JPH10155796A

JPH10155796A - 医療用超音波装置および該画像作成方法

Info

Publication number: JPH10155796A
Application number: JP9339520A
Authority: JP
Inventors: Jens Ulrich Quistgaard; ジェンス・ウルリッヒ・クイストガード
Original assignee: Advanced Technology Laboratories Inc
Current assignee: Advanced Technology Laboratories Inc
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 1998-06-16
Also published as: EP0844496A3; EP0844496A2; US5860924A

Abstract

(57)【要約】【解決手段】超音波エコーを受信する超音波変換器；
組織表示情報を作成する組織画像プロセッサ；流れ表示
情報を作成する流れ画像プロセッサ；および、三次元画
像プロセッサからなる身体の立体領域の流れまたは運動
と、構造の三次元画像を作成する該医療用診断超音波装
置、および組織と流れの多数の重なった超音波二次元画
像画素から三次元超音波画像画素を作成する方法。【効果】三次元メモリやｚ−バッファーなしに、組
織と血流(運動)双方の三次元超音波画像を作成する、既
存の二次元超音波装置と完全互換性がある装置を提供す
る。交互配置処理により、二次元フレームデータの空間
的対応を維持し、正確な３Ｄ画像を与え、視野が変化し
ても、他の組織や血管の前後を通過する組織や血管が、
適切に描写される。また本発明は、三次元超音波診断画
像の作成方法に関し、Ｂモードとドップラー流れ情報
を、組織、流れ、または両者のブレンド情報に優先度を
与えて処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、組織および流れ画
像の三次元超音波診断画像を作成する医療用超音波診断
画像処理技術、特に組織および流れの超音波画像の三次
元表現に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許[１９９６年４月２９日出願シ
リアル番号０８/６３８,７１０]は、組織および血管構
造、両方の三次元超音波画像の合成画像を作成する超音
波装置を開示する。米国特許５,３２９,９２９および
５,２９５,４８６などの先行技術では、正確な三次元画
像が、三次元メモリに保存した画像データから作成され
る。三次元(３Ｄ)立体画像データが三次元メモリに配置
されたとき、各データ点がそれ自身のｘ、ｙ、ｚアドレ
スを持つので、各データ点の三次元配置を維持しつつ、
画像を自由に操作することができる。

【０００３】その上、各データの組の各データ点によ
り、３Ｄアドレスを維持することで、二つのこのような
立体データの組を、互いに空間的に関連付けることがで
きる。しかし、３Ｄデータを三次元メモリに組織化する
ためには、各データ点の取得時に３Ｄアドレスでコード
化しなければならず、それは通常、データのｘ、ｙ、ｚ
アドレスを記憶する複雑で厄介な機構が必要となる。
このような機器は、従来の二次元(２Ｄ)画像プローブの
使いやすさ、速度、機敏さを好感している医者には嫌わ
れる。さらに超音波装置構成は通常、画像を三次元メモ
リではなく２Ｄ画像フレーム記憶装置に保存する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波装置の構
成を３Ｄ画像作成に容易に応用し、従来の平面画像プロ
ーブを使用するためには、三次元メモリの必要なしで２
Ｄ画像フレーム上で操作できることが望ましい。三次元
メモリの一つの改良は、第三、もしくはｚ次元に各２Ｄ
画像の位置を記録し追随する２Ｄ画像メモリの「ｚ−バ
ッファー」である。一つの２Ｄ画像の画素が他の２Ｄ画
像の画素の前にあるのか後にあるのかを決めるときな
ど、画素のｚ次元が必要なときには常に、ｚ−バッファ
ーが参照される。しかし、三次元処理用２Ｄ画像フレー
ムの操作をするときに、ｚ−バッファーが作成され、そ
の正確さがたえず維持され、そしてたえず参照されなけ
ればならないので、ｚ−バッファーの使用は、従来の２
Ｄ超音波装置構成にさらなる複雑さを加える。

