WO2005110237A1 - 超音波診断装置及び超音波画像表示方法 - Google Patents

超音波診断装置及び超音波画像表示方法 Download PDF

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Masahiro Hamamoto
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Definitions

  • a connection unit to which a probe having an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, a rotation motor, and a rocking motor can be connected, and the ultrasonic transducer Transmission / reception means for supplying an acoustic wave signal and performing reception processing of the ultrasonic wave signal received by the ultrasonic transducer, rotation control means for performing rotation control of the rotation motor, and oscillation control of the oscillation motor
  • a rocking control means an image memory for storing the reception-processed ultrasound signal as image data, and a three-dimensional computing means for constructing a three-dimensional image from the image data stored in the image memory
  • the three-dimensional calculation means is configured to cut out and display a plurality of tomographic images of the three-dimensional image at an arbitrarily set position and angle within the three-dimensional display range including the three-dimensional image.
  • the plurality of tomographic images and the three-dimensional image are displayed at the same time.
  • the position of the tomographic image divided and displayed in the three-dimensional display range is displayed on the three-dimensional image.
  • a plurality of tomographic images and a three-dimensional image can be associated with each other and observed simultaneously, and diagnostic accuracy and efficiency can be improved.
  • the tomographic image is cut at a predetermined interval between the upper limit position and the lower limit position to be divided and displayed as a tomographic image within the three-dimensional display range. It was configured to be displayed.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus is configured to select the tomographic image divided and displayed, and to display the selected tomographic image in an enlarged manner.
  • a region to be observed in detail can be enlarged and displayed among a plurality of tomographic images, so that diagnostic accuracy and efficiency can be improved.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is configured to select the position of the tomographic image displayed on the three-dimensional image, and to magnify and display the tomographic image at the selected position.
  • a region to be observed in detail can be enlarged and displayed among a plurality of tomographic images, so that diagnostic accuracy and efficiency can be improved.
  • a probe force having an ultrasonic transducer is subjected to reception processing of the received ultrasonic signal, and the ultrasonic signal subjected to the reception processing is used as image data.
  • the three-dimensional image may be placed at an arbitrarily set position and angle within a three-dimensional display range including the three-dimensional image.
  • the system is configured to cut out and display multiple tomographic images of
  • the present invention comprises three-dimensional computing means for constructing a three-dimensional image from image data obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves into a living body, the three-dimensional computing means comprising: In addition to displaying in real time, multiple tomographic images of the three-dimensional image are cut out and divided and displayed at an arbitrarily set position and angle within the three-dimensional display range including the three-dimensional image. A plurality of tomographic images of the portion of (1) can be displayed, and the state inside the subject can be easily grasped, so that the accuracy and efficiency in ultrasonic diagnosis can be improved.
  • FIG. 1A is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B A plan view of the three-dimensional probe shown in FIG. 1A
  • FIG. 2 A perspective view of a mechanical sector probe according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 A block diagram of a mechanical sector probe according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 4 Conceptual diagram of constructing 3D image from 2D image
  • FIG. 7 A diagram showing an example of division positions in multi-slice display
  • FIG. 8 A diagram showing an example of division positions in multi-slice display
  • FIG. 9 A diagram showing an example of division positions in multi-slice display
  • ultrasonic diagnostic apparatus An ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described using the drawings.
  • a mechanical-cal sector type three-dimensional ultrasonic probe hereinafter simply referred to as “three-dimensional probe” or “probe”
  • three-dimensional probe hereinafter simply referred to as “probe”
  • probe An ultrasonic diagnostic apparatus for displaying an image including an image is described.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus is a probe 100 having an ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic waves while rotating and swinging.
  • a probe connector (not shown) to which 100 can be connected, a transmission / reception circuit 111 that performs transmission / reception control of ultrasonic waves, a rotation control circuit 112 that stabilizes the rotation speed while receiving a rotation encoder signal of the probe, a rocking encoder signal
  • a rocking control circuit 113 which controls the speed and angle of the rocking while receiving the image
  • an image memory 114 storing tomographic image data including three-dimensional image data, and a three-dimensional image from an ultrasonic wave reception signal received by
  • the three-dimensional processing unit 120 to be configured, an image processing circuit 115 for converting a tomographic image and a three-dimensional image into a format for displaying, an observation monitor 116 for displaying an ultrasonic image etc.
