JPH09271473A

JPH09271473A - 立体視用超音波イメージング方法及び立体視用超音波イメージング装置

Info

Publication number: JPH09271473A
Application number: JP8082467A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Takeuchi; 康人竹内
Original assignee: GE Yokogawa Medical System Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-21
Also published as: US5823963A; CN1153963C; EP0799601A1; CN1167916A; KR100255625B1; KR970073193A

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間に奥行感のある超音波イメージを表示
する立体視用超音波イメージング方法及び装置を実現す
る。【解決手段】所定の基線長を有するように配置された
２つの２次元受波エレメントアレイ３２，３３と、これ
ら２つの２次元受波エレメントアレイにより得られた超
音波受波データから音線に直交する被観測面について所
定の視差を有する正視像イメージをそれぞれ生成する正
視像イメージ生成手段４０と、この正視像イメージ生成
手段により生成された複数の正視像イメージについて立
体視用の表示を行う立体視用表示手段５０と、を備えた
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は立体視用超音波イメ
ージング方法及び立体視用超音波イメージング装置に関
し、特に、高速に３Ｄイメージを生成することに適した
立体視用超音波イメージング方法及び立体視用超音波イ
メージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、３次元画像表示が注目されてい
る。ここで、最も簡単な３次元画像表示方法として、複
数の断層イメージから３次元的な画像を生成するＭＩＰ
処理（Maximum Intensity Projection）が知られてい
る。

【０００３】このＭＩＰ処理というのは処理対象である
全ての原画像に対し、それぞれの観察方向の視線上にあ
る全てのピクセルについて、一番大きな値を取り出して
得られた投影画像のことである。

【０００４】また、取り出す値として上述した最大値に
限定せず、最小値，平均値あるいは特定値を取り出すこ
とも考えられるので、以下これを画像投影法またはＩＰ
法と呼ぶことにする。

【０００５】例えば、造影撮影によって、病巣部が最小
値（low density）として描出されることもある。その
とき、病巣部を抽出するために、最小値を取り出すＭｉ
ｎ＿ＩＰ（Minimum Intensity Projection）が有効であ
る。

【０００６】ここで図９に示すような例を考えてみる。
ここでは４枚の元イメージの射影軌道Ａについて、各元
イメージの画素値の一例を示している。ここでは、上か
ら２枚目の元イメージについて射影軌道Ａ上でスパイク
ノイズ、又は、やや輝度が高いランダムノイズが発生し
ている。従って、このスパイクノイズ、又は、やや輝度
が高いランダムノイズによる画素値４２５が投影イメー
ジ上に表れることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、投影画像
処理においては極端な値のスパイクノイズ、又は、やや
輝度が高いランダムノイズが投影イメージに表れ易くな
るという問題を有している。この結果、本来投影すべき
ピクセルのデータが隠されることになり、投影イメージ
の明瞭度が低下する問題も有している。

【０００８】また、最終的に得られるＩＰイメージは２
次元のデータであるため、物体の存在や重なりが生じて
いることは分かるものの、手前にあるのか奥にあるのか
といった奥行感は得られない。

【０００９】このような場合には、射影軌道を変えて生
成した複数の投影イメージを順次表示することで、連続
して見えるか一時的に見えるかでスパイクノイズ、又
は、やや輝度が高いランダムノイズであるかを判断する
必要がある。従って、射影軌道を変えた複数の投影イメ
ージが必要になり、投影イメージが１枚だけの場合には
ノイズか否かの判断は困難である。

【００１０】そこで、元イメージについて平滑化処理を
施してから投影画像処理を実行することによりスパイク
ノイズ、又は、やや輝度が高いランダムノイズの影響を
低減することが可能になる。しかし、元イメージに含ま
れる本来の画像の輪郭や境界が鈍ってしまうという不具
合を有している。

【００１１】このような場合に、断層像についての複数
の元イメージについてしきい値処理を施してからコンピ
ュータグラフィックスにより３次元像を生成すること
で、奥にある物体なども明瞭に表示することが可能にな
る。

【００１２】しかし、このような処理には、複数の画像
の各ピクセル同士で膨大な量の演算処理（複数の断層像
のなす体積画像データから計算によって新たに３次元像
を抽出（生成）するための処理）が必要になり、多大な
処理時間を要する問題がある。

【００１３】例えば、複数の断層像の所望の部位（ター
ゲット）のデータをしきい値処理で抽出し、その抽出さ
れた複数の断層像のピクセルから立体像（サーフェスモ
デル(表面のみの３次元画像) やボリューメトリックモ
デル (表面と内部を描写した３次元画像) 等のレンダリ
ング(rendering) ）を生成し、この立体像に特定の方向
から光を当てたときの見え方を表示するようにして３Ｄ
イメージを生成，表示している。