【０００５】従って、三次元メモリやｚ−バッファーの
必要なしで、超音波装置で三次元画像を作成できること
が望ましい。さらに、前記米国特許[出願シリアル番号
０８/６３８,７１０]に記載されているように、三次元
メモリまたはｚ−バッファーのいずれの必要もなしに、
組織および血流の合成３Ｄ画像を作成できることが特に
望ましい。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によると、三次元
メモリまたはｚ−バッファーの必要なしで組織と血流
(もしくは運動)双方の三次元超音波画像を作成する技術
が提供される。一組の超音波組織データの二次元のフレ
ームおよび一組の超音波流れまたは運動データの二次元
フレームが身体の同じ立体領域から取得される。これら
データの組は、２つのデータの組の連続するフレームの
間の空間的一致を維持するためにほぼ同時に取得され
る。超音波画像処理装置には、連続的に組織と流れのフ
レームの交互配置処理を通じて、結合された組織と流れ
データの組の三次元画像作成手段が含まれる。このよう
な交互配置処理が画像作成操作中、二次元フレームデー
タの相対的な空間の一致を維持し、知覚的に正確な３Ｄ
画像表現を与え、そこでは三次元的視野が変化しても、
他の組織や血管の前後を通過する組織および血管が、適
切に空間的に描写される。従って、既存の二次元超音波
装置構成と完全互換性を保ったまま組織および流れの三
次元画像を形成することができる。

【０００７】図面を説明すると、図１は、本発明の超音
波診断画像処理装置のブロックダイヤグラムによる説明
である。図２は、組織に優先度を付与した組織および流
れの三次元画像作成技術をブロックダイヤグラムで説明
している。図３は、流れに優先度を付与した組織および
流れの三次元画像作成技術をブロックダイヤグラムで説
明している。そして図４は、組織と流れ画像がブレンド
されている組織および流れの三次元画像作成技術をブロ
ックダイヤグラムで説明している。

【０００８】

【発明の実施の態様】最初に図１を参照すると、本発明
により構成された超音波診断画像処理装置がブロックダ
イヤグラムにより示されている。走査ヘッド１０は患者
に超音波パルスを発信し、超音波エコーを受信する変換
器アレー１２を有する。変換器アレー１２は、発信器／
受信器１４によりパルス発信し、そしてエコーを受信す
る。三次元表示しようとする立体領域を走査するため
に、走査ヘッドはそれらのｘ、ｙ方向による立体領域の
２つの次元、そして一連の立体画像の平面間間隔による
第３の次元を走査する、一連の平面２Ｄ画像を取得する
ために、該領域を走査する。変換器アレーにより発信さ
れ、受信された超音波ビームは、ビーム形成器１６の制
御下に操作され、焦点を合わせられ、複数の素子からの
エコー信号を処理し、コヒーレントエコー信号の走査線
を形成する。受信エコー信号は、Ｉ,Ｑフィルタ２０に
より直角位相検知され、ろ過され、次いでＢモードまた
はドップラー表示のいずれか用に処理される。

【０００９】Ｂモード処理用に、ＩおよびＱ試料は、Ｂ
モードプロセッサ２４に転送され、該プロセッサは検知
し、検知した信号をマッピングして、組織から戻ったエ
コー信号の強度に対応する明度のグレースケール信号を
作成する。グレースケール信号は、２Ｄ画像シーケンス
メモリ３４中の２ＤＢモード画像フレームに対応する
信号の群として保存される。Ｂモード画像フレームは、
それらが受信された順にメモリ３４に保存される。好適
例では、グレースケール信号の走査線が取得され、全平
面画像が形成され、そしてＢモード平面組織画像のシー
ケンスが、２Ｄ画像シーケンスメモリ３４に保存され
る。画像平面は、それらが取得された時間または空間シ
ーケンス順に保存されることによりそれらの互いの空間
配置が維持される。

【００１０】ドップラー処理用には、ＩおよびＱ試料
は、ウォールフィルタ２２で高帯域通過フィルタリング
を受け、それからドップラープロセッサ３０でドップラ
ーデータの集合に組み立てられる。データ集合は、自動
相関(autocorrelation)またはフーリエ(Fourier)変換処
理などのドップラー手法により処理され、ドップラーパ
ワー(Ｐ)、速度(ｖ)、分散(σ)などの流れ特性のドップ
ラー信号が作成される。ドップラー信号は処理され、フ
ラッシュ抑制器３２で運動虚像を除去され、次いでドッ
プラー画像シーケンスメモリ３６に保存される。好適例
において、ドップラー信号の走査線集合が取得され、全
平面画像が形成され、一連のドップラー画像がドップラ
ー画像シーケンスメモリに保存されるが、該メモリは２
Ｄ画像メモリを区画分け(partition)しても別個のメモ
リを使用してもよい。ドップラー画像は、それらが取得
された時間または空間のシーケンス順に保存されること
によりそれらの互いの空間配置が維持される。

