) of each point (voxel) along the ray for each ray. Output light quantity calculation using data and opacity is executed sequentially. Thereby, the pixel value corresponding to each ray is calculated, and three-dimensional luminance image data is formed as a set of a plurality of pixel values. The luminance value, opacity, and output light quantity from each voxel are expressed by, for example, the following formulas (1) to (3). The three-dimensional luminance image forming unit 24 uses the luminance image opacity function set by the opacity setting unit 22 to apply the volume rendering method to the luminance volume data according to the equations (1) to (3), thereby Original luminance image data is formed.

Cout(i)=Cout(i-1)+(1−Aout(i-1))・A(i)・C(i)・S(i) ・・・(1)
Aout(i)=Aout(i-1)+(1−Aout(i-1))・A(i) ・・・(2)
A(i)=Opacity[C(i)] ・・・(3)
Cout (i) = Cout (i-1) + (1−Aout (i-1)), A (i), C (i), S (i) (1)
Aout (i) = Aout (i-1) + (1−Aout (i-1)) ・ A (i) (2)
A (i) = Opacity [C (i)] (3)

上記の式において、
C(i)は、視線上におけるi番目のボクセル(注目ボクセル)の輝度値である。
Cout(i)は、i番目のボクセルから出力される輝度値(出力光量)である。例えば、視線上にN個のボクセルが配置されている場合、0番目のボクセルから(N−1)番目のボクセルまでの演算結果Cout(N-1)が、最終的に出力される画素値となる。
Cout(i-1)は、(i−1)番目のボクセルから出力される輝度値(出力光量)であり、(i−1)番目のボクセルまでの演算結果である。
A(i)は、視線上におけるi番目のボクセルに対する不透明度であり、輝度値C(i)の関数で表される。A(i)は、例えば、0.0〜1.0の間の値が採用される。不透明度は、三次元輝度画像データへのボクセルの寄与度に相当する。
Aout(i)は、i番目のボクセルから出力される累積不透明度である。
Aout(i-1)は、(i−1)番目のボクセルから出力される累積不透明度である。
S(i)は、陰影付けのための重み成分であり、i番目のボクセルの輝度値C(i)とその周辺の輝度値とにより求められた勾配から決定される。光源とボクセルとの位置関係に応じて、例えば、0.0〜1.0の間の値がS(i)として採用される。
In the above formula,
C (i) is a luminance value of the i-th voxel (attention voxel) on the line of sight.
Cout (i) is a luminance value (output light amount) output from the i-th voxel. For example, when N voxels are arranged on the line of sight, the calculation result Cout (N-1) from the 0th voxel to the (N-1) th voxel is the pixel value to be finally output. Become.
Cout (i-1) is a luminance value (output light amount) output from the (i-1) th voxel, and is a calculation result up to the (i-1) th voxel.
A (i) is the opacity for the i-th voxel on the line of sight, and is expressed as a function of the luminance value C (i). A (i) is, for example, a value between 0.0 and 1.0. The opacity corresponds to the degree of voxel contribution to the three-dimensional luminance image data.
Aout (i) is the accumulated opacity output from the i-th voxel.
Aout (i-1) is the cumulative opacity output from the (i-1) th voxel.
S (i) is a weighting component for shading and is determined from the gradient obtained from the luminance value C (i) of the i-th voxel and the surrounding luminance values. Depending on the positional relationship between the light source and the voxels, for example, a value between 0.0 and 1.0 is adopted as S (i).

Cout(i)とAout(i)の初期値は共に0(ゼロ)である。式(2)に示すように、Aout(i)は、レイがボクセルを通過するたびに積算されて1.0に収束する。よって、(i−1)番目までのボクセルの不透明度の演算結果Aout(i-1)が、ほぼ1.0(≒1.0)となった場合、式(1)に示されているように、i番目以降の輝度値C(i)は、三次元輝度画像データに反映されない。   The initial values of Cout (i) and Aout (i) are both 0 (zero). As shown in Equation (2), Aout (i) is integrated and converges to 1.0 each time a ray passes through a voxel. Therefore, when the calculation result Aout (i-1) of the opacity of the voxels up to the (i-1) th is approximately 1.0 (≈1.0), as shown in the equation (1). In addition, the i-th and subsequent luminance values C (i) are not reflected in the three-dimensional luminance image data.

変位演算部26は、受信部14から出力された2つの受信フレームデータに基づいて、被検体内における組織の変位量を演算する。例えば、変位演算部26は、時間軸上で隣接する2つの受信フレームデータに対して、1次元又は2次元の相関演算処理を行うことにより、各受信フレームデータ内の個々の計測点毎に、組織の変位を示す変位ベクトルを演算する。この変位ベクトルは、変位の方向と大きさに関する1次元又は2次元のベクトルである。この演算によって、複数の計測点における変位ベクトルの分布が得られる。変位ベクトルの演算においては、例えばブロックマッチング法や位相勾配法等が利用される。   The displacement calculator 26 calculates the amount of tissue displacement in the subject based on the two received frame data output from the receiver 14. For example, the displacement calculation unit 26 performs one-dimensional or two-dimensional correlation calculation processing on two received frame data adjacent on the time axis, and thereby, for each individual measurement point in each received frame data, A displacement vector indicating the displacement of the tissue is calculated. This displacement vector is a one-dimensional or two-dimensional vector related to the direction and magnitude of the displacement. By this calculation, a distribution of displacement vectors at a plurality of measurement points is obtained. In the calculation of the displacement vector, for example, a block matching method or a phase gradient method is used.

ブロックマッチング法においては、各受信フレームデータが、縦方向に数画素かつ横方向に数画素からなる複数のブロックに分けられる。そして、個々のブロック毎に、一方の受信フレームデータにおけるブロックに最も類似するブロックが、他方の受信フレームデータにおいて探索される。これにより、各受信フレームデータにおける計測点(ブロック)毎に変位が演算され、例えば2次元の変位ベクトルが得られる。なお、複数のブロックの探索結果を参照して、予測符号化すなわち差分により標本値を決定する処理等を行って、各計測点の変位ベクトルを得るようにしてもよい。   In the block matching method, each received frame data is divided into a plurality of blocks each consisting of several pixels in the vertical direction and several pixels in the horizontal direction. Then, for each individual block, the block most similar to the block in one received frame data is searched for in the other received frame data. Thereby, the displacement is calculated for each measurement point (block) in each received frame data, and for example, a two-dimensional displacement vector is obtained. Note that a displacement vector at each measurement point may be obtained by referring to search results of a plurality of blocks and performing a process such as predictive encoding, that is, a process of determining a sample value based on a difference.

位相勾配法においては、各受信フレームデータを構成するエコーデータから波の位相情報を得て、その位相情報の変化から波の移動量を算出し、各受信フレームデータにおける各計測点の変位を演算する。これにより、例えば受信ビーム方向における1次元の変位ベクトル、又は、各受信フレームデータにおける二次元の変位ベクトルが得られる。   In the phase gradient method, wave phase information is obtained from the echo data that makes up each received frame data, the amount of wave movement is calculated from the change in the phase information, and the displacement of each measurement point in each received frame data is calculated. To do. Thereby, for example, a one-dimensional displacement vector in the reception beam direction or a two-dimensional displacement vector in each reception frame data is obtained.

弾性情報演算部28は、個々の受信フレームデータ毎に、被検体内における弾性値を演算する。例えば、弾性情報演算部28は、変位演算部26によって演算された変位量を利用し、被検体内における組織の弾性値を演算する。弾性値は、例えば、ひずみ、弾性率、変位、粘性、ひずみ比等である。弾性情報演算部28は、例えば、各計測点における変位ベクトルに基づいて、個々の計測点毎に弾性値を演算する。また、弾性情報演算部28は、個々の受信フレームデータ毎に弾性値を演算する。   The elasticity information calculation unit 28 calculates the elasticity value in the subject for each received frame data. For example, the elasticity information calculation unit 28 calculates the elasticity value of the tissue in the subject using the amount of displacement calculated by the displacement calculation unit 26. The elastic value is, for example, strain, elastic modulus, displacement, viscosity, strain ratio, and the like. For example, the elasticity information calculation unit 28 calculates an elasticity value for each measurement point based on a displacement vector at each measurement point. Further, the elasticity information calculation unit 28 calculates an elasticity value for each received frame data.

弾性情報演算部28によって弾性値を演算する場合には、例えば、プローブ10が被検体に押し当てられ、被検体の体表から被検体内の組織が圧迫され、その圧迫による組織の変位が計測される。その際に、例えば図示しない圧力センサが、プローブ10の送受波面と被検体の体表との間の圧力を検出し、図示しない応力計測部が、圧力センサによって検出された圧力に基づいて、被検体内部の各計測点における圧力を計測してもよい。   When the elasticity value is calculated by the elasticity information calculation unit 28, for example, the probe 10 is pressed against the subject, the tissue in the subject is compressed from the body surface of the subject, and the displacement of the tissue due to the compression is measured. Is done. At this time, for example, a pressure sensor (not shown) detects the pressure between the transmission / reception surface of the probe 10 and the body surface of the subject, and a stress measurement unit (not shown) detects the pressure based on the pressure detected by the pressure sensor. The pressure at each measurement point inside the sample may be measured.

弾性情報演算部28は、応力計測部によって計測された応力を参照して、各計測点における組織の弾性率を算出する。ひずみのデータは、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、弾性率のデータは、応力の変化をひずみの変化で除算することによって算出される。   The elasticity information calculation unit 28 calculates the elastic modulus of the tissue at each measurement point with reference to the stress measured by the stress measurement unit. Strain data is calculated by spatially differentiating the amount of tissue movement, for example, displacement. The elastic modulus data is calculated by dividing the change in stress by the change in strain.