【００１４】このような３Ｄイメージの生成の場合に
は、どのようなしきい値を設定することでどのような３
Ｄイメージが得られるかは、３次元表示の生成を行う前
には分からない。このため、オペレータの経験と勘によ
って決定されたしきい値を設定して３次元画像処理，表
示を行っていた。

【００１５】以上の３Ｄイメージを生成する３次元画像
処理では複数の断層データを用いて３次元画像の画像再
構成を行う必要があるため、多くの処理時間を必要とし
ている。例えば、一般的な超音波画像（断層像）を複数
枚用意して３次元画像を生成するには１分以上の処理時
間を必要としていた。

【００１６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、第１の目的は、短時間に奥行感のある超音波イメー
ジの表示を行う立体視用超音波イメージング方法を実現
することである。

【００１７】また、第２の目的は、短時間に奥行感のあ
る超音波イメージを表示するに適した立体視用超音波イ
メージング装置を実現することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本件出願の発明者は、従
来の３Ｄイメージの生成における得られたイメージの奥
行感と処理時間との問題点を改良すべく鋭意研究を行っ
た結果、奥行感を出しながら短時間にイメージを生成可
能な立体視の生成方法を見い出し、本発明を完成させた
ものである。

【００１９】尚、本発明においては、３Ｄイメージを生
成するにあたり、多数の断層像イメージに対して演算処
理を施す従来の方法に代えて、少なくとも２つの正視像
イメージを用いてステレオイメージとして立体感（奥行
感）を表現できる手法を採用した。

【００２０】ここで、断層像とは、観測点からの超音波
音線の方向をｚとし、音線の走査方向をθ（若しくは
ｘ）とした場合に、音線と平行するｚ−θ（若しくはｚ
−ｘ）平面について得られる像である。

【００２１】また、正視像とは、観測点からの超音波音
線の方向をｚとした場合に、このｚ方向の音線と直交す
るｘ−ｙ平面について得られる像である。そして、ステ
レオイメージとは、所定の基線長だけ離して撮影された
２つのイメージを基線長だけ離して表示し、これらによ
り視差に基づいた遠近感をもって表現できる表示方法で
ある。

【００２２】従って、課題を解決する手段である本発明
は以下に説明するように構成されたものである。（１）第１の発明は、音線に直交する被観測面について
視差を有する複数の正視像イメージを生成し、これら複
数の正視像イメージを立体視用に表示することを特徴と
する立体視用超音波イメージング方法である。

【００２３】ここでは視差を有する複数の正視像イメー
ジとして最低２つを用意し、これら２つの正視像イメー
ジを立体視用にステレオイメージとして表示することが
好ましい。

【００２４】この立体視用超音波イメージング方法で
は、音線に直交する被観測面の正視像イメージを複数生
成し、これを立体視用に表示しているので、観察者は被
観測面をステレオイメージとして立体視することができ
る。

【００２５】尚、正視像を生成して立体視用に表示する
ため、複数の断層像のなす体積画像データから計算によ
って新たに３次元像を抽出するという３次元画像処理
（以下、これを単に、計算による３次元画像処理と言
う）は必要なく、極めて短時間に処理が完了する。そし
て、ステレオイメージによる立体視であるため、正視像
イメージについて遠近感が得られるようになる。

【００２６】また、２つより多くの視点の異なる正視像
イメージを生成し、これらの正視像イメージを切り換え
て表示することで、異なる位置の視点からの立体視を実
現することが可能になる。

【００２７】（２）第２の発明は、音線に直交する被観
測面について視差を有する複数の正視像イメージを生成
する正視像イメージ生成手段と、この正視像イメージ生
成手段により生成された複数の正視像イメージについて
立体視用の表示を行う立体視用表示手段と、を備えたこ
とを特徴とする立体視用超音波イメージング装置であ
る。

【００２８】ここでは視差を有する複数の正視像イメー
ジとして最低２つを用意し、これら２つの正視像イメー
ジを立体視用にステレオイメージとして表示することが
好ましい。

【００２９】この立体視用超音波イメージング装置で
は、音線に直交する被観測面の正視像イメージを複数生
成し、これを立体視用に表示しているので、観察者は被
観測面をステレオイメージとして立体視することができ
る。

【００３０】尚、正視像を生成して立体視用に表示する
ため、計算による３次元画像処理は必要なく、極めて短
時間に処理が完了する。そして、ステレオイメージによ
る立体視であるため、正視像イメージについて遠近感が
得られるようになる。

【００３１】また、２つより多くの視点の異なる正視像
イメージを生成し、これらの正視像イメージを切り換え
て表示することで、異なる位置の視点からの立体視を実
現することが可能になる。

【００３２】（３）第３の発明は、所定の基線長を有す
るように配置された２つの２次元受波エレメントアレイ
と、これら２つの２次元受波エレメントアレイにより得
られた超音波受波データから音線に直交する被観測面に
ついて所定の視差を有する正視像イメージをそれぞれ生
成する正視像イメージ生成手段と、この正視像イメージ
生成手段により生成された複数の正視像イメージについ
て立体視用の表示を行う立体視用表示手段と、を備えた
ことを特徴とする立体視用超音波イメージング装置であ
る。

