(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元空間に配列された各ボクセルに不透明度を割り当て、前記各ボクセルのエコーデータに応じた発光量と透視線に沿った前記各ボクセルでの透過光量とを前記不透明度に基づいて演算し、前記透視線に対応する画素の画素値を求めるボリュームレンダリングにより、前記三次元空間にて得られたエコーデータを用いた三次元画像を生成する超音波画像処理装置において、
対象ボクセルごとに当該対象ボクセルを基準として、前記三次元空間内に複数の前記ボクセルからなるサンプル領域を設定するサンプル領域設定手段と、
対象ボクセルごとに、当該対象ボクセルを基準とした前記サンプル領域内の前記各ボクセルのエコーデータを用いて、互いに異なる性質を持った複数の統計量からなる統計量セットを求める統計演算手段と、
エコーデータと不透明度との対応関係を定めた不透明度関数が前記統計量セットに応じて予め複数設定されており、それら複数の不透明度関数のうちから、対象ボクセルを基準としたサンプル領域内における前記統計量セットに基づいて、当該対象ボクセルに対応した不透明度関数を選択する関数選択手段と、
前記選択された不透明度関数に基づいて、当該対象ボクセルのエコーデータに対応する不透明度を求める関数演算手段と、
を有することを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波画像処理装置において、
前記複数の不透明度関数には、液体部に対応した不透明度関数が含まれる、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の超音波画像処理装置において、
前記複数の不透明度関数には、固体部に対応した不透明度関数が含まれる、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の超音波画像処理装置において、
前記複数の不透明度関数には、液体部と固体部との境界に対応した不透明度関数が含まれる、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波画像処理装置において、
前記複数の不透明度関数には、固体部内の境界に対応した不透明度関数が含まれる、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の超音波画像処理装置において、
前記複数の統計量はそれぞれ、所定の互いに異なる次数ｎを有するｎ次積率であることを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の超音波画像処理装置において、
前記ｎ次積率は、前記サンプル領域内の前記エコーデータの平均と分散とのセットであることを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項８】
請求項７記載の超音波画像処理装置において、
前記サンプル領域は、前記対象ボクセルを内包することを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項９】
請求項８記載の超音波画像処理装置において、
前記サンプル領域は、前記透視線方向に一列に並んだ複数のボクセルからなることを特徴とする超音波画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元空間にて得られたエコーデータからボリュームレンダリングによって三次元画像を生成する超音波画像処理装置に関し、ボリュームレンダリング処理における不透明度を好適に設定し、画質を向上することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置により取り込まれた三次元空間のエコーデータから三次元画像を生成するために、ボリュームレンダリング（Volume Rendering）法が用いられる。