例えば、各受信フレームデータ内の位置xについて、変位演算部26によって演算された変位をL(x)とし、応力計測部によって計測された応力をP(x)とすると、ひずみ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。例えば、「ΔS(x)=ΔL(x)/Δx」という式を用いてひずみを算出することができる。また、弾性率データとしてのヤング率Ym(x)は「Ym(x)=ΔP(x)/ΔS(x)」という式によって算出することができる。例えば、このヤング率Ymから、受信フレームデータ内の各計測点における弾性率が得られる。   For example, assuming that the displacement calculated by the displacement calculator 26 is L (x) and the stress measured by the stress measurement unit is P (x) for the position x in each received frame data, the strain ΔS (x) is , L (x) can be calculated by spatial differentiation. For example, the strain can be calculated using an expression “ΔS (x) = ΔL (x) / Δx”. Further, the Young's modulus Ym (x) as the elastic modulus data can be calculated by the equation “Ym (x) = ΔP (x) / ΔS (x)”. For example, the elastic modulus at each measurement point in the received frame data is obtained from this Young's modulus Ym.

二次元弾性画像形成部30は、座標変換機能及び補間処理機能等を有するデジタルスキャンコンバータにより構成されている。二次元弾性画像形成部30は、弾性情報演算部28から得られる弾性値に基づいて弾性フレームデータを形成する。弾性フレームデータは、二次元の弾性画像データである。弾性画像データは、公知の技術によって形成することができる。例えば、二次元弾性画像形成部30は、受信フレームデータ内の各計測点における弾性値を表す弾性フレームデータを形成する。   The two-dimensional elastic image forming unit 30 is configured by a digital scan converter having a coordinate conversion function, an interpolation processing function, and the like. The two-dimensional elastic image forming unit 30 forms elastic frame data based on the elastic value obtained from the elastic information calculating unit 28. Elastic frame data is two-dimensional elastic image data. Elastic image data can be formed by a known technique. For example, the two-dimensional elastic image forming unit 30 forms elastic frame data representing an elastic value at each measurement point in the received frame data.

弾性ボリュームデータ形成部32は、二次元弾性画像形成部30によって形成された複数の弾性フレームデータに基づいて、三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを形成する。例えば、弾性ボリュームデータ形成部32は、複数の弾性フレームデータをビーム走査面毎に順次並べることにより、弾性ボリュームデータを形成する。このとき、弾性ボリュームデータ形成部32は、複数の弾性フレームデータに対して座標変換処理及び補間処理等を適用することにより、直交座標系で表される弾性ボリュームデータを形成する。   The elastic volume data forming unit 32 forms elastic volume data representing an elastic value distribution in the three-dimensional space based on the plurality of elastic frame data formed by the two-dimensional elastic image forming unit 30. For example, the elastic volume data forming unit 32 forms elastic volume data by sequentially arranging a plurality of elastic frame data for each beam scanning plane. At this time, the elastic volume data forming unit 32 forms elastic volume data represented by an orthogonal coordinate system by applying coordinate transformation processing, interpolation processing, and the like to a plurality of elastic frame data.

不透明度設定部34は、三次元弾性画像データを形成するための弾性画像用オパシティ関数(弾性画像用不透明度関数)を作成し、その弾性画像用オパシティ関数を三次元弾性画像形成部38に設定する。弾性画像用オパシティ関数においては、弾性ボリュームデータの弾性値に対する不透明度(オパシティ)が規定されている。   The opacity setting unit 34 creates an elasticity image opacity function (elasticity image opacity function) for forming 3D elasticity image data, and sets the elasticity image opacity function in the 3D elasticity image forming unit 38. To do. In the opacity function for elastic image, opacity with respect to the elastic value of the elastic volume data is defined.

ノイズ判定部36は、弾性ボリュームデータに含まれる各ボクセルの弾性値がノイズであるか否かを判定する。また、ノイズ判定部36は、弾性ボリュームデータに含まれる各弾性フレームデータがノイズであるか否かを判定してもよい。ノイズ判定部36は、判定結果を示す情報を不透明度設定部34に出力する。公知技術(例えば特許第4455003号)を用いることにより、各ボクセルの弾性値がノイズ(無益な情報)であるか否かを判定することができ、また、各弾性フレームデータがノイズであるか否かを判定することができる。例えば、任意のボクセルの周辺に存在するボクセルの弾性値の統計的特徴(例えば分散値等)に基づいて、当該任意のボクセルの弾性値がノイズに該当するか否かを判定することができる。例えば、ノイズ判定部36は、弾性フレームデータに含まれる各ボクセルの弾性値がノイズであるか否かを判定し、ノイズであると判定されたボクセルの割合が閾値以上となる弾性フレームデータを、ノイズ弾性フレームデータであると判定する。なお、この閾値は、ユーザによって任意に設定された値であってもよい。   The noise determination unit 36 determines whether or not the elasticity value of each voxel included in the elasticity volume data is noise. The noise determination unit 36 may determine whether each elastic frame data included in the elastic volume data is noise. The noise determination unit 36 outputs information indicating the determination result to the opacity setting unit 34. By using a known technique (for example, Japanese Patent No. 4455003), it is possible to determine whether or not the elasticity value of each voxel is noise (useless information), and whether or not each elasticity frame data is noise. Can be determined. For example, it is possible to determine whether or not the elasticity value of the arbitrary voxel corresponds to noise based on a statistical characteristic (for example, a variance value) of the elasticity value of the voxel existing around the arbitrary voxel. For example, the noise determination unit 36 determines whether or not the elasticity value of each voxel included in the elasticity frame data is noise, and the elasticity frame data in which the ratio of the voxels determined to be noise is equal to or greater than a threshold value. It is determined that the noise elasticity frame data. This threshold value may be a value arbitrarily set by the user.

三次元弾性画像形成部38は、弾性ボリュームデータに対してボリュームレンダリング法を適用することにより、三次元弾性画像を形成する。レンダリングとして、例えばレイキャスティング法が用いられる。レイキャスティング法においては、三次元弾性画像形成部38は、弾性ボリュームデータに対して複数のレイ(透過線)を設定し、レイ毎に、レイに沿って各点(ボクセル)の弾性値と不透明度(オパシティ)とを利用した出力光量演算を順次実行する。これにより、各レイに対応する画素値が演算され、複数の画素値の集合として三次元弾性画像データが形成される。なお、レンダリングの視点及び光源は、三次元弾性画像形成部38と三次元輝度画像形成部24とにおいて同じ条件に設定される。各ボクセル値の弾性値、不透明度、及び、各ボクセルからの出力光量は、例えば、以下の式(4)〜(6)で表現される。三次元弾性画像形成部38は、不透明度設定部34によって設定された弾性画像用オパシティ関数を用いて、式(4)〜(6)に従ってボリュームレンダリング法を弾性ボリュームデータに適用することにより、三次元弾性画像データを形成する。   The three-dimensional elastic image forming unit 38 forms a three-dimensional elastic image by applying a volume rendering method to the elastic volume data. As the rendering, for example, a ray casting method is used. In the ray casting method, the three-dimensional elastic image forming unit 38 sets a plurality of rays (transmission lines) for elastic volume data, and for each ray, the elastic value of each point (voxel) along with the elastic value is determined. The output light amount calculation using the transparency (opacity) is sequentially executed. Thereby, the pixel value corresponding to each ray is calculated, and three-dimensional elastic image data is formed as a set of a plurality of pixel values. The rendering viewpoint and the light source are set to the same conditions in the 3D elastic image forming unit 38 and the 3D luminance image forming unit 24. The elasticity value of each voxel value, the opacity, and the amount of light output from each voxel are expressed by, for example, the following equations (4) to (6). The three-dimensional elastic image forming unit 38 uses the elastic image opacity function set by the opacity setting unit 34 to apply the volume rendering method to the elastic volume data according to the equations (4) to (6), thereby obtaining a cubic. Original elastic image data is formed.

Eout(i)=Eout(i-1)+(1−Aout(i-1))・A(i)・E(i)・S(i) ・・・(4)
Aout(i)=Aout(i-1)+(1−Aout(i-1))・A(i) ・・・(5)
A(i)=Opacity[E(i)] ・・・(6)
Eout (i) = Eout (i-1) + (1−Aout (i-1)) ・ A (i) ・ E (i) ・ S (i) (4)
Aout (i) = Aout (i-1) + (1−Aout (i-1)) ・ A (i) (5)
A (i) = Opacity [E (i)] (6)

上記の式において、
E(i)は、視線上におけるi番目のボクセル(注目ボクセル)の弾性値である。
Eout(i)は、i番目のボクセルから出力される弾性値(出力光量)である。例えば、視線上にN個のボクセルが配置されている場合、0番目のボクセルから(N−1)番目のボクセルまでの演算結果Eout(N-1)が、最終的に出力される画素値となる。
Eout(i-1)は、(i−1)番目のボクセルから出力される弾性値(出力光量)であり、(i−1)番目のボクセルまでの演算結果である。
A(i)は、視線上におけるi番目のボクセルに対する不透明度であり、弾性値E(i)の関数で表される。A(i)は、例えば、0.0〜1.0の間の値が採用される。不透明度は、三次元弾性画像データへのボクセルの寄与度に相当する。
Aout(i)は、i番目のボクセルから出力される累積不透明度である。
Aout(i-1)は、(i−1)番目のボクセルから出力される累積不透明度である。
S(i)は、陰影付けのための重み成分であり、i番目のボクセルの弾性値E(i)とその周辺の弾性値とにより求められた勾配から決定される。光源とボクセルとの位置関係に応じて、例えば、0.0〜1.0の間の値がS(i)として採用される。
In the above formula,
E (i) is the elasticity value of the i-th voxel (attention voxel) on the line of sight.
Eout (i) is an elastic value (output light amount) output from the i-th voxel. For example, when N voxels are arranged on the line of sight, the calculation result Eout (N−1) from the 0th voxel to the (N−1) th voxel is the pixel value to be finally output. Become.
Eout (i-1) is an elasticity value (output light amount) output from the (i-1) th voxel, and is a calculation result up to the (i-1) th voxel.
A (i) is the opacity for the i-th voxel on the line of sight, and is expressed as a function of the elastic value E (i). A (i) is, for example, a value between 0.0 and 1.0. The opacity corresponds to the degree of contribution of voxels to the three-dimensional elasticity image data.
Aout (i) is the accumulated opacity output from the i-th voxel.
Aout (i-1) is the cumulative opacity output from the (i-1) th voxel.
S (i) is a weighting component for shading, and is determined from the gradient obtained from the elasticity value E (i) of the i-th voxel and its surrounding elasticity values. Depending on the positional relationship between the light source and the voxels, for example, a value between 0.0 and 1.0 is adopted as S (i).