【００１１】組織とドップラー画像は、セクタ方式など
の希望する画像方式に、走査変換器４０−４２により別
々に走査変換される。高速に同時に組織およびドップラ
ー画像を走査変換するために、別々の走査変換器を使用
してもよく、または一つの走査変換器を使用して、２つ
の型の画像情報を時間多重通信により処理してもよい。
走査変換は、描画操作に組み入れることもでき、これに
より、２つの機能の一部が同時に実行される(即ち、極
座標の走査線を直接直線的にアドレス指定された三次元
投影への変換）。好適例において、走査変換器４０、４
２は、幾何パラメータを受けることによって３Ｄ描画の
幾何部分を実行し、そして本発明者らの米国特許５,４
８５,８４２の図３ａ−５ｄに示すように、画像を適当
なフレーム高さ、幅、相対オフセットに走査変換する。

【００１２】Ｂモード(組織)とドップラー(血流)の分離
画像は、本発明に従って共に処理され、合成三次元表示
が描画される。組織と血流画像の両方が描画され、視線
方向に沿ったベクトルが２Ｄ画像を通って進むときに遭
遇する重なった２Ｄ画像の画素からの合成画素の３Ｄ画
像を作成する。この視線(viewing)ベクトル処理は、前
記米国特許[出願シリアル番号０８/６３８,７１０]に記
載されている。

【００１３】本発明によると、２Ｄ画像と流れ(または
運動)画像が、画像交互配置シ−ケンサ４４により、３
Ｄ合成画像描画プロセッサ５０に交互に提供される。２
つの空間的に並べられたシーケンスから、２Ｄと流れ画
像を交互配置することによって、結果として生じる３Ｄ
画像は、知覚的に正確に描画され、他の組織と血管の前
後に組織と血管が正しく表示され、描画されている立体
の三次元視野が変化するにつれて、他の組織と血管の前
後に正確に移動する。三次元メモリまたはｚ−バッファ
を使用することなく、本発明によりこれが実施される。
描画プロセッサ５０は、三次元表示中の、組織と血流の
可変濁度、および前から後に向かっての制御可能な明度
勾配など、種々の３Ｄ表現パラメータを実行可能であ
る。構成例において、２Ｄとドップラー画像が順次処理
され、３Ｄ画像メモリ５２の画像エリアに、３Ｄ描画画
像が構成される。部分的に描画された３Ｄ画像は、３Ｄ
画像メモリ５２から、描画プロセッサ５０に戻され、そ
して全ての連続する２Ｄとドップラー画像が結合された
ときに完成される完結３Ｄ画像は、３Ｄ画像メモリに保
存される。次に異なる視点からの次の３D画像が、３D画
像メモリの他の画像領域に作成される。希望する視野の
全範囲にわたる３Ｄ画像の全ての組が完結したとき、描
画は完結され、３Ｄ画像メモリ５２に保存される。３Ｄ
画像メモリから３Ｄ画像シーケンスをビデオプロセッサ
６０により読み出すことができ、静止表示または動的３
Ｄ表示として表示装置７０に表示することができる。

【００１４】三次元画像は、図２−４に示されるいずれ
かの方法で、本発明に従って描画される。最初に図２を
参照すると、３Ｄ画像中の組織に優先度を与える描画技
術が示されている。図２−４において、「エコー」は、
Ｂモード(組織)画像素子(画素)を意味し、そして「色」
は、流れ(ドップラー)画像素子を意味する。Ｐ_Rは、交
互配置され、重ねられた２Ｄとドップラー画像の画素か
ら形成された３Ｄ画像の画素を意味する。これら図面の
フローチャートは、２点から開始され、一つは３Ｄ画素
Ｐ_Rが最初にエコー画素である点であり、そして他方は
３Ｄ画素Ｐ_Rが最初に色画素である点である。

【００１５】図２の描画工程においては、エコー画素に
優先度が付与されており、色画素は決してエコー画素に
置き換わらない。従って、描画された画素Ｐ_Rが最初、
エコー画素であるとき(ボックス１００)、単に次の２Ｄ
画像フレームの画素の絶対値Echo_n _ew を、現在の３Ｄ画
素Ｐ_R の絶対値と比較する(ボックス１０２)必要がある
のみであり、そしてもし新たなエコー値が、現在の３Ｄ
画素Ｐ_Rの値を越える場合には(ボックス１０４)、３Ｄ
画素Ｐ_Rを新たなエコー値に更新する。次にこの工程
は、２Ｄとドップラー画像の次の対を処理する用意をす
る。

