JP6222847B2 - 超音波診断装置及び超音波三次元画像作成方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、超音波の輝度ボリュームデータから三次元投影像を生成する超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、被検体内部から生体組織の構造に応じた超音波の反射エコー信号を受信し、例えば、超音波断層像（Ｂモード像）などの断層画像を構成して診断用に表示する。

三次元超音波データを収集する場合には、探触子を自動もしくは手動で短軸方向に走査することにより得られた三次元データに対し、座標変換を行った後に視線方向に超音波画像データを再構成し、三次元画像を作成することで対象物の表面を観察する技術が一般的となっている。

また、現在では、これらの信号処理を実時間で実施し、動く三次元画像を表示するリアルタイム３Ｄ又は４Ｄと呼ばれる技術が一般的となっている。

これらの三次元画像は、表面形状の描出能力に優れ、従来、１断面を表示する超音波断層像からでは診断の難しかった皮膚上の裂溝（口唇・口蓋裂など）の疾患の診断には有効である。

しかしながら、超音波の画像は、スペックルノイズなど超音波特有のアーチファクトが多いため、平滑化処理などにより画質を向上させているが、平滑化処理により境界が連続的になり、皮膚上の裂溝が連続的に表示されてしまうという逆効果もある。

この問題を解決する方法としては、三次元画像表示が可能な画像処理装置において、検査対象物の構造把握と表面形状の抽出を両立させ、良好な画質の合成３次元画像を得ることができる画像処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１３００７１号公報

しかしながら、従来の超音波診断装置（画像処理装置）では、検査対象物の構造把握と表面形状の抽出を両立させることにより、良好な画質を得ることができるが、光学写真のように、ボリュームレンダリング法において光源を設定し、陰影などにより、リアリティを向上させた画像を得ることはできなかった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、組織中における光の挙動（漏出、吸収、散乱、反射など）を表現することにより、組織背部の陰影や皮膚の裂溝に生じる局所的な陰影を再現し、光の漏出や吸収などによる陰影効果を表現した三次元画像を作成する超音波診断装置を提供することを目的とする。

本発明の超音波診断装置は、輝度ボリュームデータに基づいて対象物の三次元画像を表示する超音波診断装置であって、三次元空間に設定される光源の特性を表す光源データを設定する光源情報設定部と、前記光源に対する前記輝度ボリュームデータの光学特性を表す重み係数を設定する光学特性設定部と、前記光源データ及び前記重み係数に基づいて、前記輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の照度を算出し、算出された前記照度に基づいて照度ボリュームデータを作成する照度演算部と、前記輝度ボリュームデータ及び前記照度ボリュームデータから前記三次元画像を作成する投影処理部とを備え、前記光学特性設定部は、前記輝度ボリュームデータの輝度と前記対象物の表面からの距離とに応じて前記重み係数を設定する。

この構成によれば、光の漏出や吸収などによる陰影効果を表現した三次元画像を作成する超音波診断装置を提供することができる。

本発明は、光学データ及び重み係数に基づいて、輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の照度を算出し、算出された照度に基づいて照度ボリュームデータを作成することにより、光の漏出や吸収などによる陰影効果を表現した三次元画像を作成することができる。

本実施の形態に係る超音波診断装置の一例を示したブロック図である。 三次元画像処理部の一例を示したブロック図である。 輝度ボリュームデータと光源の位置関係とを模式的に表した概念図である。 照度演算部の構成の一例を示したブロック図である。 重み係数を規定する二次元重み係数テーブルの一例を示した図である。 本実施の形態による三次元画像の特徴について説明した図である。 本実施の形態における表示例を示した図である。 本実施の形態の変形例に関する三次元画像処理部を示したブロック図である。 本実施の形態の変形例による照度演算の概念図を表した図である。 照度補正部の構成の一例を示したブロック図である。 本実施の形態の他の変形例に関する二次元畳み込み処理部を示したブロック図である。 表示部がカラーマップを表示することを示した図である。 カラーマップの選択方法の例を示した図である。 カラーマップの選択方法の他の例を示した図である。

以下、本発明の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る超音波診断装置の一例を示したブロック図である。図１に示すように、超音波診断装置０００１は、制御部０００３、操作部０００４、送信部０００５、受信部０００６、送受信制御部０００７、整相加算部０００８、表示部０００９、断層情報演算部００１１、三次元データ記憶部００１２、任意断面画像作成部００１３、三次元座標変換部００１４、ボリュームデータ記憶部００１５、三次元画像処理部００１６、画像合成部００１７、投影処理部００１８、及び勾配演算部００１９を備え、輝度ボリュームデータに基づいて対象物の三次元画像を表示する。また、超音波診断装置０００１には、超音波探触子０００２が接続されている。

超音波探触子０００２は、被検体００１０に当接させて用いられる。超音波探触子０００２は、複数の振動子を配設して形成されており、被検体００１０に振動子を介して超音波を送受信する機能を有している。超音波探触子０００２は、矩形又は扇形をなす複数の振動子からなり、複数の振動子の配列方向と直交する方向に振動子を機械的に振り、あるいは手動で移動させ、超音波を三次元に送受信することができる。超音波探触子０００２は、複数の振動子が二次元配列され、超音波の送受信を電子的に制御することができるものでもよい。

制御部０００３は、超音波診断装置０００１及び超音波探触子０００２の各構成要素を制御する。操作部０００４は、制御部０００３に各種入力を行なう。操作部０００４は、キーボードやトラックボールなどを備えている。

送信部０００５は、超音波探触子０００２を介して被検体００１０に一定の時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信させる。送信部０００５は、超音波探触子０００２の振動子を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成する。送信部０００５は、送信される超音波の収束点をある深さに設定する機能を有している。受信部０００６は、被検体００１０から反射した反射エコー信号を受信する。受信部０００６は、超音波探触子０００２で受信された反射エコー信号について所定のゲインで増幅してＲＦ信号すなわち受信信号を生成するものである。送受信制御部０００７は、送信部０００５と受信部０００６を制御する。

整相加算部０００８は、受信部０００６で受信された反射エコーを整相加算する。整相加算部０００８は、受信部０００６で増幅されたＲＦ信号の位相を制御し、１点又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成してＲＦ信号フレームデータ（ＲＡＷデータに相当）を生成する。断層情報演算部００１１は、整相加算部０００８で生成されたＲＦ信号フレームデータに基づいて断層画像を構成する。三次元データ記憶部００１２は、断層情報演算部００１１で構成された断層画像を複数記憶する。