Eout(i)とAout(i)の初期値は共に0(ゼロ)である。式(5)に示すように、Aout(i)は、レイがボクセルを通過するたびに積算されて1.0に収束する。よって、(i−1)番目までのボクセルの不透明度の演算結果Aout(i-1)が、ほぼ1.0(≒1.0)となった場合、式(4)に示されているように、i番目以降の弾性値E(i)は、三次元弾性画像データに反映されない。   The initial values of Eout (i) and Aout (i) are both 0 (zero). As shown in equation (5), Aout (i) is integrated and converges to 1.0 each time a ray passes through a voxel. Therefore, when the calculation result Aout (i-1) of the opacity of the voxels up to the (i-1) th is approximately 1.0 (≈1.0), as shown in the equation (4). In addition, the i-th and subsequent elasticity values E (i) are not reflected in the three-dimensional elasticity image data.

なお、本実施形態では、弾性値E(i)を用いてボリュームレンダリングが実行されるが、弾性値に応じて、光の3原色である赤値(R)、緑値(G)、青値(B)が、各ボクセルに割り当てられてもよい。そして、弾性ボリュームデータが、弾性値に応じた色相の3原色成分に分離され、個々の成分に対してボリュームレンダリングが実行される。この場合、弾性値E(i)に応じた色相の3原色成分がR(i),G(i),B(i)で表現され、式(4)中のE(i)がR(i),G(i),B(i)に置き換えられて、各成分についての演算が実行される。   In the present embodiment, volume rendering is executed using the elasticity value E (i). Depending on the elasticity value, the red value (R), the green value (G), and the blue value, which are the three primary colors of light, are used. (B) may be assigned to each voxel. Then, the elastic volume data is separated into three primary color components having hues corresponding to the elastic values, and volume rendering is executed for each component. In this case, the three primary color components of the hue corresponding to the elastic value E (i) are expressed by R (i), G (i), B (i), and E (i) in the equation (4) is R (i ), G (i), and B (i), and the calculation for each component is executed.

本実施形態では、不透明度設定部34は、弾性値のノイズ可能性に応じて不透明度を変える。例えば、不透明度設定部34は、ノイズ可能性のあるボクセルの弾性値に対する不透明度を、ノイズ可能性のないボクセルの弾性値に対する不透明度よりも小さくする。具体的には、不透明度設定部34は、ノイズ可能性のないボクセルの弾性値については、弾性画像用オパシティ関数から求められる値に対して標準の重み係数を乗算することにより不透明度を求め、ノイズ可能性のあるボクセルの弾性値については、弾性画像用オパシティ関数から求められる値に対して、標準の重み係数よりも小さい重み係数を乗算することにより不透明度を求める。不透明度設定部34は、フレーム単位でノイズ処理を行ってもよいし、ボクセル単位でノイズ処理を行ってもよい。フレーム単位でのノイズ処理においては、不透明度設定部34は、ノイズ弾性フレームデータに属する各ボクセルに対する不透明度を、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルに対する不透明度よりも小さくする。ボクセル単位でのノイズ処理においては、不透明度設定部34は、ノイズであると判定されたボクセルに対する不透明度を、ノイズではないと判定されたボクセルに対する不透明度よりも小さくする。   In the present embodiment, the opacity setting unit 34 changes the opacity according to the noise possibility of the elasticity value. For example, the opacity setting unit 34 makes the opacity with respect to the elasticity value of the voxel with possibility of noise smaller than the opacity with respect to the elasticity value of the voxel with no possibility of noise. Specifically, the opacity setting unit 34 obtains the opacity by multiplying the value obtained from the elasticity image opacity function by a standard weighting factor for the elasticity value of the voxel without the possibility of noise, For the elasticity value of a voxel with a possibility of noise, opacity is obtained by multiplying a value obtained from the elasticity image opacity function by a weighting factor smaller than a standard weighting factor. The opacity setting unit 34 may perform noise processing in units of frames or may perform noise processing in units of voxels. In the noise processing in units of frames, the opacity setting unit 34 makes the opacity for each voxel belonging to the noise elastic frame data smaller than the opacity for the voxels not belonging to the noise elastic frame data. In the noise processing in units of voxels, the opacity setting unit 34 makes the opacity for voxels determined to be noise smaller than the opacity for voxels determined not to be noise.

例えば、三次元弾性画像形成部38は、以下の式(7)で表現される不透明度を用いてボリュームレンダリングを実行する。
A(i)=Opacity[E(i)]・w ・・・(7)
For example, the three-dimensional elastic image forming unit 38 performs volume rendering using the opacity expressed by the following formula (7).
A (i) = Opacity [E (i)] · w (7)

上記の式(7)において、wは、ノイズの有無によって決定される重み係数である。
例えば、フレーム単位でノイズ処理が実行される場合、
ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの重み係数は、w=0.05に設定され、
ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルの重み係数は、w=1.0に設定される。
w=1.0が標準の重み係数に相当し、w=0.05が標準の重み係数よりも小さい重み係数に相当する。
In the above equation (7), w is a weighting factor determined by the presence or absence of noise.
For example, when noise processing is performed on a frame basis,
The voxel weighting factor belonging to the noise elasticity frame data is set to w = 0.05,
The weighting factor of voxels that do not belong to the noise elastic frame data is set to w = 1.0.
w = 1.0 corresponds to a standard weighting factor, and w = 0.05 corresponds to a weighting factor smaller than the standard weighting factor.

また、ボクセル単位でノイズ処理が実行される場合、
ノイズであると判定されたボクセルの重み係数は、w=0.05に設定され、
ノイズではないと判定されたボクセルの重み係数は、w=1.0に設定される。
Also, when noise processing is performed on a voxel basis,
The weighting factor of the voxel determined to be noise is set to w = 0.05,
The voxel weighting factor determined not to be noise is set to w = 1.0.

なお、上記の重み係数wの値は一例であり、重み係数wは上記の値に限定されるものではない。フレーム単位でノイズ処理が実行される場合、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルが十分に透明になり又は半透明に表示されるのであれば、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの重み係数wは、0.05以外の値であってもよい。同様に、ボクセル単位でノイズ処理が実行される場合、ノイズであると判定されたボクセルが十分に透明になり又は半透明に表示されるのであれば、ノイズであると判定されたボクセルの重み係数は0.05以外の値であってもよい。また、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセル、又は、ノイズではないと判定されたボクセルが十分に不透明に表示されるのであれば、それらのボクセルの重み係数は1.0以外の値であってもよい。   The value of the weighting factor w is an example, and the weighting factor w is not limited to the above value. When noise processing is performed in units of frames, if the voxels belonging to the noise elastic frame data are sufficiently transparent or semi-transparently displayed, the weight coefficient w of the voxels belonging to the noise elastic frame data is 0. A value other than 05 may be used. Similarly, when noise processing is performed in units of voxels, if the voxels determined to be noise are sufficiently transparent or displayed semi-transparently, the weighting factor of the voxel determined to be noise May be a value other than 0.05. If voxels that do not belong to the noise elasticity frame data or voxels that are determined not to be noise are displayed sufficiently opaquely, the weight coefficient of those voxels may be a value other than 1.0. Good.

表示処理部40は、三次元輝度画像データ、三次元弾性画像データ、Bモード断層画像データ、及び、二次元弾性画像データに対して、必要なグラフィックデータをオーバレイ処理し、これによって表示画像データを形成する。例えば、表示処理部40は、三次元輝度画像データと三次元弾性画像データとを合成処理することにより、表示画像データを構成する。表示画像データは表示部42に出力され、表示モードに従った表示形態で画像が表示される。また、表示処理部40は、複数の画像を並べて表示部42に表示させてもよい。例えば、表示処理部40は、任意の断面における二次元弾性画像と三次元弾性画像とを並べて表示部42に表示させてもよい。   The display processing unit 40 performs overlay processing of necessary graphic data on the 3D luminance image data, 3D elasticity image data, B-mode tomographic image data, and 2D elasticity image data, thereby displaying the display image data. Form. For example, the display processing unit 40 composes display image data by synthesizing 3D luminance image data and 3D elasticity image data. The display image data is output to the display unit 42, and an image is displayed in a display form according to the display mode. Further, the display processing unit 40 may display a plurality of images side by side on the display unit 42. For example, the display processing unit 40 may display a two-dimensional elasticity image and a three-dimensional elasticity image in an arbitrary cross section on the display unit 42 side by side.