【００１６】もし現在の３Ｄ画素Ｐ_Rが色画素ならば(ボ
ックス１１０)、次のドップラーフレームの画素Color
_newを色Ｐ_R画素(ボックス１１２)と比較することによっ
て、この工程は始まる。もし新たな画素値が３Ｄ画素値
を越える場合には、３Ｄ画素は、新たな色画素の値に更
新される(ボックス１１４)。そうでないときは、この工
程は現在の３Ｄ画素値について連続する。次の２Ｄ画像
の画素(Echo_New)値が３Ｄ色画素Ｐ_R の値と比較される
(ボックス１１６)。もし、新エコー値が色画素の値と等
しいかそれよりも大きいならば、色画素は新エコー値に
設定される(ボックス１１８)。もしそうでなければ、３
Ｄ色画素Ｐ_Rは、変化しないままである。

【００１７】新エコー値を３Ｄ画素と比較する代りに、
新エコー値は、ボックス１１６にアスタリスクで示すよ
うに、選択されたしきい値Ｔｈと比較してもよい。しき
い値を越えるエコー値は、３Ｄ画素Ｐ_R用の新エコー値
として使用される。全ての２Ｄとドップラー画像が処理
され、３Ｄ画像が描画されるまで、画像交互配置シ−ケ
ンサにより処理用に提供された交互配置された２Ｄとド
ップラー画像について処理は連続する。視線ベクトル(v
iew vector)毎に描画してもよいが、好ましくは、次の
画像に移る前に、処理されている画像中の各画素につい
て、フレーム毎に描画される。

【００１８】図３は、流れ画素に優先度が与えられ、そ
して図２の工程の鏡像関係にある描画工程を説明する。
エコー画素は３Ｄ画素として決して色画素に置き換わら
ないので、もし３Ｄ画素が最初に色画素なら(ボックス
２００)、３Ｄ画素が新規な色画素の値に更新されるべ
きか否かの比較がなされる。新規なドップラー画像の色
画素の絶対値Color_Newと３Ｄ色画素Ｐ_R の比較がなさ
れ(ボックス２０２)、もし新規な画素値の方が大きけれ
ば、３Ｄ画素は新規な色画素値に更新される(ボックス
２０４)。そうでないときは、３Ｄ画素は変化しない(ボ
ックス２０２からの「否(No)」決定)。

【００１９】もし現在の３Ｄ描画された画素Ｐ_Rがエコ
ー画素ならば(ボックス２１０)、新規な２Ｄ画像の画素
「Echo_new」は、３Ｄ画素と比較される(ボックス２１
２)。もし新エコー値が３Ｄ画素値を越えるならば、描
画された画素は新エコー値に更新される(ボックス２１
４)。場合によって、現在のまたは更新された３Ｄ画素
値は、次に新規なドップラー画像のその場所の画素値Co
lor_New と比較される(ボックス２１６)。もし新たな色
値が３Ｄエコー値と等しいかまたはそれより大きけれ
ば、新たな色値Color_Newが３Ｄ画素値として使用される
(ボックス２１８)。そうでないときは、Ｐ_Rの現在値は
変化しない(ボックス２１６からの「否(NO)」の線)。前
の工程でのように、新たな色値をボックス２１６の３Ｄ
画素と比較することの代案として、新たな色値を、ボッ
クス２１６のアスタリスクで示すように、選択されたし
きい値Ｔｈと比較してもよい。しきい値を越える色値
は、３Ｄ画素Ｐ_Rの新たな(色)値として使用される。

【００２０】図４は、色とエコー画素がブレンドされた
描画工程を説明する。ブレンドとは、例えば、ブレンド
された画素は、１つの色画素の色合いまたは陰影および
２つの画素の最大のまたは平均の明度を持ちうることを
意味している。もし３Ｄ画素が、最初にエコー画素なら
ば(ボックス３００)、次のドップラー画像の新規な色画
素の絶対値、Color_newを、最初のしきい値Ｔｈ₁(ボック
ス３０２)と比較することにより工程が始まる。もし、
新たな色画素がしきい値よりも大きいかそれと等しいな
らば、３Ｄ画素は、新規な色画素に変えられる(ボック
ス３０４)。次に、次の２Ｄ画像の新規なエコー画素の
絶対値、「Echo_New」が、３Ｄ画素の絶対値と比較され
る(ボックス３０６)。もし新規なエコー画素が大きけれ
ば、３Ｄ画素は、新規なエコー画素に変えられる(ボッ
クス３０８)。もしそうでないならば、３Ｄ画素へのい
かなるその後の変化もなく、工程は次の２Ｄとドップラ
ー画像に移行する。

