JPH1128212A - 三次元イメージング・システムおよび方法 - Google Patents
三次元イメージング・システムおよび方法Info
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- JPH1128212A JPH1128212A JP10123447A JP12344798A JPH1128212A JP H1128212 A JPH1128212 A JP H1128212A JP 10123447 A JP10123447 A JP 10123447A JP 12344798 A JP12344798 A JP 12344798A JP H1128212 A JPH1128212 A JP H1128212A
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S128/00—Surgery
- Y10S128/916—Ultrasound 3-D imaging
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被検体ボリューム中の隣接した組織に対して
相対的に動いている超音波散乱媒体を三次元イメージン
グする方法およびシステムを提供する。 【解決手段】 被検体ボリューム内の多数のサンプル・
ボリュームから反射された超音波エコーを検出し、散乱
媒体によって反射された超音波エコーから少なくとも部
分的に導き出されたカラー流れデータを取得し、組織に
よって反射された超音波エコーから少なくとも部分的に
導き出された強度データを取得し、多数のサンプル・ボ
リュームの各々に対して、それぞれのサンプル・ボリュ
ームに対応するそれぞれのカラー流れデータとそれぞれ
の強度データとを有する画素データを記憶し、該記憶さ
れた画素データから、被検体ボリューム内の関心のある
ボリュームに対応する一組の画素データを検索し、画素
データの組の中のカラー流れデータおよび強度データを
第１の像平面へ投影して、第１の投影像を表す投影デー
タの組を形成し、該第１の投影像を表示する。
相対的に動いている超音波散乱媒体を三次元イメージン
グする方法およびシステムを提供する。 【解決手段】 被検体ボリューム内の多数のサンプル・
ボリュームから反射された超音波エコーを検出し、散乱
媒体によって反射された超音波エコーから少なくとも部
分的に導き出されたカラー流れデータを取得し、組織に
よって反射された超音波エコーから少なくとも部分的に
導き出された強度データを取得し、多数のサンプル・ボ
リュームの各々に対して、それぞれのサンプル・ボリュ
ームに対応するそれぞれのカラー流れデータとそれぞれ
の強度データとを有する画素データを記憶し、該記憶さ
れた画素データから、被検体ボリューム内の関心のある
ボリュームに対応する一組の画素データを検索し、画素
データの組の中のカラー流れデータおよび強度データを
第１の像平面へ投影して、第１の投影像を表す投影デー
タの組を形成し、該第１の投影像を表示する。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、一般的には、医学診断のため
の人体の解剖学的構造の超音波イメージングに関するも
のである。特に、本発明は、人体内の動いている流体ま
たは組織から反射された超音波エコーのドップラー偏移
を検出することによって該動いている流体または組織の
三次元イメージングを行う方法および装置に関するもの
である。
の人体の解剖学的構造の超音波イメージングに関するも
のである。特に、本発明は、人体内の動いている流体ま
たは組織から反射された超音波エコーのドップラー偏移
を検出することによって該動いている流体または組織の
三次元イメージングを行う方法および装置に関するもの
である。
【０００２】
【発明の背景】通常の超音波スキャナは、画素の輝度が
エコー信号の強度に基づいて定められた、組織の二次元
Ｂモード像を作成する。カラー流れイメージングでは、
血液の流れまたは組織の動きを映像化することが出来
る。ドップラー効果を利用して、心臓および血管内の血
液の流れを測定することはよく知られている。後方散乱
された超音波の周波数偏移を使用することにより、組織
からの後方散乱体または血液の速度を測定することが出
来る。後方散乱された超音波の周波数の変化すなわち周
波数偏移は、血液がトランスジューサの方へ向かって流
れているときは増加し、また血液がトランスジューサか
ら遠ざかる向きに流れているときは減少する。このドッ
プラー偏移は、流れの速度および方向を表すために異な
るカラーを使用して表示することが出来る。パワー・ド
ップラー・イメージングでは、戻ってくるドップラー信
号に含まれているパワーが表示される。カラー流れモー
ドは、数百の隣接したサンプル・ボリュームを同時に表
示し、これらは全て各々のサンプル・ボリュームの速度
を表すためにカラー符号化されている。カラー流れ像は
Ｂモード像に重畳することが出来る。
エコー信号の強度に基づいて定められた、組織の二次元
Ｂモード像を作成する。カラー流れイメージングでは、
血液の流れまたは組織の動きを映像化することが出来
る。ドップラー効果を利用して、心臓および血管内の血
液の流れを測定することはよく知られている。後方散乱
された超音波の周波数偏移を使用することにより、組織
からの後方散乱体または血液の速度を測定することが出
来る。後方散乱された超音波の周波数の変化すなわち周
波数偏移は、血液がトランスジューサの方へ向かって流
れているときは増加し、また血液がトランスジューサか
ら遠ざかる向きに流れているときは減少する。このドッ
プラー偏移は、流れの速度および方向を表すために異な
るカラーを使用して表示することが出来る。パワー・ド
ップラー・イメージングでは、戻ってくるドップラー信
号に含まれているパワーが表示される。カラー流れモー
ドは、数百の隣接したサンプル・ボリュームを同時に表
示し、これらは全て各々のサンプル・ボリュームの速度
を表すためにカラー符号化されている。カラー流れ像は
Ｂモード像に重畳することが出来る。
【０００３】速度データの周りにＢモードの解剖学的構
造データを表示する利点は、速度データが不透明な背景
とともに表示されるときよりも多くの有用な情報が使用
者に提供されることである。また、使用者が速度機能を
ターンオフすることなく走査すべき解剖学的構造を見い
だすことが容易になる。本発明は、４つの主要なサブシ
ステム（図１参照）、すなわちビーム形成装置２、処理
装置４、走査変換器／表示制御器６および主制御器８で
構成されている超音波イメージング・システムに用いら
れる。システムの制御は主制御器８に集中しており、主
制御器はオペレータ・インターフェース（図示していな
い）を介してオペレータ入力を受け入れて、種々のサブ
システムを制御する。主制御器はまたシステム・タイミ
ングおよび制御信号を発生し、これらの信号がシステム
制御母線１０および走査制御母線（図示していない）を
介して分配される。
造データを表示する利点は、速度データが不透明な背景
とともに表示されるときよりも多くの有用な情報が使用
者に提供されることである。また、使用者が速度機能を
ターンオフすることなく走査すべき解剖学的構造を見い
だすことが容易になる。本発明は、４つの主要なサブシ
ステム（図１参照）、すなわちビーム形成装置２、処理
装置４、走査変換器／表示制御器６および主制御器８で
構成されている超音波イメージング・システムに用いら
れる。システムの制御は主制御器８に集中しており、主
制御器はオペレータ・インターフェース（図示していな
い）を介してオペレータ入力を受け入れて、種々のサブ
システムを制御する。主制御器はまたシステム・タイミ
ングおよび制御信号を発生し、これらの信号がシステム
制御母線１０および走査制御母線（図示していない）を
介して分配される。
【０００４】主データ路が、トランスジューサからビー
ム形成装置へのディジタル化されたＲＦ入力で始まる。
ビーム形成装置は、２つの加算されたディジタル・ベー
スバンド受信ビームを出力する。ベースバンド・データ
はＢモード処理装置４Ａおよびカラー流れ処理装置４Ｂ
に入力され、そこで取得モードに従って処理されて、走
査変換器／表示処理装置６へ処理済み音響ベクトル（ビ
ーム）データとして出力される。走査変換器／表示処理
装置６がこの処理済み音響データを受け取って、ラスタ
走査フォーマットの像に対するビデオ表示信号をカラー
表示モニタ１２へ出力する。走査変換器／表示処理装置
６は、主制御器８と協働して、表示用の多数の像、表示
の注釈、グラフィック・オーバーレイ、並びにシネ（ｃ
ｉｎｅ；動画）ループおよび記録された時間線データの
リプレイ（再生）をフォーマッティングする。
ム形成装置へのディジタル化されたＲＦ入力で始まる。
ビーム形成装置は、２つの加算されたディジタル・ベー
スバンド受信ビームを出力する。ベースバンド・データ
はＢモード処理装置４Ａおよびカラー流れ処理装置４Ｂ
に入力され、そこで取得モードに従って処理されて、走
査変換器／表示処理装置６へ処理済み音響ベクトル（ビ
ーム）データとして出力される。走査変換器／表示処理
装置６がこの処理済み音響データを受け取って、ラスタ
走査フォーマットの像に対するビデオ表示信号をカラー
表示モニタ１２へ出力する。走査変換器／表示処理装置
６は、主制御器８と協働して、表示用の多数の像、表示
の注釈、グラフィック・オーバーレイ、並びにシネ（ｃ
ｉｎｅ；動画）ループおよび記録された時間線データの
リプレイ（再生）をフォーマッティングする。
【０００５】Ｂモード処理装置４Ａは、ビーム形成装置
からのベースバンド・データを対数圧縮した信号包絡線
へ変換する。Ｂ機能は、信号の包絡線の時間変化振幅
を、各画素に対して８ビットの出力を使用してグレース
ケールで映像化する。ベースバンド信号の包絡線は、ベ
ースバンド・データが表すベクトルの大きさである。血
管や心室などの内部から反射された音波の周波数は血球
の速度に比例してシフトすなわち偏移する。血球がトラ
ンスジューサへ向かって動いている場合は正に偏移し、