  • the three-dimensional processing unit 120 is composed of a host up 117 that controls the whole, and an angle detection circuit 121 that generates high-resolution angle information as well as two encoder signal forces of rotation and rocking; generation and processing of three-dimensional image data Operation processing circuit that performs processing such as It consists of
  • It also has input means (not shown) such as a trackball, keyboard, voice input circuit, etc., to perform operations and settings.
  • input means such as a trackball, keyboard, voice input circuit, etc.
  • FIG. 1A is a side view showing the direction of rotation when the probe 100 rotates
  • FIG. 1B is a plan view showing the swing range when the probe 100 swings.
  • reference numeral 130 denotes a handle portion, in which a relay electronic circuit board such as a swing motor is incorporated.
  • Reference numeral 131 denotes a tip portion of the ultrasonic probe (hereinafter simply referred to as "tip portion"), and a window case 132, which is also a window material having ultrasonic permeability, is attached to the tip. A child etc. are built in.
  • the ultrasound probe is connected to the body by a cable 133.
  • the distal end portion 131 has a cylindrical streamlined streamline shape so as to be easily inserted into a body cavity.
  • the cable 133 includes an input / output line (IZO line) for connecting the ultrasonic transducer and the ultrasonic diagnostic apparatus body, an electric control line for driving and controlling the drive motor and the rocking motor, and a signal such as an encoder. Cable that connects the wires and signal wires for impact detection to the ultrasonic diagnostic equipment main body, and is protected by the cable coating, and only the input and output wires are shielded. It is grounded at both ends of the ultrasonic diagnostic equipment.
  • IZO line input / output line
  • a rotary motor 143 for driving the ultrasonic transducers 141 and 142 to rotate, a rotary shaft 148 as a rotary shaft, and a base housing 144 for supporting the rotary motor 143 are built in the tip of the probe 100.
  • the handle portion of the ultrasonic probe is composed of a swing motor 145 for swinging the base housing 144 and a handle shaft 146.
  • the ultrasonic pulse generated by the transmission pulse generation circuit (not shown) of the transmission / reception circuit 111 is transmitted from the ultrasonic transducer 141 or 142 of the probe 100 at a predetermined interval, and is reflected by the living tissue or the like.
  • the sound pulse is received by the ultrasonic transducer 141 or 142.
  • the rotation control circuit 112 rotates the rotation motor 143
  • the ultrasonic transducer 141 or 142 performs transmission and reception to acquire data for constructing a two-dimensional image as shown in S1.
  • the received ultrasonic wave reception signal is subjected to reception processing by the reception circuit of the transmission / reception circuit 111 and stored in the image memory 114.
  • the rocking control circuit 113 rotates the rocking motor 145 to sequentially receive data for constructing a two-dimensional image and writes the data in the image memory 114, and the high-speed arithmetic processing circuit 122 of the three-dimensional processing unit 120 The transformation is performed to create three-dimensional data, and this three-dimensional data is displayed on the observation monitor 116 via the image processing circuit 115 or the force stored in the image memory 114.
  • three-dimensional data creation a two-dimensional image is captured and arithmetic processing such as integration is performed to create an image in which the three-dimensional data is projected on a plane, and the three-dimensional image is displayed in real time or in an image memory. Display after construction.
  • a three-dimensional image is created and displayed for each one-way oscillation of the oscillating motor 145 of the probe 100. Since a three-dimensional image is constructed based on the button cell data after coordinate conversion from polar coordinates to rectangular coordinates, a three-dimensional image without distortion can be displayed.
  • the image processing circuit 115 converts the image format so that the three-dimensional data can be displayed on the observation monitor 116 as a three-dimensional image.
  • the host up 117 controls these series of processes.
  • the three-dimensional data stored in the image memory 114 can read data at an arbitrary position by the high-speed arithmetic processing circuit 122.
  • the multi-slice display is a display method in which cross sections cut at arbitrary plural positions (on the same plane) of a three-dimensional image are displayed side by side as shown in FIGS.
  • Fig. 5 shows an example of an image divided into nine
  • Fig. 6 shows an example of an image divided into sixteen.
  • the position at which the split display is performed can be arbitrarily set by the operator, such as the force of a trackball, a keyboard, or the like, or can be made according to preset conditions.