表示部42は、例えば液晶ディスプレイ等の表示デバイスによって構成されている。表示部42は、複数の表示デバイスによって構成されていてもよい。   The display unit 42 is configured by a display device such as a liquid crystal display. The display unit 42 may be configured by a plurality of display devices.

制御部44は、図1に示す各構成の動作制御を行う。制御部44には、入力部46が接続されている。入力部46は、一例として、トラックボールやキーボード等の入力デバイスを含む操作パネルによって構成されている。ユーザは入力部46を使用して、測定条件等を指定することができる。   The control unit 44 performs operation control of each configuration shown in FIG. An input unit 46 is connected to the control unit 44. As an example, the input unit 46 is configured by an operation panel including an input device such as a trackball or a keyboard. The user can use the input unit 46 to specify measurement conditions and the like.

上述した超音波診断装置においてプローブ10以外の構成は、例えばプロセッサや電子回路等のハードウェア資源を利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、プローブ10以外の構成は、例えばコンピュータによって実現されてもよい。つまり、コンピュータが備えるCPUやメモリやハードディスク等のハードウェア資源と、CPU等の動作を規定するソフトウェア(プログラム)との協働により、プローブ10以外の構成の全部又は一部が実現されてもよい。当該プログラムは、CDやDVD等の記録媒体を経由して、又は、ネットワーク等の通信経路を経由して、図示しない記憶装置に記憶される。別の例として、プローブ10以外の構成は、DSP(Digital Signal Processor)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等によって実現されてもよい。   In the above-described ultrasonic diagnostic apparatus, the configuration other than the probe 10 can be realized by using hardware resources such as a processor and an electronic circuit, and a device such as a memory can be used as necessary in the realization. Good. The configuration other than the probe 10 may be realized by a computer, for example. That is, all or part of the configuration other than the probe 10 may be realized by cooperation of hardware resources such as a CPU, a memory, and a hard disk included in the computer and software (program) that defines the operation of the CPU and the like. . The program is stored in a storage device (not shown) via a recording medium such as a CD or DVD, or via a communication path such as a network. As another example, the configuration other than the probe 10 may be realized by a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like.

以下、本実施形態に係る超音波診断装置による処理について詳しく説明する。   Hereinafter, processing by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described in detail.

図2には、超音波ビームの走査によって形成されるビーム走査面が示されている。例えば、プローブ10に含まれる1Dアレイ振動子を矢印の方向に機械的にスイングさせることにより、複数の弾性フレームデータ48が取得され、これら複数の弾性フレームデータ48によって弾性ボリュームデータが形成される。もちろん、2Dアレイ振動子を用いて超音波ビームを二次元的に走査することにより、弾性ボリュームデータが取得されてもよい。   FIG. 2 shows a beam scanning surface formed by scanning with an ultrasonic beam. For example, a plurality of elastic frame data 48 is acquired by mechanically swinging the 1D array transducer included in the probe 10 in the direction of the arrow, and elastic volume data is formed by the plurality of elastic frame data 48. Of course, elastic volume data may be acquired by two-dimensionally scanning an ultrasonic beam using a 2D array transducer.

図3には、弾性ボリュームデータの一例が示されている。例えば、弾性ボリュームデータ50の中心には、球状の硬い組織52が表されており、その硬い組織52の上方と下方とに軟らかい組織54が表されている。また、硬い組織52と軟らかい組織54とを覆うように、硬さが中間の組織56が表されている。   FIG. 3 shows an example of elastic volume data. For example, a spherical hard tissue 52 is represented at the center of the elastic volume data 50, and a soft tissue 54 is represented above and below the hard tissue 52. A tissue 56 having an intermediate hardness is shown so as to cover the hard tissue 52 and the soft tissue 54.

図4には、輝度画像用オパシティ関数の一例が示されている。この輝度画像用オパシティ関数58は、不透明度設定部22によって作成される。図4中のグラフにおいて、横軸は輝度値(エコーデータ)であり、縦軸は不透明度(オパシティ)である。輝度値がある基準値58a以下の範囲においては、不透明度は輝度値の増大とともに増大し、輝度値が基準値58aより大きい範囲においては、不透明度は一定の最大値に維持される。この輝度画像用オパシティ関数58を用いて輝度ボリュームデータに対してボリュームレンダリングを適用することにより、輝度値が大きいボクセルは不透明に表示され、輝度値が小さいボクセルは透明になり又は半透明に表示される。なお、この輝度画像用オパシティ関数58は一例に過ぎず、これ以外のオパシティ関数が用いられてもよい。例えば、ユーザによって作成された輝度画像用オパシティ関数が用いられてもよい。   FIG. 4 shows an example of a luminance image opacity function. The luminance image opacity function 58 is created by the opacity setting unit 22. In the graph in FIG. 4, the horizontal axis is the luminance value (echo data), and the vertical axis is the opacity (opacity). In the range where the luminance value is less than or equal to the reference value 58a, the opacity increases as the luminance value increases, and in the range where the luminance value is larger than the reference value 58a, the opacity is maintained at a certain maximum value. By applying volume rendering to the luminance volume data using this luminance image opacity function 58, voxels with a large luminance value are displayed opaque, and voxels with a small luminance value are displayed transparently or semi-transparently. The The luminance image opacity function 58 is merely an example, and other opacity functions may be used. For example, a luminance image opacity function created by a user may be used.

図5には、弾性画像用オパシティ関数の一例が示されている。この弾性画像用オパシティ関数60は、不透明度設定部34によって作成される。図5中のグラフにおいて、横軸は弾性値(ひずみや弾性率等)であり、縦軸は不透明度である。弾性値は組織の硬さに対応する。弾性値が小さいほど組織の硬さは硬くなり、弾性値が大きいほど組織の硬さは軟らかくなる。弾性値がある基準値60a以下の範囲(弾性値が小さく、組織の硬さが硬い範囲)においては、不透明度は一定の最大値に維持される。これにより、硬い組織が不透明に表示される。弾性値が基準値60aと基準値60b(基準値60aよりも大きい値)との間の範囲においては、不透明度は弾性値の増大とともに小さくなる。弾性値が基準値60bよりも大きい範囲(弾性値が大きく、組織の硬さが軟らかい範囲)においては、不透明度は一定の最小値(>0)に維持される。これにより、軟らかい組織が透明になり又は半透明に表示される。この弾性画像用オパシティ関数60を用いて弾性ボリュームデータに対してボリュームレンダリングを適用することにより、弾性値が小さいボクセル(硬い組織を表すボクセル)は不透明に表示され、弾性値が大きいボクセル(軟らかい組織を表すボクセル)は透明になり又は半透明に表示される。ただし、目的に応じて、軟らかい組織が不透明に表示されるように、不透明度を設定してもよい。   FIG. 5 shows an example of an elasticity image opacity function. The elasticity image opacity function 60 is created by the opacity setting unit 34. In the graph in FIG. 5, the horizontal axis is an elastic value (strain, elastic modulus, etc.), and the vertical axis is opacity. The elasticity value corresponds to the hardness of the tissue. The smaller the elasticity value, the harder the tissue, and the larger the elasticity value, the softer the tissue. In the range where the elasticity value is a certain reference value 60a or less (range where the elasticity value is small and the tissue hardness is hard), the opacity is maintained at a certain maximum value. Thereby, a hard structure | tissue is displayed opaquely. In the range where the elasticity value is between the reference value 60a and the reference value 60b (a value larger than the reference value 60a), the opacity decreases as the elasticity value increases. In a range where the elasticity value is larger than the reference value 60b (a range where the elasticity value is large and the tissue is soft), the opacity is maintained at a certain minimum value (> 0). As a result, the soft tissue becomes transparent or displayed translucently. By applying volume rendering to elastic volume data using the elasticity image opacity function 60, voxels having a small elasticity value (voxels representing a hard tissue) are displayed opaque, and voxels having a large elasticity value (soft tissue). Voxel) is transparent or semi-transparent. However, according to the purpose, the opacity may be set so that the soft tissue is displayed opaque.

ちなみに、ボリュームレンダリングの際の視線方向におけるボクセル数に依存するが、一般的に、不透明度を0.1未満に設定すると、半透明な三次元弾性画像データを形成することができる。ただし、半透明な三次元弾性画像データを形成することができるのであれば、それ用の不透明度として0.1以上の値が採用されてもよい。また、視線方向におけるボクセル数に依存するが、一般的に、不透明度を0.5以上に設定すると、不透明な三次元弾性画像データを形成することができる。ただし、不透明な三次元弾性画像データを形成することができるのであれば、それ用の不透明度として0.5未満の値が採用されてもよい。   Incidentally, although it depends on the number of voxels in the line-of-sight direction during volume rendering, generally, when the opacity is set to less than 0.1, translucent three-dimensional elastic image data can be formed. However, if translucent three-dimensional elasticity image data can be formed, a value of 0.1 or more may be employed as the opacity for that. Although it depends on the number of voxels in the line-of-sight direction, generally, when the opacity is set to 0.5 or more, opaque three-dimensional elastic image data can be formed. However, if opaque three-dimensional elastic image data can be formed, a value less than 0.5 may be employed as the opacity for that.

なお、図5に示す弾性画像用オパシティ関数60は一例に過ぎず、これ以外のオパシティ関数が用いられてもよい。例えば、ユーザによって作成された弾性画像用オパシティ関数が用いられてもよい。   Note that the elasticity image opacity function 60 shown in FIG. 5 is merely an example, and other opacity functions may be used. For example, an elasticity image opacity function created by the user may be used.