また血球がトランスジューサから離れる向きに動いてい
る場合は負に偏移する。カラー流れ（ＣＦ）処理装置４
Ｂは、イメージング平面内における血液の速度の実時間
二次元像を作成するために使用される。血液の速度は、
特定のレンジ・ゲートにおいてファイアリング（ｆｉｒ
ｉｎｇ）相互の間での位相シフト（移相）を測定するこ
とによって計算される。像内の１つのレンジ・ゲートで
ドップラー・スペクトルを測定する代わりに、各々のベ
クトルに沿った多数のレンジ・ゲートおよび多数のベク
トル位置から平均血液速度が計算され、この情報から二
次元像が作成される。更に詳しく述べると、カラー流れ
処理装置は、（８ビットの）速度信号、（４ビットの）
分散（乱れ）信号および（８ビットの）パワー信号を発
生する。カラー流れ処理装置の構造および作用が、ここ
に引用する米国特許第５，５２４，６２９号に記載され
ている。オペレータが、速度および分散またはパワーを
走査変換器６へ出力するかどうか選択する。出力信号
が、ビデオ処理装置２２内に含まれているクロミナンス
制御ルックアップ・テーブルに入力される。ルックアッ
プ・テーブル内の各々のアドレスは２４ビットを記憶す
る。作成される像中の各々の画素に対して、８ビットが
赤の強度を制御し、８ビットが緑の強度を制御し、８ビ
ットが青の強度を制御する。これらのビット・パターン
は、流れの速度の方向または大きさが変わったときに各
々の位置の画素の色が変わるように予め選定されてい
る。例えば、トランスジューサへ向かう流れは赤で示さ
れ、トランスジューサから離れる向きの流れは青で示さ
れる。流れが速くなると、色はより明るくなる。
からのベースバンド・データを対数圧縮した信号包絡線
へ変換する。Ｂ機能は、信号の包絡線の時間変化振幅
を、各画素に対して８ビットの出力を使用してグレース
ケールで映像化する。ベースバンド信号の包絡線は、ベ
ースバンド・データが表すベクトルの大きさである。血
管や心室などの内部から反射された音波の周波数は血球
の速度に比例してシフトすなわち偏移する。血球がトラ
ンスジューサへ向かって動いている場合は正に偏移し、
また血球がトランスジューサから離れる向きに動いてい
る場合は負に偏移する。カラー流れ（ＣＦ）処理装置４
Ｂは、イメージング平面内における血液の速度の実時間
二次元像を作成するために使用される。血液の速度は、
特定のレンジ・ゲートにおいてファイアリング（ｆｉｒ
ｉｎｇ）相互の間での位相シフト（移相）を測定するこ
とによって計算される。像内の１つのレンジ・ゲートで
ドップラー・スペクトルを測定する代わりに、各々のベ
クトルに沿った多数のレンジ・ゲートおよび多数のベク
トル位置から平均血液速度が計算され、この情報から二
次元像が作成される。更に詳しく述べると、カラー流れ
処理装置は、（８ビットの）速度信号、（４ビットの）
分散（乱れ）信号および（８ビットの）パワー信号を発
生する。カラー流れ処理装置の構造および作用が、ここ
に引用する米国特許第５，５２４，６２９号に記載され
ている。オペレータが、速度および分散またはパワーを
走査変換器６へ出力するかどうか選択する。出力信号
が、ビデオ処理装置２２内に含まれているクロミナンス
制御ルックアップ・テーブルに入力される。ルックアッ
プ・テーブル内の各々のアドレスは２４ビットを記憶す
る。作成される像中の各々の画素に対して、８ビットが
赤の強度を制御し、８ビットが緑の強度を制御し、８ビ
ットが青の強度を制御する。これらのビット・パターン
は、流れの速度の方向または大きさが変わったときに各
々の位置の画素の色が変わるように予め選定されてい
る。例えば、トランスジューサへ向かう流れは赤で示さ
れ、トランスジューサから離れる向きの流れは青で示さ
れる。流れが速くなると、色はより明るくなる。
【０００６】走査変換器／表示制御器６のＢモード音響
線メモリ１４Ａおよびカラー音響線メモリ１４Ｂが、処
理装置４Ａおよび４Ｂからの処理済みディジタル・デー
タをそれぞれ受け取って、強度データおよびカラー流れ
データを、極座標（Ｒ−θ）セクター・フォーマットま
たはデカルト座標線形配列から、適切にスケーリングし
たデカルト座標表示画素データへ座標変換する。この画
素データはＸ−Ｙ表示メモリ１８に記憶される。Ｂモー
ドでは、強度データがＸ−Ｙ表示メモリ１８に記憶さ
れ、各々のアドレスに３つの８ビット強度画素が記憶さ
れる。カラー流れモードでは、データはメモリに次のよ
うに記憶される。すなわち強度データ（８ビット）、速
度またはパワー・データ（８ビット）および乱れデータ
（４ビット）が記憶される。カラー流れまたは強度デー
タの多数の相次ぐフレームが、先入れ先出し形式でシネ
・メモリ（ｃｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ）２４に記憶され
る。シネ・メモリは、背後で動作していて、使用者に実
時間で表示される像データを捕獲するサーキュラー像バ
ッファに類似するものである。使用者がシステムを停止
（ｆｒｅｅｚｅ）したとき、使用者はシネ・メモリに前
に捕獲された像データを見ることが出来る。表示された
像上にグラフィック・オバーレイを作成するためのグラ
フィック・データが、時間線／グラフィック処理装置及
び表示メモリ２０において作成されて記憶される。ビデ
オ処理装置２２が、グラフィック・データと像データと
時間線データとの間でマルチプレクシングを行って、ビ
デオ表示モニタ１２上にラスタ走査形式で表示させる最
終的なビデオ出力を作成する。更に、ビデオ処理装置は
様々なグレースケールおよびカラー・マップを提供する
と共に、グレースケールおよびカラー像を組み合わせ
る。
線メモリ１４Ａおよびカラー音響線メモリ１４Ｂが、処
理装置４Ａおよび４Ｂからの処理済みディジタル・デー
タをそれぞれ受け取って、強度データおよびカラー流れ
データを、極座標（Ｒ−θ）セクター・フォーマットま
たはデカルト座標線形配列から、適切にスケーリングし
たデカルト座標表示画素データへ座標変換する。この画
素データはＸ−Ｙ表示メモリ１８に記憶される。Ｂモー
ドでは、強度データがＸ−Ｙ表示メモリ１８に記憶さ
れ、各々のアドレスに３つの８ビット強度画素が記憶さ
れる。カラー流れモードでは、データはメモリに次のよ
うに記憶される。すなわち強度データ（８ビット）、速
度またはパワー・データ（８ビット）および乱れデータ
（４ビット）が記憶される。カラー流れまたは強度デー
タの多数の相次ぐフレームが、先入れ先出し形式でシネ
・メモリ（ｃｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ）２４に記憶され
る。シネ・メモリは、背後で動作していて、使用者に実
時間で表示される像データを捕獲するサーキュラー像バ
ッファに類似するものである。使用者がシステムを停止
（ｆｒｅｅｚｅ）したとき、使用者はシネ・メモリに前
に捕獲された像データを見ることが出来る。表示された
像上にグラフィック・オバーレイを作成するためのグラ
フィック・データが、時間線／グラフィック処理装置及
び表示メモリ２０において作成されて記憶される。ビデ
オ処理装置２２が、グラフィック・データと像データと
時間線データとの間でマルチプレクシングを行って、ビ
デオ表示モニタ１２上にラスタ走査形式で表示させる最
終的なビデオ出力を作成する。更に、ビデオ処理装置は
様々なグレースケールおよびカラー・マップを提供する
と共に、グレースケールおよびカラー像を組み合わせ
る。
【０００７】通常の超音波イメージング・システムは、
Ｂモードまたはカラー流れモードの像をシネ・メモリ２
４に連続して収集する。シネ・メモリ２４は、単一像検
討および多重像ループ検討のための常駐ディジタル像記
憶並びに様々な制御機能を行う。単一像シネ・リプレイ
の際に表示される関心のある領域は、像の取得の際に使
用されたものである。シネ・メモリはまた、主制御器８
を介してディジタル大容量記憶装置へ像を転送するため
のバッファとして作用する。
Ｂモードまたはカラー流れモードの像をシネ・メモリ２
４に連続して収集する。シネ・メモリ２４は、単一像検
討および多重像ループ検討のための常駐ディジタル像記
憶並びに様々な制御機能を行う。単一像シネ・リプレイ
の際に表示される関心のある領域は、像の取得の際に使
用されたものである。シネ・メモリはまた、主制御器８
を介してディジタル大容量記憶装置へ像を転送するため
のバッファとして作用する。
【０００８】通常の超音波スキャナは、画素の輝度がエ
コー反射の強度に基づいて定められた二次元Ｂモード像
を作成する。カラー流れイメージングでは、動きが存在
する場合、反射信号中のドップラー偏移が該動きの速度
に比例する。例えば、動脈を流れる血液はドップラー偏
移を生じる。このドップラー偏移は、流れの速度および
方向を表すために異なるカラーを使用して表示すること
が出来る。典型的には、トランスジューサの方へ向かう
流れが赤で表示され、またトランスジューサから離れる
向きの流れが青で表示される。パワー・ドップラー・イ
メージングでは、反射されたドップラー信号に含まれる
パワーが表示される。
コー反射の強度に基づいて定められた二次元Ｂモード像
を作成する。カラー流れイメージングでは、動きが存在
する場合、反射信号中のドップラー偏移が該動きの速度
に比例する。例えば、動脈を流れる血液はドップラー偏
移を生じる。このドップラー偏移は、流れの速度および
方向を表すために異なるカラーを使用して表示すること
が出来る。典型的には、トランスジューサの方へ向かう
流れが赤で表示され、またトランスジューサから離れる
向きの流れが青で表示される。パワー・ドップラー・イ
メージングでは、反射されたドップラー信号に含まれる
パワーが表示される。
【０００９】二次元の超音波像は、観察者が走査してい
る解剖学的構造を具体的に思い浮かべることが出来ない
ので、解釈するのがしばしば困難である。しかしなが
ら、超音波プローブが関心のある領域にわたって掃引さ
れて、二次元像を累積して三次元像を形成できれば、熟
練した観察者および未熟な観察者が共に解剖学的構造を
容易に思い浮かべることが出来る。典型的には、強度モ