  • the slice position display graphic 150 is a graphic that specifies the power to be displayed by dividing it from anywhere in the three-dimensional image, and displays the power that is being divided and displayed at any position.
  • the upper limit line 151 and the slice lower limit line 152 are for specifying the upper limit position and the lower limit position for cutting (slicing) a three-dimensional image, and indicating to which position the slice is to be made.
  • the upper slice limit line 151 and the lower slice limit line 152 are set parallel to the vertical direction and can be set to be inclined as shown in FIG.
  • the angle detection circuit 121 that generates high resolution angle information detects angle information of the two motors of rotation and oscillation, the number and direction of divided images Optimization is performed to perform split display processing.
  • the slice upper limit line 151 and the slice lower limit line 152 can be arbitrarily set, and the setting method will be described below.
  • the default slice is The slice upper limit and slice lower limit are set, and the section divided by the specified number of divisions between them is displayed.
  • the selection mark 153 is displayed on the side before the slice upper limit line 151, and the side on which the selection mark 153 is displayed is displayed. It can be moved up and down by moving means such as rack ball.
  • moving means such as rack ball.
  • the selection mark 153 moves to the slice lower limit line 152 displayed with the same inclination as the slice upper limit line 151 set above, so the entire slice lower limit line 152 is moved up and down. It can be moved.
  • the upper limit force is also divided equally into 16 divisions and displayed equally. It is possible to display the displayed multi-slices.
  • the slice position display graphic 150 is a display of only the peripheral frame, but as shown in FIG. 7, a three-dimensional image is displayed inside the slice position display graphic 150.
  • a three-dimensional image is displayed inside the slice position display graphic 150.
  • the method of dividing and slicing can be performed by dividing and slicing around one point or dividing into sectors as shown in FIG. 8 and FIG. 9 which are parallel only as described above. is there.
  • each slice image is surrounded by a line, and the color and line of the surrounding line and the dividing line Matching the seeds and displaying them makes it easy to understand the correspondence between slice positions and slice images.
  • the three-dimensional image can be arbitrarily rotated or moved as shown in FIG. 9, it is possible to rotate or move the three-dimensional image in the slice position display figure 150.
  • the site to be sliced can be arbitrarily changed.
  • the three-dimensional processing unit 120 can display a three-dimensional image in real time by constructing a three-dimensional image, and can display a three-dimensional image as a so-called moving image. As a result, it can not be realized with CT and MRI! /, Simultaneous display of real-time 3D image display and multi-slice display becomes possible.
  • multi-slice display can also be updated at regular intervals.
  • a tomographic image can not be realized by CT or MRI. Since the internal appearance of can be developed and observed, the accuracy and efficiency of diagnosis can be significantly improved. At the same time, it is possible to diagnose the area to be observed simultaneously by observing the surroundings of the area to be observed.
  • the tomographic image of the dividing line portion can be enlarged and displayed.
  • any divided image can be magnified and evaluated in detail, and it is possible to easily return to the divided display and select another image. Accuracy and efficiency can be greatly improved.
  • an array probe in which the ultrasonic transducers are arranged in an array is used.
  • the same display can be performed even with a configuration that constructs a three-dimensional image by oscillating and a two-dimensional array probe that arranges ultrasonic probes in two dimensions, so the accuracy and efficiency of diagnosis are greatly improved. can do.
  • a tomographic image obtained by dividing a three-dimensional image can be displayed according to the present invention, so that diagnostic accuracy can be further improved if the probe is properly used depending on the application. It is.

