JPH0738855B2 - Ultrasonic 3D image display - Google Patents
Ultrasonic 3D image displayInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、被検体診断部位の三次元画像を表示する超音
波三次元画像表示装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic three-dimensional image display device for displaying a three-dimensional image of a subject diagnostic region.
[従来の技術] 従来の超音波三次元画像装置は、例えば医療用診断装置
に用いられ、人体組織の病的変化、動いている臓器や血
流の映像化を可能としている。このような医療用診断装
置にあって超音波三次元画像表示装置は、二次元平面的
な断層映像はもちろん、奥行きを有する三次元的立体映
像を得ることができる。[Prior Art] A conventional ultrasonic three-dimensional imaging apparatus is used, for example, in a medical diagnostic apparatus, and makes it possible to visualize pathological changes in human tissue, moving organs, and blood flow. In such a medical diagnostic device, the ultrasonic three-dimensional image display device can obtain not only a two-dimensional planar tomographic image but also a three-dimensional stereoscopic image having a depth.
このために、上記表示装置には、超音波振動子を移動さ
せながら得られる被検体のエコー情報を受信する受信回
路と、超音波振動子の移動位置を検出する振動子位置検
出回路が設けられている。そして、上記振動子位置に対
応させてエコー情報が三次元エコー情報メモリに記憶さ
れる。三次元エコー情報は、演算処理プロセッサにより
三次元画像表示用データに変換され、CRT等の表示部に
画像表示される。For this reason, the display device is provided with a receiving circuit that receives echo information of the subject obtained while moving the ultrasonic transducer, and a transducer position detection circuit that detects the moving position of the ultrasonic transducer. ing. Then, the echo information is stored in the three-dimensional echo information memory in association with the transducer position. The three-dimensional echo information is converted into three-dimensional image display data by the arithmetic processing processor and is image-displayed on the display unit such as CRT.
このような三次元画像は、見る方向や切断面の設定を換
えて種々の断層画像を表示することが可能である。従っ
て、三次元情報としての形状や輝度分布等により、診断
個所の状態を観察者に容易に理解させることができる。In such a three-dimensional image, various tomographic images can be displayed by changing the viewing direction and the setting of the cutting plane. Therefore, the observer can easily understand the state of the diagnosis point based on the shape and the brightness distribution as the three-dimensional information.
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記のような従来の超音波三次元画像表
示装置では、直角座標系の1点を指示して、三次元画像
の中心に法線ベクルが向かうように切断面を決めてい
た。このような直角座標系で切断面を設定しようとする
と、次の点で設定操作が複雑であった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional ultrasonic three-dimensional image display device as described above, one point in the Cartesian coordinate system is designated so that the normal vector is directed toward the center of the three-dimensional image. I had decided on the cutting surface. When setting a cutting plane in such a rectangular coordinate system, the setting operation is complicated in the following points.
(1)第4図(a)に示すように、1つの成分、例えば
x座標を変化させただけでは、三次元画像における切断
面A、Bの法線角度α、βが変化し、両切断面A、Bの
傾きが変化してしまう。(1) As shown in FIG. 4 (a), changing only one component, for example, the x coordinate, changes the normal angles α and β of the cut planes A and B in the three-dimensional image, resulting in both cuts. The inclinations of the surfaces A and B change.
(2)すなわち、第4図(b)に示すように、切断面の
法線角γを変化させずに切断面をAからCに移動させる
ためには、直角座標系の3の成分、すなわちx、y、z
各座標値を設定し直さなければならなかった。(2) That is, as shown in FIG. 4 (b), in order to move the cut surface from A to C without changing the normal angle γ of the cut surface, three components of the Cartesian coordinate system, that is, x, y, z
I had to reset each coordinate value.
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、傾きが一定で位置が異なる
切断面を簡単な操作で設定することができる超音波三次
元画像表示装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional art, and an object thereof is an ultrasonic three-dimensional image display device capable of setting cut surfaces having a constant inclination and different positions by a simple operation. To provide.