図6には、弾性画像用オパシティ関数の一例が示されている。この弾性画像用オパシティ関数62は、上記の弾性画像用オパシティ関数60に対して重み係数w=0.05を乗算することにより得られたオパシティ関数である。つまり、図5に示す弾性画像用オパシティ関数60は、上記の式(7)において重み係数wが1.0のときのオパシティ関数であり、図6に示す弾性画像用オパシティ関数62は、式(7)において重み係数wが0.05のときのオパシティ関数であるといえる。すなわち、図5に示す弾性画像用オパシティ関数60は、ノイズ弾性フレームに属さないボクセル、又は、ノイズではないと判定されたボクセル、に対して適用されるオパシティ関数である。一方、図6に示す弾性画像用オパシティ関数62は、ノイズ弾性フレームに属するボクセル、又は、ノイズであると判定されたボクセル、に対して適用されるオパシティ関数である。弾性画像用オパシティ関数62においては、全体的に不透明度が小さく設定されているので、この弾性画像用オパシティ関数62を用いて弾性ボリュームデータにボリュームレンダリングを適用することにより、ノイズに相当する部分を透明にする又は半透明に表示することが可能となる。なお、不透明度を0にまで低減すると、三次元弾性画像が不自然な画像になる場合があるため、弾性画像用オパシティ関数62においても、不透明度の最小値は0(ゼロ)よりも大きい値に設定されている。   FIG. 6 shows an example of the elasticity image opacity function. The elasticity image opacity function 62 is an opacity function obtained by multiplying the elasticity image opacity function 60 by a weight coefficient w = 0.05. That is, the elasticity image opacity function 60 shown in FIG. 5 is an opacity function when the weight coefficient w is 1.0 in the above equation (7), and the elasticity image opacity function 62 shown in FIG. It can be said that this is an opacity function when the weight coefficient w is 0.05 in 7). That is, the elasticity image opacity function 60 shown in FIG. 5 is an opacity function applied to voxels that do not belong to the noise elasticity frame or that are determined not to be noise. On the other hand, the elasticity image opacity function 62 shown in FIG. 6 is an opacity function applied to a voxel belonging to a noise elasticity frame or a voxel determined to be noise. In the elasticity image opacity function 62, since the opacity is set to be small as a whole, by applying volume rendering to the elasticity volume data using this elasticity image opacity function 62, a portion corresponding to noise is obtained. It becomes possible to make the display transparent or translucent. Note that if the opacity is reduced to 0, the three-dimensional elasticity image may become an unnatural image. Therefore, also in the elasticity image opacity function 62, the minimum value of opacity is a value larger than 0 (zero). Is set to

図7には、弾性値と色相との関係が示されている。弾性値に応じて色をボクセルに割り当てる場合、例えば、小さい弾性値を有するボクセル(硬い組織を表すボクセル)には青値(B)が割り当てられ、大きい弾性値を有するボクセル(軟らかい組織を表すボクセル)には赤値(R)が割り当てられ、中間の弾性値を有するボクセルには緑値(G)が割り当てられる。この場合、弾性ボリュームデータが、弾性値に応じた色相の3原色成分に分離され、個々の成分に対してボリュームレンダリングが実行される。図7に示す例では、離散的に色相を割り当てているが、例えば、小さな弾性値から大きな弾性値にかけて、青、緑、赤と、連続的に変化する色相を割り当ててもよい。   FIG. 7 shows the relationship between the elastic value and the hue. When a color is assigned to a voxel according to an elasticity value, for example, a voxel having a small elasticity value (a voxel representing a hard tissue) is assigned a blue value (B) and a voxel having a large elasticity value (a voxel representing a soft tissue). ) Is assigned a red value (R), and a voxel having an intermediate elasticity value is assigned a green value (G). In this case, the elastic volume data is separated into the three primary color components of the hue corresponding to the elastic value, and volume rendering is executed for each component. In the example illustrated in FIG. 7, hues are assigned discretely, but, for example, hues that continuously change from blue to green to red may be assigned from a small elasticity value to a large elasticity value.

図8には、参考例に係る弾性画像用オパシティ関数の一例が示されている。図8中において、横軸は弾性値(ひずみや弾性率等)であり、縦軸は不透明度である。弾性画像用オパシティ関数64においては、弾性値の全範囲において不透明度が1.0に設定されている。図9には、この弾性画像用オパシティ関数64を用いて形成された三次元弾性画像が示されている。三次元弾性画像66は、弾性画像用オパシティ関数64を用いて、図3に示されている弾性ボリュームデータ50に対してボリュームレンダリングを適用することにより形成された画像である。図3に示すように、弾性ボリュームデータ50の中心には球状の硬い組織52が表されており、不透明度が適切に設定されていれば、硬い組織52が三次元弾性画像66に表されるはずである。しかし、弾性画像用オパシティ関数64においては、弾性値の全範囲において不透明度が1.0に設定されているので、視線方向の手前側に存在する軟らかい組織54において不透明度が飽和してしまい、内部の構造が表されない三次元弾性画像66が形成されてしまうことになる。   FIG. 8 shows an example of an opacity function for elastic images according to a reference example. In FIG. 8, the horizontal axis is an elastic value (strain, elastic modulus, etc.), and the vertical axis is opacity. In the elasticity image opacity function 64, the opacity is set to 1.0 in the entire range of elasticity values. FIG. 9 shows a three-dimensional elasticity image formed using this elasticity image opacity function 64. The three-dimensional elasticity image 66 is an image formed by applying volume rendering to the elasticity volume data 50 shown in FIG. 3 using the elasticity image opacity function 64. As shown in FIG. 3, a spherical hard tissue 52 is represented at the center of the elastic volume data 50. If the opacity is set appropriately, the hard tissue 52 is represented in the three-dimensional elastic image 66. It should be. However, in the opacity function for elastic image 64, since the opacity is set to 1.0 in the entire range of the elastic value, the opacity is saturated in the soft tissue 54 existing on the near side in the visual line direction. A three-dimensional elastic image 66 in which the internal structure is not represented is formed.

図10には、図5に示されている弾性画像用オパシティ関数60を用いて形成された三次元弾性画像が示されている。この三次元弾性画像68は、弾性画像用オパシティ関数60を用いて、図3に示されている弾性ボリュームデータ50に対いてボリュームレンダリングを適用することにより形成された画像である。三次元弾性画像68の中心には、硬い組織像70が不透明に表されており、その硬い組織像70の上方及び下方には、軟らかい組織像72が半透明に表されている。硬い組織像70は、弾性ボリュームデータ50に表されている硬い組織52を表す像であり、軟らかい組織像72は、弾性ボリュームデータ50に表されている軟らかい組織54を表す像である。図5に示すように、弾性画像用オパシティ関数60においては、硬い組織(弾性値が小さいボクセル)には大きい不透明度が設定され、軟らかい組織(弾性値が大きいボクセル)には小さい不透明度が設定されている。それ故、視線方向の手前側に存在する軟らかい組織54では不透明度は飽和せず、その軟らかい組織54は半透明に表示される。これにより、内部の硬い組織が表された三次元弾性画像68を形成することが可能となる。   FIG. 10 shows a three-dimensional elasticity image formed using the elasticity image opacity function 60 shown in FIG. The three-dimensional elasticity image 68 is an image formed by applying volume rendering to the elasticity volume data 50 shown in FIG. 3 using the elasticity image opacity function 60. A hard tissue image 70 is opaquely displayed at the center of the three-dimensional elastic image 68, and a soft tissue image 72 is translucently displayed above and below the hard tissue image 70. The hard tissue image 70 is an image representing the hard tissue 52 represented in the elastic volume data 50, and the soft tissue image 72 is an image representing the soft tissue 54 represented in the elastic volume data 50. As shown in FIG. 5, in the elasticity image opacity function 60, a large opacity is set for a hard tissue (a voxel having a small elastic value), and a small opacity is set for a soft tissue (a voxel having a large elastic value). Has been. Therefore, the opacity is not saturated in the soft tissue 54 existing on the near side in the line-of-sight direction, and the soft tissue 54 is displayed translucently. This makes it possible to form a three-dimensional elastic image 68 showing the internal hard tissue.

図11には、ノイズ弾性フレームデータの一例が示されている。ノイズ弾性フレームデータ74には、硬い組織76とともにノイズ部分78が表されている。ノイズ部分78は、例えば不均一な圧迫によって生じる。公知技術(例えば特許第4455003号公報)を用いることにより、ノイズ部分78を特定することができる。図12には、このノイズ弾性フレームデータ74を含む弾性ボリュームデータ80が示されている。この弾性ボリュームデータ80には、硬い組織82とともにノイズ部分84も表されている。この弾性ボリュームデータ80に対して、図5に示されている弾性画像用オパシティ関数60を用いてボリュームレンダリングを適用すると、形成された三次元弾性画像において、硬い組織82を表す像のみならず、ノイズ部分84を表すノイズ像も表されてしまう。それ故、内部に存在する硬い組織82の視認性の悪い三次元弾性画像データが形成されてしまうことになる。例えば、硬い組織82を表す像にノイズ像が重畳して表示され、硬い組織82の視認性が悪化することが想定される。   FIG. 11 shows an example of noise elastic frame data. The noise elastic frame data 74 represents a noise portion 78 together with a hard tissue 76. The noise portion 78 is caused by, for example, non-uniform compression. By using a known technique (for example, Japanese Patent No. 4455003), the noise portion 78 can be specified. FIG. 12 shows elastic volume data 80 including the noise elastic frame data 74. In this elastic volume data 80, a hard portion 82 and a noise portion 84 are also represented. When volume rendering is applied to the elastic volume data 80 using the elastic image opacity function 60 shown in FIG. 5, not only the image representing the hard tissue 82 in the formed three-dimensional elastic image, A noise image representing the noise portion 84 is also represented. Therefore, three-dimensional elastic image data with poor visibility of the hard tissue 82 existing inside is formed. For example, it is assumed that a noise image is superimposed on an image representing the hard tissue 82 and the visibility of the hard tissue 82 is deteriorated.

