WO2014129179A1 - 超音波診断装置及び医用画像処理装置 - Google Patents

超音波診断装置及び医用画像処理装置 Download PDF

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WO2014129179A1
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image
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ultrasonic
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拓 村松
章一 中内
勝幸 高松
藤本　奈美
貴志 増田
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株式会社 東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an ultrasonic diagnostic apparatus and a medical image processing apparatus capable of rescanning a region of interest and displaying a three-dimensional image.
  • the problem to be solved by the invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a medical image processing apparatus that can scan and collect the same region of interest of a subject again in three-dimensional image collection.
  • An ultrasonic diagnostic apparatus generates a two-dimensional ultrasonic image by processing a transmission / reception unit that transmits / receives an ultrasonic wave to / from a subject via an ultrasonic probe and a reception signal obtained by the transmission / reception unit.
  • An image data generation unit an image display processing unit that processes the two-dimensional ultrasonic surface image to generate a three-dimensional image; a display unit that displays an image generated by the image display processing unit; and the three-dimensional image
  • a mark setting unit for setting a mark at a target region of the image, a storage unit for storing mark information indicating a spatial region of the mark in the three-dimensional image, and rescanning the subject with the ultrasonic probe, and A control unit that controls to perform a predetermined process using the mark information stored in the storage unit when the space area of the mark is scanned.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment.
  • Explanatory drawing which shows schematic operation
  • the flowchart which shows the operation
  • Explanatory drawing which shows an example of the mark set to the three-dimensional image in one Embodiment.
  • Explanatory drawing which shows the specific example of the setting of the mark in one Embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 10 as a medical image processing apparatus according to an embodiment.
  • an ultrasonic probe 11 for transmitting / receiving ultrasonic waves to / from a subject is connected to a main body 100 of the ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the main body 100 drives the ultrasonic probe 11 to perform ultrasonic scanning on the subject and the reception signal obtained by the transmission / reception unit 2 to process B-mode image data, Doppler image data, etc.
  • An image data generation unit 13 that generates image data is provided.
  • the main body 100 is provided with an image display processing unit 14 and an image memory 15, and a display unit 16 is connected to the image display processing unit 14.
  • the image display processing unit 14 processes the image data from the image data generation unit 13 to display a two-dimensional ultrasonic image on the display unit 16 in real time, and generates a three-dimensional image based on the two-dimensional image. Is displayed on the display unit 16.
  • the image memory 15 stores the image data generated by the image data generation unit 13 and the image data generated by the image display processing unit 14.
  • the main body 100 further includes a system control unit 17 that controls the entire apparatus.
  • An operation unit 18 for inputting various command signals and the like is connected to the system control unit 17.
  • the main body 100 also includes a storage unit 19 that stores mark information (described later) and an interface unit (I / F unit) 20 for connecting the main body 100 to the network 200.
  • a workstation (image processing unit) 201 and medical image diagnostic apparatuses such as an X-ray CT apparatus 202 and an MRI apparatus 203 are connected to the I / F unit 20 via a network 200.
  • the system control unit 17 and each circuit unit are connected via a bus line 21.
  • the ultrasonic probe 11 performs ultrasonic wave transmission / reception by bringing its tip surface into contact with the body surface of the subject, and has, for example, a plurality of piezoelectric vibrators arranged one-dimensionally.
  • the piezoelectric vibrator is an electroacoustic transducer, which converts an ultrasonic drive signal into a transmission ultrasonic wave during transmission, and converts a reception ultrasonic wave from the subject into an ultrasonic reception signal during reception.
  • the ultrasonic probe 11 is, for example, an ultrasonic probe such as a sector type, a linear type, or a convex type.
  • a sensor 22 that acquires position / angle information of the ultrasonic probe 11 is attached to the ultrasonic probe 11.
  • the scissor transmission / reception unit 12 includes a transmission unit 121 that generates an ultrasonic drive signal and a reception unit 122 that processes an ultrasonic reception signal obtained from the ultrasonic probe 1.
  • the transmission unit 121 generates an ultrasonic drive signal and outputs it to the ultrasonic probe 11, and the reception unit 122 outputs an ultrasonic reception signal from the piezoelectric vibrator to the image data generation unit 13.
  • the transmitted ultrasonic waves are successively reflected by the discontinuous surface of the acoustic impedance in the body tissue of the subject, and a plurality of piezoelectric vibrations are reflected as reflected wave signals. Received by the child.
  • an ultrasonic probe 11 when a subject is scanned two-dimensionally with a one-dimensional ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators are arranged in a line, or a plurality of piezoelectric vibrators of a one-dimensional ultrasonic probe This is applicable even when the device is mechanically swung.
  • the present invention can also be applied to a case where a subject is scanned three-dimensionally with a two-dimensional ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators are two-dimensionally arranged in a lattice shape.
  • the eyelid image data generation unit 13 includes an envelope detector 131 and includes a B-mode processing unit 132 that processes the output of the envelope detector 131.
  • the image data generation unit 13 includes a quadrature detector 133 and includes a Doppler mode (D mode) processing unit 134 that processes the output of the quadrature detector 133.
  • D mode Doppler mode
  • the heel envelope detector 131 performs envelope detection on the received signal from the receiving unit 122.
  • the envelope detection signal is supplied to the B-mode processing unit 132, and two-dimensional tomographic image data is obtained as a B-mode image from the B-mode processing unit 132.
  • the B-mode processing unit 132 obtains B-mode image data by logarithmically amplifying and digitally converting the envelope-detected signal.
  • the quadrature detector 133 extracts the Doppler signal by performing quadrature phase detection on the received signal supplied from the receiving unit 122 and supplies the Doppler signal to the D-mode processing unit 134.
  • the Doppler mode processing unit 134 detects the Doppler shift frequency for the signal from the transmission / reception unit 12 and converts it to a digital signal, and then extracts blood flow, tissue, and contrast agent echo components due to the Doppler effect, and calculates the average velocity and variance. Then, data (Doppler data) obtained by extracting multiple points of moving body information such as power is generated and output to the image display processing unit 14.