【００３３】ここでは視差を有する複数の正視像イメー
ジとして最低２つを用意し、これら２つの正視像イメー
ジを立体視用にステレオイメージとして表示することが
好ましい。

【００３４】この立体視用超音波イメージング装置で
は、音線に直交する被観測面の正視像イメージを複数生
成し、これを立体視用に表示しているので、観察者は被
観測面をステレオイメージとして立体視することができ
る。

【００３５】尚、２次元受波エレメントアレイを用いて
被観測面の正視像イメージを得るようにしているので、
極めて短時間に被観測面についての超音波受波データを
得ることができる。

【００３６】また、２次元イメージである正視像イメー
ジを生成して立体視用に表示するため、計算による３次
元画像処理は必要なく、極めて短時間に処理が完了す
る。そして、ステレオイメージによる立体視であるた
め、正視像イメージについて遠近感が得られるようにな
る。

【００３７】また、２つより多くの視点の異なる正視像
イメージを生成し、これらの正視像イメージを切り換え
て表示することで、異なる位置の視点からの立体視を実
現することが可能になる。

【００３８】（４）第４の発明は、所定の基線長を有す
るように互いに平行に配置され、基線長方向に音線を走
査可能な２つの１次元受波エレメントアレイと、これら
２つの１次元受波エレメントアレイにより得られた超音
波受波データから音線に直交する被観測面について所定
の視差を有する正視像イメージをそれぞれ生成する正視
像イメージ生成手段と、この正視像イメージ生成手段に
より生成された複数の正視像イメージについて立体視用
の表示を行う立体視用表示手段と、を備えたことを特徴
とする立体視用超音波イメージング装置である。

【００３９】ここでは視差を有する複数の正視像イメー
ジとして最低２つを用意し、これら２つの正視像イメー
ジを立体視用にステレオイメージとして表示することが
好ましい。

【００４０】この立体視用超音波イメージング装置で
は、音線に直交する被観測面の正視像イメージを複数生
成し、これを立体視用に表示しているので、観察者は被
観測面をステレオイメージとして立体視することができ
る。

【００４１】尚、２つの平行した１次元受波エレメント
アレイを走査して被観測面の正視像イメージを得るよう
にしているので、極めて短時間に被観測面についての超
音波受波データを得ることができる。

【００４２】また、２次元イメージである正視像イメー
ジを生成して立体視用に表示するため、計算による３次
元画像処理は必要なく、極めて短時間に処理が完了す
る。そして、ステレオイメージによる立体視であるた
め、正視像イメージについて遠近感が得られるようにな
る。

【００４３】また、２つより多くの視点の異なる正視像
イメージを生成し、これらの正視像イメージを切り換え
て表示することで、異なる位置の視点からの立体視を実
現することが可能になる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の発
明の実施の形態例を詳細に説明する。＜立体視用超音波イメージング装置の構成（１）＞図１
は本発明の実施の形態例の立体視用超音波イメージング
方法を実現するための装置並びに本発明の実施の形態例
の立体視用超音波イメージング装置の構成を示す構成図
である。

【００４５】まず、図１を用いて装置全体の構成を説明
する。この図１において、制御部１０は装置全体を統括
的に制御するもので、送受信の制御や画像処理の制御を
行っている。

【００４６】発振器１１は送受信の変復調に使用する信
号を生成する発振手段である。送信部２０は発振部１１
からの信号を受けて制御部１０の指示のもとで送波電気
信号を生成する送信手段である。

【００４７】超音波探触子３０は送波電気信号を超音波
に変換して被検体内に送波し、被検体内から反射されて
戻って来た超音波信号を電気信号に変換する電気音響変
換素子である。ここでは超音波探触子３０は、単一の送
波エレメント３１と複数の受波エレメント３２及び３３
により構成されている。

【００４８】送波エレメント３１は送信部２０からの送
波電気信号を超音波に変換して被検体内部に送波する電
気音響変換素子であり、被検体内のターゲット付近の被
観測面に対して超音波の送波を行うものである。

【００４９】受波エレメント３２及び３３は所定の距離
（後述する基線長）を有するように配置され、被検体内
から反射されて戻って来た超音波信号を受波電気信号に
変換する電気音響変換素子である。

【００５０】尚、この受波エレメント３２及び３３につ
いては、被検体内のターゲット付近の被観測面で反射さ
れた超音波を受けるもので、ｘｙ方向の２次元受波エレ
メントアレイ若しくは、ｙ方向に走査可能なｘ方向の１
次元受波エレメントアレイにより構成されている。