ード・データおよびカラー流れ速度またはパワー・デー
タの三次元像は別々に表示される。しかし、速度または
パワー・データのみを表示したとき、観察者がイメージ
ング対象の解剖学的構造の認識を失うことが多々ある。
そこでＢモードの投影とカラー流れ速度またはパワー・
データの投影とを組み合わせることによって、解剖学的
構造の認識を保持し、同時に速度またはパワーを映像化
することが出来る。これにより、カラー流れイメージン
グによって表された血管分布像が腫瘍や嚢腫のような解
剖学的構造の一部分とどのように関連しているかを、観
察者が認識しうる。
る解剖学的構造を具体的に思い浮かべることが出来ない
ので、解釈するのがしばしば困難である。しかしなが
ら、超音波プローブが関心のある領域にわたって掃引さ
れて、二次元像を累積して三次元像を形成できれば、熟
練した観察者および未熟な観察者が共に解剖学的構造を
容易に思い浮かべることが出来る。典型的には、強度モ
ード・データおよびカラー流れ速度またはパワー・デー
タの三次元像は別々に表示される。しかし、速度または
パワー・データのみを表示したとき、観察者がイメージ
ング対象の解剖学的構造の認識を失うことが多々ある。
そこでＢモードの投影とカラー流れ速度またはパワー・
データの投影とを組み合わせることによって、解剖学的
構造の認識を保持し、同時に速度またはパワーを映像化
することが出来る。これにより、カラー流れイメージン
グによって表された血管分布像が腫瘍や嚢腫のような解
剖学的構造の一部分とどのように関連しているかを、観
察者が認識しうる。
【００１０】
【発明の概要】本発明は、関心のあるボリュームからの
速度またはパワー・データの投影と強度データの投影と
を組み合わせることによって、超音波データの三次元イ
メージングを行う方法および装置である。装置は超音波
スキャナを有し、超音波スキャナは、Ｂモード像または
カラー流れ像を連続して又は外部のトリガ事象に応答し
て、すなわち多数のスライスに対して、シネ・メモリ内
に収集する。各々のスライスに対するそれぞれの関心の
ある領域からのデータが主制御器へ送られ、このような
データは関心のあるボリュームを形成する。主制御器
は、レイ・キャスティング（ｒａｙ−ｃａｓｔｉｎｇ）
法を使用して、関心のあるボリューム内のデータを複数
の回転された像平面に投影するアルゴリズムを実行す
る。各々の投影に対する組み合わされた強度及び速度ま
たはパワー・データは、オプションとしての関心のある
領域の外側に位置する最後の背景フレームと共に、シネ
・メモリ内に別々のフレームで記憶される。これらの再
構成されたフレームは、システム・オペレータによって
選択的に表示される。異なる角度で取られた相次ぐ投影
の表示は、単独でまたはループで、カラー流れイメージ
ングによって表された血管分布像が腫瘍や嚢腫のような
解剖学的構造の異常部位とどのように関連しているかを
観察者に認識させる。
速度またはパワー・データの投影と強度データの投影と
を組み合わせることによって、超音波データの三次元イ
メージングを行う方法および装置である。装置は超音波
スキャナを有し、超音波スキャナは、Ｂモード像または
カラー流れ像を連続して又は外部のトリガ事象に応答し
て、すなわち多数のスライスに対して、シネ・メモリ内
に収集する。各々のスライスに対するそれぞれの関心の
ある領域からのデータが主制御器へ送られ、このような
データは関心のあるボリュームを形成する。主制御器
は、レイ・キャスティング（ｒａｙ−ｃａｓｔｉｎｇ）
法を使用して、関心のあるボリューム内のデータを複数
の回転された像平面に投影するアルゴリズムを実行す
る。各々の投影に対する組み合わされた強度及び速度ま
たはパワー・データは、オプションとしての関心のある
領域の外側に位置する最後の背景フレームと共に、シネ
・メモリ内に別々のフレームで記憶される。これらの再
構成されたフレームは、システム・オペレータによって
選択的に表示される。異なる角度で取られた相次ぐ投影
の表示は、単独でまたはループで、カラー流れイメージ
ングによって表された血管分布像が腫瘍や嚢腫のような
解剖学的構造の異常部位とどのように関連しているかを
観察者に認識させる。
【００１１】
【好ましい実施態様の説明】図２を参照して説明する
と、主制御器は中央処理装置（ＣＰＵ）４２およびラン
ダム・アクセス・メモリ４４を有する。ＣＰＵ４２はそ
の中に読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含み、該メモリ
は、取得した強度および速度またはパワー・データのボ
リュームを、異なる角度で取った多数の三次元投影像に
変換するのに使用されるルーチンを記憶している。ＣＰ
Ｕ４２は、システム制御母線１０を介してＸ−Ｙ表示メ
モリ１８およびシネ・メモリ４２を制御する。具体的に
述べると、ＣＰＵ４２はＸ−Ｙ表示メモリ１８からビデ
オ処理装置２２およびシネ・メモリ２４へのデータの流
れを制御すると共に、シネ・メモリ２４からビデオ処理
装置２２およびＣＰＵ４２自身へのデータの流れを制御
する。超音波イメージング・システムがカラー流れモー
ドで動作しているとき、被検体の多数の平行な走査また
はスライスの内の１つを表す各フレームのカラー流れデ
ータが、Ｘ−Ｙ表示メモリ１８に記憶されて、次のサイ
クルでビデオ処理装置２２およびシネ・メモリ２４へ伝
送される。走査された被検体ボリュームを表す１スタッ
ク（ｓｔａｃｋ）のフレームが、シネ・メモリ２４内の
一区分２４Ａに記憶される。初期化の際（図３のステッ
プ２６を参照）、ＣＰＵ４２はシネ・メモリの区分２４
Ａから関心のある被検体ボリュームに対応するカラー流
れデータのみを検索する。これは、関心のある被検体ボ
リュームに交差する走査によって取得された各々の記憶
されたフレームから、関心のある領域内のカラー流れデ
ータのみを検索することにより達成される。換言すれ
ば、１スタックの相次ぐフレームの内の各々の１つのフ
レームからの関心のある領域に対応するカラー流れデー
タが、関心のあるソース・データ・ボリュームを形成す
る。
と、主制御器は中央処理装置（ＣＰＵ）４２およびラン
ダム・アクセス・メモリ４４を有する。ＣＰＵ４２はそ
の中に読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含み、該メモリ
は、取得した強度および速度またはパワー・データのボ
リュームを、異なる角度で取った多数の三次元投影像に
変換するのに使用されるルーチンを記憶している。ＣＰ
Ｕ４２は、システム制御母線１０を介してＸ−Ｙ表示メ
モリ１８およびシネ・メモリ４２を制御する。具体的に
述べると、ＣＰＵ４２はＸ−Ｙ表示メモリ１８からビデ
オ処理装置２２およびシネ・メモリ２４へのデータの流
れを制御すると共に、シネ・メモリ２４からビデオ処理
装置２２およびＣＰＵ４２自身へのデータの流れを制御
する。超音波イメージング・システムがカラー流れモー
ドで動作しているとき、被検体の多数の平行な走査また
はスライスの内の１つを表す各フレームのカラー流れデ
ータが、Ｘ−Ｙ表示メモリ１８に記憶されて、次のサイ
クルでビデオ処理装置２２およびシネ・メモリ２４へ伝
送される。走査された被検体ボリュームを表す１スタッ
ク（ｓｔａｃｋ）のフレームが、シネ・メモリ２４内の
一区分２４Ａに記憶される。初期化の際（図３のステッ
プ２６を参照）、ＣＰＵ４２はシネ・メモリの区分２４
Ａから関心のある被検体ボリュームに対応するカラー流
れデータのみを検索する。これは、関心のある被検体ボ
リュームに交差する走査によって取得された各々の記憶
されたフレームから、関心のある領域内のカラー流れデ
ータのみを検索することにより達成される。換言すれ
ば、１スタックの相次ぐフレームの内の各々の１つのフ
レームからの関心のある領域に対応するカラー流れデー
タが、関心のあるソース・データ・ボリュームを形成す
る。
【００１２】図３に示されているように、関心のある被
検体ボリュームに対応する画素データ組内の強度データ
が、オプションとして、スペックル（ｓｐｅｃｋｌｅ）
ノイズを平滑化し且つアーティファクトを低減するため
に、投影の前にフィルタリングされる（ステップ２
８）。これにより、投影の際に、スペックル・ノイズに
起因するデータの損失が防止される。例えば、血管は周
囲の組織よりもエコー源性（ｅｃｈｏｇｅｎｉｃ）が小
さい。従って、血管は最小の強度の投影を使用して映像
化することが出来る。この代わりに、逆ビデオ／最小モ
ードでは、強度データを逆転することにより、血管を暗
くするのではなく明るくなるようにする。この場合、血
管は最大の強度の投影を使用して映像化することが出来
る。所望の画素データと対比して明るいスペックルであ
る最大強度の選択を防止するために、フィルタを使用す
ることにより、このような明るいスペックル強度を投影
の前に除くことが出来る。シネ・メモリ２４（図２参
照）から検索されたソース・データ・ボリュームが、例
えば、１１１ １４１ １１１カーネルを持つ３×３コ
ンボリューション・フィルタを使用して、ＣＰＵ４２に
よってフィルタリングすることができる。すなわち、各
々のスライスまたはフレームにおいて各々の３×３画素
配列内の中心画素の強度データが、この中心画素の値の
４倍の値に該画素を囲む８つの画素の値の和を加えた値
に比例する強度値に置き換えられる。このようにフィル
タリングされたソース・データ・ボリュームは、次いで
メモリ４４に記憶される（ステップ３０）。同様に、コ
ンボリューション・フィルタを使用することにより、最
小強度投影の前に像中のブラック・ホールを除去するこ
とが出来る。
検体ボリュームに対応する画素データ組内の強度データ
が、オプションとして、スペックル（ｓｐｅｃｋｌｅ）
ノイズを平滑化し且つアーティファクトを低減するため
に、投影の前にフィルタリングされる（ステップ２
８）。これにより、投影の際に、スペックル・ノイズに
起因するデータの損失が防止される。例えば、血管は周
囲の組織よりもエコー源性（ｅｃｈｏｇｅｎｉｃ）が小
さい。従って、血管は最小の強度の投影を使用して映像