  • the image display processing unit 14 generates a two-dimensional ultrasonic image for display using the B-mode image data, the Doppler image data, and the like output from the image data generation unit 13.
  • the image display processing unit 14 generates a three-dimensional image based on the two-dimensional supersonic image and displays it on the display unit 16.
  • the image memory 15 stores the image data generated by the image display processing unit 14 and reads the image data stored in the image memory 15 and displays it on the display unit 16 when reviewing after inspection.
  • the image display processing unit 14 includes a mark setting unit 141.
  • the system control unit 17 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and controls the entire ultrasonic diagnostic apparatus 10 to execute various processes.
  • the operation unit 18 is an interactive interface including an input device such as a keyboard, a trackball, and a mouse, and a touch command screen.
  • the operation unit 18 inputs patient information and various command signals, sets ultrasonic transmission / reception conditions, and generates various image data. Set up.
  • the system control unit 17 for example, based on various setting requests input from the operation unit 18 and various control programs and various setting information read from the ROM, the transmission / reception unit 12, the B-mode processing unit 132, the Doppler processing unit 134,
  • the image display processing unit 14 is controlled. Further, control is performed so that the ultrasonic image stored in the image memory 15 is displayed on the display unit 16.
  • a buzzer 161 may be provided.
  • the system control unit 17 performs control so as to notify various messages via the display unit 16 and the buzzer 161.
  • the display unit 16 may display the scanning direction of the ultrasonic probe 11. For example, a function for guiding the previous scanning direction by an arrow or the like may be added.
  • the I / F unit 20 is an interface that exchanges various types of information between the network 200 and the main body 100.
  • the system control unit 17 transmits the three-dimensional image data of other medical image diagnostic apparatuses (for example, the X-ray CT apparatus 202 and the MRI apparatus 203) to the network 200.
  • the workstation 201 constitutes an image processing unit, acquires three-dimensional image data (volume data) from the ultrasonic diagnostic apparatus 10, and processes the acquired volume data.
  • the system control unit 17 aligns an arbitrary cross section of the three-dimensional image data generated by the X-ray CT apparatus 202, the MRI apparatus 203, and the like with a cross section scanned by the ultrasonic probe 11. It is possible to associate the three-dimensional image data with the three-dimensional space. As a result, when the subject is scanned by the ultrasonic probe 11, the CT image or MRI image in which the lesion is detected is displayed as a reference image, and alignment is performed so that the cross section to be scanned and the position of the reference image are the same. be able to.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the basic operation of the first embodiment.
  • the ultrasonic probe 11 may be simply referred to as the probe 11.
  • an operator uses the ultrasonic probe 11 having the sensor 22 capable of acquiring position information, scans the subject while sweeping the probe 11, and acquires a two-dimensional cross-sectional image.
  • FIG. 2A shows a set of two-dimensional cross-sectional images 31 obtained by scanning a certain area. T indicates a time axis. Further, in FIG. 2A, if there is a site of interest (arrows A1, A2) that seems to be an affected part (for example, a tumor or the like), the operator may check by clicking the mouse on the operation unit 18, for example. .
  • FIG. 2B shows a three-dimensional image 32 formed by stacking continuous two-dimensional cross-sectional images 31.
  • FIG. 2 (c) shows marks M 1 and M 2 set in the three-dimensional image 32.
  • Marks M1 and M2 are set to a certain range including the previously checked positions (A1 and A2), and portions corresponding to the marks M1 and M2 mean segment areas surrounding the tumor and the like found by the operator.
  • Information on the spatial areas (positions and sizes) of the marks M1 and M2 in the three-dimensional image set by the operator is stored in the storage unit 19 as mark information (segment information).
  • FIG. 2C shows an example in which two marks (M1 and M2) are set.
  • the mark information can be stored in the storage unit 19 in association with the patient data.
  • FIG. 2D shows a set of two-dimensional cross-sectional images acquired by rescanning, and the portions corresponding to the spatial regions of the marks M1 and M2 are shown with different colors.
  • a three-dimensional image is automatically constructed by the same method as that obtained when the previous scan was obtained.
  • the operator confirms the constructed three-dimensional image. If the operator is not satisfied with the image, scanning is started again and the same procedure is repeated. In this way, if it is determined that sufficient images have been acquired for the set segment areas, the scan is terminated.
  • FIG. 3 is an example of a flowchart showing the above operation procedure.
  • step S1 of FIG. 3 the subject is scanned while the probe 11 is swept to obtain a two-dimensional cross-sectional image.
  • step S2 a three-dimensional image is constructed from continuous two-dimensional cross-sectional images acquired by sweeping.
  • step S3 a mark is set at a position to be scanned in more detail in the 3D image, and a segment area to be rescanned in detail is selected.
  • step S4 rescanning is executed based on the mark information. In the rescan, the marked area is scanned in more detail.
  • step S5 when scanning of the marked segment area is completed by rescanning, the three-dimensional image is automatically reconstructed.
  • step S6 the operator determines whether the three-dimensional image obtained by the rescan is necessary and sufficient. If it is insufficient, the operator returns to step S4 and repeats the same operation. If necessary, the mark may be reset by returning to step S3. If it is determined that sufficient images have been acquired for the plurality of segment areas selected in this way, the scanning is terminated.
  • the operator can store the reconstructed three-dimensional image at an arbitrary timing. However, in the case where there are a plurality of data obtained by scanning the same segment by repeating the rescan (more detailed scan) a plurality of times in step S4.
  • the data to be saved can be selected from among them. If there are a plurality of segment areas selected in step S3 and each segment has a plurality of data, a plurality of data to be stored can be selected.
  • the operator may want to obtain a 3D image again in the previously set segment area.
  • the operator can read out the mark information stored in the storage unit 19 by a switch operation, and can form a three-dimensional image using a two-dimensional image obtained by scanning a space area corresponding to the mark information.
  • the mark may be set by taking a two-dimensional image or a three-dimensional image stored in the image memory 15 of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 into the workstation 201 for processing, and setting the mark on the workstation 201.
  • the mark information set by the workstation 201 is stored in the storage unit 19 of the ultrasonic diagnostic apparatus 10.