Abstract

　超音波３次元画像とその断層画像とを同時に表示する技術が開示され、その技術によれば超音波の送受信制御を行う送受信回路１１１、送受信回路で受信した超音波受信信号から３次元画像を構成する３次元処理部１２０、断層像と３次元画像を表示するフォーマットに変換する画像処理回路１１５などから構成され、３次元処理部は、回転と揺動の２つのエンコーダ信号から高分解能な角度情報を生成する角度検知回路１２１と、３次元画像データの生成、加工、切り出しなどの処理を行う高速演算処理回路１２２とで構成される。

Description

示する構成とした。
[0006] この構成により、 3次元画像の任意の部分の複数の断層画像を表示させることがで き、被検体内部の状態を容易に把握することができるので、超音波診断における精 度と効率を向上させることができる。
[0007] また、本発明の超音波診断装置は、超音波を送受信する超音波振動子と回転モー タと揺動モータとを有するプローブを接続可能な接続手段と、前記超音波振動子へ 超音波信号を供給するとともに前記超音波振動子で受信した超音波信号の受信処 理を行う送受信手段と、前記回転モータの回転制御を行う回転制御手段と、前記揺 動モータの揺動制御を行う揺動制御手段と、前記受信処理された超音波信号を画 像データとして記憶する画像メモリと、前記画像メモリに記憶された画像データから 3 次元画像を構築する 3次元演算手段とを備え、前記 3次元演算手段は、前記 3次元 画像を含む 3次元表示範囲内での任意に設定された位置及び角度で前記 3次元画 像の複数の断層画像を切り取って分割表示する構成とした。
[0008] この構成により、メカセクタプローブにおいて 3次元画像の任意の部分の複数の断 層画像を表示させることができ、被検体内部の状態を容易に把握することができるの で、超音波診断における精度と効率を向上させることができる。
[0009] また、本発明の超音波診断装置は、前記複数の断層画像と前記 3次元画像とを同 時に表示する構成とした。
[0010] この構成により、 3次元画像と断層画像とを同時に観察することができ、診断精度と 効率を向上させることができる。
[0011] また、本発明の超音波診断装置は、前記 3次元表示範囲内における分割表示した 断層画像の位置を前記 3次元画像上に表示する構成とした。
[0012] この構成により、複数の断層画像と 3次元画像とを関連付けて同時に観察すること ができ、診断精度と効率を向上させることができる。
[0013] また、本発明の超音波診断装置は、前記 3次元表示範囲内で断層画像として分割 表示する上限の位置と下限の位置との間で、あらかじめ指定された間隔で断層画像 を切り取って表示する構成とした。
[0014] この構成により、必要な部位において複数の断層画像を観察することができ、診断 精度と効率を向上させることができる。
[0015] また、本発明の超音波診断装置は、前記分割表示された断層画像を選択する手段 と、前記選択された断層画像を拡大表示する構成とした。
[0016] この構成により、複数の断層画像の中で、詳細に観察したい部位を拡大表示できる ので、診断精度と効率を向上させることができる。
[0017] また、本発明の超音波診断装置は、前記 3次元画像上に表示された断層画像の位 置を選択する手段と、前記選択された位置の断層画像を拡大表示する構成とした。
[0018] この構成により、複数の断層画像の中で、詳細に観察したい部位を拡大表示できる ので、診断精度と効率を向上させることができる。
[0019] また、本発明の超音波画像表示方法は、超音波振動子を有したプローブ力 受信 した超音波信号の受信処理を行 、、前記受信処理された超音波信号を画像データ として画像メモリに記憶し、前記画像メモリに記憶された画像データから 3次元画像を 構築する際に、前記 3次元画像を含む 3次元表示範囲内での任意に設定された位 置及び角度で前記 3次元画像の複数の断層画像を切り取って分割表示する構成と した。
[0020] この構成により、 3次元画像の任意の部分の複数の断層画像を表示させることがで き、被検体内部の状態を容易に把握することができるので、超音波診断における精 度と効率を向上させることができる。
[0021] 本発明は、超音波を生体内に送受信することによって得られた画像データから 3次 元画像を構築する 3次元演算手段とを備え、この 3次元演算手段は、 3次元画像をリ アルタイム表示するとともに、この 3次元画像を含む 3次元表示範囲内での任意に設 定された位置及び角度で 3次元画像の複数の断層画像を切り取って分割表示する ので、 3次元画像の任意の部分の複数の断層画像を表示させることができ、被検体 内部の状態を容易に把握することができるので、超音波診断における精度と効率を 向上させることができる。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1A]本発明の実施の形態における超音波診断装置のブロック図