化することが出来る。この代わりに、逆ビデオ／最小モ
ードでは、強度データを逆転することにより、血管を暗
くするのではなく明るくなるようにする。この場合、血
管は最大の強度の投影を使用して映像化することが出来
る。所望の画素データと対比して明るいスペックルであ
る最大強度の選択を防止するために、フィルタを使用す
ることにより、このような明るいスペックル強度を投影
の前に除くことが出来る。シネ・メモリ２４（図２参
照）から検索されたソース・データ・ボリュームが、例
えば、１１１ １４１ １１１カーネルを持つ３×３コ
ンボリューション・フィルタを使用して、ＣＰＵ４２に
よってフィルタリングすることができる。すなわち、各
々のスライスまたはフレームにおいて各々の３×３画素
配列内の中心画素の強度データが、この中心画素の値の
４倍の値に該画素を囲む８つの画素の値の和を加えた値
に比例する強度値に置き換えられる。このようにフィル
タリングされたソース・データ・ボリュームは、次いで
メモリ４４に記憶される（ステップ３０）。同様に、コ
ンボリューション・フィルタを使用することにより、最
小強度投影の前に像中のブラック・ホールを除去するこ
とが出来る。
【００１３】次に、ＣＰＵ４２は、ここに引用する米国
特許第５，２２６，１１３号明細書に開示されているレ
イ・キャスティング・アルゴリズムを使用して、一連の
変換を実行する。相次ぐ変換は、所定の角度範囲内、例
えば＋９０°乃至−９０°の範囲内で、所定の角度増分
で、例えば１０°の間隔で作られた最大、最小または平
均化された強度、速度またはパワーの投影を表す。しか
しながら、角度増分は１０°である必要はなく、また本
発明が特定の角度範囲に制限されるものでもない。
特許第５，２２６，１１３号明細書に開示されているレ
イ・キャスティング・アルゴリズムを使用して、一連の
変換を実行する。相次ぐ変換は、所定の角度範囲内、例
えば＋９０°乃至−９０°の範囲内で、所定の角度増分
で、例えば１０°の間隔で作られた最大、最小または平
均化された強度、速度またはパワーの投影を表す。しか
しながら、角度増分は１０°である必要はなく、また本
発明が特定の角度範囲に制限されるものでもない。
【００１４】本発明で使用されるレイ・キャスティング
法によれば、サンプル５０（図４参照）の立体的に表現
された投影像が、超音波トランスジューサ・アレイを使
用して被検体ボリュームを走査することによって、任意
の視角から、例えば角度パラメータ（θ、φ）で表記さ
れる球面投影角から表示される。ここで、θは視線５８
の射影線（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）５８’がＸ−Ｙ平面上
に作る角度であり、φは視線５８が射影線５８’に対し
て作る角度である。サンプル・ボリューム５２は、一連
の積み重なった隣接したスライスまたはシートＯＳ1 、
ＯＳ2 、・・・、ＯＳk を作成するように走査され、各
々のスライスは同じ数の被検体ボリューム要素（ボクセ
ル）ＯＶを含む。各々のボクセルはシートの平面（例え
ば、Ｘ−Ｙ平面）内に矩形の輪郭を持つ。この輪郭が正
方形になるように相補的な辺は等しい長さＳであってよ
いが、シートの厚さＴは一般にいずれの辺の長さにも等
しくない。従って、第１の被検体スライスＯＳ1 が第１
の多数の被検体ボクセルＯＶi,j,1 を含み、ここでｉお
よびｊはボクセルのそれぞれのＸ軸位置およびＹ軸位置
である。同様に、第２の被検体スライスＯＳ2 が第２の
多数の被検体ボクセルＯＶi,j,2 を含む。任意の被検体
スライスＯＳk が多数の被検体ボクセルＯＶ i,j,k を含
む。ここで、ｋはそのボクセルのＺ軸位置である。
法によれば、サンプル５０（図４参照）の立体的に表現
された投影像が、超音波トランスジューサ・アレイを使
用して被検体ボリュームを走査することによって、任意
の視角から、例えば角度パラメータ（θ、φ）で表記さ
れる球面投影角から表示される。ここで、θは視線５８
の射影線（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）５８’がＸ−Ｙ平面上
に作る角度であり、φは視線５８が射影線５８’に対し
て作る角度である。サンプル・ボリューム５２は、一連
の積み重なった隣接したスライスまたはシートＯＳ1 、
ＯＳ2 、・・・、ＯＳk を作成するように走査され、各
々のスライスは同じ数の被検体ボリューム要素（ボクセ
ル）ＯＶを含む。各々のボクセルはシートの平面（例え
ば、Ｘ−Ｙ平面）内に矩形の輪郭を持つ。この輪郭が正
方形になるように相補的な辺は等しい長さＳであってよ
いが、シートの厚さＴは一般にいずれの辺の長さにも等
しくない。従って、第１の被検体スライスＯＳ1 が第１
の多数の被検体ボクセルＯＶi,j,1 を含み、ここでｉお
よびｊはボクセルのそれぞれのＸ軸位置およびＹ軸位置
である。同様に、第２の被検体スライスＯＳ2 が第２の
多数の被検体ボクセルＯＶi,j,2 を含む。任意の被検体
スライスＯＳk が多数の被検体ボクセルＯＶ i,j,k を含
む。ここで、ｋはそのボクセルのＺ軸位置である。
【００１５】各々の被検体ボクセルＯＶi,j,k が分析さ
れて、そのデータ値（強度、速度またはパワー）がデー
タ・ボリューム５４の対応するデータ・ボクセルＤＶ
i,j,kに置かれる。データ・ボリュームＤＶi,j,k は、
各々の被検体スライスＯＳk の厚さおよび各々の被検体
ボクセルの面寸法（Ｘ−Ｙ平面におけるボクセルの大き
さ）が一般に同じでなくても、簡単な立方ｉ，ｊ，ｋ格
子である。すなわち、被検体ボリュームは各々のボクセ
ルに対して異なるＸ、ＹおよびＺ寸法を持っていてよい
ばかりではなく、任意の次元におけるボクセルの総数が
同じである必要もない。例えば、典型的な超音波三次元
走査では、各々のスライスが２５６×２５６行列のボク
セルを持つ、１２８個のスライスを得ることが出来る。
れて、そのデータ値（強度、速度またはパワー）がデー
タ・ボリューム５４の対応するデータ・ボクセルＤＶ
i,j,kに置かれる。データ・ボリュームＤＶi,j,k は、
各々の被検体スライスＯＳk の厚さおよび各々の被検体
ボクセルの面寸法（Ｘ−Ｙ平面におけるボクセルの大き
さ）が一般に同じでなくても、簡単な立方ｉ，ｊ，ｋ格
子である。すなわち、被検体ボリュームは各々のボクセ
ルに対して異なるＸ、ＹおよびＺ寸法を持っていてよい
ばかりではなく、任意の次元におけるボクセルの総数が
同じである必要もない。例えば、典型的な超音波三次元
走査では、各々のスライスが２５６×２５６行列のボク
セルを持つ、１２８個のスライスを得ることが出来る。
【００１６】ＣＰＵ４２によって用いられる公知の技術
に従って、各々のデータ・ボクセルＤＶi,j,k 内の格子
点から像平面５６へのレイ・キャスティングすなわち射
線（ｒａｙ）の投射によって被検体５０の像が投影され
る（図３のステップ３４）。便宜のため、格子点は、例
えばデータ・ボリュームの原点に最も近いデータ・ボク
セルの頂点であってよい。投射された射線６２は被検体
ボリューム５２をみる球面角度パラメータ（θ，φ）か
ら変換された球面角度パラメータ（α，β）を持つ投影
角でデータ・ボリューム５４を出て行く。これらの２つ
の角度は、非立方体の被検体ボリューム５２に対して立
方体のデータ・ボリューム５４を使用したことによる幾
何学的歪みにより、同じではない。しかし、投射された
射線６２はバーＸ−バーＹ平面の射影線６２’を持ち
（ここで、バーＸおよびバーＹは、図示のようにＸおよ
びＹのそれぞれの頭に横棒を引いた記号を表す）、射影
線６２’はデータ・ボリュームのバーＸ軸に対して角度
αを作り、また射線６２はＺ軸と角度βを作る。角度α
およびβは回転プロセス（以下に説明する）によって決
定されて、（球面座標における操作を仮定すると）所望
の視角（θ，φ）でサンプル・ボリューム５２を見るこ
とに対応する。各々の射線６２はデータ・ボリュームの
ボクセル格子点から像平面へ向けて投射される。
に従って、各々のデータ・ボクセルＤＶi,j,k 内の格子
点から像平面５６へのレイ・キャスティングすなわち射
線（ｒａｙ）の投射によって被検体５０の像が投影され
る（図３のステップ３４）。便宜のため、格子点は、例
えばデータ・ボリュームの原点に最も近いデータ・ボク
セルの頂点であってよい。投射された射線６２は被検体
ボリューム５２をみる球面角度パラメータ（θ，φ）か
ら変換された球面角度パラメータ（α，β）を持つ投影
角でデータ・ボリューム５４を出て行く。これらの２つ
の角度は、非立方体の被検体ボリューム５２に対して立
方体のデータ・ボリューム５４を使用したことによる幾
何学的歪みにより、同じではない。しかし、投射された
射線６２はバーＸ−バーＹ平面の射影線６２’を持ち
（ここで、バーＸおよびバーＹは、図示のようにＸおよ
びＹのそれぞれの頭に横棒を引いた記号を表す）、射影
線６２’はデータ・ボリュームのバーＸ軸に対して角度
αを作り、また射線６２はＺ軸と角度βを作る。角度α
およびβは回転プロセス（以下に説明する）によって決
定されて、（球面座標における操作を仮定すると）所望
の視角（θ，φ）でサンプル・ボリューム５２を見るこ
とに対応する。各々の射線６２はデータ・ボリュームの
ボクセル格子点から像平面へ向けて投射される。
【００１７】全ての射線６２は像平面のある部分に突き
当たるが、考慮中の像平面画素６０ａ内に入る射線のみ
が該像平面画素に対するデータに寄与することが出来
る。従って、被検体ボリューム５２の一部分を選び且つ
この選ばれた被検体ボリュームを見る視角（θ，φ）を
選択すると、データ・ボリュームの対応する部分の各ボ
クセル内のデータ値が、像平面５６へある角度（α，
β）で投影される（被検体ボリュームに対して歪んだデ
ータ・ボリュームを見ることに対応する）。従って、第
１のボクセル（例えば、ＤＶi,1,k ）内のデータ値が、
選ばれた角度θおよびφに従って、射線６２ａに沿って
逆投影される。この射線６２ａは画素６０ａ内の衝突位
置６４で像平面５６に突き当たる。これはこの画素に突
き当たる最初の射線であるので、入射データの強度、速