【００５１】尚、ここで、ｘｙ平面は被検体内の正視像
の平面（超音波の音線に直交する平面）を意味し、ｚ方
向は被検体の奥行き方向（超音波の音線方向）を意味す
るものとして説明を行う。

【００５２】受信部４０は受波エレメント３２及び３３
からの２系統の受波電気信号から被観測面の正視像イメ
ージをステレオイメージとして生成するもので、受波電
気信号を直交検波等により復調する復調部４１及び４
２、復調データから２次元イメージを２次元の高速フー
リエ変換（ＦＦＴ）処理により生成する２次元ＦＦＴ部
４３及び４４、イメージデータに対して座標変換や走査
周波数の変換等を行って表示用の映像信号を生成する画
像処理部４４及び４５から構成されている。

【００５３】表示部５０は受信部４０で生成された正視
像イメージをステレオイメージとして表示するものであ
り、ステレオイメージ表示が可能な各種表示装置やビュ
ーワで構成されている。

【００５４】また、図２は超音波探触子３０の要部の断
面構成を示す断面図である。この図２においては、２つ
の２次元の受波エレメントアレイを用いた場合を例とし
て示している。

【００５５】ここでは、送波エレメント３１が中央部に
配置され、その両側に所定の基線長（ステレオ観察する
際の２つの観察位置の相互間距離）を有するように、受
波エレメント３２と受波エレメント３３とが配置されて
いる。尚、この基線長としては観察者の両眼の間隔程度
（約６cm）であることが好ましい。

【００５６】また、送波エレメント３１と受波エレメン
ト３２及び３３の送波側には超音波を集束させる音響レ
ンズ３４ａ〜３４ｃがそれぞれ設けられている。そし
て、音響レンズ３４ａ〜３４ｃにより超音波が集束する
位置と、受波エレメント３２と受波エレメント３３との
受波中心軸とが交わる位置とは、ターゲット６０の被観
測面において略一致していることが好ましい。この一致
した位置近傍が被観測面として一番明瞭に描出されるこ
とになる。

【００５７】＜超音波イメージング処理方法の処理手順
（１）＞次に、本発明の実施の形態例にかかる立体視用
超音波イメージング方法の処理手順並びに立体視用超音
波イメージング装置の動作について説明する。

【００５８】図３は本発明の実施の形態例の立体視用超
音波イメージング方法の処理手順並びに立体視用超音波
イメージング装置の動作の概略処理フローを示すフロー
チャートである。

【００５９】尚、立体視用超音波イメージング処理の処
理手順は大きく分けて、以下の，，の各ステップ
により構成されている。図３を参照して、このステップ
を順を追って説明する。

【００６０】超音波送受波（図３ステップ１）：送信
部２０で生成された送波電気信号は超音波探触子３０内
の送波エレメント３１に送られる。送波エレメント３１
は送波電気信号を超音波信号に変換して被検体内に送波
する。

【００６１】送波された超音波信号は被検体内の反射，
散乱部位から反射，散乱されて、その一部が超音波探触
子３０に戻って受波され、受波電気信号（受波信号）に
変換される。

【００６２】この際、受波エレメント３２及び３３の観
察位置の違いによって、ターゲット６０付近の物体には
見掛け上の相対位置の違い（視差）が生じている。従っ
て、受波電気信号も視差に応じたものになっている。

【００６３】尚、正視像イメージを生成するためである
ので、採用する超音波送受信系としてはＣＷドプラシス
テムで十分である。正視像イメージ生成（図３ステップ２）：以上のよう
にして超音波探触子３０で生成された受波電気信号は、
発振部１１からの発振信号が参照されて、それぞれ復調
部４１及び４２で直交検波等により復調されて復調デー
タが生成される。

【００６４】各復調データは２次元ＦＦＴ部４３及び４
４に供給され、この復調データから視線（超音波の音
線）に直交する被観測面についての正視像イメージデー
タがＦＦＴ処理により生成される。

【００６５】この場合、受波エレメント３２及び３３と
して２次元の受波エレメントアレイを使用しているの
で、この被観測面についての２つの正視像イメージ（オ
ルソグラフィ）及びその映像信号を極めて短時間に生成
することができる。

【００６６】ステレオイメージ表示（図３ステップ
３）：そして、２次元ＦＦＴ処理部で生成されたイメー
ジデータは画像処理部４４及び４５に供給される。

【００６７】画像処理部４４及び４５は、このイメージ
データに座標変換や走査周波数の変換等の必要な処理を
施すと共に、表示装置５０に適した走査周波数の映像信
号に変換してステレオイメージ表示用の映像信号を生成
する。

【００６８】以上のようにして生成された正視像イメー
ジについてのステレオイメージ表示用の映像信号につい
て、表示部５０においてステレオイメージとしての表示
が行われる。

【００６９】この場合のステレオイメージの表示として
は、ステレオイメージとしての表示が可能な各種表示装
置やビューワを用いたものであれば、どのような表示で
も構わない。