[図 1B]図 1 Aに示す 3次元プローブの平面図 [図 2]本発明の実施の形態におけるメカセクタプローブの斜視図
[図 3]本発明の実施の形態におけるメカセクタプローブの構成図
[図 4]2次元画像から 3次元画像を構成するときの概念図
[図 5]マルチスライス表示の一例を示す図
[図 6]マルチスライス表示の一例を示す図
[図 7]マルチスライス表示における分割位置の一例を示す図
[図 8]マルチスライス表示における分割位置の一例を示す図
[図 9]マルチスライス表示における分割位置の一例を示す図
[図 10]マルチスライス表示において一つの画像を選択したときの図
[図 11]マルチスライス表示で選択された画像の拡大図
[図 12]従来技術の説明図
発明を実施するための最良の形態
[0023] 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。本実 施の形態では、メカ-カルセクタ型の 3次元超音波プローブ (以下、単に「3次元プロ 一ブ」、「プローブ」と言う）が接続され、このプローブによって超音波を送受信して 3 次元画像を含む画像表示を行う超音波診断装置について記載する。
[0024] 図 1A及び 1Bに示すように、本発明の実施の形態の超音波診断装置は、回転及び 揺動しながら超音波を送受信する超音波振動子を有したプローブ 100、このプロ一 ブ 100が接続可能なプローブコネクタ（図示せず）、超音波の送受信制御を行う送受 信回路 111、プローブの回転ェンコーダ信号を受信しながら回転の速度を安定させ る回転制御回路 112、揺動エンコーダ信号を受信しながら揺動の速度と角度を制御 する揺動制御回路 113、 3次元画像データを含む断層像データを格納する画像メモ リ 114、送受信回路で受信した超音波受信信号から 3次元画像を構成する 3次元処 理部 120、断層像と 3次元画像を表示するフォーマットに変換する画像処理回路 11 5、表示フォーマットが変換された超音波画像などを表示する観測モニタ 116及びシ ステム全体を制御するホスト up 117から構成され、 3次元処理部 120は、回転と揺動 の 2つのエンコーダ信号力も高分解能な角度情報を生成する角度検知回路 121と、 3次元画像データの生成、加工、切り出しなどの処理を行う高速演算処理回路 122 で構成される。
また、動作や設定を行うための、トラックボールやキーボード、音声入力回路などの 入力手段（図示せず)も備えている。
なお、プローブに関して、図 1Aはプローブ 100が回転する場合の回転方向を示す 側面図であり、図 1Bはプローブ 100が揺動する場合の揺動範囲を示す平面図であ る。
[0025] ここで、プローブ 100の構成について図 2、 3を用いて説明する。
図 2において、 130はハンドル部を示し、揺動モータなど中継電子回路基板が内蔵 されている。 131は超音波プローブの先端部（以下、単に「先端部」と言う）であり、超 音波透過性を有する窓材カもなるウィンドウケース 132が先端に取り付けられていて 、駆動モータと超音波振動子などが内蔵されている。超音波プローブは本体にケー ブル 133で接続されている。先端部 131は体腔内に挿入し易いように円筒形状のな めらかな流線形状をしている。このケーブル 133は、超音波振動子と超音波診断装 置本体とを接続する入出力線 (IZO線)と駆動モータと揺動モータを駆動制御するた めの電気制御線と、エンコーダなどの信号線と、衝撃検出用の信号線などを超音波 診断装置本体と接続するケーブルであって、ケーブル被覆により保護され、かつ入 出力線だけはシールドが施されて 、て、超音波振動子側と超音波診断装置本体側 の両端で接地されている。
[0026] また、図 3において、プローブ 100の先端には超音波振動子 141、 142を回転駆動 させる回転モータ 143、その回転軸である回転軸 148、回転モータ 143を支持する ベースハウジング 144が内蔵され、超音波プローブのハンドル部はベースハウジング 144を揺動させる揺動モータ 145とハンドルシャフト 146とで構成されている。
超音波振動子 141、 142は回転モータ 143の回転部の外周部に取り付けられて、 回転軸に対して超音波振動子 141、 142が超音波ビームをラジアル方向に放射する