度またはパワー値が所望の画素６０ａに帰する（記憶さ
れる）。データ・ボリューム内の次の第２のボクセル
（例えば、ＤＶi,2,k ）はそのボクセルの格子点から同
じ角度（α，β）で投射される射線６２ｂが関係し、そ
れは像平面５６に衝突位置６４ｂで突き当たる。衝突位
置６４ｂが所望の画素６０ａ内にあると仮定すると、第
２の投影された値が現在記憶されている第１の値と（最
大画素投影のために）比較され、そのうちの大きい方の
値が画素６０ａに対して記憶される。ここで、平均値投
影の場合には、現在の投影されているデータ・ボクセル
の値が、その投影の射線の突き当たる像平面の画素に既
に記憶されている和の値に加算され、次いでその結果の
和が最終的にその画素に突き当たるこのような射線の計
数値で割算されることが理解されよう。選択されたデー
タ・ボリューム内の各々のボクセルが逐次的にエントリ
されて像平面５６に投影されるとき、あるデータ・ボリ
ューム・ボクセル（例えば、ＤＶi,3,k ）はその関連す
る射線６２ｐに沿って投影されるが、所望の画素６０ａ
内に突き当たらず、従ってそのデータ値（例えば、強
度）が画素６０ａに対して現在記憶されているデータ値
と比較されない。特定の三次元の視角（θ，φ）におけ
るデータのその投影に対して、画素画素６０ａに対する
最大データ値がそのとき確立される。しかし、射線６２
ｐが事実上、別の像平面画素（例えば、画素画素６０
ｂ）内にある衝突位置６４ｐを持ち、その画素に記憶さ
れているデータ値と比較されて、比較後の大きい方の値
がその画素に対する記憶装置に戻される。全てのデータ
値は、新しい投影が取られるときにゼロにリセットされ
る。従って、像平面画素の各々は像投影手順の開始時に
リセットされ、（選択された被検体ボリューム５２の部
分によって設定されるような、全空間または選択された
部分内の）データ・ボリューム・ボクセルの全ては個別
に且つ逐次的に走査される。各々データ・ボクセルＤＶ
内のデータ値は、その１つの画素６０内で像平面５６に
突き当たる関連の射線６２により投影される。各々の画
素内の最大値は射線投射されたデータ・ボリューム・ボ
クセルの現在値との間で比較されて、その内の大きい方
の値が決定される。この大きい方の値は、次いで、最大
値像の一部分として記憶される。実際には、最大画素投
影の場合、新しく投射されたデータ・ボクセル値が、新
しく投射された射線が突き当たる像平面画素に対して既
に記憶されているデータ値よりも大きいときだけ、記憶
された最大値が変更される。
当たるが、考慮中の像平面画素６０ａ内に入る射線のみ
が該像平面画素に対するデータに寄与することが出来
る。従って、被検体ボリューム５２の一部分を選び且つ
この選ばれた被検体ボリュームを見る視角（θ，φ）を
選択すると、データ・ボリュームの対応する部分の各ボ
クセル内のデータ値が、像平面５６へある角度（α，
β）で投影される（被検体ボリュームに対して歪んだデ
ータ・ボリュームを見ることに対応する）。従って、第
１のボクセル（例えば、ＤＶi,1,k ）内のデータ値が、
選ばれた角度θおよびφに従って、射線６２ａに沿って
逆投影される。この射線６２ａは画素６０ａ内の衝突位
置６４で像平面５６に突き当たる。これはこの画素に突
き当たる最初の射線であるので、入射データの強度、速
度またはパワー値が所望の画素６０ａに帰する（記憶さ
れる）。データ・ボリューム内の次の第２のボクセル
（例えば、ＤＶi,2,k ）はそのボクセルの格子点から同
じ角度（α，β）で投射される射線６２ｂが関係し、そ
れは像平面５６に衝突位置６４ｂで突き当たる。衝突位
置６４ｂが所望の画素６０ａ内にあると仮定すると、第
２の投影された値が現在記憶されている第１の値と（最
大画素投影のために）比較され、そのうちの大きい方の
値が画素６０ａに対して記憶される。ここで、平均値投
影の場合には、現在の投影されているデータ・ボクセル
の値が、その投影の射線の突き当たる像平面の画素に既
に記憶されている和の値に加算され、次いでその結果の
和が最終的にその画素に突き当たるこのような射線の計
数値で割算されることが理解されよう。選択されたデー
タ・ボリューム内の各々のボクセルが逐次的にエントリ
されて像平面５６に投影されるとき、あるデータ・ボリ
ューム・ボクセル（例えば、ＤＶi,3,k ）はその関連す
る射線６２ｐに沿って投影されるが、所望の画素６０ａ
内に突き当たらず、従ってそのデータ値（例えば、強
度）が画素６０ａに対して現在記憶されているデータ値
と比較されない。特定の三次元の視角（θ，φ）におけ
るデータのその投影に対して、画素画素６０ａに対する
最大データ値がそのとき確立される。しかし、射線６２
ｐが事実上、別の像平面画素（例えば、画素画素６０
ｂ）内にある衝突位置６４ｐを持ち、その画素に記憶さ
れているデータ値と比較されて、比較後の大きい方の値
がその画素に対する記憶装置に戻される。全てのデータ
値は、新しい投影が取られるときにゼロにリセットされ
る。従って、像平面画素の各々は像投影手順の開始時に
リセットされ、（選択された被検体ボリューム５２の部
分によって設定されるような、全空間または選択された
部分内の）データ・ボリューム・ボクセルの全ては個別
に且つ逐次的に走査される。各々データ・ボクセルＤＶ
内のデータ値は、その１つの画素６０内で像平面５６に
突き当たる関連の射線６２により投影される。各々の画
素内の最大値は射線投射されたデータ・ボリューム・ボ
クセルの現在値との間で比較されて、その内の大きい方
の値が決定される。この大きい方の値は、次いで、最大
値像の一部分として記憶される。実際には、最大画素投
影の場合、新しく投射されたデータ・ボクセル値が、新
しく投射された射線が突き当たる像平面画素に対して既
に記憶されているデータ値よりも大きいときだけ、記憶
された最大値が変更される。
【００１８】上記の技術の別の面によれば、データ投影
がスケーリングされ（図３のステップ３６）、被検体ボ
リュームと像平面との間の非等方性が、逆投影の完了後
の一組の計算だけによって除かれる。ここで図５を参照
して説明すると、被検体ボリュームが実際のボリューム
（容積）であるのに対して、データ・ボリュームが抽象
的な概念であるので、第１の平面において、任意の視方
向６６が被検体ボリューム５２およびデータ・ボリュー
ム５４の両方に対して位置決めされる角度ψよりも異な
る角度γで立方体のデータ・ボリューム格子５４を表す
ことに起因するデータ投影の歪みの量を決定することが
必要である。各々のボクセルの見かけの寸法は、有効な
立て方向の角度（仰角）ψおよびγが変わるにつれて変
わろうとする。アスペクト比Ａ（被検体ボリューム５２
内の実際のスライスの厚さＴと同じ被検体ボリューム５
２内の実際の画素の大きさＳとの比として定義される）
が１でない（すなわち、被検体ボクセルがデータ・ボリ
ューム５４におけるように立方体のボクセルではないと
き、１より大きいか又は小さい）場合、立て方向の角度
ψおよびγが異なり、データ・ボリューム内の有効な立
て方向角度ψが、被検体ボリューム内の実際の立て方向
角度γとは異なる。データは、次式で得られる被検体の
立て方向角度に従って回転される。
がスケーリングされ（図３のステップ３６）、被検体ボ
リュームと像平面との間の非等方性が、逆投影の完了後
の一組の計算だけによって除かれる。ここで図５を参照
して説明すると、被検体ボリュームが実際のボリューム
（容積）であるのに対して、データ・ボリュームが抽象
的な概念であるので、第１の平面において、任意の視方
向６６が被検体ボリューム５２およびデータ・ボリュー
ム５４の両方に対して位置決めされる角度ψよりも異な
る角度γで立方体のデータ・ボリューム格子５４を表す
ことに起因するデータ投影の歪みの量を決定することが
必要である。各々のボクセルの見かけの寸法は、有効な
立て方向の角度（仰角）ψおよびγが変わるにつれて変
わろうとする。アスペクト比Ａ（被検体ボリューム５２
内の実際のスライスの厚さＴと同じ被検体ボリューム５
２内の実際の画素の大きさＳとの比として定義される）
が１でない（すなわち、被検体ボクセルがデータ・ボリ
ューム５４におけるように立方体のボクセルではないと
き、１より大きいか又は小さい）場合、立て方向の角度
ψおよびγが異なり、データ・ボリューム内の有効な立
て方向角度ψが、被検体ボリューム内の実際の立て方向
角度γとは異なる。データは、次式で得られる被検体の
立て方向角度に従って回転される。
【００１９】Ψ＝ｔａｎ-1［（１／Ａ）ｔａｎ（γ）］ その後、投影されたデータは、（回転が水平軸の周りに
なされた場合）被検体ボリューム内で正しい高さを持つ
ように、全ての投影されたデータの高さに立て方向スケ
ーリング係数を乗算することによって、スケーリングす
ることが出来る。古い投影像の高さＨを有効なスケーリ
ング係数ＥS により補正することが出来る。ここで、 ＥS ＝［（Ａｃｏｓγ）2＋ｓｉｎ2γ］1/2 であり、新しい高さＨ’はＨ’＝Ｈ・ＥS である。上記
と同じことが、回転が垂直軸の周りになされるときの幅
について当てはまる。
なされた場合）被検体ボリューム内で正しい高さを持つ
ように、全ての投影されたデータの高さに立て方向スケ
ーリング係数を乗算することによって、スケーリングす
ることが出来る。古い投影像の高さＨを有効なスケーリ
ング係数ＥS により補正することが出来る。ここで、 ＥS ＝［（Ａｃｏｓγ）2＋ｓｉｎ2γ］1/2 であり、新しい高さＨ’はＨ’＝Ｈ・ＥS である。上記
と同じことが、回転が垂直軸の周りになされるときの幅
について当てはまる。
【００２０】上記の関係を利用して、データ・ボリュー
ムの角度（α，β）を回転すると角度（θ，φ）にな
り、歪みが１つの軸に沿っているだけであるので、角度
θは角度αに等しい。３×３回転マトリクス［Ｍ］の要
素を決定することができ、２つの関係する回転角度が与
えられていると、これらの関係を使用してデータ・ボリ
ュームから像平面への変換が決定される。
ムの角度（α，β）を回転すると角度（θ，φ）にな
り、歪みが１つの軸に沿っているだけであるので、角度