ボリュームレンダリング法では、エコーデータが得られた三次元空間をボクセル（Voxel）という小体積要素に分割し、各ボクセルにエコーデータが割り付けられる。レンダリングについては主としてレイキャスティング法が用いられる。レイキャスティングでは、画像の各画素に対応して平行な透視線が設定され、各透視線に沿って、それが通過する各ボクセルにおいて光の発生及び吸収に類似した計算がされる。すなわち、透視線に沿って並んだボクセルでは、前のボクセルから来た光は当該ボクセルの透明度に応じて透過し、これに、当該ボクセルのエコーデータに応じた発光が加えられて後ろのボクセルに渡される。ここで、発光量は不透明度（オパシティ：Opacity）と呼ばれるパラメータを用いて計算される。透視線に沿ったｉ番目のボクセルでの不透明度をαiとすると透明度は（１−αi）と表され、またエコーデータをｅiと表すと、上述の当該ボクセルの前のボクセルから渡される入力光量ＣINiと後ろのボクセルに渡される出力光量ＣOUTiとの関係は次式で表現される。
【０００３】
【数１】
ＣOUTi＝（１−αi）ＣINi＋αi・ｅi                      ………（１）
この計算を透視線に沿って、不透明度を積算しつつ行い、不透明度の積算値が１（すなわち透明度が０）になったところで、その透視線についての計算を終了する。そして最後のボクセルからの出力光ＣOUTをその透視線に対応する画素値とする。ボリュームレンダリングでは、このようなレイキャスティングを各透視線について行うことにより、二次元スクリーン上に画像が投影される。このようにして得られた超音波画像は、透視画像としての性格と、立体画像としての性格とを併せ持つことが知られている。すなわち、生体内の組織をレントゲン写真のように透かして表現でき、その一方、超音波三次元画像のような奥行き感をもって表現できる。よって、例えば胎児の表面及び内部の同時観察などを行うことができ、疾病診断に当たって組織の三次元的な把握を容易に行うことができる。
【０００４】
この超音波画像の画質は、不透明度に応じて変化し、例えば透明感を強調したり、または立体感を強調したりすることができる。あるいは組織表面を強調したり、または組織内部を強調することができる。
【０００５】
従来は、不透明度αiは、エコーデータｅiをパラメータとする関数により定義され、その関数としては例えばエコー値ｅiの増大に対して不透明度αiが増大する非線形関数が好ましい。また、不透明度αiを割り付ける方法にはボクセルのエコーデータｅiだけでなく、周辺ボクセルのエコーデータに基づく勾配値も考慮して割り付ける方法もある。
【０００６】
不透明度の調節は、ユーザが超音波診断装置のダイヤル等を操作して、エコーデータｅiをパラメータとする不透明度の関数を変化させることにより行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この関数は全てのボクセルのエコーデータ、つまり三次元空間全体に一律に適用される。つまり、関数を変化させることによって例えば、ある領域にて所望の透明感や立体感等の画質が達成されても、他の領域では必ずしも所望の画質が得られるとは限らない。そのため、ユーザは画像の全体的な画質を好適とすることが難しく、その調整に多大な時間を要したり、また熟練した技術を要求されるなどの点で問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、不透明度の設定の自動化を図り、ユーザの操作が簡略化され、検査時間の短縮が図られる超音波画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る超音波画像処理装置は、対象ボクセルごとに当該対象ボクセルを基準として、三次元空間内に複数のボクセルからなるサンプル領域を設定するサンプル領域設定手段と、対象ボクセルごとに、当該対象ボクセルを基準とした前記サンプル領域内の前記各ボクセルのエコーデータを用いて、互いに異なる性質を持った複数の統計量からなる統計量セットを求める統計演算手段と、エコーデータと不透明度との対応関係を定めた不透明度関数が前記統計量セットに応じて予め複数設定されており、それら複数の不透明度関数のうちから、対象ボクセルを基準としたサンプル領域内における前記統計量セットに基づいて、当該対象ボクセルに対応した不透明度関数を選択する関数選択手段と、前記選択された不透明度関数に基づいて、当該対象ボクセルのエコーデータに対応する不透明度を求める関数演算手段と、を有する。