任意断面画像作成部００１３は、断層画像の取得形状に基づいて任意断面画像を作成する。三次元座標変換部００１４は、断層画像の取得形状に基づいて三次元座標変換を行ない、輝度ボリュームデータを生成し、ボリュームデータ記憶部００１５に格納する。三次元画像処理部００１６は、ボリュームデータ記憶部００１５に格納された輝度ボリュームデータを用いて照度ボリュームデータを作成する。

勾配演算部００１９は、ボリュームデータ記憶部００１５に格納された輝度ボリュームデータを用いて勾配ボリュームデータを作成する。投影処理部００１８は、照度ボリュームデータと輝度ボリュームデータと、勾配ボリュームデータとを用いてレンダリング処理を行い、三次元画像を生成する。また、投影処理部００１８は、輝度ボリュームデータ及び照度ボリュームデータから三次元画像を作成してもよい。画像合成部００１７は、投影処理部００１８で生成された三次元画像と、任意断面画像作成部００１３で作成された任意断面画像を合成する。表示部０００９は、画像合成部００１７で作成された表示画像を表示する。

次に、三次元データの処理について説明する。超音波探触子０００２は、超音波の送受信と同時に、二次元的に送受信方向を切り替えながら、例えばθ、φの２つの軸に沿って計測することができる。断層情報演算部００１１は、制御部０００３における設定条件に基づいて、整相加算部０００８から出力されるＲＦ信号フレームデータを入力して、ゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、平滑化処理等の信号処理を行ない、二次元断層データを構成する。

三次元データ記憶部００１２は断層情報演算部００１１の出力データである二次元断層データを、取得位置に相当する送受信方向に基づいて、複数記憶する機能を有する。例えば、深さ方向にサンプリングを行った時系列の超音波データを、θ方向に送受信を行った計測結果から作成された二次元断層画像を、θ方向に直交するφ方向に駆動して複数枚取得し、φに関連付けられた複数の二次元断層データを三次元断層データとして記憶している。

三次元座標変換部００１４は、三次元データ記憶部００１２に記憶された三次元断層データを用い、取得位置（深さ、θ、φ）に基づいて空間上の座標に三次元座標変換を行ない、輝度ボリュームデータを生成し、ボリュームデータ記憶部００１５に格納する。

任意断面画像作成部００１３は、三次元データ記憶部００１２に記憶された三次元断層データを用い、取得位置（深さ、θ、φ）に基づいて、制御部０００３及び操作部０００４により設定された三次元空間上の任意の平面における任意断面画像を作成する。

三次元画像処理部００１６は、ボリュームデータ記憶部００１５に格納された輝度ボリュームデータに基づいて、照度ボリュームデータを作成する。勾配演算部００１９は、ボリュームデータ記憶部００１５に格納された輝度ボリュームデータに基づいて、各ボクセル座標おける視線方向の勾配が算定されたボリュームデータを作成する。

次に、三次元画像処理部００１６の処理について説明する。三次元画像処理部００１６は、本実施の形態にかかる超音波診断装置０００１に特徴的な処理部であり、ボリュームデータ記憶部００１５に記憶された輝度ボリュームデータを用い、制御部０００３及び操作部０００４により設定された三次元空間上の光源に基づいて照度ボリュームデータを作成する。

図２は、三次元画像処理部００１６の一例を示したブロック図である。図２に示すように、三次元画像処理部００１６は、光源情報設定部００２１、光学特性設定部００２２、及び照度演算部００２３を備える。本実施の形態に係る超音波診断装置輝度０００１は、輝度ボリュームデータに基づいて対象物の三次元画像を表示する超音波診断装置０００１であって、三次元空間に設定される光源の特性を表す光源データを設定する光源情報設定部００２１と、前記光源に対する前記輝度ボリュームデータの光学特性を表す重み係数を設定する光学特性設定部００２２と、前記光学データ及び前記重み係数に基づいて、前記輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の照度を算出し、算出された前記照度に基づいて照度ボリュームデータを作成する照度演算部００２３と、前記輝度ボリュームデータ及び前記照度ボリュームデータから前記三次元画像を作成する投影処理部００１８とを備える。また、本実施の形態に係る超音波三次元画像作成方法は、輝度ボリュームデータに基づいて対象物の三次元画像を表示する超音波三次元画像作成方法であって、三次元空間に設定される光源の特性を表す光源データを設定し、前記光源に対する前記輝度ボリュームデータの光学特性を表す重み係数を設定し、前記光学データ及び前記重み係数に基づいて、前記輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の照度を算出し、算出された前記照度に基づいて照度ボリュームデータを作成し、前記輝度ボリュームデータ及び前記照度ボリュームデータから前記三次元画像を作成する。

光源情報設定部００２１は、三次元画像の三次元空間に設定される光源の特性を表す光源データを設定（生成）する。例えば、光源情報設定部００２１は、光源の強さを表す光源データを設定する。光源情報設定部００２１は、光源の強さ、三次元空間上の光源の位置、光源の方向、光源の色調、及び光源の形状のうち少なくとも１つを調整して光源データを設定することもできる。光学特性設定部００２２は、制御部０００３及び操作部０００４により設定される輝度ボリュームデータの光学特性を設定する。光学特性設定部００２２は、光源に対する輝度ボリュームデータの光学特性を表す重み係数を設定する。照度演算部００２３は、光源情報設定部００２１で設定された光源データと光学特性設定部００２２で設定された光学特性とに基づいて、輝度ボリュームデータ上に配置される照度を算出し、照度ボリュームデータを作成する。つまり、照度演算部００２３は、光学データ及び重み係数に基づいて、輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の照度を算出し、算出された照度に基づいて照度ボリュームデータを作成する。

次に、光源情報設定部００２１で設定される光源情報、光学特性設定部００２２で設定される光学特性、照度演算部００２３における照度ボリュームデータの作成方法について説明する。

図３は、輝度ボリュームデータと光源の位置関係とを模式的に表した概念図である。図３に示すように、制御部０００３及び操作部０００４により、ボリュームデータ記憶部００１５における輝度ボリュームデータ０３０１に対し、光源方向０３０３に光源（平行光源）０３０２が設定される。三次元空間上の光源０３０２の位置、光源方向０３０３、及び光源データは、光源情報設定部００２１により生成される。