θは角度αに等しい。３×３回転マトリクス［Ｍ］の要
素を決定することができ、２つの関係する回転角度が与
えられていると、これらの関係を使用してデータ・ボリ
ュームから像平面への変換が決定される。
【００２１】Ｘ’＝Ｍ１Ｘ＋Ｍ２Ｙ＋Ｍ３Ｚ＋ＸＯ Ｙ’＝Ｍ４Ｘ＋Ｍ５Ｙ＋Ｍ６Ｚ＋ＹＯ ここで、Ｍ１−Ｍ６は回転マトリクスの最初の２行（す
なわち、Ｍ１＝−ｓｉｎθ、Ｍ２＝ｃｏｓθｓｉｎψ、
Ｍ３＝０、Ｍ４＝−ｃｏｓθｓｉｎψ２、Ｍ５＝−ｓｉ
ｎθｓｉｎψ、Ｍ６＝ｃｏｓψ）であり、Ｘ’および
Ｙ’は投影された点の像平面上の位置であり、ＸＯおよ
びＹＯは像平面ＸおよびＹのオフセット（それぞれＸお
よびＹ最低値点を基準としている）であって、そこから
像平面の選択された部分が始まるオフセットである。デ
ータが像平面５６上に投影された後、等方性でない被検
体ボクセルの効果を補正するために像がスケーリングさ
れる。回転マトリクスの係数Ｍ１−Ｍ６を投影（所与の
θおよびφ）の始めに予め計算して（図３のステップ３
２）、全ての回転の計算のために使用することが出来る
ことが理解されよう。図６は、主制御器８（または別の
専用の処理装置）内に設けられている上述のレイ・キャ
スティング法を実行する手段を示す。このような手段
は、シネ・メモリ２４からデータ入力７０ａに受け取っ
たスライス・データを記憶するための三次元データ・メ
モリ手段７０を有する。各々の被検体ボクセルに関する
データが、ＣＰＵ７４からボクセル・アドレス入力７０
ｂに受け取ったボクセル・アドレス入力情報に応答し
て、そのボクセルのアドレスに記憶される。三次元デー
タ・メモリ手段７０が満たされたとき（被検体ボリュー
ム５２からデータ・ボリューム５４への全ての要求され
たデータの転送に対応する）、関心のある被検体ボリュ
ーム部分が選択されて、そのＸ、ＹおよびＺ方向におけ
る開始コーナーおよび範囲を設定するデータがＣＰＵ７
４からアドレス作成手段７２の入力７２ａへ送られる。
アドレス作成手段７２は、アドレス出力７２ｂに、選択
された被検体ボリューム内の各々のボクセルのＸ，Ｙ，
Ｚアドレスを逐次的に供給する。出力７２ｂは三次元デ
ータ・メモリ手段７０の出力データ・アドレス入力７０
ｃに接続されていて、その１つのボクセルに対する記憶
された強度データがアドレスされて三次元データ・メモ
リ手段の出力７０ｄから出力されるようにする。ボクセ
ルのＸ，Ｙ，Ｚアドレスはまた逐次的に回転パラメータ
計算手段７６の第１の入力７６ａにも供給される。回転
パラメータ計算手段７６は、ＣＰＵ７４を介して角度
（α，β）情報を、計算されたマトリクス要素Ｍ１−Ｍ
６値として受け取って、出力７６ｃに、選択された視角
（θ，φ）で見たときの被検体のＸ，Ｙ，Ｚ画素に対応
する像平面画素のアドレスＸ’，Ｙ’を供給する。視角
（θ，φ）情報はシステムに入力されて、ＣＰＵ７４に
よって処理される。その結果は視方向マトリクス手段７
８の入力７８ｂおよび７８ｃに入力されて、その出力７
８ａから回転パラメータ計算手段７６へマトリクス要素
Ｍ１−Ｍ６が供給される。像平面画素のアドレスＸ’，
Ｙ’は、像平面メモリ手段８０として作用するフレーム
・バッファのアドレス入力８０ａに現れる。同時に、デ
ータ・ボリュームから像平面に投影された強度データ
が、三次元データ・メモリ手段の出力７０ｄから像平面
メモリ手段の新データ入力８０ｂに現れる。このデータ
はまた、データ比較手段８２の新データ入力８２ａにも
現れる。入力８０ａのそのアドレスに対して像平面メモ
リ手段８０に前に記憶されていた強度データが旧データ
出力８０ｃに現れ、従ってデータ比較手段の旧データ入
力８２ｂに現れる。入力８２ａおよび８２ｂのそれぞれ
の新データおよび旧データがデータ比較手段８２内で比
較され、入力８２ａの新データが入力８２ｂの旧データ
よりも大きい場合は、出力８２ｃが選定された論理状態
（例えば、高論理レベル）に作動される。出力８２ｃは
像平面メモリ手段８０の置換制御データ入力８０ｄに接
続されている。これにより、置換制御データ入力８０ｄ
が選定された論理レベルにある場合、入力８０ａによっ
て制御されたアドレスに記憶されるデータが、入力８０
ｂの新データを受け入れるように変更される。従って、
記憶されているデータは（ＣＰＵ７４からの）データ／
制御ポート８０ｅの信号等によって最初にリセットさ
れ、そして新データが前に記憶された旧データよりも大
きいという比較結果に応答して、各々の像平面画素位置
Ｘ’，Ｙ’に対して最大値のデータが記憶される。選択
されたアドレスの全てがアドレス作成手段７２によって
逐次的に走査された後、像平面メモリ手段８０に記憶さ
れているデータがＣＰＵ７４においてスケーリングさ
れ、このスケーリングされたデータは表示、永久記憶ま
たは同様な目的のために像平面メモリ手段８０から取り
出すことが出来る。
なわち、Ｍ１＝−ｓｉｎθ、Ｍ２＝ｃｏｓθｓｉｎψ、
Ｍ３＝０、Ｍ４＝−ｃｏｓθｓｉｎψ２、Ｍ５＝−ｓｉ
ｎθｓｉｎψ、Ｍ６＝ｃｏｓψ）であり、Ｘ’および
Ｙ’は投影された点の像平面上の位置であり、ＸＯおよ
びＹＯは像平面ＸおよびＹのオフセット（それぞれＸお
よびＹ最低値点を基準としている）であって、そこから
像平面の選択された部分が始まるオフセットである。デ
ータが像平面５６上に投影された後、等方性でない被検
体ボクセルの効果を補正するために像がスケーリングさ
れる。回転マトリクスの係数Ｍ１−Ｍ６を投影（所与の
θおよびφ）の始めに予め計算して（図３のステップ３
２）、全ての回転の計算のために使用することが出来る
ことが理解されよう。図６は、主制御器８（または別の
専用の処理装置）内に設けられている上述のレイ・キャ
スティング法を実行する手段を示す。このような手段
は、シネ・メモリ２４からデータ入力７０ａに受け取っ
たスライス・データを記憶するための三次元データ・メ
モリ手段７０を有する。各々の被検体ボクセルに関する
データが、ＣＰＵ７４からボクセル・アドレス入力７０
ｂに受け取ったボクセル・アドレス入力情報に応答し
て、そのボクセルのアドレスに記憶される。三次元デー
タ・メモリ手段７０が満たされたとき（被検体ボリュー
ム５２からデータ・ボリューム５４への全ての要求され
たデータの転送に対応する）、関心のある被検体ボリュ
ーム部分が選択されて、そのＸ、ＹおよびＺ方向におけ
る開始コーナーおよび範囲を設定するデータがＣＰＵ７
４からアドレス作成手段７２の入力７２ａへ送られる。
アドレス作成手段７２は、アドレス出力７２ｂに、選択
された被検体ボリューム内の各々のボクセルのＸ，Ｙ，
Ｚアドレスを逐次的に供給する。出力７２ｂは三次元デ
ータ・メモリ手段７０の出力データ・アドレス入力７０
ｃに接続されていて、その１つのボクセルに対する記憶
された強度データがアドレスされて三次元データ・メモ
リ手段の出力７０ｄから出力されるようにする。ボクセ
ルのＸ，Ｙ，Ｚアドレスはまた逐次的に回転パラメータ
計算手段７６の第１の入力７６ａにも供給される。回転
パラメータ計算手段７６は、ＣＰＵ７４を介して角度
（α，β）情報を、計算されたマトリクス要素Ｍ１−Ｍ
６値として受け取って、出力７６ｃに、選択された視角
（θ，φ）で見たときの被検体のＸ，Ｙ，Ｚ画素に対応
する像平面画素のアドレスＸ’，Ｙ’を供給する。視角
（θ，φ）情報はシステムに入力されて、ＣＰＵ７４に
よって処理される。その結果は視方向マトリクス手段７
８の入力７８ｂおよび７８ｃに入力されて、その出力７
８ａから回転パラメータ計算手段７６へマトリクス要素
Ｍ１−Ｍ６が供給される。像平面画素のアドレスＸ’，
Ｙ’は、像平面メモリ手段８０として作用するフレーム
・バッファのアドレス入力８０ａに現れる。同時に、デ
ータ・ボリュームから像平面に投影された強度データ
が、三次元データ・メモリ手段の出力７０ｄから像平面
メモリ手段の新データ入力８０ｂに現れる。このデータ
はまた、データ比較手段８２の新データ入力８２ａにも
現れる。入力８０ａのそのアドレスに対して像平面メモ
リ手段８０に前に記憶されていた強度データが旧データ
出力８０ｃに現れ、従ってデータ比較手段の旧データ入
力８２ｂに現れる。入力８２ａおよび８２ｂのそれぞれ
の新データおよび旧データがデータ比較手段８２内で比
較され、入力８２ａの新データが入力８２ｂの旧データ
よりも大きい場合は、出力８２ｃが選定された論理状態
（例えば、高論理レベル）に作動される。出力８２ｃは
像平面メモリ手段８０の置換制御データ入力８０ｄに接
続されている。これにより、置換制御データ入力８０ｄ
が選定された論理レベルにある場合、入力８０ａによっ
て制御されたアドレスに記憶されるデータが、入力８０
ｂの新データを受け入れるように変更される。従って、
記憶されているデータは（ＣＰＵ７４からの）データ／
制御ポート８０ｅの信号等によって最初にリセットさ
れ、そして新データが前に記憶された旧データよりも大
きいという比較結果に応答して、各々の像平面画素位置
Ｘ’，Ｙ’に対して最大値のデータが記憶される。選択
されたアドレスの全てがアドレス作成手段７２によって
逐次的に走査された後、像平面メモリ手段８０に記憶さ
れているデータがＣＰＵ７４においてスケーリングさ
れ、このスケーリングされたデータは表示、永久記憶ま
たは同様な目的のために像平面メモリ手段８０から取り
出すことが出来る。
【００２２】本発明の別の面によれば、表示の前に、ス
ケーリングされた像平面データが所望の輝度およびコン
トラスト範囲を達成するように写像（マッピング）され
る（図３のステップ３８）。三次元再構成のベースとな
るソース・フレームに対して関心のある領域を読み込み
ながら、所与の輝度を持つ画素の数についてのヒストグ
ラムがオプションとして主制御器８において作成され
る。この代わりに、ヒストグラムは投影像を使用して形
成することが出来る。同時に、最大画素強度が決定され
る。各々のビン（ｂｉｎ）内の画素が、全画素数の所与
のパーセントに達するまで計数される。このビン数が画
素閾値になる。次いで、意図した結果に応じて定めた画
素閾値より大きい又は小さい所望の輝度およびコントラ
スト範囲に各々の画素値が写像されるように、マップが
作成される。