【００２１】もし３Ｄ画素が最初に色画素ならば(ボッ
クス３１０)、次のドップラー画像の新規な色画素の絶
対値Color_Newを、３Ｄ画素値Ｐ_Rと比較することにより
(ボックス３１２)、工程は始まる。もし新規な色画素値
が３Ｄ画素より大きいかまたはそれと等しい場合は、３
Ｄ画素は新規な色画素に変えられる(ボックス３１４)。
次に、次の２Ｄ画像の新規なエコー画素の絶対値、Echo
_Newが、第２のしきい値Ｔｈ₂と比較される(ボックス３
１６)。もし新エコー画素値がＴｈ₂しきい値より大きい
かまたはそれと等しいならば、３Ｄ画素は、新エコー画
素に変えられる(ボックス３１８)。もしそうでないな
ら、３Ｄ画素へのいかなるその後の変化もなく、そして
工程は、次の２Ｄとドップラー画像に移行する。

【００２２】色優先度とブレンド技術は、三次元表示が
空間で回転されるにつれて、後に通過する流れを突然不
明瞭にする近域組織エコー、または遠域の、流れの前を
動くときに突然見えなくなる組織エコーなどの、潜在的
問題を回避し、知覚的に正確な三次元視野を提供する。
知覚的に正確な画像は、前から後への順または後から前
への順のいずれかで、２Ｄとドップラー画像を処理する
ことによって描画することができる。

【００２３】図２−４のフローチャートは、最大強度描
画を説明し、そこでは現在のあるいは新規な値の最大値
が使用される。最大強度以外の描画が、例えば新旧の値
の平均または重み付け平均を使用し、現在の描画値を置
き換えることによって、これらのフローチャートで実行
することができると理解される。重み付け平均の典型的
な公式を以下に示す。

【００２４】Ｐ_R(new)＝ａＰ_R(Old)＋ｂColor_New または、Ｐ_R(new)＝ａＰ_R(Old)＋ｂEcho_New ここに、ａおよびｂは重み付け係数である。

【００２５】色とエコー値を比較するために、基準化(s
caling)または再マッピングあるいはその他の合理化が
必要であることも理解される。例えば、もしエコー値が
色値よりも多くのディジタルビットを有する場合、両者
はこれらのフローチャートの比較をする前に、共通基盤
となるよう均等化される必要がある。２Ｄとドップラー
の基準化は、各画像の型用のルックアップテーブルによ
り能率的に実行することができ、基準化は、信号のダイ
ナミックレンジの対数圧縮などの他のマッピング効果に
影響を及ぼすことがある。基準化はまたいくつかの三次
元表現効果に影響を及ぼすこともある。例えば、組織画
素の新規な範囲への基準化は、組織値の再重み付けを通
じて前記米国特許[出願シリアル番号０８/６３８,７１
０]に記載されたように、組織に透明効果を与えること
ができる。

【００２６】さらに、画像交互配置シ−ケンサ４４が、
ある特定の順で３Ｄ描画のために、交互配置された組織
と流れ画像を与えるのがより能率的であるということも
理解されるであろう。例えば、図２のエコー優先描画
は、与えられた場所からのエコー画像の前に、色画像を
操作することにより、より能率的に操作することができ
る。図３の色優先技術は、エコー画像を最初に考慮する
ことによってより能率的に操作できる。ブレンド技術
は、画像かいずれかを最初に考慮することにより等しく
能率的である。

【００２７】該交互配置シーケンスへの修正は、本発明
に包含される。例えば、正確な空間関係は、２つの連続
するエコーフレームを操作し、次いで２つの連続する色
フレームというように交互の順で操作することにより、
なお維持される。