  • rescanning is performed using the mark information stored in the storage unit 19.
  • the workstation 201 constitutes a mark setting unit.
  • the probe 11 is provided with the position / angle sensor 22, it is possible to know from which position and from which angle the scanning was performed in the previous inspection. Therefore, by recording the position information of the probe together with the two-dimensional cross-sectional image in the image memory 15 and reading the information, the same part can be scanned when the next scan is performed.
  • a first scan scan
  • a rescan re-taking
  • a mark may be set and rescanned.
  • the second scan is executed for the segment area indicated by the set mark, and a more detailed scan is performed.
  • the position information of the probe 11 at the time of the first scan can be recorded in the image memory 15 or the like.
  • the second scan is performed, the position information of the probe is read and the same part is read out. Can be scanned.
  • the imaging setting at the time of rescanning is automatically performed in the same manner as the first scan. Can be set.
  • a guide is displayed, and a three-dimensional image is collected while scanning the segment area. Further, if the activation action is determined for each allocated segment, rescanning can be performed immediately.
  • the size and position of the mark can be set by the operator operating the operation unit 18. That is, as shown in FIG. 4, the segment area that the operator wants to re-collect is designated in the collected space in the area of the collected three-dimensional image, and the mark M1 is set.
  • the three-dimensional image processing for example, MPR (Multi-Planar Reconstruction) processing is known, and a mark is set in a three-axis image of MPR.
  • a mark can be automatically set in an area within a preset range by selecting a target region (region of interest) of the two-dimensional cross-sectional image with a pointer or the like. For example, it is assumed that an image acquired in the first scan is confirmed, and there is a part to be confirmed in more detail, such as a tumor, as indicated by A1 and A2 in FIG.
  • the operator operates the operation unit 18 to select a two-dimensional cross-sectional image (frame) having a region of interest as shown in FIG. 5 and designate a point of interest (point P indicated by an asterisk) of the frame, A predetermined range of space centered on the point P is automatically calculated, and the mark M1 is generated with a predetermined size.
  • mark information indicating the position and size of the mark M1 is stored in the storage unit 19.
  • the size of the mark M1 is determined according to a program stored in the ROM in the system control unit 17, for example.
  • the size of the mark may be set in advance for each part to be inspected.
  • each mark may be displayed so that it can be identified. For example, the first mark M1 is displayed in red, and the next segment M2 is displayed in blue. Further, a body mark of the whole body may be displayed, and the position of the mark may be displayed in the body mark so as to indicate where the marked position is on the subject. Further, a different body mark or character may be displayed for each region of interest to indicate the marked position.
  • FIG. 6 and 7 are explanatory diagrams showing an example of an operation when the marked segment area is rescanned.
  • FIG. 6 shows the operation when the segment area corresponding to the mark M1 set in FIG. 5 is rescanned.
  • FIG. 7 shows the mark M1, when the probe 11 is moved in the arrow X direction, It is a figure which shows operation
  • the system control unit 17 uses the mark information stored in the storage unit 19 to perform a predetermined process. Control to do. Examples of the default processing include message notification and 3D image reconstruction.
  • the probe 11 When the probe 11 enters the segment area indicated by the mark M1, in order to scan in more detail, the probe 11 is moved slowly and finely scanned to take a high-definition image. When the probe 11 moves out of the area of the mark M1, a notice of the end of scanning of the attention area is given, and a message such as “I have left the attention area” is displayed to notify the operator. Then, a normal scan is performed. Further, the scanning direction may be changed as indicated by a dotted line (probe 11 ') in FIG. Also in this case, the probe 11 is swept in the direction of the arrow X, and a message is displayed to notify the operator when the ultrasonic beam 33 enters the area of the mark M1 and when the ultrasonic beam 33 leaves the area of the mark M1.
  • a message indicating that it is in the area of the mark M1 may be displayed.
  • 3D image reconstruction is performed as the default processing described above. That is, when the operator scans the areas of the marks M1 and M2 in detail, the collected 2D cross-sectional image is reconstructed into 3D images (volume data is created) in real time, and the status is displayed on the display unit. It may be displayed on 16 screens. Therefore, it becomes easy for the operator to know how much space area is scanned.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an operation when the segment area corresponding to the mark M1 is rescanned from the arrow X direction, and the segment area corresponding to the mark M2 is rescanned from the arrow Y direction.
  • a message is displayed when the ultrasonic beam 33 of the probe 11 enters the region of the mark M1 from the arrow X direction and when the ultrasonic beam 33 of the probe 11 deviates from the region of the mark M1, but the ultrasonic beam 33 of the probe 11 is marked from the direction of the arrow Y.
  • a message is also displayed when entering the M2 area and when leaving the mark M2 area. That is, notification to the operator is performed in units of the marks M1 and M2.
  • the operator can also perform operations such as editing and deleting the mark information stored in the storage unit 19. For example, mark information that is no longer needed can be deleted, or the size and position of the mark can be changed.
  • the mark (segment area) can be set using an arbitrary three-dimensional image of not only the ultrasonic diagnostic apparatus 10 but also other medical image diagnostic apparatuses such as the X-ray CT apparatus 202 and the MRI apparatus 203. .
  • a point of interest P is designated by another medical image diagnostic apparatus, and a spatial region within a preset range is automatically calculated around the designated point P, and the size is determined in advance.
  • the mark M1 is created.
  • the system control unit 17 aligns an arbitrary cross section in the three-dimensional image data generated by the X-ray CT apparatus 202, the MRI apparatus 203, and the like with a cross section scanned by the ultrasonic probe 11,
  • the three-dimensional image data is associated with the three-dimensional space. If a CT image or the like is used in the alignment, the position of the CT image and the probe 11 is maintained unless the body and the body are moved if the positions of the xiphoid process, the ribs, the base of the navel, the kidneys, etc. (4 or more) are matched. Can be matched.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of mark setting in the second embodiment.
  • the mark M1 can be set by specifying the attention point P in the CT image 34 in which the lesion is detected as shown in FIG.
  • the ultrasound diagnostic apparatus 10 applies the mark M ⁇ b> 1 set by the X-ray CT apparatus 202 to detect the same part of the subject imaged by the X-ray CT apparatus 202 as the probe 11. Swipe to scan.