ケーリングされた像平面データが所望の輝度およびコン
トラスト範囲を達成するように写像（マッピング）され
る（図３のステップ３８）。三次元再構成のベースとな
るソース・フレームに対して関心のある領域を読み込み
ながら、所与の輝度を持つ画素の数についてのヒストグ
ラムがオプションとして主制御器８において作成され
る。この代わりに、ヒストグラムは投影像を使用して形
成することが出来る。同時に、最大画素強度が決定され
る。各々のビン（ｂｉｎ）内の画素が、全画素数の所与
のパーセントに達するまで計数される。このビン数が画
素閾値になる。次いで、意図した結果に応じて定めた画
素閾値より大きい又は小さい所望の輝度およびコントラ
スト範囲に各々の画素値が写像されるように、マップが
作成される。
【００２３】図３に示されている方法は、シネ・メモリ
から検索された関心のあるデータ・ボリュームに対し
て、Ｂモード強度データに、或いはカラー流れ速度また
はパワー・データに適用することが出来る。投影像内の
各々の画素は、所与の像平面上への投影によって導き出
された、変換された強度データおよび変換された速度ま
たはパワー・データを含む。更に、シネ・メモリがオペ
レータによって停止されたときに、ＣＰＵ４２はシネ・
メモリ２４の区分２４Ｂ内の多数の相次ぐアドレスにＸ
−Ｙメモリ１８からの最後のフレームを記憶させる。第
１の投影視角にたいする投影像データがシネ・メモリの
区分２４Ｂ内の第１のアドレスに書き込まれ、これによ
り関心のある領域内の投影像データが背景フレーム上に
重畳される。このプロセスは、全ての投影像がシネ・メ
モリの区分２４Ｂ内に記憶されるまで、各々の角度増分
に対して繰り返される。各々の投影像フレームは、変換
されたデータを含む関心のある領域で構成され、またオ
プションとして、関心のある領域を囲んでいて、関心の
ある領域の変換されたデータによってオーバーライト
（上書き）されない背景フレーム・データより成る背景
周辺部を含む。背景の像は、各々の表示された投影がど
の場所から見たものであるかを一層明確にする。そこ
で、オペレータは投影像の内の任意の１つを表示のため
に選択することが出来る。更に、一連の投影像を表示モ
ニタ上にリプレイ（再生）して、被検体ボリュームをあ
たかも観察者の前で回転しているかのように表示するこ
とが出来る。
から検索された関心のあるデータ・ボリュームに対し
て、Ｂモード強度データに、或いはカラー流れ速度また
はパワー・データに適用することが出来る。投影像内の
各々の画素は、所与の像平面上への投影によって導き出
された、変換された強度データおよび変換された速度ま
たはパワー・データを含む。更に、シネ・メモリがオペ
レータによって停止されたときに、ＣＰＵ４２はシネ・
メモリ２４の区分２４Ｂ内の多数の相次ぐアドレスにＸ
−Ｙメモリ１８からの最後のフレームを記憶させる。第
１の投影視角にたいする投影像データがシネ・メモリの
区分２４Ｂ内の第１のアドレスに書き込まれ、これによ
り関心のある領域内の投影像データが背景フレーム上に
重畳される。このプロセスは、全ての投影像がシネ・メ
モリの区分２４Ｂ内に記憶されるまで、各々の角度増分
に対して繰り返される。各々の投影像フレームは、変換
されたデータを含む関心のある領域で構成され、またオ
プションとして、関心のある領域を囲んでいて、関心の
ある領域の変換されたデータによってオーバーライト
（上書き）されない背景フレーム・データより成る背景
周辺部を含む。背景の像は、各々の表示された投影がど
の場所から見たものであるかを一層明確にする。そこ
で、オペレータは投影像の内の任意の１つを表示のため
に選択することが出来る。更に、一連の投影像を表示モ
ニタ上にリプレイ（再生）して、被検体ボリュームをあ
たかも観察者の前で回転しているかのように表示するこ
とが出来る。
【００２４】本発明の好ましい実施態様では、超音波イ
メージング・システムは複数の異なる投影モードを有す
る。例えば、投影は最大または最小値の画素を含んでい
てよい。或いは、画素データを逆転して、その最大値を
像平面に投影するような、血管のイメージングに有用な
モードを選択してもよい。更に別のモードでは、面のレ
ンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）を行うようにレイ・
キャスティング法を用いてもよい。
メージング・システムは複数の異なる投影モードを有す
る。例えば、投影は最大または最小値の画素を含んでい
てよい。或いは、画素データを逆転して、その最大値を
像平面に投影するような、血管のイメージングに有用な
モードを選択してもよい。更に別のモードでは、面のレ
ンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）を行うようにレイ・
キャスティング法を用いてもよい。
【００２５】上記の好ましい実施態様は例示の目的で開
示された。超音波イメージングまたはコンピュータ・グ
ラフィックスの分野における当業者には種々の変更およ
び変形を容易になし得よう。このような全ての変更およ
び変形は特許請求の範囲に包含されるものである。
示された。超音波イメージングまたはコンピュータ・グ
ラフィックスの分野における当業者には種々の変更およ
び変形を容易になし得よう。このような全ての変更およ
び変形は特許請求の範囲に包含されるものである。
【図１】実時間超音波イメージング・システム内の主要
な機能のサブシステムを示すブロック図である。
な機能のサブシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施態様に従って強度および
速度またはパワー画素データの相次ぐ立体的投影よりな
るフレームを再構成する手段を示すブロック図である。
速度またはパワー画素データの相次ぐ立体的投影よりな
るフレームを再構成する手段を示すブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施態様に従って強度および
速度またはパワー画素データの相次ぐ立体的投影よりな
るフレームを再構成するためのアルゴリズムのステップ
を示す流れ図である。
速度またはパワー画素データの相次ぐ立体的投影よりな
るフレームを再構成するためのアルゴリズムのステップ
を示す流れ図である。
【図４】従来技術に従ってレイ・キャスティングの逆投
影を立体的に表現する際に関係するサンプリングされた
関心のある被検体ボリューム、関連のデータ・ボリュー
ムおよび像投影平面を示す概略線図である。
影を立体的に表現する際に関係するサンプリングされた
関心のある被検体ボリューム、関連のデータ・ボリュー
ムおよび像投影平面を示す概略線図である。
【図５】被検体データおよびデータ・ボリュームの同様
なビュー（ｖｉｅｗ）に対応すると共に、三次元超音波
イメージングにおける必要なスケーリング定数を定める
のに有用である一対の幾何学的二次元形状を示す概略線
図である。
なビュー（ｖｉｅｗ）に対応すると共に、三次元超音波
イメージングにおける必要なスケーリング定数を定める
のに有用である一対の幾何学的二次元形状を示す概略線
図である。
【図６】三次元超音波イメージングにおける最大強度投
影を行う手段の概略ブロック図である。
影を行う手段の概略ブロック図である。
２ ビーム形成装置 ４ 処理装置 ４Ａ Ｂモード処理装置 ４Ｂ カラー流れ処理装置 ６ 走査変換器／表示制御器 ８ 主制御器 １２ 表示モニタ １４Ａ Ｂモード音響線メモリ １４Ｂ カラー流れ音響線メモリ １８ Ｘ−Ｙ表示メモリ ２０ 時間線／グラフィック処理装置及び表示メモリ ２２ ビデオ処理装置 ２４ シネ・メモリ ４２ 中央処理装置 ４４ ランダム・アクセス・メモリ ５０ サンプル（被検体） ５２ サンプル（被検体）ボリューム ５４ データ・ボリューム ５６ 像平面 ５８ 視線 ５８’ 射影線 ６０ 画素 ６２ 射線 ６４ 衝突位置 ７０ 三次元データ・メモリ手段 ７２ アドレス作成手段 ７４ ＣＰＵ ７６ 回転パラメータ計算手段 ７８ 視方向マトリクス手段 ８０ 像平面メモリ手段 ８２ データ比較手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トッド・マイケル・ティルマン アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ウェ スト・ミルウォーキー、サウス・54ティー エイチ・ストリート、1514番 (72)発明者 パトリシア・アン・シューバート アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ミル ウォーキー、サウス・ショア・ドライブ、 2704エイ
Claims (18)
- 【請求項１】 被検体ボリューム中の隣接した組織に対
して相対的に動いている超音波散乱媒体を三次元イメー
ジングするシステムにおいて、 超音波ビームを送信して、被検体ボリューム内の多数の
サンプル・ボリュームから反射された超音波エコーを検
出する超音波トランスジューサ・アレイ、 散乱媒体によって反射された超音波エコーから少なくと
も部分的に導き出されたカラー流れデータを取得する手
段であって、各々のカラー流れデータが前記多数のサン
プル・ボリュームの内のそれぞれ１つのサンプル・ボリ
ュームに対応している手段、 組織によって反射された超音波エコーから少なくとも部
分的に導き出された強度データを取得する手段であっ
て、各々の強度データが前記多数のサンプル・ボリュー
ムの内のそれぞれ１つのサンプル・ボリュームに対応し
ている手段、 前記多数のサンプル・ボリュームの各々に対して、それ
ぞれのサンプル・ボリュームに対応するそれぞれのカラ
ー流れデータとそれぞれの強度データとを有する画素デ
ータを記憶するメモリ手段、 前記メモリ手段から、前記被検体ボリューム内の関心の
あるボリュームに対応する一組の画素データを検索する
手段、 前記画素データの組の中のカラー流れデータおよび強度
データを第１の像平面へ投影して、第１の投影像を表す
投影データの組を形成する手段、 表示モニタ、および前記第１の投影像を前記表示モニタ