面０３０４は、輝度ボリュームデータ０３０１が最初に光源方向０３０３の直交面に交差する（接する）面の位置であり、照度演算開始位置を示す。面０３０５は、輝度ボリュームデータ０３０１が最後に光源方向０３０３の直交面に交差する（接する）面の位置であり、照度演算終了位置を示す。

照度演算部００２３は、光源方向０３０３に沿って直交する面（光源方向０３０３の直交面）に対して照度演算を行う。図３では、照度演算部００２３は、面０３０４から面０３０５の範囲において照度演算を行い、例えば、光源方向０３０３に位置するサンプル０３０６の照度演算において、面０３０７について照度演算を行う。

次に、照度演算部００２３の構成の一例について、図４を用いて説明する。図４に示すように、照度演算部００２３は、照度ボリュームデータ記憶部０４０１、光源データ保持部０４０２、二次元畳み込み処理部０４０３、及び重み付き加算部０４０４を備える。照度演算部００２３は、前記光源データに対して二次元畳み込み積分を行うことにより、二次元畳み込み積分データを生成する二次元畳み込み処理部０４０３と、前記光源データ及び前記二次元畳み込み積分データに対して、前記重み係数に基づいて重み付き加算を行うことにより、前記照度ボリュームデータを作成する重み付き加算部０４０４とを備える。

照度演算部００２３は、前記光源データの初期値と前記重み付き加算部による前記重み付き加算の結果とを、入力光源データとして保持する光源データ保持部０４０２を備え、前記輝度ボリュームデータにおける照度演算開始位置から照度演算終了位置までボクセル輝度を切り替えながら、前記入力光源データに対して二次元畳み込み積分を行うことにより、二次元畳み込み積分データを生成し、前記入力光源データ及び前記二次元畳み込み積分データに対して、前記重み係数に基づいて重み付き加算を行うことにより、前記照度ボリュームデータを作成する。

光源データ保持部０４０２は、光源情報設定部００２１により生成された光源データを入力し、初期値として保持する。光源データ保持部０４０２により保持されている光源データを、以下、「入力光源データ」と記載する。二次元畳み込み処理部０４０３は、入力光源データ（光源データ）に対して二次元畳み込み積分を行うことにより、二次元畳み込み積分データを生成する。二次元畳み込み積分処理は、二次元平面上での畳み込み積分を示し、入力光源データ（光源データ）と、散乱の特性を表す畳み込みカーネルとの二次元畳み込み積分処理であり、例えば、面０３０７に対して実施される。また、畳み込みカーネルは、二次元の行列で構成され、制御部より設定される。

重み付き加算部０４０４は、二次元畳み込み処理部０４０３の出力結果である二次元畳み込み積分データを入力し、光源データ保持部０４０２により保持されている入力光源データを入力する。重み付き加算部０４０４は、入力光源データ（光源データ）及び二次元畳み込み積分データに対して、重み係数に基づいて重み付き加算を行うことにより、照度ボリュームデータを作成する。重み付き加算部０４０４が用いる重み係数は、光源に対する輝度ボリュームデータの光学特性として、光学特性設定部００２２により設定される。重み付き加算部０４０４が作成する重み付き加算結果を、以下、「出力照度データ」と記載する。

出力照度データは、照度ボリュームデータ記憶部０４０１のボクセル座標に応じた位置に格納される。また、出力照度データは、光源データ保持部０４０２に入力され、入力光源データとして格納（保持）される。つまり、光源データ保持部０４０２は、光源データの初期値と重み付き加算部０４０４による重み付き加算の結果とを、入力光源データとして保持する。

ここで、初期値の入力光源データは、光源情報設定部００２１において設定された光源データであり、照度演算部００２３が照度演算を開始する前に、光源データ保持部０４０２に入力されて設定（保持）される。

照度演算部００２３（二次元畳み込み処理部０４０３及び重み付き加算部０４０４）は、輝度ボリュームデータにおける照度演算開始位置（面０３０４）から照度演算終了位置（面０３０５）までボクセル輝度を切り替えながら、入力光源データに対して二次元畳み込み積分を行うことにより、二次元畳み込み積分データを生成し、入力光源データ及び二次元畳み込み積分データに対して、重み係数に基づいて重み付き加算を行うことにより、照度ボリュームデータを作成する。

次に、重み付き加算部０４０４で用いられる重み係数の設定方法について、図５を用いて説明する。図５に示すように、二次元重み係数テーブル０５０１は、制御部０００３によって設定される重み係数を備えており、輝度ボリュームデータの輝度と体表（又は、組織表面）からの距離との２つを指標として、二次元的に格納された重み係数を参照するための二次元テーブルである。つまり、重み係数は、輝度ボリュームデータの輝度と対象物の表面からの距離とを指標とする二次元重み係数テーブル０５０１により規定される。この場合、光学特性設定部００２２が、輝度ボリュームデータの輝度と対象物の表面からの距離とに応じて重み係数を設定する。

本実施形態における光学特性は、組織の光学的な特性に基づき、光の挙動（振る舞い）を再現するように設定された重み係数により規定され、光学特性設定部００２２により設定される。光学特性設定部００２２は、輝度ボリュームデータの光学特性として、重み係数を備える二次元重み係数テーブル０５０１を設定する。

図５に示すように、輝度ボリュームデータの輝度と体表（又は、組織表面）からの距離との２つの指標に基づいて、二次元重み係数テーブル０５０１から参照される重み係数がａとｂの２つである場合について説明する。入力光源データに対して加味される重み係数がａであり、二次元畳み込み積分データに対して加味される重み係数がｂである場合、ａとｂの大きさを調整することにより、光の挙動（散乱の程度など）を簡便に設定することができる。

また、重み係数ａとｂと、光源データと二次元畳み込み積分データとの加重和が、照度ボリュームデータ記憶部０４０１に出力される。重み係数ａとｂの合計値を大きく設定することにより、増強された照度を設定することが可能となり、重み係数ａとｂの合計値を小さく設定することにより、減弱された照度を設定することが可能となる。

本実施の形態では、二次元重み係数テーブル０５０１は、輝度及び体表（又は、組織表面）からの距離を、２つの参照指標として備える。超音波データの場合、組織の音響インピーダンスを反映する輝度が、生体組織の特性を反映する有用な情報となり得る。超音波データにおける輝度は、放射した超音波が散乱体から反射して得られた反射波の振幅を反映しており、超音波が深部に伝搬するに伴って減衰するのが普通である。したがって、超音波データでは輝度のみでは組織を分類することは難しい。そこで、対象物の体表（又は、組織表面）からの距離を指標として加えることにより、超音波データにおいて組織の分類を可能としている。