  • a mark on a three-dimensional image it can be used as an index when the probe is brought to the site of interest when rescanning later. Further, when the three-dimensional image data is acquired again for the attention site, the start / end position can be automatically notified for each attention site, so that the reproducibility of the collection start / end position can be ensured.

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Abstract

　実施形態の超音波診断装置は、被検体の２次元の超音波画像を生成する画像データ生成部と、２次元の超音波面像を処理して３次元画像を生成する画像表示処理部と、画像表示処理部で生成した画像を表示する表示部と、３次元画像の注目部位にマークを設定するマーク設定部と、３次元画像内でのマークの空間領域を示すマーク情報を記憶する記憶部と、超音波ブローブによって被検体を再スキャンしてマークの空間領域がスキャンされたとき、記憶部に記憶したマーク情報を利用して既定の処理を行うように制御する制御部と、を備える。

Description

超音波診断装置及び医用画像処理装置
　本発明の実施形態は、注目部位を再スキャンして３次元画像を表示することができる超音波診断装置及び医用画像処理装置に関する。
　従来、超音波診断装置において、位置センサ付の超音波プローブを用いてスキャンを行う場合、スキャン中の超音波画像を確認しながらプローブの角度や向きを手動で調節し、目標の部位の３次元画像データを作成して表示するようにしている。
　しかしながら、注目部位についてのみ３次元画像データを取得する場合、スキャンする毎に手動でスキャンの開始や終了位置を指定するため、画像データの収集開始及び終了位置の再現性が乏しいという不具合がある。また同一の注目部位について異なる方向からスキャンする場合、オペレータの主観によってのみ操作を行うため、注目部位の近くに類似の画像があると、それを注目部位の画像と間違えてしまう可能性がある。
特開２０１１－１８２９３３号公報
　発明が解決しようとする課題は、３次元画像収集において、被検体の同一の注目部位を再度スキャンして収集することができる超音波診断装置及び医用画像処理装置を提供することにある。
　実施形態に係る超音波診断装置は、被検体に超音波ブローブを介して超音波の送受信を行う送受信部と、前記送受信部によって得られる受信信号を処理して２次元の超音波画像を生成する画像データ生成部と、前記２次元の超音波面像を処理して３次元画像を生成する画像表示処理部と、前記画像表示処理部で生成した画像を表示する表示部と、前記３次元画像の注目部位にマークを設定するマーク設定部と、前記３次元画像内での前記マークの空間領域を示すマーク情報を記憶する記憶部と、前記超音波ブローブによって前記被検体を再スキャンして前記マークの空間領域がスキャンされたとき、前記記憶部に記憶したマーク情報を利用して既定の処理を行うように制御する制御部と、を備える。
一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。 一実施形態に係る超音波診断装置の概略的な動作を示す説明図。 一実施形態に係る超音波診断装置の動作手順を示すフローチャート。 一実施形態において３次元画像に設定したマークの一例を示す説明図。 一実施形態におけるマークの設定の具体例を示す説明図。 一実施形態における再スキャンの動作例を示す説明図。 一実施形態における再スキャンの動作をプローブの移動に合せて説明する説明図。 一実施形態における再スキャンの他の動作例示す説明図。 第２の実施形態におけるマークの設定の一例を示す説明図。
　以下、実施形態に係る超音波診断装置及び医用画像処理装置について図面を参照して詳細に説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。
　（第１の実施形態）
　図１は、一実施形態に係る医用画像処理装置としての超音波診断装置１０の構成を示すブロック図である。図１において、超音波診断装置の本体１００には、被検体（図示せず）に対して超音波の送受波を行なう超音波プローブ１１が接続されている。本体１００は、超音波プローブ１１を駆動して被検体に対して超音波走査を行う送受信部１２と、送受信部２によって得られた受信信号を処理してＢモード画像データ、ドプラ画像データ等の画像データを生成する画像データ生成部１３を備えている。
 また本体１００には、画像表示処理部１４と、画像メモリ１５を設けており、画像表示処理部１４には表示部１６が接続されている。画像表示処理部１４は、画像データ生成部１３からの画像データを処理して、２次元超音波画像をリアルタイムに表示部１６に表示するほか、２次元画像をもとに３次元画像を生成して表示部１６に表示する。画像メモリ１５は、画像データ生成部１３で生成した画像データや、画像表示処理部１４で生成した画像データを記憶する。
 さらに本体１００は、装置全体を制御するシステム制御部１７を備える。システム制御部１７には、各種のコマンド信号等を入力する操作部１８が接続されている。また本体１００には、マーク情報（後述）を記憶する記憶部１９と、本体１００をネットワーク２００に接続するためのインターフェース部（Ｉ／Ｆ部）２０を備えている。Ｉ／Ｆ部２０には、ネットワーク２００を介してワークステーション（画像処理部）２０１、及びＸ線ＣＴ装置２０２やＭＲＩ装置２０３等の医用画像診断装置が接続されている。尚、システム制御部１７と各回路部との間は、バスライン２１を介して接続されている。
　超音波プローブ１１は、その先端面を被検体の体表面に接触させて超音波の送受波を行なうものであり、例えば一次元に配列された複数個の圧電振動子を有している。圧電振動子は電気音響変換素子であり、送波時には超音波駆動信号を送信超音波に変換し、また受波時には被検体からの受信超音波を超音波受信信号に変換する。超音波プローブ１１は、例えばセクタ型、リニア型又はコンベックス型などの超音波プローブである。また超音波プローブ１１には、超音波プローブ１１の位置／角度情報を取得するセンサ２２を取り付けている。