【００７０】従って、ＣＲＴディスプレイや液晶ディス
プレイ等に視差を有する２つの正視像イメージを基線長
だけ離して表示し、これらを平行法若しくは交差法によ
り観察者が観察することで、視差に基づいた遠近感が得
られる。

【００７１】また、ビューワ内部に基線長だけ離した状
態で２つの正視像イメージを表示して、この正視像イメ
ージをビューワ外部から観察者が観察することで、視差
に基づいた遠近感が得られる。

【００７２】従って、単独の正視像イメージでは単なる
２次元イメージであって奥行き（音線（ｚ）方向のデー
タ）を有していないが、ステレオイメージとして表示す
ることで遠近感が感じられるようになり、正視像イメー
ジ内で表示されている物体の前後関係が明確になる。

【００７３】また、このステレオイメージの表示として
は、微細なレンチキュラーレンズを用い、その後ろに２
つの正視像イメージを分割して交互に配置する方法を用
いることも可能である。その他、各種のステレオイメー
ジの表示方法を用いることができる。

【００７４】尚、全体の処理としては２次元イメージデ
ータの生成と表示であるので、正視像イメージを生成し
ながらリアルタイムで立体視用の表示を開始することが
可能である。従って、高速な立体視用超音波イメージン
グ処理及び表示が行なえる。

【００７５】＜実施の形態例により得られる効果（１）
＞以上詳細に説明した実施の形態例によれば、以下に説
明するような効果が得られる。

【００７６】音線に直交する被観測面の正視像イメー
ジを複数生成し、これを立体視用に表示しているので、
観察者は被観測面をステレオイメージとして立体視する
ことができ、奥行きの前後関係を把握することができ
る。

【００７７】この場合に、２次元受波エレメントアレ
イを用いて被観測面の正視像イメージを得るようにして
いるので、極めて短時間に被観測面についての超音波受
波データを得ることができる。

【００７８】また、２つの正視像を生成して立体視用
に表示するため、２つの２次元イメージデータを生成す
るのみで済む。従って、計算による３次元画像処理は必
要なく、極めて短時間にリアルタイムで処理及び表示が
完了する。

【００７９】＜その他の実施の形態例＞以上の実施の形
態例では受波エレメント３２及び３３として２次元受波
エレメントアレイを用いるものについて説明を行った
が、以下の構成にも使用することが可能である。

【００８０】図４に示すように、紙面に垂直（ｘ）方向
に複数の素子を有する１次元受波エレメントアレイで構
成された受波エレメント３２′及び３３′の受波面が被
検体表面６１上で平行になるように配置する。

【００８１】そして、これら受波エレメント３２′及び
３３′を周知の連結機構等によって連結すると共に、φ
（ｙ）方向に傾けることが可能になるように構成してお
く。尚、このφ方向への傾けることについては、観察者
による手動操作であっても機械駆動であっても構わな
い。

【００８２】このような構成とすることで、図５に示す
ように、ｘ方向の１次元受波エレメントアレイである受
波エレメント３２′及び３３′をφ方向にスキャンさせ
ることにより、ｘ−ｙ平面の視差を有する２つの正視像
イメージが得られる。

【００８３】そして、このようにして得られた２つの正
視像イメージをステレオイメージとして表示し、このス
テレオイメージの表示を観察者が観察することで、視差
に基づいた遠近感が得られる。

【００８４】すなわち、音線に直交する被観測面の正視
像イメージを複数生成し、これを立体視用に表示してい
るので、観察者は被観測面をステレオイメージとして立
体視することができ、奥行きの前後関係を把握すること
ができる。

【００８５】また、この場合に、２つの連動して走査可
能な１次元受波エレメントアレイを用いて被観測面の２
つの正視像イメージを得るようにしているので、極めて
短時間に（例えば、走査完了に伴って）被観測面につい
ての超音波受波データを得ることができる。

【００８６】また、２つの正視像を生成して立体視用に
表示するため、２つの２次元イメージデータを生成する
のみで済む。従って、計算による３次元画像処理は必要
なく、極めて短時間に処理が完了する。

【００８７】＜立体視用超音波イメージング装置の構成
（２）＞以上の図１，図２，図４及び図５で説明した立
体視用超音波イメージング装置は、ステレオイメージを
生成するために２つ（１組）の受波エレメントを備えた
ものであった。従って、受波エレメントが配置された位
置により視点の位置が定まることになる。

【００８８】そこで、複数組の視差を有する受波エレメ
ントを配置しておいて正視像イメージを生成して、正視
像イメージを切り替えることで視点を切り替えるような
表示が可能である。

【００８９】すなわち、図６に示すように、複数組の受
波エレメント３８ａ〜３８ｅを備えておく。また、受信
部４０の各部（復調部４６ａ〜４６ｅ，２次元ＦＦＴ部
４７ａ〜４７ｅ，画像処理部４８ａ〜４８ｅ）について
も、受波エレメントと同数の処理を行える構成にしてお
き、正視像イメージをそれぞれ生成しておく。