また、本発明の好適な態様は、前記複数の不透明度関数には、液体部に対応した不透明度関数が含まれる。また、本発明の好適な態様は、前記複数の不透明度関数には、固体部に対応した不透明度関数が含まれる。また、本発明の好適な態様は、前記複数の不透明度関数には、液体部と固体部との境界に対応した不透明度関数が含まれる。また、本発明の好適な態様は、前記複数の不透明度関数には、固体部内の境界に対応した不透明度関数が含まれる。
【００１０】
本発明によれば、対象ボクセルに対応したサンプル領域内のエコーデータから得られた統計量セットに応じて、当該対象ボクセルについての不透明度が定められる。例えば、ある２つの対象ボクセルそれぞれのエコーデータが同じ値であっても、統計量セットを構成する統計量の値がそれら対象ボクセル同士で異なる場合には、互いに異なる不透明度が割り当てられ得る。すなわち、三次元空間の異なる場所ごとに異なる不透明度を割り当てることが可能であり、画像全体の画質を好適とすることができる。エコーデータの統計的性質に対応して好適な不透明度をあらかじめ定めることは可能であり、その統計的性質と不透明度との対応関係に基づいて、不透明度決定手段は、統計量セットから自動的に不透明度を定めることが可能である。
【００１１】
本発明の好適な態様は、前記複数の統計量がそれぞれ、所定の互いに異なる次数ｎを有するｎ次積率であることを特徴とする超音波画像処理装置である。例えば、ｎ次積率は、１次積率であるエコーデータの平均と２次積率であるエコーデータの分散とのセットである。
【００１２】
他の本発明の好適な態様は、前記サンプル領域が、前記対象ボクセルを内包することを特徴とする超音波画像処理装置である。
【００１３】
また別の本発明の好適な態様は、前記サンプル領域が、前記透視線方向に一列に並んだ複数のボクセルからなることを特徴とする超音波画像処理装置である。
【００１４】
別の本発明に係る超音波画像処理装置においては、前記不透明度決定手段は、前記統計量セットに基づいて、エコーデータと不透明度との対応関係を定める不透明度関数を選択する関数選択手段と、選択された前記不透明度関数に基づいて、前記対象ボクセルのエコーデータに対応する不透明度を求める関数演算手段とを有する。
【００１５】
本発明によれば、エコーデータをパラメータとする不透明度の関数が統計量セットに応じて切り替えられる。つまり、三次元空間について一律の不透明度の関数ではなく、各ボクセルごとに好適な関数でエコーデータに対応する不透明度を求めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
［実施形態１］
図１は、エコーデータが得られる三次元空間と、ボリュームレンダリングの透視線及び投影面と、複数の統計量が求められるサンプル領域であるカーネルとを示す模式図である。
【００１８】
エコーデータが得られる三次元空間２はボクセルに分割され、各ボクセルにエコーデータが割り付けられる。また、三次元空間２には、投影面４に形成される画像の各画素６に対応して平行な透視線８が複数本、設定される。各透視線８上の各ボクセルでは、（１）式に基づいた計算がなされる。この計算で用いられる不透明度αは、計算が行われる対象ボクセルに対応して設定されるカーネル１０でのエコーデータの統計量に基づいて定められる。カーネル１０は、例えば、高さ、幅、奥行き方向にそれぞれボクセルがＮｘ，Ｎｙ，Ｎｚ個並んだ直方体形状であり、奥行き方向ｚが視線方向に一致する。カーネル１０は、統計量を算出するために複数のボクセルを内包し、また一般にはカーネル１０はそのうちの所定位置、例えば中央のボクセルが対象ボクセルとなるように設定される。ここでは、処理を簡単とするためにＮｘ＝Ｎｙ＝１、すなわち、カーネル１０が透視線８に沿って一列に並んだ複数個のボクセルで構成されるとした場合を説明する。