【００２８】本発明の三次元表示技術は、パワードップ
ラーや速度(色流れ)情報など、どのような型のドップラ
ー流れ情報によっても実行することができる。超音波ド
ップラーおよびＢモードエコー情報は、両方の情報の取
得を脈打つ血流の位相でゲートすることによって得るこ
とができるのであるが、脈打つ構造の優秀な三次元描画
は、ゲートされないパワードップラー信号の取得および
ゲートされたＢモードの取得を利用することによって得
られることが見いだされた。本質的に、パワードップラ
ー情報はできるだけ迅速にかつ高頻度に取得され、一方
組織情報は、心拍周期の必要な位相でのみ取得される。
パワードップラー情報が時間的に平均された後、組織と
血流情報の結合描画は、組織構造と空間的に対応した血
流情報を表示する。

【００２９】本発明は、組織と流れ画像による三次元超
音波診断画像の作成方法に関し、また体内立体領域か
ら、超音波Ｂモード組織情報およびドップラー流れ情報
を取得し、そして交互配置シーケンスでそれらを処理し
て三次元画像を作成する医療用超音波診断装置が開示さ
れる。三次元描画はＢモードとドップラー流れ情報を、
組織情報、流れ情報または両者のブレンド情報に優先度
を与えて処理する。

【００３０】本発明の態様を以下に示す。１．身体の立体領域の流れまたは運動と、構造の三次元
画像を作成する医療用診断超音波装置であって：超音波
エコーを受信する超音波変換器；超音波エコーを処理
し、組織表示情報を作成する組織画像プロセッサ；超音
波エコーを処理し、流れ表示情報を作成する流れ画像プ
ロセッサ；および、該組織および該流れ表示情報を交互
配置シーケンスにより処理し、三次元画像を形成する三
次元画像プロセッサ、からなる該医療用診断超音波装
置、２．該組織画像プロセッサおよび該流れ画像プロセ
ッサが、組織画像および流れ画像を高速で連続して取得
し、実質的に同じ時間間隔で組織と流れ画像の対を作成
し；ここに、該三次元画像プロセッサが、流れ画像のシ
ーケンス、および流れ画像の該シーケンスと対になって
いる組織画像のシーケンスを処理する請求項１の医療用
診断超音波装置、３．さらに、組織画像の該シーケンス
を保存する第１の記憶領域；および、流れ画像の該シー
ケンスを保存する第２の記憶領域；および、組織と流れ
画像を該三次元画像プロセッサに交互配置シーケンスで
与える画像交互配置シ−ケンサからなる請求項２の医療
用診断超音波装置、４．該組織画像プロセッサが、該立
体領域から空間的離散平面組織画像のシーケンスを作成
する手段からなり；ここに、該流れ画像プロセッサが、
該立体領域から、空間的離散平面流れ画像のシーケン
ス、ここにそれら個々は該平面組織画像のそれら個々に
空間的に対応する、を作成する手段からなり；そしてこ
こに、三次元画像プロセッサが、交互配置シーケンスの
該平面組織と流れ画像を組織と流れの三次元画像に描画
する手段からなる請求項１の医療用診断超音波装置、
５．さらに、平面組織画像の該シーケンスを保存する第
１のメモリ領域；および、平面流れ画像の該シーケンス
を保存する第２のメモリ領域；および、該三次元画像プ
ロセッサに該組織と流れ画像を交互配置シーケンスで与
える手段からなる請求項４の医療用診断超音波装置、
６．下記ａ）またはｂ）、およびｃ）の段階を包含す
る、組織と流れの多数の重なった超音波二次元画像画素
から三次元超音波画像画素の作成方法：ａ）部分的に作
成された三次元超音波組織画像画素を、該二次元組織画
像画素の一つと比較し；該比較を基礎に該部分的に作成
された三次元超音波組織画像画素の値を設定する段階；
または、ｂ）部分的に作成された三次元超音波流れ画像
画素を、該二次元流れ画像画素の一つと比較し、該比較
を基礎に、該部分的に作成された三次元超音波流れ画像
画素の値を設定する段階；およびｃ）部分的に作成され
た三次元超音波流れ画像画素を、該二次元組織画像画素
の１つと比較し、該比較を基礎に、該部分的に作成され
た三次元超音波画像画素の値を設定する段階、７．該段
階ｃ）が：ｃ）しきい値と該二次元組織画像画素の１つ
と比較し、該比較を基礎に該部分的に作成された三次元
超音波画像画素の値を設定する段階からなる請求項６の
方法、８．下記ａ）またはｂ）、およびｃ）の段階から
なる、組織と流れの多数の重なった超音波二次元画像画
素から三次元超音波画像画素を作成する方法：ａ）部分
的に作成された三次元超音波流れ画像画素を、該二次元
流れ画像画素の一つと比較し、該比較を基礎に、該部分
的に作成された三次元超音波流れ画像画素の値を設定す
る段階；または、ｂ）部分的に作成された三次元超音波
組織画像画素を、該二次元組織画像画素の一つと比較
し、該比較を基礎に、該部分的に作成された三次元超音
波組織画像画素の値を設定する段階；およびｃ）部分的
に作成された三次元超音波組織画像画素を、該二次元流
れ画像画素と比較し、該比較を基礎に、該部分的に作成
された三次元超音波画像画素の値を設定する段階、９．
段階ｃ）が：ｃ）しきい値を該二次元流れ画像画素の一
つと比較し、該比較を基礎に、該部分的に作成された三
次元超音波画像画素の値を設定する段階からなる請求項
８の方法、１０．下記ａ）およびｂ）またはｃ）および
ｄ）の段階からなる、組織と流れの多数の重なった超音
波二次元画像画素から三次元超音波画像画素を作成する
方法：ａ）二次元流れ画像画素を、しきい値と比較し、
該比較を基礎に、該部分的に作成された三次元超音波画
像画素の値を設定する段階；およびｂ）二次元組織画像
画素を、該部分的に作成された三次元超音波画像画素と
比較し、該比較を基礎に、該部分的に作成された三次元
超音波画像画素の値を設定する段階；または、ｃ）部分
的に作成された三次元画像画素を、二次元流れ画像画素
と比較し、該比較を基礎に、該部分的に作成された三次
元超音波画像画素の値を設定する段階；および、d )二
次元組織画像画素を、しきい値と比較し、該比較を基礎
に、該部分的に作成された三次元超音波画像画素の値を
設定する段階。