例えば、対象物が胎児であって、羊水を介して胎児の腕に到達する超音波を考えた場合、腕の骨体部（硬組織）から反射している超音波の輝度は高いことが良く知られている。しかし、腕の表面に到達した瞬間の輝度は、腕の表面が軟組織であるにもかかわらず、減衰が起こっていないために、骨体部と同じく輝度が高いことが良く知られている。このように、輝度だけを指標とした場合、軟組織と骨体部（硬組織）とを区別することは困難である。そこで、対象物の体表からの距離を指標として加える。骨体部は、胎児の組織の内部に存在するため、体表（又は、組織表面）からの距離と輝度の両方を用いて、組織の特性を設定することで、組織の判別が可能となる。

体表（又は、組織表面）からの距離は、例えば、あるボクセルの輝度が、予め設定された閾値よりも高い場合は、組織中に該当すると判定され、体表（又は、組織表面）からの距離の値は１ボクセル分の距離が加算される。一方、あるボクセルの輝度が、予め設定された閾値よりも低い場合は、組織中に該当しないと判定され、そのボクセルにおける体表（又は、組織表面）からの距離の値は初期化される。

体表（又は、組織表面）からの距離を重み係数の指標として用いることにより、胎児の腕のように組織表面に高輝度の軟組織が存在し、組織表面から深い位置に軟組織と同程度の輝度の骨体部が存在する場合、同程度の輝度であっても、体表（又は、組織表面）からの距離に応じて、異なる重み係数を設定することで、組織により異なる光学的効果を付与できる。つまり、体表（又は、組織表面）からの距離に応じて、軟組織と骨体部（硬組織）とを区別して異なる重み係数を設定することにより、組織中における光の挙動（漏出、吸収、散乱、反射など）を、軟組織と骨体部（硬組織）とを区別して表現することができ、ボリュームレンダリング法において、リアリティを向上させた画像を得ることができる。組織の特性に応じて特徴的な重み係数を用いることで、超音波データのように輝度値のみから組織の特性（又は、種類）を特定することが難しい場合でも、適切な光学的な効果を付与することが可能となる。

このように、複雑な演算を行わずに、組織の特性を反映した二次元重み係数テーブルを設定して、二次元重み係数テーブルに基づいて、光の挙動（散乱の程度など）を調整することにより、組織中における光学的効果を簡便且つ任意に付与することが可能となり、組織の特性（例えば、組織の硬軟）に応じてリアリティを向上させた三次元画像を作成することができる。

照度演算部００２３は、照度演算開始位置（面０３０４）から照度演算終了位置（面０３０５）まで、重み付き加算部０４０４で参照されるボクセル輝度を切り替えながら、上記の照度演算処理を繰り返し行う。

照度演算部００２３は、照度演算終了位置まで演算を行った後、輝度ボリュームデータ上に配置される照度が演算された照度ボリュームデータを作成し、照度ボリュームデータ記憶部０４０１に記憶する。

光の挙動特性は、自然法則に従って、光源の波長により異なる。よって、自然法則に則り、リアリティをより向上させる場合、照度演算は光源の波長ごとに行われる。この場合、重み係数は光源の波長ごとに異なる。

光源情報設定部００２１は、光源の複数の波長に応じた光源データを設定する。光学特性設定部００２２は、複数の波長ごとに重み係数を設定する。

照度演算部００２３は、光源０３０２の複数の波長ごとに、照度演算を行い、照度ボリュームデータを作成する。例えば、光源０３０２が可視光線の７色である場合、照度演算部００２３は、重み係数（又は、二次元重み係数テーブル）を７種類設定し、照度ボリュームデータを７種類生成する。また、光源０３０２が加色混合の三原色である場合、照度演算部００２３は、Ｒ要素、Ｇ要素、Ｂ要素の波長に相当する３種類の重み係数（又は、二次元重み係数テーブル）を設定し、照度ボリュームデータを３種類生成する。つまり、光源情報設定部００２１は、前記光源の複数の波長に応じた前記光源データを設定し、光学特性設定部００２２は、前記複数の波長ごとに前記重み係数を設定し、照度演算部００２３は、前記複数の波長ごとに前記照度ボリュームデータを作成する。

本実施の形態では、光源０３０２が加色混合の三原色であり、３種類の重み係数（又は、二次元重み係数テーブル）が設定され、３種類の照度ボリュームデータが生成される場合について説明する。光源０３０２の波長ごとに、光源データの初期値が設定される。つまり、有効な波長の数と同数の光源データの初期値が、光源情報設定部００２１によりそれぞれ設定される。したがって、本実施の形態では、Ｒ要素、Ｇ要素、Ｂ要素の波長に相当する３種類の光源データが設定され、それぞれ独立した入力光源データとして、光源データ保持部０４０２により保持される。また、３種類の光源データの初期値は、操作者が操作部０００４を介して選択した初期値でもよいし、画像を使用して設定された初期値でもよい。

照度演算部００２３は、３種類の光源データと３種類の光学特性（重み係数又は二次元重み係数テーブル）とに基づいて、輝度ボリュームデータ上に配置される照度を算定し、３種類の照度ボリュームデータを作成する。

投影処理部００１８は、照度ボリュームデータの照度と、輝度ボリュームデータの輝度により参照される不透明度とに基づいて、三次元画像を作成する。光源０３０２が三原色である場合、投影処理部００１８は、照度演算部００２３により作成された３種類の照度ボリュームデータと、ボリュームデータ記憶部００１５に格納された輝度ボリュームデータとから三次元画像を作成する。投影処理部００１８における投影処理は、下記の式（１）〜（３）に示すように、波長ごと（Ｒ要素、Ｇ要素、Ｂ要素）の照度ボリュームデータL_r[k]，L_g[k]，L_b[k]における照度（ボクセル値）、輝度ボリュームデータの輝度（ボクセル値）C、輝度Cにより参照される不透明度テーブルα、及び勾配ボリュームデータS[k]に基づいて、三次元画像が生成される。つまり、波長ごとの照度ボリュームデータL_r[k]、L_g[k]、L_b[k]におけるボクセル値を、輝度ボリュームデータの輝度Cにより参照される不透明度テーブルαにより求められる不透明度項と、勾配ボリュームデータS[k]の値を乗じ、視線方向に累算することにより、三次元画像が生成される。式中の“k”は、視線方向のボクセル座標を表す。視線方向は、操作部０００４により、制御部０００３を介して超音波画像を観察する方向として設定される。