【００１９】
各ボクセルに定められた不透明度αを用いて、透視線８に沿ったレイキャスティングが行われて、画素６の画素値が決定される。このレイキャスティング処理を各透視線８それぞれについて行うことにより、投影面４における投影画像が生成される。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施形態である超音波診断装置の概略のブロック構成図である。超音波探触子２０は、例えばリニアアレイ型の超音波振動子を有し、その超音波振動子を電子走査（リニア走査、セクタ走査）することによって、走査面が形成される。この走査面を当該面の法線方向へ例えば機械的に走査することによって、三次元空間でのエコーデータが取得される。ここで、超音波探触子２０の機械的な走査は図示しない駆動部によって行われている。
【００２１】
送受信部２２は超音波探触子２０に対して送信信号を供給すると共に、超音波探触子２０から出力された受信信号を処理するものである。その送受信部２２は受信信号をデジタル信号（エコーデータ）に変換した後に、ラインメモリ部２６及び統計演算部２８へ出力する。
【００２２】
ラインメモリ部２６は、透視線１本分のエコーデータを格納する。本装置では、透視線が超音波ビームに一致するので、送受信部２２から出力されるエコーデータを座標変換せずにラインメモリ部２６に格納することができる。
【００２３】
統計演算部２８は、カーネルごとに所定の統計量を計算する。具体的には、統計演算部２８は、送受信部２２から出力される連続するＮｚ個のエコーデータに対して統計量を計算する。ここでは統計演算部２８は統計量として、１次積率である平均値Ｍ及び２次積率である標準偏差値Ｓを計算する。なお、統計演算部２８はより高次の積率、例えば３次積率であるデータ分布の歪みや他の統計量を平均値Ｍ、標準偏差値Ｓに代えて、又はそれらに追加して計算するように構成することができる。
【００２４】
カーネルサイズ発生部３０は、ユーザがトラックボール等の入力機器３２を操作して指定した値Ｎを受けて、これをカーネルの透視線方向のサイズＮｚとして統計演算部２８に設定する。すなわちＮｚ＝Ｎに設定される。
【００２５】
オパシティ曲線選択部３４は、統計演算部２８にてカーネルごとに計算された平均値Ｍ及び標準偏差値Ｓの組み合わせに基づいて、あらかじめ設定された複数のオパシティ曲線のうちの一つを選択して、当該カーネルに内包される代表ボクセルに割り当てる。オパシティ曲線は、エコーデータを引数として不透明度を与える不透明度関数である。後述するように、統計演算部２８が透視線に沿ってカーネルを移動させることに対応して、オパシティ曲線選択部３４は、透視線上の各ボクセルに対応するオパシティ曲線を順次決定する。
【００２６】
オパシティ曲線は番号で識別され、オパシティ曲線番号メモリ部３６は、１つの透視線上の各ボクセルに割り当てられたオパシティ曲線の番号（オパシティ曲線番号）を格納する。
【００２７】
ボリュームレンダリング演算部３８は、ラインメモリ部２６に格納された１透視線分の各ボクセルのエコーデータと、同じ透視線に関しオパシティ曲線番号メモリ部３６に格納された１透視線分の各ボクセルのオパシティ曲線番号とを用いて、（１）式で表されるレイキャスティング処理を行って、当該透視線に対応する画素値を算出する。すなわち、ボリュームレンダリング演算部３８には、オパシティ曲線番号で指定される不透明度関数が格納されており、あるボクセルについてのエコーデータとオパシティ曲線番号とを得ると、当該オパシティ曲線番号で指定される不透明度関数に当該エコーデータを引数として与え、当該ボクセルに対応する不透明度を算出する。そしてボリュームレンダリング演算部３８はこの不透明度を用いて（１）式の計算を行う。ボリュームレンダリング演算部３８は、各超音波ビームごとに、対応する画素値を決定して順次、フレームバッファメモリ４０に格納する。その結果、フレームバッファメモリ４０には、ボリュームレンダリング処理により形成された超音波画像１枚分の画像データが格納される。