図13には、本実施形態に係る処理によって形成された三次元弾性画像が示されている。三次元弾性画像86は、上記の式(7)に規定されている弾性画像用オパシティ関数を用いて、図12に示されている弾性ボリュームデータ80(ノイズ弾性フレームデータ74を含む弾性ボリュームデータ)に対してボリュームレンダリングを適用することにより形成された画像である。三次元弾性画像86の中心には、硬い組織像88が不透明に表されており、その硬い組織像88の周辺には、ノイズ像90が半透明に表されている。   FIG. 13 shows a three-dimensional elasticity image formed by the processing according to the present embodiment. The three-dimensional elasticity image 86 is obtained by using the elasticity image opacity function defined in the above equation (7), and the elasticity volume data 80 (elastic volume data including the noise elasticity frame data 74) shown in FIG. Is an image formed by applying volume rendering to the image. A hard tissue image 88 is opaquely displayed at the center of the three-dimensional elastic image 86, and a noise image 90 is translucently displayed around the hard tissue image 88.

例えばフレーム単位でノイズ処理が実行される場合、不透明度設定部34は、弾性画像用オパシティ関数から得られる不透明度に対して重み係数w=1.0を乗算して得られた値を、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルの不透明度として採用し、弾性画像用オパシティ関数から得られる不透明度に対して重み係数w=0.05を乗算して得られた値を、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの不透明度として採用する。そして、三次元弾性画像形成部38は、それらの不透明度を利用して弾性ボリュームデータ80に対してボリュームレンダリングを適用することにより、三次元弾性画像86を形成する。例えば、三次元弾性画像形成部38は、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルに対して、図5に示されている弾性画像用オパシティ関数60(標準のオパシティ関数)を適用し、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルに対して、図6に示されている弾性画像用オパシティ関数62(ノイズ用オパシティ関数)を適用する。三次元弾性画像形成部38は、これらのオパシティ関数を用いて弾性ボリュームデータ80に対してボリュームレンダリングを適用することにより、三次元弾性画像86を形成する。ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルに対する不透明度は低く抑えられるので、三次元弾性画像86において、ノイズ像90が半透明に表示されることになる。一方、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルには、標準のオパシティ関数が適用されるので、硬い組織は不透明に表示され、軟らかい組織は半透明に表示されることになる。このように、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルに対する不透明度を低く抑えることにより、三次元弾性画像86に対するノイズ弾性フレームデータの寄与度が小さくなり、内部に存在する硬い組織の視認性が向上した三次元弾性画像86を形成することが可能となる。   For example, when noise processing is performed on a frame basis, the opacity setting unit 34 uses a value obtained by multiplying the opacity obtained from the elasticity image opacity function by the weighting factor w = 1.0 as the noise. The value obtained by multiplying the opacity obtained from the opacity function for elastic image by the weight coefficient w = 0.05 is used as the opacity of the voxel not belonging to the elastic frame data, and belongs to the noise elastic frame data. Adopted as voxel opacity. Then, the three-dimensional elastic image forming unit 38 forms a three-dimensional elastic image 86 by applying volume rendering to the elastic volume data 80 using the opacity. For example, the three-dimensional elastic image forming unit 38 applies the elastic image opacity function 60 (standard opacity function) shown in FIG. 5 to the voxels not belonging to the noise elastic frame data, thereby generating the noise elastic frame data. The elasticity image opacity function 62 (noise opacity function) shown in FIG. 6 is applied to the voxels belonging to. The three-dimensional elastic image forming unit 38 forms a three-dimensional elastic image 86 by applying volume rendering to the elastic volume data 80 using these opacity functions. Since the opacity of the voxels belonging to the noise elastic frame data is suppressed to a low level, the noise image 90 is displayed semi-transparently in the three-dimensional elastic image 86. On the other hand, since a standard opacity function is applied to voxels that do not belong to the noise elasticity frame data, hard tissue is displayed opaquely and soft tissue is displayed translucently. Thus, by suppressing the opacity for the voxels belonging to the noise elastic frame data to a low level, the contribution of the noise elastic frame data to the three-dimensional elastic image 86 is reduced, and the third order in which the visibility of the hard tissue existing inside is improved. The original elastic image 86 can be formed.

また、ボクセル単位でノイズ処理が実行される場合、不透明度設定部34は、弾性画像用オパシティ関数から得られる不透明度に対して重み係数w=1.0を乗算して得られた値を、ノイズではないと判定されたボクセルの不透明度として採用し、弾性画像用オパシティ関数から得られる不透明度に対して重み係数w=0.05を乗算して得られた値を、ノイズであると判定されたボクセルの不透明度として採用する。そして、三次元弾性画像形成部38は、それらの不透明度を利用して弾性ボリュームデータ80に対してボリュームレンダリングを適用することにより、三次元弾性画像86を形成する。例えば、三次元弾性画像形成部38は、ノイズではないと判定されたボクセルに対して、図5に示されている弾性画像用オパシティ関数60(標準のオパシティ関数)を適用し、ノイズであると判定されたボクセルに対して、図6に示されている弾性画像用オパシティ関数62(ノイズ用オパシティ関数)を適用する。これにより、三次元弾性画像86が形成される。ノイズであると判定されたボクセルに対する不透明度は小さく抑えられるので、三次元弾性画像86において、ノイズ像90が半透明に表示されることになる。一方、ノイズではないと判定されたボクセルには、標準のオパシティ関数が適用されるので、硬い組織は不透明に表示され、軟らかい組織は半透明に表示されることになる。このように、ノイズであると判定されたボクセルに対する不透明度を低く抑えることにより、三次元弾性画像86に対するノイズボクセルの寄与度が小さくなり、内部に存在する硬い組織の視認性が向上した三次元弾性画像86を形成することが可能となる。   When noise processing is performed in units of voxels, the opacity setting unit 34 multiplies the opacity obtained from the elasticity image opacity function by a weight coefficient w = 1.0, Adopted as the opacity of the voxel determined not to be noise, and the value obtained by multiplying the opacity obtained from the elasticity image opacity function by the weighting factor w = 0.05 is determined to be noise. Adopted as the opacity of the processed voxels. Then, the three-dimensional elastic image forming unit 38 forms a three-dimensional elastic image 86 by applying volume rendering to the elastic volume data 80 using the opacity. For example, the three-dimensional elasticity image forming unit 38 applies the elasticity image opacity function 60 (standard opacity function) shown in FIG. 5 to the voxels determined not to be noise, and is considered to be noise. The elasticity image opacity function 62 (noise opacity function) shown in FIG. 6 is applied to the determined voxel. Thereby, a three-dimensional elastic image 86 is formed. Since the opacity with respect to the voxel determined to be noise is suppressed to a low level, the noise image 90 is displayed semi-transparently in the three-dimensional elastic image 86. On the other hand, since the standard opacity function is applied to voxels determined not to be noise, hard tissue is displayed opaquely and soft tissue is displayed translucently. Thus, by suppressing the opacity for the voxel determined to be noise, the contribution of the noise voxel to the three-dimensional elastic image 86 is reduced, and the visibility of the hard tissue existing inside is improved. The elastic image 86 can be formed.

以上のように、本実施形態によると、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルに対する不透明度、又は、ノイズであると判定されたボクセルに対する不透明度、を小さく設定することにより、ノイズ弾性フレームデータの寄与度又はノイズボクセルの寄与度を小さくすることが可能となる。これにより、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。また、ノイズ弾性フレームデータやノイズボクセルは除去されずに弾性ボリュームデータに含まれているので、データの欠損がない連続性のある自然な三次元弾性画像データを形成することが可能となる。つまり、ノイズ弾性フレームデータやノイズボクセルを除去した場合には、除去した部分のデータが欠損し、連続性のない不自然な三次元弾性画像データが形成されることになる。本実施形態では、ノイズ弾性フレームデータやノイズボクセルを除去せずに、それらの不透明度を小さく設定することにより、データの欠損を回避することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, by setting the opacity for the voxels belonging to the noise elastic frame data or the opacity for the voxels determined to be noise, the contribution of the noise elastic frame data is reduced. Or it becomes possible to make the contribution degree of a noise voxel small. This makes it possible to form three-dimensional elastic image data in which noise is not noticeable. In addition, since noise elastic frame data and noise voxels are included in the elastic volume data without being removed, it is possible to form continuous natural three-dimensional elastic image data without data loss. That is, when noise elastic frame data and noise voxels are removed, the removed data is lost, and unnatural three-dimensional elastic image data having no continuity is formed. In the present embodiment, it is possible to avoid data loss by setting the opacity of the noise elastic frame data and noise voxels to a small value without removing them.

(変形例1)
図14を参照して変形例1について説明する。図14には、弾性ボリュームデータの一部と、ボリュームレンダリングにおける視線と、が示されている。この弾性ボリュームデータには、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセル92と、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセル94と、が含まれている。通常、ボリュームレンダリングにおける視線96と弾性ボリュームデータに含まれるボクセルとが交差することは少ない。そのため、視線96上のサンプリング点98の弾性値を、近傍のボクセル群の弾性値を用いて補間によって求め、サンプリング点98の弾性値を用いてボリュームレンダリングを行う。
(Modification 1)
Modification 1 will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows a part of the elastic volume data and the line of sight in volume rendering. This elastic volume data includes voxels 92 that do not belong to the noise elastic frame data and voxels 94 that belong to the noise elastic frame data. Usually, the line of sight 96 in volume rendering and the voxels included in the elastic volume data rarely intersect. Therefore, the elasticity value of the sampling point 98 on the line of sight 96 is obtained by interpolation using the elasticity value of the neighboring voxel group, and volume rendering is performed using the elasticity value of the sampling point 98.