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明に係る超音波三次元
画像表示装置は、三次元画像における所望の切断面の位
置を、観測者により指定された極座標の動径、仰角、方
位角から極座標系で設定する切断面設定部と、前記切断
面設定部により設定された極座標系での切断面を演算処
理プロセッサにより三次元エコー情報に対応させて直角
座標系での切断面に置き換える置換部と、を含み、この
置き換えられた切断面より奥に位置する三次元画像を表
示することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the ultrasonic three-dimensional image display device according to the present invention is arranged such that the position of a desired cutting plane in a three-dimensional image is expressed by polar coordinates designated by an observer. A cutting plane setting unit that sets a polar coordinate system from the radius vector, elevation angle, and azimuth angle, and a cutting plane in the polar coordinate system set by the cutting plane setting unit by the arithmetic processing processor in correspondence with the three-dimensional echo information in a rectangular coordinate system. And a replacement unit that replaces the cut surface in (3), and displays a three-dimensional image located deeper than the replaced cut surface.
なお、極座標原点を通る直線が法線となる平面を、三次
元画像の切断面と定義する。A plane whose normal is a straight line passing through the polar coordinate origin is defined as a section plane of the three-dimensional image.
[作用] 上記構成を有する本発明の超音波三次元画像表示装置に
おいては、極座標系における動系のみを変えることによ
り、傾きが等しい切断面を簡単に設定することができ
る。[Operation] In the ultrasonic three-dimensional image display device of the present invention having the above configuration, it is possible to easily set cutting planes having the same inclination by changing only the moving system in the polar coordinate system.
なお、切断面の法線が極座標原点を通るように定義する
ことで、極座標設定点における切断面が規定されてい
る。It should be noted that the cut surface at the polar coordinate set point is defined by defining the normal line of the cut surface so as to pass through the polar coordinate origin.
[実施例] 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明す
る。[Embodiment] A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例に係る超音波三次元画像表示
装置を示すブロック図である。図において、10は超音波
振動子としての探触子で、送信回路12から入力されるパ
ルス波に応じて被検体に超音波を放射する。14は受信回
路で、探触子10から超音波を放射することによって、被
検体内部から戻ってくるエコー情報を受信する。受信さ
れたエコー情報は、A/D変換器16によってデジタル化さ
れ、三次元エコー情報メモリ18に記憶される。FIG. 1 is a block diagram showing an ultrasonic three-dimensional image display device according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 is a probe as an ultrasonic transducer, which radiates ultrasonic waves to a subject according to a pulse wave input from a transmission circuit 12. Reference numeral 14 is a receiving circuit, which receives echo information returned from the inside of the subject by emitting ultrasonic waves from the probe 10. The received echo information is digitized by the A / D converter 16 and stored in the three-dimensional echo information memory 18.
20は振動子移動装置で、被検体に対する振動子の位置を
移動させる。22は振動子位置検出回路で、振動子の移動
位置を検出する。この位置情報は三次元エコー情報メモ
リ18に送られ、前記エコー情報は位置情報に対応付けら
れて記憶される。Reference numeral 20 denotes a vibrator moving device that moves the position of the vibrator with respect to the subject. Reference numeral 22 denotes a vibrator position detection circuit, which detects the moving position of the vibrator. This position information is sent to the three-dimensional echo information memory 18, and the echo information is stored in association with the position information.
24は中央制御ユニットで、三次元エコー情報メモリ18に
記憶されている情報を読み出し、演算処理プロセッサ26
に転送する。演算処理プロセッサ26は、三次元エコー情
報に基づいて三次元画像表示用データを演算する。A central control unit 24 reads the information stored in the three-dimensional echo information memory 18 and executes the arithmetic processing processor 26.
Transfer to. The arithmetic processing processor 26 calculates the three-dimensional image display data based on the three-dimensional echo information.
28はフレームバッファメモリで、演算処理プロセッサ26
により演算された三次元画像表示用データを記憶するよ
うになっている。32はD/A変換器で、フレームバッファ
メモリ28から入力される表示用データをアナログ信号に
変換する。34は表示部としてのCRTで、アナログ信号に
変換された表示用データに従って三次元画像を表示す
る。28 is a frame buffer memory, which is a processor 26
The three-dimensional image display data calculated by is stored. A D / A converter 32 converts the display data input from the frame buffer memory 28 into an analog signal. A CRT 34 as a display unit displays a three-dimensional image according to the display data converted into an analog signal.