ＯＵＴ＿Ｒ［Ｋ］＝Σ^{ｋ＝０：Ｋ}（（Ｌ＿ｒ［ｋ］・Ｓ［ｋ］）・α［Ｃ［ｋ］］・Π^{ｍ＝０：ｋ−１}（１−α［Ｃ［ｍ］］））・・・（１）
ＯＵＴ＿Ｇ［Ｋ］＝Σ^{ｋ＝０：Ｋ}（（Ｌ＿ｇ［ｋ］・Ｓ［ｋ］）・α［Ｃ［ｋ］］・Π^{ｍ＝０：ｋ−１}（１−α［Ｃ［ｍ］］））・・・（２）
ＯＵＴ＿Ｂ［Ｋ］＝Σ^{ｋ＝０：Ｋ}（（Ｌ＿ｂ［ｋ］・Ｓ［ｋ］）・α［Ｃ［ｋ］］・Π^{ｍ＝０：ｋ−１}（１−α［Ｃ［ｍ］］））・・・（３）

三次元画像処理部００１６により作成された三次元画像は、画像合成部００１７で任意の断面画像と同一画面上に配置され、表示部０００９で表示される。

なお、本実施の形態では、超音波診断装置０００１は、勾配演算部００１９を備えるが、勾配演算部００１９を除くことも可能である。この場合、式（１）〜（３）における勾配ボリュームデータS[k]の項は、式（１）〜（３）から除かれることにより（又は、“１．０”として扱われることにより）、作成される三次元画像に寄与しない。

次に本実施の形態による三次元画像の特徴について図６を用いて説明する。図６の三次元画像０６０１は、本実施の形態の手法により構成された三次元画像であり、三次元画像０６０２は、Levoyの手法に代表される一般的なボリュームレンダリング手法によって構成された三次元画像である。図６に示すように、従来の三次元画像０６０２が、胎児の顔の輪郭に沿って暗く細い陰影０６０４を持つ。一方、本実施の形態の三次元画像０６０１は、顔の輪郭に対し、陰影０６０３を強調して輪郭を浮き上がらせることで、境界を明瞭にしている。また、従来の三次元画像０６０２では、胎児の内眼角が細い輪郭線０６０６により表されている。一方、本実施の形態の三次元画像０６０１では、胎児の内眼角が深い陰影０６０５により強調されて表示され、境界が明瞭になっている。このように、陰影を強調することで境界を明瞭にし、ボリュームレンダリング法において、リアリティを向上させた自然な画像を得ることができる。

図７は、本実施の形態における表示例を示した図である。図７に示すように、各平面が互いに直交する三断面０７０１，０７０２，０７０３と三次元画像０７０４とが同時に表示される。このように、三次元画像処理部００１６により作成された三次元画像は、画像合成部００１７で直交三断面（又は、任意の断面画像）０７０１，０７０２，０７０３と同一画面上に配置され、表示部０００９で表示される。各断面を参照しながら、三次元画像により表面を観察することで、検査精度と効率を向上させることができる。

なお、図７の表示形式だけでなく、従来の三次元画像０６０２と本実施の形態の三次元画像０６０１との重畳画像を表示することも可能である。また、複数の光源情報（光源データ）、複数の視線情報、及び複数の位置における三次元画像を同時に表示することも可能である。

以上、本実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

図８は、本実施の形態の変形例について示したブロック図である。図９は、本実施の形態の変形例による照度演算の概念図を表した図である。図８に示すように、超音波診断装置０００１は、照度演算部００２３の後段に、照度補正部００８０、補正光学特性設定部００８１、及び補正光源情報設定部００８２を備えてもよい。本実施の形態に係る超音波診断装置０００１は、前記三次元空間における視線方向の逆方向を補正光源方向として設定し、補正光源方向に光を照射する補正光源の特性を表す補正光源データを設定する補正光源情報設定部００８２と、前記補正光源に対する前記輝度ボリュームデータの光学特性を表す重み係数を設定する補正光学特性設定部００８１と、前記補正光源データ及び前記重み係数に基づいて、前記輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の照度を算出し、算出された前記補正照度に基づいて補正照度ボリュームデータを作成する照度補正部００８０とを備え、投影処理部００１８は、前記輝度ボリュームデータ及び前記補正照度ボリュームデータから前記三次元画像を作成する。

照度演算部００２３による照度ボリュームデータは、光源０３０２の近位から遠位の方向に光の強度の配置を算定する。一方、図８及び図９に示す変形例によれば、観察者の視点０９００から観察される照度は、観察者の視線方向０９０１の遠位から近位の方向に光が伝搬した結果の照度を加味することができる。

補正光源情報設定部００８２は、視点０９００の反対側に補正光源を設定し、視線方向０９０１の逆方向に補正光源方向０９０２を設定する。つまり、補正光源情報設定部００８２は、三次元空間における視線方向０９０１の逆方向を補正光源方向０９０２として設定し、補正光源方向０９０２に光を照射する補正光源の特性を表す補正光源データを設定する。

補正光学特性設定部００８１は、視線方向０９０１の逆方向（補正光源方向０９０２）における重み係数を設定する。つまり、補正光学特性設定部００８１は、補正光源に対する輝度ボリュームデータの光学特性を表す重み係数を設定する。

照度補正部００８０は、視線方向の遠位から近位の方向に照度ボリュームデータを補正した補正照度ボリュームデータを作成するために、照度補正演算を行う。つまり、照度補正部００８０は、補正光源データ及び重み係数に基づいて、輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の照度を算出し、算出された補正照度に基づいて補正照度ボリュームデータを作成する。

図９に示すように、図３と同様、輝度ボリュームデータ０３０１に対し、光源０３０２と光源方向０３０３が設定される。照度ボリュームデータを作成する際に、視線方向０９０１が設定された場合、補正光源情報設定部００８２は、視点０９００の反対側に補正光源を設定し、視線方向と逆の方向に補正光源方向０９０２を設定する。

面０９０４は、輝度ボリュームデータ０３０１が最初に補正光源方向０９０２の直交面に交差する（接する）面の位置であって、補正光源方向０９０２上の最初のボクセルを含む面であり、照度演算開始位置を示す。面０９０５は、輝度ボリュームデータ０３０１が最後に補正光源方向０９０２の直交面に交差する（接する）面の位置であって、補正光源方向０９０２上の最後のボクセルを含む面であり、照度演算終了位置を示す。