[0027] また、従来の 2次元画像を構成する場合は軸が 1つであるが、本実施の形態におけ るプローブ 100の場合は軸が 2本あり、 1本が超音波振動子 141、 142を回転させる 回転軸 148と、もう 1本は摇動軸 149である。回転軸 148を中心に超音波振動子 141 、 142が回転しながら超音波を送受信することによって、図 4の S1に示すような 2次元 画像を構築し、揺動軸 149を中心に、回転モータ 143を支持するベースハウジング 1 44が図 4の H方向に揺動し、順次 Sl、 S2、 S3の 2次元画像を構築していくことによ つて 3次元画像を描画する。
次に、本発明の実施の形態における超音波診断装置の動作について説明する。 送受信回路 111の送信パルス発生回路（図示せず)で発生された超音波パルスが プローブ 100の超音波振動子 141又は 142から所定の間隔で送信され、生体の組 織などで反射されてきた超音波パルスを超音波振動子 141又は 142で受信する。こ のとき回転制御回路 112が回転モータ 143を回転させながら、超音波振動子 141又 は 142が送受信を行うことによって、 S1に示すような 2次元画像を構築するデータを 取得する。この受信した超音波受信信号は、送受信回路 111の受信回路で受信の 処理が行われ、画像メモリ 114に記憶される。
同時に、揺動制御回路 113が揺動モータ 145を回転させて順次 2次元画像を構築 するデータを受信して画像メモリ 114に書き込み、 3次元処理部 120の高速演算処 理回路 122が極座表変換を行って 3次元データを作成し、この 3次元データが画像メ モリ 114に記憶される力、又は逐次、画像処理回路 115を介して観測モニタ 116に 表示される。
このとき、 1画面ごとの 2次元画像を構築する際に、揺動モータ制御タイミングに応じ て 2次元画像を 1画面取得するように制御することによって、モータの揺動に同期して 一定間隔で 2次元画像を取得することができるので、 3次元画像の幾何学的精度を 向上させることができる。
3次元データ作成においては、 2次元画像を取り込むとともに積算などの演算処理 を行い、 3次元データを平面に投射した画像を作成するものであって、 3次元画像を リアルタイムに表示、又は画像メモリに構築の後、表示する。
3次元画像はプローブ 100の揺動モータ 145の片道揺動ごとに作成'表示する。極 座標から直交座標への座標変換後のボタセルデータに基づいて 3次元画像を構築 するので、歪みのない 3次元画像が表示できる。
なお、 3次元画像の構築時においては、片道揺動ごとに行うのではなぐ往復揺動 ごとに 3次元画像を構築するようにしてもょ 、。このように動作することによって 3次元 画像の表示精度を高めることができる。
[0029] 画像処理回路 115は 3次元データを 3次元画像として観測モニタ 116に表示できる ように画像フォーマットを変換する。
これらの一連の処理を、ホスト up 117が制御する。
画像メモリ 114に記憶された 3次元データは、高速演算処理回路 122によって任意 の位置のデータを読み出すことができる。
[0030] 次に、いわゆるマルチスライス表示に関する動作について説明する。
マルチスライス表示とは、図 5、図 6に示すように、 3次元画像の任意の複数の位置（ 同一平面上)で切った断面を並べて表示する表示方法である。図 5では 9分割した画 像、図 6では 16分割した画像の例を示した。
[0031] 分割表示する位置は、トラックボール、キーボードなど力も操作者が任意に設定す ることもできるし、あら力じめ設定された条件によることもできる。
このように任意の断面を表示することによって 3次元画像ではその外形し力観測で きなかったものが、その内部まで描画できるようになる。
[0032] 図 5においてスライス位置表示図形 150は、 3次元画像のどこからどこまで分割して 表示する力を指定するとともに、どの位置が分割して表示されている力を表示する図 形であり、スライス上限線 151、スライス下限線 152はそれぞれ 3次元画像を切り取る (スライスする)上限位置及び下限位置を指定するとともに、どの位置までスライスされ るかを表示するものである。
[0033] 図 5ではスライス上限線 151、スライス下限線 152は上下方向に平行に設定されて V、る力 図 6に示すように傾けて設定することもできる。
また、回転と揺動の 2つのエンコーダ信号力 高分解能な角度情報を生成する角 度検知回路 121によって検出された、回転、揺動の 2つのモータの角度情報により、 分割画像の数や方向の最適化を行なって分割表示処理を行っている。
このように、スライス上限線 151、スライス下限線 152は任意に設定することができ、 その設定の仕方について以下に説明する。