 送受信部１２は、超音波駆動信号を生成する送信部１２１と、超音波プローブ１から得られる超音波受信信号を処理する受信部１２２とを備えている。送信部１２１は、超音波駆動信号を生成して超音波プローブ１１に出力し、受信部１２２は、圧電振動子からの超音波受信信号を画像データ生成部１３に出力する。超音波プローブ１１からから被検体に超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体の体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として複数の圧電振動子にて受信される。
　一実施形態における超音波プローブ１１としては、複数の圧電振動子を一列に配置した１次元超音波プローブにより、被検体を２次元でスキャンする場合や、１次元超音波プローブの複数の圧電振動子を機械的に揺動する場合であっても適用可能である。また複数の圧電振動子を格子状に２次元配置した２次元超音波プローブにより、被検体を３次元でスキャンする場合であっても適用可能である。
 画像データ生成部１３は、包絡線検波器１３１を含み、包絡線検波器１３１の出力を処理するＢモード処理部１３２を備えている。また画像データ生成部１３は、直交検波器１３３を含み、直交検波器１３３の出力を処理するドプラモード（Ｄモード）処理部１３４を備えている。
 包絡線検波器１３１は、受信部１２２からの受信信号を包絡線検波する。包絡線検波信号は、Ｂモード処理部１３２に供給され、Ｂモード処理部１３２からは、Ｂモード画像として２次元断層画像データが得られる。Ｂモード処理部１３２では、包絡線検波した信号を対数増幅し、デジタル変換することでＢモード画像データを得るようにしている。
　直交検波器１３３は、受信部１２２から供給された受信信号を直交位相検波してドップラ信号を抽出し、Ｄモード処理部１３４に供給する。ドプラモード処理部１３４は、送受信部１２からの信号に対してドプラ偏移周波数を検出しデジタル信号に変換した後、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成し、画像表示処理部１４に出力する。
　画像表示処理部１４は、画像データ生成部１３から出力されたＢモード画像データ、ドプラ画像データ等を用いて表示用の２次元超音波画像を生成する。また画像表示処理部１４は、２次元超音画像をもとに３次元画像を生成して表示部１６に表示する。画像メモリ１５は、画像表示処理部１４で生成された画像データを記憶し、検査後にレビューする場合に、画像メモリ１５に記憶した画像データを読み出して表示部１６に表示する。画像表示処理部１４は、マーク設定部１４１を含む。
　システム制御部１７は、ＣＰＵ及びＲＡＭ，ＲＯＭ等を備え、超音波診断装置１０の全体を制御して各種の処理を実行する。操作部１８は、キーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイス及びタッチコマンドスクリーンを備えたインタラクティブなインターフェースであり、患者情報や各種コマンド信号の入力、超音波送受信条件の設定、各種画像データの生成条件の設定等を行なう。
　システム制御部１７は、例えば、操作部１８から入力された各種設定要求や、ＲＯＭから読込んだ各種制御プログラムおよび各種設定情報に基づき、送受信部１２、Ｂモード処理部１３２、ドプラ処理部１３４および画像表示処理部１４を制御する。また画像メモリ１５が記憶する超音波画像などを表示部１６に表示するように制御する。また表示部１６のほかにブザー１６１を備えても良い。システム制御部１７は、表示部１６やブザー１６１を介して各種のメッセージを通知するように制御する。また表示部１６には、超音波プローブ１１のスキャン方向を表示するようにしてもよい。例えば前回のスキャン方向を矢印等で表示して、ガイドする機能を付加してもよい。
 Ｉ／Ｆ部２０は、ネットワーク２００と本体１００との間での各種情報のやり取りを行うインターフェースである。システム制御部１７は、例えば、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and　Communications in Medicine）規格に則って、他の医用画像診断装置（例えばＸ線ＣＴ装置２０２、ＭＲＩ装置２０３など）の３次元画像データを、ネットワーク２００を介して送受信する。またワークステーション２０１は、画像処理部を構成するものであり、超音波診断装置１０からの３次元画像データ（ボリュームデータ）を取得し、取得したボリュームデータを処理する。
 さらに、システム制御部１７は、Ｘ線ＣＴ装置２０２やＭＲＩ装置２０３などによって生成された３次元画像データのうち任意の断面と、超音波プローブ１１によってスキャンされる断面との位置合わせを行い、３次元画像データと３次元空間とを関連付けることができる。これにより、超音波プローブ１１によって被検体をスキャンする際に、病巣が検出されたＣＴ画像又はＭＲＩ画像を参照画像として表示し、スキャンする断面と参照画像の位置が同じになるように位置合わせすることができる。
　次に第１の実施形態に係る超音波診断装置の動作を、図２を参照して説明する。図２は、第１の実施形態の基本動作を示す説明図である。以下の説明では、超音波プローブ１１を単にプローブ１１と呼ぶこともある。
　先ずオペレータ（医師、検査者、術者など）は、位置情報を取得可能なセンサ２２を有する超音波プローブ１１を使い、プローブ１１をスイープさせながら被検体をスキャンし、２次元断面像を取得する。図２（ａ）は、ある一定の領域をスキャンして得た２次元断面像３１の集合を示している。Ｔは時間軸を示す。また、図２（ａ）において、オペレータは、患部（例えば腫瘍など）と思われる注目部位（矢印Ａ１，Ａ２）があれば、例えば操作部１８のマウス操作によりクリックしてチェックしておくと良い。
　一定領域のスキャンが完了すると、同時に取得していたプローブ１１の位置情報を使用し、スイープさせて取得した連続の２次元断面像３１から３次元画像３２を構成する。図２（ｂ）は、連続する２次元断面像３１を積み重ねて構成した３次元画像３２を示す。