照度補正部００８０は、光源方向０９０２に沿って直交する面に対して照度補正を行う。図９に示すように、照度補正部００８０は、面０９０４から面０９０５の範囲において照度補正を行い、例えば、補正光源方向０９０２に位置するサンプル０９０６の照度補正では、面０９０３について照度補正演算が行われる。

次に、照度補正部００８０の構成について、図１０を用いて説明する。図１０に示すように、照度補正部００８０は、加算部１００１、補正照度ボリュームデータ記憶部１００２、照度ボリュームデータ記憶部０４０１、光源データ保持部０４０２、二次元畳み込み処理部０４０３、及び重み付き加算部０４０４を備える。図４と図１０で同じ番号で記載される構成要素は、特に言及しない限り同様の機能を有する。

照度補正部００８０は、前記補正光源データ及び前記照度ボリュームデータを加算する加算部１００１と、前記補正光源データ及び前記照度ボリュームデータの加算値に対して二次元畳み込み積分を行うことにより、二次元畳み込み積分データを生成する二次元畳み込み処理部０４０３と、前記補正光源データ及び前記二次元畳み込み積分データに対して、前記重み係数に基づいて重み付き加算を行うことにより、前記補正照度ボリュームデータを作成する重み付き加算部０４０４とを備える。

照度補正部００８０は、光源データ保持部０４０２に格納される入力光源データ（補正光源データ）に対し、照度ボリュームデータ記憶部０４０１から該当座標の出力照度データを読み出し、入力光源データ（補正光源データ）に出力照度データを加算する。つまり、加算部１００１が、補正光源データ及び照度ボリュームデータを加算する。但し、照度補正部００８０の光源データ保持部０４０２は初期値を持たない点で、照度演算部００２３の光源データ保持部０４０２と異なる。

照度補正部００８０において、加算部１００１は、光源データ保持部０４０２に格納された入力光源データと、照度ボリュームデータ記憶部０４０１から読み出された該当座標の出力照度データとを加算し、入力光源データを更新して保持する。

二次元畳み込み処理部０４０３は、加算部１００１により保持されている入力光源データに対し、二次元畳み込み積分を行う。つまり、二次元畳み込み処理部０４０３は、補正光源データ及び照度ボリュームデータ記憶部０４０１に記憶されている照度ボリュームデータの加算値に対して二次元畳み込み積分を行うことにより、二次元畳み込み積分データを生成する。

重み付き加算部０４０４は、二次元畳み込み処理部０４０３の出力結果である二次元畳み込み積分データを入力し、加算部１００１により保持されている更新された入力光源データを入力する。重み付き加算部０４０４は、二次元畳み込み処理部０４０３の出力結果と、加算部１００１にて保持されている更新された入力光源データとに対して重み付き加算を行う。つまり、重み付き加算部０４０４は、補正光源データ及び二次元畳み込み積分データに対して、重み係数に基づいて重み付き加算を行うことにより、補正照度ボリュームデータを作成する。ここで、重み付き加算部０４０４が用いる重み係数は、補正用に設定された補正光学特性設定部００８１により設定される。重み係数は、上述のように、輝度ボリュームデータの輝度と体表（又は、組織表面）からの距離との２つを指標として、二次元的に表現された二次元テーブルから参照されてもよい。

補正照度ボリュームデータ記憶部１００２は、重み付き加算部０４０４の結果を、ボクセル座標に応じた位置情報とともに格納される。また、重み付き加算部０４０４の結果は、光源データ保持部０４０２に入力され、入力光源データとして格納（保持）される。

図８〜図１０に示す変形例によれば、観察者の視点０９００から観察される照度は、観察者の視線方向０９０１の遠位から近位の方向に光が伝搬した結果の照度を加味することができ、光源方向０３０３と補正光源方向０９０２の２方向からの照度を算定した補正照度ボリュームデータを作成することができる。なお、補正照度ボリュームデータ記憶部１００２と照度ボリュームデータ記憶部０４０１は独立した構成としたが、共通のメモリ領域を使用した構成とすることも可能である。

また、照度補正部００８０で作成された補正照度ボリュームデータは、上述の本実施の形態と同様に、リアリティをより向上させる場合、照度演算（又は、照度補正演算）は光源の波長ごとに行われてもよい。この場合、本実施の形態と同様に、設定された波長ごとに、照度演算（又は、照度補正演算）が繰り返し実施され、設定された波長ごとの補正照度ボリュームデータが作成される。例えば、光源０３０２が加色混合の三原色である場合、照度補正部００８０は、Ｒ要素、Ｇ要素、Ｂ要素の波長に相当する３種類の重み係数（又は、二次元重み係数テーブル）を設定し、補正照度ボリュームデータを３種類生成する。そして、投影処理部００１８は、照度補正部００８０で作成された３種類の補正照度ボリュームデータと、ボリュームデータ記憶部００１５に格納された輝度ボリュームデータとから三次元画像を作成する。つまり、投影処理部００１８は、輝度ボリュームデータ及び補正照度ボリュームデータから三次元画像を作成する。

このように、光源方向０３０３と補正光源方向０９０２の２方向からの照度を算定することにより、より自然な陰影に基づいた照度を算定することができ、ボリュームレンダリング法において、リアリティを向上させた三次元画像を作成することができる。

また、他の変形例について、図１１を用いて説明する。図１１に示すように、他の変形例では、二次元畳み込み処理部０４０３が特徴的構造を有する。したがって、二次元畳み込み処理部０４０３について主に説明する。

図１１に示すように、二次元畳み込み処理部０４０３は、照度演算部００２３において、光源データ保持部０４０２から入力光源データを読み出し、二次元畳み込み積分処理を行い、二次元畳み込み積分データを重み付き加算部０４０４に出力する。二次元畳み込み処理部０４０３は、２つ以上の複数の二次元畳み込み積分データを生成する。つまり、二次元畳み込み処理部０４０３は、前記光源データに対して複数の二次元畳み込み積分を行うことにより、複数の二次元畳み込み積分データを生成する。

重み付き加算部０４０４は、光源データ保持部０４０２から読み出した入力光源データと、二次元畳み込み処理部０４０３において生成された複数の二次元畳み込み積分データとに対し、重み付き加算処理を行い、出力照度データを作成し、照度ボリュームデータ記憶部０４０１の該当ボクセル座標に格納する。