ユーザーの操作により、マルチスライス表示モードに入ると、まずデフォルトのスライ ス上限及びスライス下限が設定され、その間を指定された分割数で分割された断面 を表示する。
[0034] 次に、傾きを設定する傾き設定モードに入ると、図 6に示すように選択マーク 153が スライス上限線 151の手前の辺に表示され、この選択マーク 153が表示された辺をト ラックボールなどの移動手段で上下に移動させることができる。そして選択マーク 15 3を移動させるためのキーを押すと、選択マーク 153は隣の辺に移動し、そこで選択 マーク 153が移動した辺を上下に移動させることができる。
[0035] そして、位置設定モードに入ると、選択マーク 153は、上記で設定したスライス上限 線 151と同じ傾きで表示されるスライス下限線 152に移動するので、スライス下限線 1 52全体を上下に移動させることができる。
このように操作することによって、 3次元画像をスライス表示させるときの上限と下限 及びその角度を設定することができる。
[0036] ここで、上限と下限が設定され、分割表示数が、例えば図 6に示すように 16分割の 場合は、上限力も下限までを均等に 16分割して表示することによって、均等に分割さ れたマルチスライス表示を行うことができる。
分割する際は、均等だけでなぐ上方向から徐々に広く、又は徐々に狭くしたり、中 央部を細かく、上下部を粗く分割するようにすることも可能である。
このように上限と下限及びその角度を変更した場合でも、メニューなどからリセット機 能を動作させることによって、デフォルトの設定に戻すことができる。
これらの動作は、画像メモリ 114に記憶された 3次元データを、高速演算処理回路 122が任意の位置で読み出すことができ、この制御をホスト upl 17が行うことによって 可能となる。
[0037] 図 5、図 6の表示例では、スライス位置表示図形 150は外周のフレームのみの表示 であるが、図 7に示すように、このスライス位置表示図形 150の内部に、 3次元画像を 表示して、さらにスライス上限線 151、スライス下限線 152を表示すれば、 3次元画像 のどの部分を分割して 、るかを容易に把握することができる。
また、分割してスライスする方法は、上述したように平行であるだけでなぐ図 8、図 9 に示すように、 1点を中心に分割スライスしたり、扇型に分割スライスすることも可能で ある。
分割されたスライス画像と、スライス位置表示図形 150上に表示された分割線との 対応をわカゝりやすくするために、各スライス画像を線で囲み、この囲み線と分割線の 色や線種を一致させて表示させることによって、スライス位置とスライス画像との対応 がわかりやすくなる。
[0038] また 3次元画像は、図 9に示すように任意に回転させたり移動させたりすることも可 能であるので、スライス位置表示図形 150内の 3次元画像を回転や移動させることに よってスライスする部位を任意に変更することができる。
また、画像メモリ 114へ逐次データを記憶しつつ、 3次元処理部 120が 3次元画像 を構築することによってリアルタイムに 3次元画像を表示することもでき、いわゆる動画 として 3次元画像の表示が可能になるので、 CTや MRIでは実現できな!/、リアルタイ ム 3次元画像表示とマルチスライス表示の同時表示が可能となる。
また、リアルタイムに 3次元画像が更新されるに従い、マルチスライス表示も一定の 間隔で更新することも可能となる。
[0039] 以上説明したとおり、リアルタイムに逐次更新される 3次元動画像を任意の位置で 断層像を分割表示することによって、 CTや MRIでは実現できな ヽ 3次元動画像とと もに診断対象の内部の様子を展開して観察することができるので、診断の精度、効 率を大幅に改善することができる。また観察したい部位に対してその周囲を同時に観 察して診断を行う、 V、わゆる広がり診断を容易に行うことができるようになる。
[0040] 次に、分割されたスライス画像の拡大表示の動作について説明する。
図 10に示すように、分割表示された任意の画像（図 10では選択画像 154)をトラック ボールなどで選択し、決定させるキーを押すと、その選択された画像が図 11に示す ように拡大表示される。さらに拡大表示状態で再度決定させるキーを押すと分割表示 に戻る。
また、図 7に示すポインタ 160を、 3次元画像上の分割線に合わせて、決定させるキ 一を押すと、その分割線部分の断層画像を拡大表示することもできる。
このように動作することによって、任意の分割画像を拡大表示して詳細に評価する ことができ、また容易に分割表示に戻って別の画像を選択することができるので、診 断の精度、効率を大幅に改善することができる。