　次にオペレータが、スキャンした３次元画像３２をより詳細に確認したいと考え、再スキャンをしたいと判断すると、オペレータはスキャンした３次元画像の中で、より詳細にスキャンしたい位置、例えば腫瘍等の注目部位（関心領域）にマークを置く。マーク設定部１４１は、腫瘍等の注目部位にマークを置き、腫瘍等をとり囲むような空間領域を設定する。図２（ｃ）は、３次元画像３２の中に設定したマークＭ１とＭ２を示している。
　マークＭ１、Ｍ２は、先にチェックした位置（Ａ１，Ａ２）を含む一定範囲に設定され、マークＭ１、Ｍ２に対応する部分は、オペレータが見つけた腫瘍等をとり囲むセグメント領域を意味する。オペレータが設定した３次元画像内でのマークＭ１、Ｍ２の空間領域（位置や大きさ）の情報は、記憶部１９にマーク情報（セグメント情報）として記憶される。
　マークの数は任意の数だけ設定することができる。図２（ｃ）では、２つのマーク（Ｍ１とＭ２）を設定した例を示している。尚、マーク情報は患者データに関連付けて記憶部１９に保存することもできる。
　次にオペレータは、被検体を再スキャンする。このときプローブ１１を移動してマークＭ１、Ｍ２で示すセグメント領域内にプローブ１１の超音波ビームが入ると、システム制御部17は、セグメント領域内に入ったことが分かるように表示部１６の画面上に表示をする。オペレータは、設定したマークＭ１、Ｍ２内をスキャンしていることを知ることができる。したがって、より詳細なスキャンができるように、例えばプローブ１１の移動速度を遅くしてスキャンする。図２（ｄ）は、再スキャンによって取得した２次元断面像の集合を示し、マークＭ１とＭ２の空間領域に対応する部分は、色を変えて示している。
　詳細なスキャンが完了すると自動的に前回スキャンして得たときと同様の方法により、３次元画像が構成される。オペレータが構成された３次元画像を確認し、この画像に十分満足いかない場合は、再度スキャンを開始し、同様の手順を繰り返すことになる。こうして、設定した複数のセグメント領域について、十分な画像が取得できたと判断すればスキャンを終了する。
　図３は、以上の動作手順を示すフローチャートの一例である。図３のステップＳ１では、プローブ１１をスイープさせながら被検体をスキャンし、２次元断面像を取得する。ステップＳ２では、スイープさせて取得した連続の２次元断面像から３次元画像を構成する。
　次のステップＳ３では、３次元画像の中で、より詳細にスキャンしたい位置にマークを設定し、詳細に再スキャンするセグメント領域を選択する。ステップＳ４では、マーク情報を基に再スキャンを実行する。再スキャンでは、マークした領域については、より詳細なスキャンを行う。
　ステップＳ５では再スキャンにより、マークしたセグメント領域のスキャンが完了すると、３次元画像を自動で再構成する。ステップＳ６では、再スキャンにより得た３次元画像が必要十分なものであるかをオペレータが判断し、不十分であればステップＳ４に戻って同様の動作を繰り返す。また必要に応じてステップＳ３に戻ってマークの設定をし直してもよい。こうして選択した複数のセグメント領域について、十分な画像が取得できたと判断すればスキャンを終了する。
　オペレータは、再構成された３次元画像を任意のタイミングで保存することができるが、ステップＳ４で再スキャン（より詳細なスキャン）を複数回繰り返し、同一セグメントをスキャンしたデータが複数存在する場合は、その中から保存すべきデータを選択することができる。ステップＳ３で選択したセグメント領域が複数あり、それぞれのセグメントについて複数のデータを持つ場合には、保存する複数のデータを選択することができる。
　またマークを設定した患者を、別の検査時に再スキャンをするとき、先に設定したセグメント領域での３次元画像を再度取得したいとオペレータが望む場合もある。このときオペレータは、スイッチ操作により記憶部１９に記憶したマーク情報を読み出すことができ、そのマーク情報に対応する空間領域をスキャンした２次元画像を用いて３次元画像を構成することができる。
　尚、マークの設定は、超音波診断装置１０の画像メモリ１５に保存された２次元画像または３次元画像をワークステーション２０１に取り込んで処理し、ワークステーション２０１でマークを設定することもある。この場合、ワークステーション２０１で設定したマーク情報を超音波診断装置１０の記憶部１９に記憶する。再スキャンする場合は、記憶部１９に記憶したマーク情報を用いて再スキャンする。この場合、ワークステーション２０１は、マーク設定部を構成する。
　またプローブ１１には位置・角度センサ２２が付いているので、先の検査では、どの位置からどの角度からスキャンしたかを知ることができる。したがって、２次元断面画像とともにプローブの位置情報を画像メモリ１５に記録しておき、その情報を読み出すことで、次回のスキャンを行う場合は、同じ部位をスキャンすることができる。
　また超音波診断装置１０で１回目の検査（スキャン）を行って、２次元画像または３次元画像を取得したあと、気になる部分があるときに、直ぐに再スキャンを実行（撮り直し）するときに、マークを設定して、再スキャンすることもある。この場合は、設定したマークが示すセグメント領域について第２回目のスキャンが実行され、より詳細なスキャンが行われる。１回目のスキャンを行ったときのプローブ１１の位置情報は、画像メモリ１５等に記録しておくことができ、２回目のスキャンを行う場合には、このプローブの位置情報を読み出して同じ部位をスキャンすることができる。
　つまり、再スキャンを実施する場合、マーク情報に付随してプローブ１１の位置、角度、深度などの情報を記憶しておけば、再スキャン時のイメージング設定等も自動的に最初のスキャンと同様に設定することができる。そして、設定したマークの近くにプローブが移動するとガイド表示がされ、セグメント領域内をスキャンしている間、３次元画像の収集が行われる。また、割り当てられたセグメント毎に起動アクションを決定するようにしておけば、即時に再スキャンを実施することができる。
　次にマークの設定について、具体的に説明する。マークの大きさ、位置はオペレータが操作部１８を操作して設定することができる。即ち、図４に示すように、収集した３次元画像の領域内に、オペレータが再収集したいセグメント領域を、収集した空間内で指定し、マークＭ１を設定する。３次元画像処理としては、例えばＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）処理が知られており、ＭＰＲの３軸の画像の中でマークを設定する。