36は本発明の第1の特徴的構成要素である切断面設定部
としての外部入力装置で、三次元画像の切断面の位置を
極座標系の座標点により設定する。すなわち、第2図に
示すように、切断面Dの位置は、動径r、仰角θ、方位
角φにより設定される。Reference numeral 36 is an external input device as a cutting plane setting unit which is the first characteristic component of the present invention, and sets the position of the cutting plane of the three-dimensional image by the coordinate points of the polar coordinate system. That is, as shown in FIG. 2, the position of the cutting plane D is set by the radius vector r, the elevation angle θ, and the azimuth angle φ.
上記構成において、外部入力装置36は、動径r、仰角
θ、方位角φに対応して各々に、例えばダイヤル等から
構成された入力部を有しており、上記入力データは中央
制御ユニット24に転送される。中央制御ユニット24は、
本発明の第2の特徴的構成要素である置換部を有してお
り、極座標系における3つの入力データに基づいて切断
面を認識し、演算処理プロセッサ26を用いて直角座標系
の切断面を演算する。In the above configuration, the external input device 36 has an input section composed of, for example, a dial or the like corresponding to the radius vector r, the elevation angle θ, and the azimuth angle φ, and the input data is the central control unit 24. Transferred to. The central control unit 24
It has a replacement unit which is a second characteristic component of the present invention, recognizes a cutting plane based on three input data in the polar coordinate system, and uses the arithmetic processor 26 to find the cutting plane in the rectangular coordinate system. Calculate
すなわち、中央制御ユニット24は、三次元エコー情報メ
モリ18に記憶されている情報を読み出し、演算処理プロ
セッサ26に転送する。演算処理プロセッサ26は、極座標
系の切断面データに基づいて、これに対応する直角座標
系の切断面座標値を演算する。続いて、演算処理プロセ
ッサ26は、上記切断面の座標値を参照しながら、三次元
エコー情報を基に切断面により観測者に近い部分を切り
取った三次元画像、すなわち、切断面より奥に位置する
三次元画像を演算する。That is, the central control unit 24 reads the information stored in the three-dimensional echo information memory 18 and transfers it to the arithmetic processing processor 26. The arithmetic processing processor 26 calculates, based on the cutting plane data of the polar coordinate system, the corresponding cutting plane coordinate value of the rectangular coordinate system. Subsequently, the arithmetic processor 26 is a three-dimensional image obtained by cutting a portion close to the observer by the cutting surface based on the three-dimensional echo information while referring to the coordinate values of the cutting surface, that is, a position deeper than the cutting surface. To calculate a three-dimensional image.
中央制御ユニット24は、上記演算結果をフレームバッフ
ァメモリ28に転送する。フレームバッファメモリ28に格
納された三次元画像は、D/A変換器32を介してアナログ
信号に変換され、CRT34により画像表示される。The central control unit 24 transfers the calculation result to the frame buffer memory 28. The three-dimensional image stored in the frame buffer memory 28 is converted into an analog signal via the D / A converter 32, and the CRT 34 displays the image.
このように演算される三次元画像は、第3図に示すよう
に、極座標系の動径rを変えるだけで、傾きが等しく平
行な切断面E,Fを簡単に設定することができる。このた
め、切断面の位置を観測者の手前側または奥側に変更す
る場合の切断面入力操作が簡略化され、操作性を向上す
ることができる。In the three-dimensional image calculated in this way, as shown in FIG. 3, it is possible to easily set parallel cut planes E and F by changing the radius vector r of the polar coordinate system. For this reason, the operation of inputting the cutting surface when changing the position of the cutting surface to the front side or the back side of the observer can be simplified, and operability can be improved.
なお、第3図に示すように、切断面E,Fの法線40が極座
標系の原点を通り、そのときの動径rと一致するように
定義することで、切断面E,Fの傾き設定入力を省略する
ことができ、操作性を一層向上できる。As shown in FIG. 3, the normal 40 of the cutting planes E and F passes through the origin of the polar coordinate system and is defined so as to match the radius vector r at that time. Setting input can be omitted, and operability can be further improved.
[発明の効果] 以上説明したように本発明の超音波三次元画像表示装置
によれば、極座標系によって切断面を設定することがで
き、極座標系における動径のみを変えることにより、傾
きが等しく平行な切断面を簡単に設定することができ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the ultrasonic three-dimensional image display device of the present invention, the cutting plane can be set by the polar coordinate system, and by changing only the radius vector in the polar coordinate system, the inclinations are equal. Parallel cutting planes can be easily set.