図１１に示された二次元畳み込み処理部０４０３の構成について説明する。二次元畳み込み処理部０４０３は、２つ以上の複数の二次元畳み込み処理部を含む。二次元畳み込み処理部０４０３−１〜０４０３−Nは、入力された入力光源データに対し、それぞれ異なる二次元畳み込み積分データを出力し、重み付き加算部０４０４へそれぞれ出力する。この場合、重み付き加算部０４０４における重み係数は、入力光源データと、二次元畳み込み処理部０４０３（０４０３−１〜０４０３−N）により作成される複数の二次元畳み込み積分データに対する係数を保持している。二次元畳み込み処理部０４０３（０４０３−１〜０４０３−N）の出力結果ごとに異なる重み係数が二次元テーブルから参照され、重み付き加算部０４０４で用いられてもよい。

このように、超音波診断装置０００１が、複数の二次元畳み込み処理部０４０３−１〜０４０３−Nを備えることで、光の挙動に応じた陰影効果を複数表現することができ、ボリュームレンダリング法において、より自然な光の挙動（例えば、散乱）に基づいた照度が算定された三次元画像を作成することができる。

また、表示部０００９は、輝度と体表からの距離により得られる色相を示すカラーマップを表示してもよい。つまり、表示部０００９は、重み係数を規定する二次元重み係数テーブルに対応し、輝度ボリュームデータの輝度と対象物の表面からの距離とを指標とするカラーマップを表示する。図１２は、本実施の形態における表示例に、カラーマップが表示されることを示した図である。図１２に示すように、図７と同様、互いに直交する三断面０７０１〜０７０４と三次元画像０７０４とが同時に表示される。そして、カラーマップ１２０１が表示される。カラーマップ１２０１は、二次元重み係数テーブル０５０１により実現される三次元画像の色合いを視覚的に認識するための擬似的なカラーマップである。

カラーマップ１２０１は、輝度ボクセル値を縦軸に配置する。カラーマップ１２０１は、図４及び図５を用いて説明したように、組織表面からの距離に応じて、二次元重み係数テーブル０５０１に基づいて行われた照度演算の繰り返し回数（組織表面からの距離に相当する）を横軸に配置する。このように、カラーマップ１２０１は、輝度と体表からの距離により得られる色相を示す参考画像である。

操作者は、カラーマップ１２０１を確認することで、三次元画像（照明三次元画像）０７０４にどのような色相が割り当てられているかを認識することができる。例えば、表示されている領域が骨であるのか軟組織であるのかを認識することが可能となる。カラーマップ１２０１の軸の方向を転置したり、軸を反転したりすることも可能である。

また、カラーマップ１２０１は複数のカラーマップの中から選択されてもよい。例えば、表示部０００９は、対象物の組織（胎児の顔領域や骨領域など）に応じた重み係数を規定する複数の二次元重み係数テーブルに対応する複数のカラーマップを選択的に表示してもよい。図１３は、カラーマップ１２０１の選択方法を示した図である。図１３に示すように、表示部０００９上に表示される領域選択用のグラフィカルインターフェイス１３００を、操作部０００４（ポインタ、トラックボール、及びエンコーダなど）により操作することで、カラーマップ１２０１は選択可能である。

図１３の選択画面１３０１は、検査時に表示されるボタンの例であり、対象に応じたボタンを選択することができる。例えば、対象１ボタン１３０２、対象２ボタン１３０３・・・・・対象Nボタン１３０４から対象に応じたボタンを選択することで、対象に応じた三次元画像が作成可能となる。

対象１ボタン１３０２が胎児の顔を指定する場合、対象１ボタン１３０２を選択すると、胎児の顔に適した重み係数（二次元重み係数テーブル０５０１）が選択され、光学特性設定部００２２又は補正光学特性設定部００８１に設定され、対象１ボタン１３０２に対応するカラーマップ１３１２が表示される。

対象２ボタン１３０３が胎児の骨を指定する場合、対象２ボタン１３０３を選択すると、骨領域に適した重み係数（二次元重み係数テーブル０５０１）が選択され、光学特性設定部００２２又は補正光学特性設定部００８１に設定され、対象２ボタン１３０３に対応したカラーマップ１３１３が表示される。領域選択用のグラフィカルインターフェイス１３００は、選択されるカラーマップ１３１２〜１３１４を表示することも可能である。

カラーマップ１３１２〜１３１４は、それぞれの対象ボタン１３０２〜１３０４により選択される二次元重み係数テーブル０５０１に基づいて作成されたカラーマップであり、対象ボタン１３０２〜１３０４と同時に表示されることで、操作者は迷うことなく適切なカラーマップを選択することができる。

また、図１４に示すように、領域選択用のグラフィカルインターフェイス１３００に選択画面１３０５が表示されてもよい。選択画面１３０５は、検査時に表示されるボタンの異なる例であり、選択されている対象の名称を表示する対象表示領域１３０６、対象選択ボタン上１３０７、及び対象選択ボタン下１３０８を含み、予め用意された複数の対象を、対象選択ボタン上１３０７と対象選択ボタン下１３０８を用いて切り替えることができる。したがって、操作者が対象選択ボタン上１３０７又は対象選択ボタン下１３０８を操作することにより、対象に応じた三次元画像が作成可能である。例えば、対象１（対象１ボタン）が胎児の顔を指定し、対象２（対象２ボタン）が胎児の骨を指定する場合、対象選択ボタン上１３０７又は対象選択ボタン下１３０８により順番に対象が切り替わる。この場合、対象１（対象１ボタン）の選択時には、胎児の顔に適した重み係数が選択され、光学特性設定部００２２又は補正光学特性設定部００８１に設定され、カラーマップ１２０１が切り替わる。次に、対象選択ボタン下１３０８により対象２（対象２ボタン）が選択された場合、骨領域に適した重み係数が選択され、光学特性設定部００２２又は補正光学特性設定部００８１に設定され、カラーマップ１２０１が切り替わる。

また、入力光源データも対象により切り替え可能であり、対象に応じた入力光源データを光源情報設定部００２１に設定することも可能である。また、対象選択画面が、重み係数と入力光源データのそれぞれに対して用意され、重み係数と入力光源データを独立して選択（又は、制御）することも可能である。

本発明にかかる超音波診断装置は、光の漏出や吸収などによる陰影効果を表現した三次元画像を作成することができるという効果を有し、超音波の輝度ボリュームデータから三次元投影像を生成する超音波診断装置として有用である。