【００２８】
フレームバッファメモリ４０から読み出された画像データは表示部４２に表示される。
【００２９】
以上、各部の動作は制御部４４により制御される。例えば、制御部４４は送受信部２２に対して送信同期信号、またラインメモリ部２６及びオパシティ曲線番号メモリ部３６にはエコーデータ又はオパシティ曲線番号の読み出し／書き込みを制御するＲ／Ｗ信号を供給する。また、制御部４４は、オパシティ曲線番号メモリ部３６に透視線１本分のオパシティ曲線番号が格納されると、ボリュームレンダリング演算部３８に対して演算開始信号を与える。
【００３０】
以下、主要部のより詳細な説明を行う。図３は、統計演算部の概略のブロック構成図である。統計演算部２８は、送受信部２２から入力されたエコーデータを順次、シフトレジスタ６０に入力する。入力されたエコーデータはシフトレジスタ６０内を順送りされる。シフトレジスタ６０に保持される所定個数のエコーデータのうち、カーネルサイズで指定されたＮ個の連続するデータ（ｅ1，ｅ2，…，ｅNと表す）が、平均演算部６２及び標準偏差演算部６４に読み出されて、それらＮ個のエコーデータに基づいて平均値及び標準偏差値が計算される。平均演算部６２は、シフトレジスタ６０から読み出されたエコーデータを加算回路７０で合計した後、この合計値を除算回路７２にて加算されたデータ数Ｎで除算して、次式で表される平均値Ｍを出力する。
【００３１】
【数２】
0003730143.tif 000002
標準偏差演算部６４では、シフトレジスタ６０から読み出されたデータそれぞれが合成回路８０にて平均値Ｍを減算された後、その差分値が乗算回路８２にて二乗される。さらに、それら各二乗値を加算回路８４で合計し、この合計値を除算回路８６にてデータ数Ｎで除算した後、平方根演算回路８８にて平方根を求め、次式で表される標準偏差値Ｓを出力する。
【００３２】
【数３】
0003730143.tif 000003
図４は、オパシティ曲線選択部３４にてオパシティ曲線を選択するアルゴリズムを説明する模式図である。オパシティ曲線選択部３４は、平均値Ｍと標準偏差値Ｓとをパラメータとした二次元のルックアップテーブル（ＬＵＴ）９０を有している。ここで、平均値Ｍ及び標準偏差値Ｓそれぞれは複数の範囲に区分され、それらＭ及びＳの範囲に基づいてＭ−Ｓ平面が格子状に区分される。ＬＵＴ９０はこの各格子領域ごとにオパシティ曲線を対応付けるものである。図４に示す例では、Ｍ及びＳそれぞれが２つの範囲に区分され、Ｍ−Ｓ平面が４つの格子領域Ａ1〜Ａ4に区分される。一方、オパシティ曲線は同じエコーデータに対して大中小の異なる不透明度を与える３種類の曲線Ｃ1〜Ｃ3を用いる。
【００３３】
例えば、Ｍ，Ｓが共に小さい場合（すなわち領域Ａ1に属する場合）、それらＭ，Ｓが得られたカーネルは、一様な液体部にあると推定される。そこで、そのカーネルを代表する対象ボクセルの不透明度には小さな値を与えることが好適であると考え得る。そこで、この場合には、オパシティ曲線Ｏｐ３を対応付けることができる。また、Ｍが大きくＳが小さい場合（すなわち領域Ａ2に属する場合）、カーネルは、一様な固体部にあると推定される。この場合にも、対象ボクセルには小さな不透明度を与えることが好適であり、オパシティ曲線Ｏｐ３を対応付けることとする。一方、Ｍが小さくＳが大きい場合（すなわち領域Ａ3に属する場合）、カーネルは、液体部と固体部との境界にまたがっていると推定される。そこで、そのカーネルを代表する対象ボクセルの不透明度には大きな値を与えることが好適であると考え得る。そこで、この場合には、オパシティ曲線Ｏｐ１を対応付けることができる。Ｍ，Ｓが共に大きい場合（すなわち領域Ａ4に属する場合）、カーネルは、固体部内の境界にまたがっていると推定され、対象ボクセルには、オパシティ曲線Ｏｐ１及びＯｐ３の中間の不透明度を与えるオパシティ曲線Ｏｐ２を対応付ける。