に表示させる手段、を含んでいることを特徴とする三次
元イメージング・システム。 - 【請求項２】 前記の各々のカラー流れデータが速度デ
ータを有する請求項１記載のシステム。 - 【請求項３】 前記の各々のカラー流れデータがパワー
・データを有する請求項１記載のシステム。 - 【請求項４】 更に、前記画素データの組の中のカラー
流れデータおよび強度データを、前記第１の像平面に対
して回転されている第２の像平面に投影して、第２の投
影像を表す投影データの組を形成する手段、および前記
第２の投影像を前記表示モニタに表示させる手段を含ん
でいる請求項１記載のシステム。 - 【請求項５】 被検体ボリューム中の隣接した組織に対
して相対的に動いている超音波散乱媒体を三次元イメー
ジングするシステムにおいて、 超音波ビームを送信して、被検体ボリュームと交差する
走査平面内にある多数のサンプル・ボリュームから反射
された超音波エコーを検出する超音波トランスジューサ
・アレイ、 散乱媒体によって反射された超音波エコーから少なくと
も部分的に導き出されたカラー流れデータを取得する手
段であって、各々のカラー流れデータが前記走査平面内
にある前記多数のサンプル・ボリュームの内のそれぞれ
１つのサンプル・ボリュームに対応している手段、 組織によって反射された超音波エコーから少なくとも部
分的に導き出された強度データを取得する手段であっ
て、各々の強度データが前記走査平面内にある前記多数
のサンプル・ボリュームの内のそれぞれ１つのサンプル
・ボリュームに対応している手段、 多数の相次ぐ走査平面の各々に対して１フレームの画素
データを実時間で記憶する第１のメモリ手段であって、
各々の画素データが前記走査平面内のそれぞれのサンプ
ル・ボリュームに対応するそれぞれのカラー流れデータ
とそれぞれの強度データとを有している第１のメモリ手
段、 前記第１のメモリ手段から相次いで出力される画素デー
タの多数のフレームを記憶する第２メモリ手段、 前記第２のメモリ手段から、前記被検体ボリューム内の
関心のあるボリュームに対応する一組の画素データを検
索する手段、 前記画素データの組の中のそれぞれのカラー流れデータ
の、対応する多数の像平面へのそれぞれの投影を表す、
多数組のカラー流れデータを作成する手段、 前記画素データの組の中のそれぞれの強度データの、対
応する前記多数の像平面へのそれぞれの投影を表す、多
数組の強度データを作成する手段、 前記多数組のカラー流れデータおよび前記多数組の強度
データを前記第２のメモリ手段に記憶させる手段、 前記多数の像平面の内の１つを選択する手段、 表示モニタ、および前記選択された像平面に対応する前
記のカラー流れデータおよび強度データの組を表示させ
る手段、を含んでいることを特徴とする三次元イメージ
ング・システム。 - 【請求項６】 前記の各々のカラー流れデータが速度デ
ータを有する請求項５記載のシステム。 - 【請求項７】 前記の各々のカラー流れデータがパワー
・データを有する請求項５記載のシステム。 - 【請求項８】 被検体ボリューム中の隣接した組織に対
して相対的に動いている超音波散乱媒体を三次元イメー
ジングする方法において、 被検体ボリュームと交差する走査平面内に超音波ビーム
を送信するステップ、 前記走査平面内にある多数のサンプル・ボリュームから
反射された超音波エコーを検出するステップ、 前記被検体ボリュームにわたって前記走査平面を走査す
るステップ、 散乱媒体によって反射された超音波エコーから少なくと
も部分的に導き出されたカラー流れデータを取得するス
テップであって、各々のカラー流れデータが前記走査平
面内にある前記多数のサンプル・ボリュームの内のそれ
ぞれ１つのサンプル・ボリュームに対応しているステッ
プ、 組織によって反射された超音波エコーから少なくとも部
分的に導き出された強度データを取得するステップであ
って、各々の強度データが前記走査平面内にある前記多
数のサンプル・ボリュームの内のそれぞれ１つのサンプ
ル・ボリュームに対応しているステップ、 各々の走査平面に対して１フレームの画素データを実時
間で作成するステップであって、各々の画素データが前
記走査平面内のそれぞれのサンプル・ボリュームに対応
するそれぞれのカラー流れデータとそれぞれの強度デー
タとを有しているステップ、 多数の相次ぐフレームの画素データを記憶するステッ
プ、 前記記憶された多数の相次ぐフレームの画素データか
ら、前記被検体ボリューム内の関心のあるボリュームに
対応する一組の画素データを検索するステップ、 前記画素データの組の中のカラー流れデータおよび強度
データを第１の像平面へ投影して、第１の投影像を表す
投影データの組を形成するステップ、および前記第１の
投影像を表示するステップ、を含んでいることを特徴と
する三次元イメージング方法。 - 【請求項９】 前記の各々のカラー流れデータが速度デ
ータを有する請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 前記の各々のカラー流れデータがパワ
ー・データを有する請求項８記載の方法。 - 【請求項１１】 更に、前記画素データの組の中のカラ
ー流れデータおよび強度データを、前記第１の像平面に
対して回転されている第２の像平面に投影して、第２の
投影像を表す投影データの組を形成するステップ、およ
び前記第２の投影像を前記表示モニタに表示させるステ
ップを含んでいる請求項８記載の方法。 - 【請求項１２】 被検体ボリューム中の隣接した組織に
対して相対的に動いている超音波散乱媒体を三次元イメ
ージングする方法において、 被検体ボリュームと交差する走査平面内に超音波ビーム
を送信するステップ、前記走査平面内にある多数のサン
プル・ボリュームから反射された超音波エコーを検出す
るステップ、 前記被検体ボリュームにわたって前記走査平面を走査す
るステップ、 散乱媒体によって反射された超音波エコーから少なくと
も部分的に導き出されたカラー流れデータを取得するス
テップであって、各々のカラー流れデータが前記走査平
面内にある前記多数のサンプル・ボリュームの内のそれ
ぞれ１つのサンプル・ボリュームに対応しているステッ
プ、 組織によって反射された超音波エコーから少なくとも部
分的に導き出された強度データを取得するステップであ
って、各々の強度データが前記走査平面内にある前記多
数のサンプル・ボリュームの内のそれぞれ１つのサンプ
ル・ボリュームに対応しているステップ、 各々の走査平面に対して１フレームの画素データを実時
間で記憶するステップであって、各々の画素データが前
記走査平面内のそれぞれのサンプル・ボリュームに対応
するそれぞれのカラー流れデータとそれぞれの強度デー
タとを有しているステップ、 前記画素データの相次ぐ多数のフレームを記憶するステ
ップ、 前記記憶された多数のフレームの画素データから、前記
被検体ボリューム内の関心のあるボリュームに対応する
一組の画素データを検索するステップ、 前記画素データの組の中のそれぞれのカラー流れデータ
の、対応する多数の像平面へのそれぞれの投影を表す、
多数組のカラー流れデータを作成するステップ、 前記画素データの組の中のそれぞれの強度データの、対
応する前記多数の像平面へのそれぞれの投影を表す、多
数組の強度データを作成するステップ、 前記多数組のカラー流れデータおよび前記多数組の強度
データを記憶するステップ、 前記多数の像平面の内の１つを選択するステップ、およ
び前記選択された像平面に対応する前記のカラー流れデ
ータおよび強度データの組を表示するステップ、を含ん
でいることを特徴とする三次元イメージング方法。 - 【請求項１３】 前記の各々のカラー流れデータが速度
データを有する請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記の各々のカラー流れデータがパワ
ー・データを有する請求項１２記載の方法。 - 【請求項１５】 被検体ボリューム中の隣接した組織に
対して相対的に動いている超音波散乱媒体を三次元イメ
ージングする方法において、 超音波ビームで被検体ボリュームを走査するステップ、 前記被検体ボリューム内の所定の多数のサンプル・ボリ
ュームから反射された超音波エコーを検出するステッ
プ、 散乱媒体によって反射された超音波エコーから少なくと
も部分的に導き出されたカラー流れデータを取得するス
テップであって、各々のカラー流れデータが前記多数の
サンプル・ボリュームの内のそれぞれ１つのサンプル・
ボリュームに対応しているステップ、 組織によって反射された超音波エコーから少なくとも部
分的に導き出された強度データを取得するステップであ
って、各々の強度データが前記所定のサンプル・ボリュ
ームの内のそれぞれ１つのサンプル・ボリュームに対応
しているステップ、 前記多数のサンプル・ボリュームの各々に対して、それ
ぞれのカラー流れデータとそれぞれの強度データとを有
するそれぞれの画素データを記憶するステップ、 前記記憶された画素データから、前記被検体ボリューム
内の関心のあるボリュームに対応する一組の画素データ
を検索するステップ、 前記画素データの組の中のカラー流れデータおよび強度
データを第１の像平面へ投影して、第１の投影像を表す
投影データの組を形成するステップ、および前記第１の
投影像を表示するステップ、を含んでいることを特徴と
する三次元イメージング方法。 - 【請求項１６】 前記の各々のカラー流れデータが速度
データを有する請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 前記の各々のカラー流れデータがパワ
ー・データを有する請求項１５記載の方法。 - 【請求項１８】 更に、前記画素データの組の中のカラ
ー流れデータおよび強度データを、前記第１の像平面に
対して回転されている第２の像平面に投影して、第２の
投影像を表す投影データの組を形成するステップ、およ
び前記第２の投影像を表示するステップを含んでいる請
求項１５記載の方法。
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