変形例1においては、不透明度設定部34は、サンプリング点98の補間元となるボクセル群に含まれる、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの割合に応じて、補間後のサンプリング点98に対する不透明度を決定する。一例として、サンプリング点98の周囲に存在する8個のボクセルの弾性値を用いて、サンプリング点98の弾性値を補間によって求めるものとする。例えば、8個のボクセルの中で4個のボクセルがノイズ弾性フレームデータに属するボクセルであると判定された場合、不透明度設定部34は、重み係数w=0.5として、上記の式(7)によってサンプリング点98に対する不透明度を決定する。例えば、図5に示されている弾性画像用オパシティ関数60が使用される。不透明度設定部34は、この弾性画像用オパシティ関数60から、サンプリング点98の弾性値に対応する不透明度を求め、その不透明度に対して重み係数w=0.5を乗算して得られた値を、サンプリング点98に対する不透明度として採用する。また、8個のボクセルの中で2個のボクセルがノイズ弾性フレームデータに属するボクセルであると判定された場合、不透明度設定部34は、重み係数w=0.75として、上記の式(7)によってサンプリング点98に対する不透明度を決定する。また、8個のボクセルの中で6個のボクセルがノイズ弾性フレームデータに属するボクセルであると判定された場合、不透明度設定部34は、重み係数w=0.25として、上記の式(7)によってサンプリング点98に対する不透明度を決定する。なお、上記の重み係数wの値は一例に過ぎず、これら以外の値が重み係数wとして用いられてもよい。もちろん、ユーザが重み係数wを決定してもよい。上記のように、各サンプリング点98の弾性値が補間によって求められ、各サンプリング点98に対する不透明度が決定されると、三次元弾性画像形成部38は、サンプリング点98を対象としてボリュームレンダリングを行う。これにより、三次元弾性画像データが形成される。ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの割合が多くなるほど不透明度が小さく設定されるので、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。   In the first modification, the opacity setting unit 34 sets the opacity for the sampling point 98 after the interpolation according to the ratio of the voxels belonging to the noise elastic frame data included in the voxel group that is the interpolation source of the sampling point 98. decide. As an example, the elasticity value of the sampling point 98 is obtained by interpolation using the elasticity values of eight voxels existing around the sampling point 98. For example, when it is determined that four of the eight voxels are voxels belonging to the noise elastic frame data, the opacity setting unit 34 sets the weight coefficient w = 0.5 and sets the above formula (7 ) To determine the opacity for the sampling point 98. For example, the elasticity image opacity function 60 shown in FIG. 5 is used. The opacity setting unit 34 obtains an opacity corresponding to the elasticity value of the sampling point 98 from the elasticity image opacity function 60, and is obtained by multiplying the opacity by a weight coefficient w = 0.5. The value is taken as the opacity for the sampling point 98. Also, when it is determined that two of the eight voxels are voxels belonging to the noise elastic frame data, the opacity setting unit 34 sets the weight coefficient w = 0.75 to the above formula (7 ) To determine the opacity for the sampling point 98. When it is determined that 6 of the 8 voxels are voxels belonging to the noise elastic frame data, the opacity setting unit 34 sets the weighting factor w = 0.25 to the above formula (7 ) To determine the opacity for the sampling point 98. Note that the value of the weighting factor w is merely an example, and other values may be used as the weighting factor w. Of course, the user may determine the weighting coefficient w. As described above, when the elasticity value of each sampling point 98 is obtained by interpolation and the opacity for each sampling point 98 is determined, the three-dimensional elasticity image forming unit 38 performs volume rendering for the sampling point 98 as a target. . Thereby, three-dimensional elasticity image data is formed. As the ratio of voxels belonging to the noise elastic frame data is increased, the opacity is set to be smaller, so that it is possible to form three-dimensional elastic image data in which noise is not noticeable.

別の例として、不透明度設定部34は、サンプリング点98の補間元となるボクセル群に含まれる、ノイズであると判定されたボクセルの割合に応じて、補間後のサンプリング点98に対する不透明度を決定してもよい。この場合も、上記の例と同様に、補間元のボクセル群に含まれるノイズボクセルの割合が多いほど、重み係数wが小さく設定され、これにより、不透明度が小さく設定される。その結果、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。   As another example, the opacity setting unit 34 sets the opacity for the sampling point 98 after interpolation according to the ratio of the voxels determined to be noise included in the voxel group that is the interpolation source of the sampling point 98. You may decide. Also in this case, as in the above example, the greater the ratio of noise voxels contained in the interpolation source voxel group, the smaller the weighting factor w is set, thereby setting the opacity smaller. As a result, it is possible to form three-dimensional elastic image data in which noise is not noticeable.

(変形例2)
変形例2では、ノイズ判定部36は、各弾性フレームデータにおいてノイズであると判定されたボクセルの割合に応じて、各弾性フレームデータについてノイズレベル(ノイズらしさ)を判定する。例えば、ノイズ判定部36は、ノイズレベルを5段階(レベル1〜5)に分けて、ノイズであると判定されたボクセルの割合が多い弾性フレームデータほど、高いノイズレベルを付与する。例えば、ノイズレベル5が、最もノイズらしい状態を示すレベルであるとする。不透明度設定部34は、ノイズレベルが「1」の場合に重み係数w=1.0を使用し、ノイズレベルが「2」の場合に重み係数w=0.5を使用し、ノイズレベルが「3」の場合に重み係数w=0.2を使用し、ノイズレベルが「4」の場合に重み係数w=0.1を使用し、ノイズレベルが「5」の場合に重み係数w=0.05を使用する。もちろん、これら以外の値が重み係数として使用されてもよい。また、ユーザが重み係数を決定してもよい。不透明度設定部34は、ノイズレベルに応じた重み係数wを、図5に示されている弾性画像用オパシティ関数60に乗算することにより、各弾性フレームデータに属する各ボクセルに対する不透明度を決定する。そして、三次元弾性画像形成部38は、各ボクセルに設定された不透明度を利用してボリュームレンダリングを実行することにより、三次元弾性画像データを形成する。ノイズレベルが高い弾性フレームデータに属するボクセルほど、重み係数wが小さく設定され、これにより、不透明度が小さく設定される。その結果、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。
(Modification 2)
In the second modification, the noise determination unit 36 determines the noise level (noise likelihood) for each elastic frame data according to the ratio of voxels determined to be noise in each elastic frame data. For example, the noise determination unit 36 divides the noise level into five levels (levels 1 to 5), and gives higher noise level to elastic frame data having a higher proportion of voxels determined to be noise. For example, it is assumed that the noise level 5 is a level indicating a state that seems to be the most noise. The opacity setting unit 34 uses the weighting factor w = 1.0 when the noise level is “1”, and uses the weighting factor w = 0.5 when the noise level is “2”. When “3”, the weighting factor w = 0.2 is used, when the noise level is “4”, the weighting factor w = 0.1 is used, and when the noise level is “5”, the weighting factor w = 0.05 is used. Of course, values other than these may be used as weighting factors. Further, the user may determine the weighting factor. The opacity setting unit 34 determines the opacity for each voxel belonging to each elastic frame data by multiplying the elastic image opacity function 60 shown in FIG. 5 by a weighting factor w corresponding to the noise level. . Then, the three-dimensional elastic image forming unit 38 forms three-dimensional elastic image data by executing volume rendering using the opacity set for each voxel. For voxels belonging to elastic frame data having a higher noise level, the weight coefficient w is set to be smaller, thereby setting the opacity to be smaller. As a result, it is possible to form three-dimensional elastic image data in which noise is not noticeable.

(変形例3)
図15を参照して変形例3について説明する。図15には、弾性フレームデータ48と弾性ボリュームデータ100の一部とが示されている。図2に示すように、プローブ10に含まれる1Dアレイ振動子を機械的にスイングさせた場合、取得される複数の弾性フレームデータ48は、図2及び図15に示すように、孤を描いて空間的に配置される。一方で、ボリュームレンダリングにおいては、データを直交座標系で表した方が、演算が簡便になる。従って、一般的には、座標変換処理を行うことにより、複数の弾性フレームデータ48から直交座標系で表される弾性ボリュームデータ100を形成する。このとき、弾性ボリュームデータ100における点(ボクセル)102の弾性値は、周囲に存在する複数の弾性フレームデータ48上の複数の点104の弾性値を用いて、補間処理によって求められる。本実施形態においても、弾性ボリュームデータ形成部32は、座標変換処理及び補間処理を実行することにより、弾性ボリュームデータ100を形成する。
(Modification 3)
Modification 3 will be described with reference to FIG. FIG. 15 shows the elastic frame data 48 and a part of the elastic volume data 100. As shown in FIG. 2, when the 1D array transducer included in the probe 10 is mechanically swung, the obtained plurality of elastic frame data 48 is drawn as shown in FIGS. 2 and 15. Spatial arrangement. On the other hand, in volume rendering, the calculation is simpler when the data is represented in an orthogonal coordinate system. Therefore, in general, by performing coordinate conversion processing, elastic volume data 100 represented by an orthogonal coordinate system is formed from a plurality of elastic frame data 48. At this time, the elasticity value of the point (voxel) 102 in the elasticity volume data 100 is obtained by interpolation processing using the elasticity values of the plurality of points 104 on the plurality of elasticity frame data 48 existing around. Also in this embodiment, the elastic volume data forming unit 32 forms the elastic volume data 100 by executing the coordinate conversion process and the interpolation process.