【００３１】

【発明の効果】三次元メモリまたはｚ−バッファーの必
要なしに、組織と血流(もしくは運動)双方の三次元超音
波画像を作成する技術を提供する。超音波画像処理装置
には、組織と流れフレームの交互配置処理を通じて連続
的に結合された組織と流れデータの組の三次元画像作成
手段が含まれる。このような交互配置処理が画像作成操
作中、二次元フレームデータの相対的な空間的一致を維
持し、知覚的に正確な３Ｄ画像表現を与え、そこでは三
次元的視野が変化しても、他の組織や血管の前後を通過
する組織および血管が、適切に空間的に描写される。本
発明の組織および流れの三次元表現は、既存の二次元超
音波装置構成と完全互換性がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波診断画像処理装置のブロック
ダイヤグラムである。

【図２】組織に優先度が付与されている組織と流れの
三次元画像作成技術のブロックダイヤグラムである。

【図３】流れに優先度が与えられる組織と流れの三次
元画像作成技術のブロックダイヤグラムである。

【図４】組織および流れがブレンドされた組織と流れ
の三次元画像作成技術のブロックダイヤグラムである。

【符号の説明】

１０・・・走査ヘッド、１２・・・変換器アレー、１４・・・発
信器／受信器、１６・・・ビーム形成器、２０・・・Ｉ，Ｑフ
ィルタ、２２・・・ウォールフィルタ、２４・・・Ｂモードプ
ロセッサ、３０・・・ドップラープロセッサ、３２・・・フラ
ッシュ抑制器、３４・・・２Ｄ画像シーケンスメモリ、３
６・・・ドップラー画像シーケンスメモリ、４０，４２・・・
走査変換器、４４・・・画像交互配置シ−ケンサ、５０・・・
３Ｄ合成画像描画プロセッサ、５２・・・３Ｄ画像メモ
リ、６０・・・ビデオプロセッサ、７０・・・表示装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】身体の立体領域の流れまたは運動と、構
造の三次元画像を作成する医療用診断超音波装置であっ
て：超音波エコーを受信する超音波変換器；超音波エコ
ーを処理し、組織表示情報を作成する組織画像プロセッ
サ；超音波エコーを処理し、流れ表示情報を作成する流
れ画像プロセッサ；および、該組織および該流れ表示情
報を交互配置シーケンスにより処理し、三次元画像を形
成する三次元画像プロセッサ、からなる該医療用診断超
音波装置。
【請求項２】該組織画像プロセッサおよび該流れ画像
プロセッサが、組織画像および流れ画像を高速で連続し
て取得し、実質的に同じ時間間隔で組織と流れ画像の対
を作成し；ここに、該三次元画像プロセッサが、流れ画
像のシーケンス、および流れ画像の該シーケンスと対に
なっている組織画像のシーケンスを処理する請求項１の
医療用診断超音波装置。
【請求項３】さらに、組織画像の該シーケンスを保存
する第１の記憶領域；および、流れ画像の該シーケンス
を保存する第２の記憶領域；および、組織と流れ画像を
該三次元画像プロセッサに交互配置シーケンスで与える
画像交互配置シ−ケンサからなる請求項２の医療用診断
超音波装置。
【請求項４】該組織画像プロセッサが、該立体領域か
ら空間的離散平面組織画像のシーケンスを作成する手段
からなり；ここに、該流れ画像プロセッサが、該立体領
域から、空間的離散平面流れ画像のシーケンス、ここに