【００９０】そして、制御部１０の指示により所望の視
点に相当する正視像イメージを選択する視点変更部４９
を設け、ここで選択された視点に相当する正視像イメー
ジを表示部５０に表示することで、視点変更が可能にな
る。

【００９１】尚、このような場合の超音波探触子３０と
しては、１次元受波エレメントアレイの場合には図７の
ように、互いに平行する受波エレメント３８ａ〜３８ｅ
を並べて配置した構成が考えられる。

【００９２】この図７の場合では、受波エレメントの配
置の間隔と基線長との関係により以下のようにして視点
が定まる。尚、受波エレメントの配置の間隔により視点
の位置は変化する。視点：受波エレメント３８ａ−受波エレメント３８ｃ視点：受波エレメント３８ｂ−受波エレメント３８ｄ視点：受波エレメント３８ｃ−受波エレメント３８ｅまた、更に多くの受波エレメントを配置しておけば更に
細かな視点の変更が可能にもなる。尚、この図６では１
次元受波エレメントアレイの場合を示したが、図２に示
した２次元受波エレメントアレイの場合であっても、複
数組の受波エレメントを設けることで視点の変更が可能
になる。

【００９３】＜超音波イメージング処理方法の処理手順
（２）＞図８は本発明の実施の形態例の立体視用超音波
イメージング方法の処理手順並びに立体視用超音波イメ
ージング装置の動作の概略処理フローを示すフローチャ
ートである。

【００９４】尚、立体視用超音波イメージング処理の処
理手順は大きく分けて、以下の，，，の各ステ
ップにより構成されている。図８を参照して、このステ
ップを順を追って説明する。

【００９５】超音波送受波（図８ステップ１）：送信
部２０で生成された送波電気信号は超音波探触子３０内
の送波エレメント３１に送られる。送波エレメント３１
は送波電気信号を超音波信号に変換して被検体内に送波
する。

【００９６】送波された超音波信号は被検体内の反射，
散乱部位から反射，散乱されて、その一部が超音波探触
子３０に戻って受波され、受波電気信号（受波信号）に
変換される。

【００９７】この際、受波エレメント３８ａ〜３８ｅの
観察位置の違いによって、ターゲット６０付近の物体に
は見掛け上の相対位置の違い（視差）が生じている。従
って、受波電気信号も視差に応じたものになっている。

【００９８】正視像イメージ生成（図８ステップ
２）：以上のようにして超音波探触子３０で生成された
受波電気信号は、発振部１１からの発振信号が参照され
て、それぞれ復調部４６ａ〜４６ｅで直交検波等により
復調されて復調データが生成される。

【００９９】各復調データは２次元ＦＦＴ部４７ａ〜４
７ｅに供給され、この復調データから視線（超音波の音
線）に直交する被観測面についての正視像イメージデー
タがＦＦＴ処理により生成される。

【０１００】この場合、受波エレメント３８ａ〜３８ｅ
の受波結果からそれぞれ被観測面についての正視像イメ
ージ（オルソグラフィ）を生成しているので、それぞれ
についての映像信号を極めて短時間に生成することがで
きる。

【０１０１】ステレオイメージ表示（図８ステップ
３）：そして、２次元ＦＦＴ処理部で生成されたイメー
ジデータは画像処理部４８ａ〜４８ｅに供給される。

【０１０２】画像処理部４８ａ〜４８ｅは、このイメー
ジデータに座標変換や走査周波数の変換等の必要な処理
を施すと共に、表示装置５０に適した走査周波数の映像
信号に変換してステレオイメージ表示用の映像信号を生
成する。

【０１０３】以上のようにして生成された正視像イメー
ジについて、まず第１の視点についてのステレオイメー
ジ表示用の映像信号が視点変更部４９で選択され、表示
部５０においてステレオイメージとしての表示が行われ
る。

【０１０４】尚、ここでは第１の視点については、正視
像イメージを生成しながら立体視用の表示を開始するこ
とが可能である。従って、高速な立体視用超音波イメー
ジング処理が行なえる。

【０１０５】視点変更（図８ステップ４，ステップ
５）：視点変更について観察者から指示があれば、他の
視点についての映像信号を視点変更部４９で選択して表
示部５０に表示を行う。この場合、観察者から具体的に
指示された視点の表示を行う場合と、単に視点変更の指
示を受けて制御部が他の視点の順次切り替えて表示する
場合との両方が可能である。

【０１０６】この視点の順次切り替え表示によれば、視
点が順次移動する状態になるので、被検体が回転してい
る状態で立体視を行うことが可能になる。従って、奥行
きの前後関係を更に明確に把握することができるように
なる。

【０１０７】この場合のステレオイメージの表示として
は、ステレオイメージとしての表示が可能な各種表示装
置やビューワを用いたものであれば、どのような表示で
も構わない。