また、ポインタ 160で 3次元画像表示上の分割線を画面上で選択することによって 、必要な位置のみのスライス画像を表示させることもできる。
[0041] 本実施の形態では、超音波振動子を回転及び揺動させることによって 3次元画像 を構築する構成にっ 、て述べたが、超音波振動子をアレイ状に配列したアレイプロ ーブを揺動させることによって 3次元画像を構築する構成や、超音波探触子を 2次元 に配列させる 2次元アレイプローブにおいても同様の表示を行うことができるので診 断の精度、効率を大幅に改善することができる。
[0042] メカセクタプローブ使用時は超音波振動子をアレイ上に配列する必要がないので、 プローブの先端を小さくすることができるとともに、プローブの真横（180度方向）の画 像もひずみなく描出することができるので、特に体腔内へ挿入する診断にぉ 、て有 効である。
また、アレイプローブ使用時は、送受信する超音波にフォーカスをかけることができ るので、距離分解能、方位分解能を向上させることができる。
いずれのプローブを用いても、本発明によれば、 3次元画像を任意に分割した断層 画像を表示させることができるので、用途に応じてプローブを使い分ければ更なる診 断精度が向上するものである。
産業上の利用可能性
[0043] 以上のように、本発明にかかる超音波診断装置及び超音波画像表示方法は、 3次 元画像をリアルタイムに表示するとともに、この 3次元画像の任意の断層像を任意の 角度、方向、分割数で分割表示することによって診断精度の向上を図ることができる と ヽぅ効果を有し、 3次元画像表示と共に複数の断層画像を表示可能な超音波診断 装置などとして有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 超音波を送受信する超音波振動子を有したプローブを接続可能な接続手段と、 前記超音波振動子へ超音波信号を供給するとともに前記超音波振動子で受信し た超音波信号の受信処理を行う送受信手段と、
前記受信処理された超音波信号を画像データとして記憶する画像メモリと、 前記画像メモリに記憶された画像データから 3次元画像をリアルタイムに構築する 3 次元演算手段とを備え、
前記 3次元演算手段は、前記 3次元画像を含む 3次元表示範囲内での任意に設定 された位置及び角度で前記 3次元画像の複数の断層画像を切り取って分割表示す るよう構成された超音波診断装置。
[2] 超音波を送受信する超音波振動子と回転モータと揺動モータとを有するプローブ を接続可能な接続手段と、
前記超音波振動子へ超音波信号を供給するとともに前記超音波振動子で受信し た超音波信号の受信処理を行う送受信手段と、
前記回転モータの回転制御を行う回転制御手段と、
前記揺動モータの揺動制御を行う揺動制御手段と、
前記受信処理された超音波信号を画像データとして記憶する画像メモリと、 前記画像メモリに記憶された画像データから 3次元画像を構築する 3次元演算手段 とを備え、
前記 3次元演算手段は、前記 3次元画像を含む 3次元表示範囲内での任意に設定 された位置及び角度で前記 3次元画像の複数の断層画像を切り取って分割表示す るよう構成された超音波診断装置。
[3] 前記複数の断層画像と前記 3次元画像とを同時に表示することを特徴とする請求 項 1又は 2に記載の超音波診断装置。
[4] 前記 3次元表示範囲内における分割表示した断層画像の位置を前記 3次元画像 上に表示するよう構成された請求項 1又は 2に記載の超音波診断装置。
[5] 前記 3次元表示範囲内で断層画像として分割表示する上限の位置と下限の位置と の間で、あらカゝじめ指定された間隔で断層画像を切り取って表示するよう構成された 請求項 1又は 2に記載の超音波診断装置。
[6] 前記分割表示された断層画像を選択する手段と、前記選択された断層画像を拡大 表示するよう構成された請求項 1又は 2に記載の超音波診断装置。
[7] 前記 3次元画像上に表示された断層画像の位置を選択する手段と、前記選択され た位置の断層画像を拡大表示するよう構成された請求項 4に記載の超音波診断装 置。
[8] 超音波振動子を有したプローブ力 受信した超音波信号の受信処理を行 、、前記 受信処理された超音波信号を画像データとして画像メモリに記憶し、前記画像メモリ に記憶された画像データから 3次元画像を構築する際に、前記 3次元画像を含む 3 次元表示範囲内での任意に設定された位置及び角度で前記 3次元画像の複数の断 層画像を切り取って分割表示するよう構成された超音波画像表示方法。
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