それら個々は該平面組織画像のそれら個々に空間的に対
応する、を作成する手段からなり；そしてここに、三次
元画像プロセッサが、交互配置シーケンスの該平面組織
と流れ画像を組織と流れの三次元画像に描画する手段か
らなる請求項１の医療用診断超音波装置。
【請求項５】さらに、平面組織画像の該シーケンスを
保存する第１のメモリ領域；および、平面流れ画像の該
シーケンスを保存する第２のメモリ領域；および、該三
次元画像プロセッサに該組織と流れ画像を交互配置シー
ケンスで与える手段からなる請求項４の医療用診断超音
波装置。
【請求項６】下記ａ）またはｂ）、およびｃ）の段階
を包含する、組織と流れの多数の重なった超音波二次元
画像画素から三次元超音波画像画素の作成方法：ａ）部
分的に作成された三次元超音波組織画像画素を、該二次
元組織画像画素の一つと比較し；該比較を基礎に該部分
的に作成された三次元超音波組織画像画素の値を設定す
る段階；または、ｂ）部分的に作成された三次元超音波
流れ画像画素を、該二次元流れ画像画素の一つと比較
し、該比較を基礎に、該部分的に作成された三次元超音
波流れ画像画素の値を設定する段階；およびｃ）部分的
に作成された三次元超音波流れ画像画素を、該二次元組
織画像画素の１つと比較し、該比較を基礎に、該部分的
に作成された三次元超音波画像画素の値を設定する段
階。
【請求項７】該段階ｃ）が：ｃ）しきい値と該二次元
組織画像画素の１つと比較し、該比較を基礎に該部分的
に作成された三次元超音波画像画素の値を設定する段階
からなる請求項６の方法。
【請求項８】下記ａ）またはｂ）、およびｃ）の段階
からなる、組織と流れの多数の重なった超音波二次元画
像画素から三次元超音波画像画素を作成する方法：ａ）
部分的に作成された三次元超音波流れ画像画素を、該二
次元流れ画像画素の一つと比較し、該比較を基礎に、該
部分的に作成された三次元超音波流れ画像画素の値を設
定する段階；または、ｂ）部分的に作成された三次元超
音波組織画像画素を、該二次元組織画像画素の一つと比
較し、該比較を基礎に、該部分的に作成された三次元超
音波組織画像画素の値を設定する段階；およびｃ）部分
的に作成された三次元超音波組織画像画素を、該二次元
流れ画像画素と比較し、該比較を基礎に、該部分的に作
成された三次元超音波画像画素の値を設定する段階。
【請求項９】段階ｃ）が：ｃ）しきい値を該二次元流
れ画像画素の一つと比較し、該比較を基礎に、該部分的
に作成された三次元超音波画像画素の値を設定する段階
からなる請求項８の方法。
【請求項１０】下記ａ）およびｂ）またはｃ）および
ｄ）の段階からなる、組織と流れの多数の重なった超音
波二次元画像画素から三次元超音波画像画素を作成する
方法：ａ）二次元流れ画像画素を、しきい値と比較し、
該比較を基礎に、該部分的に作成された三次元超音波画
像画素の値を設定する段階；およびｂ）二次元組織画像
画素を、該部分的に作成された三次元超音波画像画素と
比較し、該比較を基礎に、該部分的に作成された三次元
超音波画像画素の値を設定する段階；または、ｃ）部分
的に作成された三次元画像画素を、二次元流れ画像画素
と比較し、該比較を基礎に、該部分的に作成された三次
元超音波画像画素の値を設定する段階；および、d )二
次元組織画像画素を、しきい値と比較し、該比較を基礎
に、該部分的に作成された三次元超音波画像画素の値を
設定する段階。