【０１０８】従って、ＣＲＴディスプレイや液晶ディス
プレイ等に視差を有する２つの正視像イメージを基線長
だけ離して表示し、これらを平行法若しくは交差法によ
り観察者が観察することで、視差に基づいた遠近感が得
られる。

【０１０９】また、ビューワ内部に基線長だけ離した状
態で２つの正視像イメージを表示して、この正視像イメ
ージをビューワ外部から観察者が観察することで、視差
に基づいた遠近感が得られる。

【０１１０】従って、単独の正視像イメージでは単なる
２次元イメージであって奥行き（音線（ｚ）方向のデー
タ）を有していないが、ステレオイメージとして表示す
ることで遠近感が感じられるようになり、正視像イメー
ジ内で表示されている物体の前後関係が明確になる。

【０１１１】＜実施の形態例により得られる効果（２）
＞以上詳細に説明した実施の形態例によれば、以下に説
明するような効果が得られる。

【０１１２】音線に直交する被観測面の正視像イメー
ジを複数生成し、これを立体視用に表示しているので、
観察者は被観測面をステレオイメージとして立体視する
ことができ、奥行きの前後関係を把握することができ
る。

【０１１３】この場合に、複数の受波エレメントによ
り被観測面の正視像イメージを得るようにしているの
で、極めて短時間に被観測面についての超音波受波デー
タを得ることができる。

【０１１４】また、複数の正視像を生成して立体視用
に表示するため、２次元イメージデータを生成するのみ
で済む。従って、計算による３次元画像処理（多数の２
次元断層像イメージからの３次元イメージの生成）は必
要なく、極めて短時間に処理が完了する。従って、リア
ルタイムで処理と表示を行うことが可能である。

【０１１５】そして、複数の視点のステレオイメージ
を切り替えて表示することで、少しずつ異なる異なる視
点からの観察によって奥行きの前後関係を更に明確に把
握することができるようになる。また、この場合にも、
２次元イメージデータを生成するのみで済み、３次元画
像処理は必要なく、極めて短時間に処理が完了する。

【０１１６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、以下に説明するような効果が得られる。

【０１１７】（１）音線に直交する被観測面について視
差を有する複数の正視像イメージを生成し、これら複数
の正視像イメージを立体視用に表示する立体視用超音波
イメージング方法についての第１の発明では、音線に直
交する被観測面の正視像イメージを複数生成し、これを
立体視用に表示しているので、観察者は被観測面をステ
レオイメージとして立体視することができる。

【０１１８】尚、正視像を生成して立体視用に表示する
ため、計算による３次元画像処理は必要なく、極めて短
時間に処理が完了する。そして、ステレオイメージによ
る立体視であるため、正視像イメージについて遠近感が
得られるようになる。

【０１１９】また、２つより多くの視点の異なる正視像
イメージを生成し、これらの正視像イメージを切り換え
て表示することで、異なる位置の視点からの立体視を実
現することが可能になる。

【０１２０】（２）音線に直交する被観測面について視
差を有する複数の正視像イメージを生成する正視像イメ
ージ生成手段と、この正視像イメージ生成手段により生
成された複数の正視像イメージについて立体視用の表示
を行う立体視用表示手段と、を備えた立体視用超音波イ
メージング装置についての第２の発明では、音線に直交
する被観測面の正視像イメージを複数生成し、これを立
体視用に表示しているので、観察者は被観測面をステレ
オイメージとして立体視することができる。

【０１２１】尚、正視像を生成して立体視用に表示する
ため、計算による３次元画像処理は必要なく、極めて短
時間に処理が完了する。そして、ステレオイメージによ
る立体視であるため、正視像イメージについて遠近感が
得られるようになる。

【０１２２】また、２つより多くの視点の異なる正視像
イメージを生成し、これらの正視像イメージを切り換え
て表示することで、異なる位置の視点からの立体視を実
現することが可能になる。

【０１２３】（３）所定の基線長を有するように配置さ
れた２つの２次元受波エレメントアレイと、これら２つ
の２次元受波エレメントアレイにより得られた超音波受
波データから音線に直交する被観測面について所定の視
差を有する正視像イメージをそれぞれ生成する正視像イ
メージ生成手段と、この正視像イメージ生成手段により
生成された複数の正視像イメージについて立体視用の表
示を行う立体視用表示手段と、を備えた立体視用超音波
イメージング装置の第３の発明では、音線に直交する被
観測面の正視像イメージを複数生成し、これを立体視用
に表示しているので、観察者は被観測面をステレオイメ
ージとして立体視することができる。

【０１２４】尚、２次元受波エレメントアレイを用いて
被観測面の正視像イメージを得るようにしているので、
極めて短時間に被観測面についての超音波受波データを
得ることができる。