なお、切断面の法線が極座標原点を通るように定義する
ことで、極座標設定点における切断面が規定されてお
り、切断面の傾き設定入力が省略されている。By defining the normal line of the cutting plane so as to pass through the polar coordinate origin, the cutting plane at the polar coordinate setting point is defined, and the inclination setting input of the cutting plane is omitted.
第1図は本発明の一実施例に係る超音波三次元画像表示
装置を示すブロック図、 第2図は本発明における切断面設定データを示す極座標
概念図、 第3図は第2図の切断面を移動設定操作を説明するため
の図、 第4図(a),(b)は従来の切断面設定操作を説明す
るための図である。 10……探触子(超音波振動子) 14……受信回路 18……三次元エコー情報メモリ 22……振動子位置検出回路 24……中央制御ユニット(置換部) 26……演算処理プロセッサ 34……CRT(表示部) 36……外部入力装置(切断面設定部)FIG. 1 is a block diagram showing an ultrasonic three-dimensional image display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a polar coordinate conceptual diagram showing cutting plane setting data in the present invention, and FIG. 3 is the cutting of FIG. FIGS. 4 (a) and 4 (b) are diagrams for explaining a conventional cutting plane setting operation. 10 …… Probe (ultrasonic transducer) 14 …… Reception circuit 18 …… Three-dimensional echo information memory 22 …… Transducer position detection circuit 24 …… Central control unit (replacement section) 26 …… Computational processor 34 …… CRT (display section) 36 …… External input device (cutting plane setting section)
Claims (2)
検体のエコー情報を受信する受信回路と、 超音波振動子の移動位置を直角座標系により検出する振
動子位置検出回路と、 直角座標系での位置情報に対応させて前記エコー情報を
記憶する三次元エコー情報メモリと、 前記三次元エコー情報メモリに記憶された三次元エコー
情報に基づいて三次元画像表示用データを演算する演算
処理プロセッサと、 この三次元画像表示用データに従って画像表示を行う表
示部と、を含む超音波三次元画像表示装置において、 三次元画像における所望の切断面の位置を、観測者によ
り指定された極座標の動径、仰角、方位角から極座標系
で設定する切断面設定部と、 前記切断面設定部により設定された極座標系での切断面
を前記演算処理プロセッサにより前記三次元エコー情報
に対応させて直角座標系での切断面に置き換える置換部
と、を含み、 この置き換えられた切断面より奥に位置する三次元画像
を表示することを特徴とする超音波三次元画像表示装
置。1. A receiving circuit for receiving echo information of a subject obtained while moving an ultrasonic transducer, a transducer position detecting circuit for detecting a moving position of the ultrasonic transducer by a rectangular coordinate system, and a rectangular coordinate. A three-dimensional echo information memory that stores the echo information in correspondence with position information in the system, and an arithmetic process that calculates three-dimensional image display data based on the three-dimensional echo information stored in the three-dimensional echo information memory In an ultrasonic three-dimensional image display device including a processor and a display unit that displays an image in accordance with the three-dimensional image display data, a position of a desired cutting plane in a three-dimensional image is displayed in polar coordinates specified by an observer. The cutting plane setting unit for setting the polar coordinate system from the radius vector, the elevation angle, and the azimuth angle, and the cutting plane for the polar coordinate system set by the cutting plane setting unit are set by the arithmetic processing processor. And a replacement unit that replaces the cut surface in a rectangular coordinate system in correspondence with the three-dimensional echo information, and displays a three-dimensional image located deeper than the replaced cut surface. Original image display device.
元画像表示装置において、 三次元画像の切断面の法線が極座標原点を通り、動径軸
と一致することを特徴とする超音波三次元画像表示装
置。2. The ultrasonic three-dimensional image display device according to claim 1, wherein the normal line of the cut surface of the three-dimensional image passes through the polar coordinate origin and coincides with the radial axis. Ultrasonic three-dimensional image display device.
Priority Applications (1)
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- 1990-11-13 JP JP2307817A patent/JPH0738855B2/en not_active Expired - Fee Related
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