変形例3においては、不透明度設定部34は、重み係数ボリュームデータを形成する。この重み係数ボリュームデータは、三次元の重み係数テーブルに相当する。例えば、不透明度設定部34は、点(ボクセル)102の補間元の弾性フレームデータ48がノイズ弾性フレームデータに該当するか否かに応じて、当該点(ボクセル)102に対する重み係数wを決定する。   In the third modification, the opacity setting unit 34 forms weight coefficient volume data. This weight coefficient volume data corresponds to a three-dimensional weight coefficient table. For example, the opacity setting unit 34 determines the weighting coefficient w for the point (voxel) 102 depending on whether or not the elastic frame data 48 of the interpolation source of the point (voxel) 102 corresponds to the noise elastic frame data. .

具体的には、点(ボクセル)102の補間元の弾性フレームデータ48がノイズ弾性フレームデータに該当する場合、不透明度設定部34は、当該点(ボクセル)に対する重み係数wとして0.5を採用する。また、点(ボクセル)102の補間元の弾性フレームデータ48がノイズ弾性フレームデータに該当しない場合、不透明度設定部34は、当該点(ボクセル)102に対する重み係数として1.0を採用する。このようにして、不透明度設定部34は、弾性ボリュームデータ100に含まれる各点(ボクセル)102の重み係数wを決定する。これにより、重み係数wからなる重み係数ボリュームデータ(三次元重み係数テーブル)が作成される。   Specifically, when the elastic frame data 48 of the interpolation source of the point (voxel) 102 corresponds to the noise elastic frame data, the opacity setting unit 34 adopts 0.5 as the weighting coefficient w for the point (voxel). To do. When the elastic frame data 48 as the interpolation source of the point (voxel) 102 does not correspond to the noise elastic frame data, the opacity setting unit 34 adopts 1.0 as the weighting coefficient for the point (voxel) 102. In this way, the opacity setting unit 34 determines the weighting coefficient w of each point (voxel) 102 included in the elastic volume data 100. Thereby, weight coefficient volume data (three-dimensional weight coefficient table) including the weight coefficient w is created.

そして、不透明度設定部34は、上記の式(7)と重み係数ボリュームデータとに従って、各点(ボクセル)102に対する不透明度を決定する。不透明度設定部34は、例えば図5に示されている弾性画像用オパシティ関数60から、点(ボクセル)102の弾性値(補間によって求められた値)に対応する不透明度を求め、その不透明度に対して重み係数wを乗算して得られた値を、当該点(ボクセル)102に対する不透明度として採用する。各点(ボクセル)102に対する不透明度が決定されると、三次元弾性画像形成部38は、点(ボクセル)102を対象としてボリュームレンダリングを行う。これにより、三次元弾性画像データが形成される。補間元の弾性フレームデータがノイズ弾性フレームデータに該当する場合、重み係数wが小さく設定されて、不透明度が小さくなる。これにより、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。   Then, the opacity setting unit 34 determines the opacity for each point (voxel) 102 according to the equation (7) and the weight coefficient volume data. The opacity setting unit 34 obtains the opacity corresponding to the elasticity value (value obtained by interpolation) of the point (voxel) 102 from the elasticity image opacity function 60 shown in FIG. A value obtained by multiplying the weight coefficient w by is adopted as the opacity for the point (voxel) 102. When the opacity for each point (voxel) 102 is determined, the three-dimensional elastic image forming unit 38 performs volume rendering for the point (voxel) 102. Thereby, three-dimensional elasticity image data is formed. When the interpolation source elastic frame data corresponds to the noise elastic frame data, the weight coefficient w is set to be small and the opacity is reduced. This makes it possible to form three-dimensional elastic image data in which noise is not noticeable.

なお、変形例1,3を組み合わせてもよい。例えば、視線96上のサンプリング点98に対する重み係数wを、重み係数ボリュームデータにおける近傍8個のボクセルの重み係数wから補間によって求めてもよい。   Note that Modifications 1 and 3 may be combined. For example, the weighting factor w for the sampling point 98 on the line of sight 96 may be obtained by interpolation from the weighting factors w of eight neighboring voxels in the weighting factor volume data.

10 プローブ、12 送信部、14 受信部、18 断層画像形成部、20 輝度ボリュームデータ形成部、22,34 不透明度設定部、24 三次元輝度画像形成部、26 変位演算部、28 弾性情報演算部、30 二次元弾性画像形成部、32 弾性ボリュームデータ形成部、36 ノイズ判定部、38 三次元弾性画像形成部、40 表示処理部、42 表示部、44 制御部、46 入力部。   10 probe, 12 transmitting unit, 14 receiving unit, 18 tomographic image forming unit, 20 luminance volume data forming unit, 22, 34 opacity setting unit, 24 three-dimensional luminance image forming unit, 26 displacement calculating unit, 28 elasticity information calculating unit , 30 Two-dimensional elastic image forming unit, 32 Elastic volume data forming unit, 36 Noise determining unit, 38 Three-dimensional elastic image forming unit, 40 Display processing unit, 42 Display unit, 44 Control unit, 46 Input unit.

Claims (5)

被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により前記三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを取得する弾性ボリュームデータ取得手段と、
前記弾性ボリュームデータに対して複数のレイを設定し、レイ毎にレイに沿って前記弾性ボリュームデータに基づく弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算を順次実行することにより、各レイに対応する画素値を演算し、これにより三次元弾性画像を形成する三次元弾性画像形成手段と、
前記各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて前記不透明度を設定する不透明度設定手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
Elastic volume data acquisition means for acquiring elastic volume data representing an elastic value distribution in the three-dimensional space by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space in the subject;
A plurality of rays are set for the elastic volume data, and an output light amount calculation using an elastic value and opacity based on the elastic volume data is sequentially executed for each ray, thereby corresponding to each ray. 3D elastic image forming means for calculating a pixel value and thereby forming a 3D elastic image;
In each output light amount calculation, an opacity setting means for setting the opacity according to the elasticity value used in the output light amount calculation and the noise possibility of the elasticity value;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記不透明度設定手段は、ノイズ可能性のある弾性値に対する不透明度を、ノイズ可能性のない弾性値に対する不透明度よりも小さくする、
ことを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
The opacity setting means makes the opacity for an elastic value with a possibility of noise smaller than the opacity with respect to an elastic value without a possibility of noise.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項2に記載の超音波診断装置において、
前記不透明度設定手段は、ノイズ可能性のない弾性値については、弾性値と不透明度との関係を規定する不透明度関数から求められる値に対して標準の重み係数を乗算することにより不透明度を求め、ノイズ可能性のある弾性値については、前記不透明度関数から求められる値に対して前記標準の重み係数よりも小さい重み係数を乗算することにより不透明度を求める、
ことを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The opacity setting means sets the opacity by multiplying a value obtained from an opacity function that defines the relationship between the elasticity value and the opacity by a standard weighting factor for the elasticity value having no possibility of noise. For the elastic value having a possibility of noise, the opacity is obtained by multiplying the value obtained from the opacity function by a weighting factor smaller than the standard weighting factor.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記弾性ボリュームデータ取得手段は、被検体に対する超音波の送受波により複数の弾性フレームデータを取得し、前記複数の弾性フレームデータに基づいて前記弾性ボリュームデータを形成し、
弾性値のノイズ可能性は、当該弾性値が、前記複数の弾性フレームデータの中のノイズを含むノイズ弾性フレームデータに属するか否かによって判断される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The elastic volume data acquisition means acquires a plurality of elastic frame data by transmitting and receiving ultrasonic waves to a subject, and forms the elastic volume data based on the plurality of elastic frame data,
The noise possibility of the elasticity value is determined by whether or not the elasticity value belongs to noise elasticity frame data including noise in the plurality of elasticity frame data.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
コンピュータを、
被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により形成された、前記三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを取得する弾性ボリュームデータ取得手段と、
前記弾性ボリュームデータに対して複数のレイを設定し、レイ毎にレイに沿って前記弾性ボリュームデータに基づく弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算を順次実行することにより、各レイに対応する画素値を演算し、これにより三次元弾性画像を形成する三次元弾性画像形成手段と、
前記各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて前記不透明度を設定する不透明度設定手段と、
として機能させることを特徴とするプログラム。
Computer
Elastic volume data acquisition means for acquiring elastic volume data representing an elastic value distribution in the three-dimensional space formed by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space in the subject;
A plurality of rays are set for the elastic volume data, and an output light amount calculation using an elastic value and opacity based on the elastic volume data is sequentially executed for each ray, thereby corresponding to each ray. 3D elastic image forming means for calculating a pixel value and thereby forming a 3D elastic image;
In each output light amount calculation, an opacity setting means for setting the opacity according to the elasticity value used in the output light amount calculation and the noise possibility of the elasticity value;
A program characterized by functioning as
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012029458A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 株式会社 日立メディコ Three-dimensional elastic image generation method and ultrasonic diagnosis device
JP2012055531A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image display method
JP2012213545A (en) * 2011-04-01 2012-11-08 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2013111102A (en) * 2011-11-25 2013-06-10 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012029458A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 株式会社 日立メディコ Three-dimensional elastic image generation method and ultrasonic diagnosis device
JP2012055531A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image display method
JP2012213545A (en) * 2011-04-01 2012-11-08 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2013111102A (en) * 2011-11-25 2013-06-10 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus

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