【０１２５】また、２次元イメージである正視像イメー
ジを生成して立体視用に表示するため、計算による３次
元画像処理は必要なく、極めて短時間に処理が完了す
る。そして、ステレオイメージによる立体視であるた
め、正視像イメージについて遠近感が得られるようにな
る。

【０１２６】また、２つより多くの視点の異なる正視像
イメージを生成し、これらの正視像イメージを切り換え
て表示することで、異なる位置の視点からの立体視を実
現することが可能になる。

【０１２７】（４）所定の基線長を有するように互いに
平行に配置され、基線長方向に音線を走査可能な２つの
１次元受波エレメントアレイと、これら２つの１次元受
波エレメントアレイにより得られた超音波受波データか
ら音線に直交する被観測面について所定の視差を有する
正視像イメージをそれぞれ生成する正視像イメージ生成
手段と、この正視像イメージ生成手段により生成された
複数の正視像イメージについて立体視用の表示を行う立
体視用表示手段と、を備えたことを特徴とする立体視用
超音波イメージング装置についての第４の発明では、音
線に直交する被観測面の正視像イメージを複数生成し、
これを立体視用に表示しているので、観察者は被観測面
をステレオイメージとして立体視することができる。

【０１２８】尚、２つの平行した１次元受波エレメント
アレイを走査して被観測面の正視像イメージを得るよう
にしているので、極めて短時間に被観測面についての超
音波受波データを得ることができる。

【０１２９】また、２次元イメージである正視像イメー
ジを生成して立体視用に表示するため、計算による３次
元画像処理は必要なく、極めて短時間に処理が完了す
る。そして、ステレオイメージによる立体視であるた
め、正視像イメージについて遠近感が得られるようにな
る。

【０１３０】また、２つより多くの視点の異なる正視像
イメージを生成し、これらの正視像イメージを切り換え
て表示することで、異なる位置の視点からの立体視を実
現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例の立体視用超音波イメー
ジング装置の構成を示す構成図である。

【図２】本発明の実施の形態例の立体視用超音波イメー
ジング装置の主要部である超音波探触子の要部断面構成
を示す構成図である。

【図３】本発明の実施の形態例の立体視用超音波イメー
ジング方法の処理内容の概略を示すフローチャートであ
る。

【図４】本発明の実施の形態例の立体視用超音波イメー
ジング装置の主要部である超音波探触子の他の構成例を
示す構成図である。

【図５】本発明の実施の形態例の立体視用超音波イメー
ジング装置の主要部である超音波探触子の他の構成例を
示す構成図である。

【図６】本発明の実施の形態例の立体視用超音波イメー
ジング装置の構成を示す構成図である。

【図７】本発明の実施の形態例の立体視用超音波イメー
ジング装置の主要部である超音波探触子の他の構成例を
示す構成図である。

【図８】本発明の実施の形態例の立体視用超音波イメー
ジング方法の処理内容の概略を示すフローチャートであ
る。

【図９】３次元画像表示方法として複数の断層イメージ
から３次元的な画像を生成するＭＩＰ処理の様子を示す
説明図である。

【符号の説明】

１０制御部１１発振部３０超音波探触子３１送波エレメント３２受波エレメント３３受波エレメント３４ａ〜３４ｃ音響レンズ４０受信部４１，４２復調部４３，４４２次元ＦＦＴ部４４，４５画像処理部５０表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音線に直交する被観測面について視差を
有する複数の正視像イメージを生成し、これら複数の正視像イメージを立体視用に表示すること
を特徴とする立体視用超音波イメージング方法。
【請求項２】音線に直交する被観測面について視差を
有する複数の正視像イメージを生成する正視像イメージ
生成手段と、この正視像イメージ生成手段により生成された複数の正
視像イメージについて立体視用の表示を行う立体視用表
示手段と、を備えたことを特徴とする立体視用超音波イ
メージング装置。
【請求項３】所定の基線長を有するように配置された
２つの２次元受波エレメントアレイと、これら２つの２次元受波エレメントアレイにより得られ
た超音波受波データから音線に直交する被観測面につい
て所定の視差を有する正視像イメージをそれぞれ生成す
る正視像イメージ生成手段と、この正視像イメージ生成手段により生成された複数の正
視像イメージについて立体視用の表示を行う立体視用表
示手段と、を備えたことを特徴とする立体視用超音波イ
メージング装置。
【請求項４】所定の基線長を有するように互いに平行
に配置され、基線長方向に音線を走査可能な２つの１次
元受波エレメントアレイと、これら２つの１次元受波エレメントアレイにより得られ
た超音波受波データから音線に直交する被観測面につい
て所定の視差を有する正視像イメージをそれぞれ生成す
る正視像イメージ生成手段と、この正視像イメージ生成手段により生成された複数の正
視像イメージについて立体視用の表示を行う立体視用表
示手段と、を備えたことを特徴とする立体視用超音波イ
メージング装置。