　或いは、２次元断面画像の注目部位（関心領域）をポインタ等で選択することで、自動的に予め設定した範囲の領域にマークを設定することもできる。例えば、最初のスキャンで取得した画像を確認し、図２（ａ）のＡ１，Ａ２で示すように、腫瘍など、より詳細に確認したい部位があるものとする。オペレータは操作部１８を操作して、図５に示すように注目部位のある２次元断面画像（フレーム）を選択して、そのフレームの注目点（星印で示す点Ｐ）を指定すると、注目点Ｐを中心として、予め設定した一定範囲の空間が自動的に計算され、前もって規定した大きさでマークＭ１が生成される。
　そして、そのマークＭ１の位置及び大きさを示すマーク情報を記憶部１９に記憶する。このときマークＭ１の大きさは、例えばシステム制御部１７内のＲＯＭに記憶されたプログラムに従って決定する。また検査する部位毎にマークの大きさを事前に設定しておくとよい。
　こうして、フレームの注目点Ｐや、セグメント領域を示すマークＭ１を３次元画像内に設定することで、注目部位（関心領域）を指定することができる。また注目部位が複数個所存在する場合は、それぞれのマークを識別できるように表示してもよい。例えば、最初のマークＭ１は赤色で表示し、次のセグメントＭ２は青色で表示する。また全身のボディマークを表示し、ボディマークの中にマークの位置を表示して、マークした位置が被検体のどの位置にあるかを示すようにしても良い。また関心部位毎に異なるボディマークや文字を表示して、マークした位置を示すようにしても良い。
　図６、図７は、マークしたセグメント領域を再スキャンする際の動作の一例を示す説明図である。図６は、図５にて設定したマークＭ１に対応するセグメント領域を再スキャンする場合の動作を示し、図７は、プローブ１１を矢印Ｘ方向に移動したときに、移動に合わせてマークＭ１、Ｍ２に対応するセグメント領域を再スキャンする場合の動作を示す図である。
　図６、図７において、再スキャンする場合は先にスキャンしたときのプローブ１１の位置情報をもとに、同一の被検体の同一の部位をスキャンすることになる。また前回スキャンしたときのスキャン方向を表示するようにすれば、スキャンする際のガイドとなる。こうして被検体に対してプローブ１１をスイープし、プローブ１１の超音波ビーム３３がマークＭ１の位置に入ると、システム制御部１７は、記憶部１９に記憶したマーク情報を利用して既定の処理を行うように制御する。既定の処理としては、メッセージの通知や３次元画像の再構成などがある。
　例えば、プローブ１１の超音波ビーム３３がマークＭ１の位置に入ると、注目部位のスキャン開始の通知を行い、オペレータに分かるように、「注目領域に入りました」などのメッセージを表示部１６に表示する。或いは、ブザー１６１などの音声で知らせても良い。
　プローブ１１がマークＭ１で示すセグメント領域に入ると、より詳細にスキャンするため、プローブ１１をゆっくりの移動して細かくスキャンし、高精細な画像を撮るようにする。またプローブ１１がマークＭ１の領域を外れると、注目領域のスキャン終了の通知が行われ、「注目領域を出ました」といったメッセージを表示してオペレータに知らせる。そして通常のスキャンに移行する。また図６の点線（プローブ１１’）で示すようにスキャンする向きを変えても良い。この場合もプローブ１１を矢印Ｘ方向にスイープし、超音波ビーム３３がマークＭ１の領域に入ったとき、及びマークＭ１の領域を外れたときにメッセージを表示してオペレータに知らせる。
　また、プローブ１１がマークＭ１で示すセグメント領域内に入っている間、マークＭ１の領域内にあることを示すメッセージを表示しても良い。
　マークが複数ある場合は、図７に示すように、次のマークＭ２で示すセグメント領域で同様に、詳細なスキャンが行われ、通知が行われる。尚、図７の矢印Ｘ方向とは逆方向からマークＭ１（Ｍ２）の領域をスキャンすることもできる。この場合もマークＭ２（Ｍ１）の領域に入ったとき、及びマークＭ２（Ｍ１）の領域を出たときにオペレータに通知する。
　さらに、前述した既定の処理として、３次元画像の再構成を行う。即ち、オペレータがマークＭ１，Ｍ２の領域を詳細にスキャンしているときは、収集した２次元断面画像から３次元画像への再構成（ボリュームデータを作成）をリアルタイムに行い、その状況を表示部１６の画面に表示するとよい。したがって、どの程度の空間領域をスキャンしているのかをオペレータが把握しやすくなる。
　また図８に示すように、プローブ１１は矢印Ｘだけでなく、例えば矢印Ｘ方向と直交する矢印Ｙ方向にもスイープすることができる。図８では、マークＭ１に対応するセグメント領域については、矢印Ｘ方向から再スキャンし、マークＭ２に対応するセグメント領域については、矢印Ｙ方向から再スキャンする場合の動作を示す図である。
　プローブ１１の超音波ビーム３３が矢印Ｘ方向からマークＭ１の領域に入ったとき、及びマークＭ１の領域を外れたときにメッセージを表示するが、プローブ１１の超音波ビーム３３が矢印Ｙ方向からマークＭ２の領域に入ったとき、及びマークＭ２の領域を外れたときにもメッセージを表示する。つまり、オペレータへの通知はマークＭ１，Ｍ２のそれぞれの単位で行われる。
　なお、記憶部１９に記憶したマーク情報をもとに、再スキャンを行う場合に、２次元断面画像から３次元画像の再構成を行いたくない場合もある。この場合は、オペレータの操作により、各マークの設定を「有効」又は「無効」に切り替えることができるようにする。「無効」に切り替えた場合は、プローブ１１がマークの領域のスキャンを完了しても自動的に３次元画像を構成するのは中止される。
　また、オペレータは、記憶部１９に記憶したマーク情報の編集、削除等の操作をすることもできる。例えば、不要になったマーク情報を削除したり、或いはマークの大きさや位置を変更したりすることもできる。
　（第２の実施形態）
　マーク（セグメント領域）の設定は、超音波診断装置１０だけでなく、Ｘ線ＣＴ装置２０２やＭＲＩ装置２０３等の他の医用画像診断装置の任意の３次元画像を利用して設定することができる。第２の実施形態は、他の医用画像診断装置によって、注目点Ｐを指定し、指定した点Ｐを中心として、予め設定した範囲の空間領域を自動的に計算し、前もって規定した大きさでマークＭ１を作成するようにしたものである。
　即ち、システム制御部１７は、Ｘ線ＣＴ装置２０２やＭＲＩ装置２０３などによって生成された３次元画像データのうちの任意の断面と、超音波プローブ１１によってスキャンされる断面との位置合わせを行い、３次元画像データと３次元空間とを関連付ける。位置合わせにおいてＣＴ像等を用いた場合は、剣状突起、肋骨、へその基部、腎臓等の位置（４か所以上）を一致させれば 、体を動かさない限りＣＴ像とプローブ１１の位置を一致させることができる。