０００１ 超音波診断装置
０００２ 超音波探触子
０００３ 制御部
０００４ 操作部
０００５ 送信部
０００６ 受信部
０００７ 送受信制御部
０００８ 整相加算部
０００９ 表示部
００１１ 断層情報演算部
００１２ 三次元データ記憶部
００１３ 任意断面画像作成部
００１４ 三次元座標変換部
００１５ ボリュームデータ記憶部
００１６ 三次元画像処理部
００１７ 画像合成部
００１８ 投影処理部
００１９ 勾配演算部
００２１ 光源情報設定部
００２２ 光学特性設定部
００２３ 照度演算部
００８０ 照度補正部
００８１ 補正光学特性設定部
００８２ 補正光源情報設定部
０４０１ 照度ボリュームデータ記憶部
０４０２ 光源データ保持部
０４０３ 二次元畳み込み処理部
０４０４ 加算部
１００１ 加算部
１００２ 補正照度ボリュームデータ記憶部
１２０１，１３１２，１３１３，１３１４ カラーマップ
１３００ グラフィカルインターフェイス
１３０１，１３０５ 選択画面

Claims (13)

1. 輝度ボリュームデータに基づいて対象物の三次元画像を表示する超音波診断装置であって、
   三次元空間に設定される光源の特性を表す光源データを設定する光源情報設定部と、
   前記光源に対する前記輝度ボリュームデータの光学特性を表す重み係数を設定する光学特性設定部と、
   前記光源データ及び前記重み係数に基づいて、前記輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の照度を算出し、算出された前記照度に基づいて照度ボリュームデータを作成する照度演算部と、
   前記輝度ボリュームデータ及び前記照度ボリュームデータから前記三次元画像を作成する投影処理部とを備え、
   前記光学特性設定部は、前記輝度ボリュームデータの輝度と前記対象物の表面からの距離とに応じて前記重み係数を設定すること
   を特徴とする超音波診断装置。
2. 前記照度演算部は、
   前記光源データに対して二次元畳み込み積分を行うことにより、二次元畳み込み積分データを生成する二次元畳み込み処理部と、
   前記光源データ及び前記二次元畳み込み積分データに対して、前記重み係数に基づいて重み付き加算を行うことにより、前記照度ボリュームデータを作成する重み付き加算部とを備えること
   を特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記照度演算部は、
   前記光源データの初期値と前記重み付き加算部による前記重み付き加算の結果とを、入力光源データとして保持する光源データ保持部を備え、
   前記輝度ボリュームデータにおける照度演算開始位置から照度演算終了位置までボクセル輝度を切り替えながら、前記入力光源データに対して二次元畳み込み積分を行うことにより、二次元畳み込み積分データを生成し、前記入力光源データ及び前記二次元畳み込み積分データに対して、前記重み係数に基づいて重み付き加算を行うことにより、前記照度ボリュームデータを作成すること
   を特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記投影処理部は、
   前記照度ボリュームデータの照度と、
   前記輝度ボリュームデータの輝度により参照される不透明度とに基づいて、前記三次元画像を作成すること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
5. 前記重み係数は、前記輝度ボリュームデータの輝度と前記対象物の表面からの距離とを指標とする二次元重み係数テーブルにより規定されること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
6. 前記光源情報設定部は、前記光源の強さ、前記三次元空間上の前記光源の位置、前記光源の方向、前記光源の色調、及び前記光源の形状のうち少なくとも１つを調整して光源データを設定すること
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
7. 前記光源情報設定部は、前記光源の複数の波長に応じた前記光源データを設定し、
   前記光学特性設定部は、前記複数の波長ごとに前記重み係数を設定し、
   前記照度演算部は、前記複数の波長ごとに前記照度ボリュームデータを作成すること
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
8. 前記三次元空間における視線方向の逆方向を補正光源方向として設定し、補正光源方向に光を照射する補正光源の特性を表す補正光源データを設定する補正光源情報設定部と、
   前記補正光源に対する前記輝度ボリュームデータの光学特性を表す重み係数を設定する補正光学特性設定部と、
   前記補正光源データ及び前記重み係数に基づいて、前記輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の補正照度を算出し、算出された前記補正照度に基づいて補正照度ボリュームデータを作成する照度補正部とを備え、
   前記投影処理部は、前記輝度ボリュームデータ及び前記補正照度ボリュームデータから前記三次元画像を作成すること
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
9. 前記照度補正部は、
   前記補正光源データ及び前記照度ボリュームデータを加算する加算部と、
   前記補正光源データ及び前記照度ボリュームデータの加算値に対して二次元畳み込み積分を行うことにより、二次元畳み込み積分データを生成する二次元畳み込み処理部と、
   前記補正光源データ及び前記二次元畳み込み積分データに対して、前記重み係数に基づいて重み付き加算を行うことにより、前記補正照度ボリュームデータを作成する重み付き加算部と
   を備えることを特徴とする請求項８に記載の超音波診断装置。
10. 前記重み係数を規定する二次元重み係数テーブルに対応し、前記輝度ボリュームデータの輝度と前記対象物の表面からの距離とを指標とするカラーマップを表示する表示部を備えること
    を特徴とする請求項１乃至９の何れか１つに記載の超音波診断装置。
11. 前記表示部は、前記対象物の組織に応じた前記重み係数を規定する複数の二次元重み係数テーブルに対応する複数の前記カラーマップを選択的に表示すること
    を特徴とする請求項１０に記載の超音波診断装置。
12. 前記二次元畳み込み処理部は、前記光源データに対して複数の二次元畳み込み積分を行うことにより、複数の二次元畳み込み積分データを生成すること
    を特徴とする請求項２または３に記載の超音波診断装置。
13. 輝度ボリュームデータに基づいて対象物の三次元画像を表示する超音波三次元画像作成方法であって、
    三次元空間に設定される光源の特性を表す光源データを設定し、
    前記光源に対する前記輝度ボリュームデータの光学特性を表す重み係数を設定し、
    前記光源データ及び前記重み係数に基づいて、前記輝度ボリュームデータの座標に応じた位置の照度を算出し、算出された前記照度に基づいて照度ボリュームデータを作成し、
    前記輝度ボリュームデータ及び前記照度ボリュームデータから前記三次元画像を作成し、
    前記輝度ボリュームデータの輝度と前記対象物の表面からの距離とに応じて前記重み係数を設定すること
    を特徴とする超音波三次元画像作成方法。

Images