　図９は、第２の実施形態におけるマークの設定の一例を示す説明図である。例えば、図９に示すように病巣が検出されたＣＴ画像３４に注目点Ｐを指定すると、マークＭ１を設定することができる。超音波診断装置１０は、プローブ１１によって被検体をスキャンする際に、Ｘ線ＣＴ装置２０２で設定したマークＭ１を適用して、Ｘ線ＣＴ装置２０２で撮影した被検体の同一部位を、プローブ１１をスイープさせてスキャンする。
　そしてプローブ１１が、ＣＴ画像３４で設定したマークＭ１で示すセグメント領域に入ると、注目領域のスキャン開始の通知が行われ、詳細なスキャンを行うように促すことができる。以降のステップは、図３のステップＳ４～ステップＳ６と同様の処理になる。
　以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、３次元画像にマークを設定することで、あとで再スキャンする場合に、注目部位にプローブを持っていく際の指標とすることができる。また注目部位について３次元画像データを再度取得する場合に、注目部位ごとに自動で開始／終了位置を通知することができるため、収集開始／終了位置の再現性を確保することができる。
　尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１０…超音波診断装置
１１…超音波プローブ
１２…送受信部
１３…画像データ生成部
１４…画像表示処理部
１５…画像メモリ
１６…表示部
１７…システム制御部
１８…操作部
１９…記憶部
２０…インターフェース部
２１…バスライン
２２…センサ
１００…超音波診断装置本体
２００…ネットワーク
２０１…ワークステーション（画像処理部）
２０２…Ｘ線ＣＴ装置
２０３…ＭＲＩ装置
Ｍ１，Ｍ２…マーク

Claims (14)

  1. 　被検体に超音波ブローブを介して超音波の送受信を行う送受信部と、
    　前記送受信部によって得られる受信信号を処理して２次元の超音波画像を生成する画像データ生成部と、
    　前記２次元の超音波面像を処理して３次元画像を生成する画像表示処理部と、
    　前記画像表示処理部で生成した画像を表示する表示部と、
    　前記３次元画像の注目部位にマークを設定するマーク設定部と、
    　前記３次元画像内での前記マークの空間領域を示すマーク情報を記憶する記憶部と、
    　前記超音波ブローブによって前記被検体を再スキャンして前記マークの空間領域がスキャンされたとき、前記記憶部に記憶したマーク情報を利用して既定の処理を行うように制御する制御部と、
    　を備える超音波診断装置。
  2. 　前記制御部は、前記既定の処理として、前記超音波ブローブによる再スキャンの領域が前記マークの空間領域に入ったことを通知する請求項１記載の超音波診断装置。
  3. 　前記制御部は、前記既定の処理として、前記画像表示処理部を制御し、前記マークの空間領域の連続する２次元画像をもとに３次元画像を再構成する請求項１記載の超音波診断装置。
  4. 　前記マーク設定部は、前記表示部に表示された３次元画像内に注目点が指定されたとき、前記注目点から一定範囲の領域を前記マークの空間領域として自動的に設定する請求項１記載の超音波診断装置。
  5. 　前記超音波プローブによって前記被検体の前記マークを含む検査領域を再スキャンする際に、前記超音波プローブの超音波ビームが前記マークの空間領域に入ったとき及び前記マークの空間領域から出たことを通知する通知部を備えた請求項１記載の超音波診断装置。
  6. 　前記マーク設定部は、前記マークの設定を編集可能である請求項１記載の超音波診断装置。
  7. 　前記超音波プローブは、位置情報を取得するセンサを含み、
    　前記画像表示処理部は、前記超音波プローブの位置情報をもとに、前記再スキャン時に前記３次元画像の任意の断面と前記超音波プローブによってスキャンされる断面との位置合わせを行い、前記再スキャンによる３次元画像を再構成する請求項１記載の超音波診断装置。
  8. 　被検体の２次元の超音波画像を処理して３次元画像を生成する画像表示処理部と、
    　前記画像表示処理部で生成した画像を表示する表示部と、
    　前記３次元画像の注目部位にマークを設定するマーク設定部と、
    　前記３次元画像内での前記マークの空間領域を示すマーク情報を記憶する記憶部と、
    　前記超音波ブローブによって前記被検体を再スキャンして前記マークの空間領域がスキャンされたとき、前記記憶部に記憶したマーク情報を利用して既定の処理を行うように制御する制御部と、
    　を備える医用画像処理装置。
  9. 　前記制御部は、前記既定の処理として、前記超音波ブローブによる再スキャンの領域が前記マークの空間領域に入ったことを通知する請求項８記載の医用画像処理装置。
  10. 　前記制御部は、前記既定の処理として、前記画像表示処理部を制御し、前記マークの空間領域の連続する２次元画像をもとに３次元画像を再構成する請求項８記載の医用画像処理装置。
  11. 　前記マーク設定部は、前記表示部に表示された３次元画像内に注目点が指定されたとき、前記注目点から一定範囲の領域を前記マークの空間領域として自動的に設定する請求項８記載の医用画像処理装置。
  12. 　前記マーク設定部は、前記マークの設定を編集可能である請求項８記載の医用画像処理装置。
  13. 　前記画像表示処理部は、超音波診断装置内に設けられ、
    　前記マークの設定は、超音波診断装置に接続された画像処理部によって行う請求項８記載の医用画像処理装置。
  14. 　前記画像表示処理部は、超音波診断装置内に設けられ、
    　前記マークは、前記超音波診断装置に接続された医用画像診断装置によって生成された３次元画像の任意の断面に設定され、
    　前記制御部は、前記医用画像診断装置によって生成された３次元画像の任意の断面と超音波プローブによって再スキャンされる断面との位置合わせを行い、前記再スキャンによる３次元画像を再構成するように前記画像表示処理部を制御する請求項８記載の医用画像処理装置。
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