【００３４】
図５は、統計演算部２８、オパシティ曲線選択部３４及びオパシティ曲線番号メモリ部３６の処理を説明するものであり、１つの透視線に対するオパシティ曲線の割り当て処理を説明する模式図である。ここでは、カーネルサイズＮを３に設定する。統計演算部２８のシフトレジスタ６０には、透視線上のボクセル列１００のエコーデータが順に入力される。例えば、ボクセルＶ1，Ｖ2，Ｖ3，…Ｖmの順にそれぞれのエコーデータが入力されるとする。統計演算部２８は、例えば、シフトレジスタ６０にＶ3のエコーデータが入力されたタイミングにて、ボクセルＶ1〜Ｖ3からなるカーネル１０-1に対して平均値Ｍ及び標準偏差値Ｓを算出する。オパシティ曲線選択部３４は、そのＭ，Ｓに基づいてＬＵＴ９０を検索し、カーネルの中心ボクセルＶ2のオパシティ曲線を例えばＯｐ３と定める。その結果、オパシティ曲線番号メモリ部３６には、ボクセルＶ2に対するオパシティ曲線番号Ｏｐ(Ｖ2)として“３”が格納される。統計演算部２８は、シフトレジスタ６０にボクセルＶ4のエコーデータが入力されると、カーネルをシフトさせる。そして、カーネル１０-1に対すると同様の処理が行われる。例えば、ボクセルＶ2〜Ｖ4からなるカーネル１０-2に対してオパシティ曲線Ｏｐ１が選択されると、オパシティ曲線番号メモリ部３６には、カーネル１０-2の中心ボクセルＶ3に対するオパシティ曲線番号Ｏｐ(Ｖ3)として“１”が格納される。以下、同様に新しいボクセルのエコーデータが入力される度に、カーネルをシフトさせ、そのカーネルの中心ボクセルのオパシティ曲線番号が決定されてオパシティ曲線番号メモリ部３６に格納される。
【００３５】
なお、透視線の端部のボクセルＶ1，Ｖmに対するオパシティ曲線は、例えば隣接するボクセルＶ2、Ｖm-1のオパシティ曲線に等しいとする等の処理により定めることが可能である。
【００３６】
図６は、上述した本装置のボリュームレンダリング処理をまとめたフロー図である。ユーザはトラックボール等の入力機器３２を操作してカーネルサイズを指定する（Ｓ１５０）。統計演算部２８は、各透視線に対する初期状態として、その透視線に対応する超音波ビームの先頭にカーネルを位置させる（Ｓ１５５）。統計演算部２８は、設定したカーネル内のエコーデータの平均値Ｍ及び標準偏差値Ｓを計算する（Ｓ１６０）。得られたＭ及びＳに基づいて、オパシティ曲線選択部３４は１つのオパシティ曲線を選択し、そのオパシティ曲線番号を当該カーネルの代表ボクセル（例えば中心ボクセル）に割り当てる。割り当てられたオパシティ曲線番号はオパシティ曲線番号メモリ部３６に記録される（Ｓ１６５）。統計演算部２８は透視線に沿ってカーネルを順に移動させ（Ｓ１７０）、上記ステップＳ１６０及びＳ１６５が繰り返される。カーネルがある透視線の終わりまで移動した時点にて（Ｓ１７５）、オパシティ曲線番号メモリ部３６にはその透視線上の各ボクセルのオパシティ曲線番号が格納されている。ボリュームレンダリング演算部３８は、ラインメモリ部２６に格納されている１透視線分の各ボクセルのエコーデータを用いたレイキャスティング処理を、オパシティ曲線番号メモリ部３６に格納されている同じ透視線の各ボクセルのオパシティ曲線番号を参照しながら実行し、ボリュームレンダリングを行う（Ｓ１８０）。ステップＳ１８０により得られる当該透視線に対応する画素値はフレームバッファメモリ４０に記録される（Ｓ１８５）。以上のステップＳ１５５〜Ｓ１８５は、透視線を移動させて繰り返され（Ｓ１９０）、全ての透視線上でステップＳ１５５〜Ｓ１８５のデータ処理が終わると（Ｓ１９５）、各透視線に対応する画素値がフレームバッファメモリ４０に格納される。このフレームバッファメモリ４０に格納された超音波画像データが表示部４２を介してユーザに提示される（Ｓ２００）。
【００３７】
図７は、本装置の動作を説明するタイミング図である。図７において、期間２１０-1では第１の透視線に対するオパシティ曲線番号の決定処理（図６に示すステップＳ１５５〜Ｓ１６５）が実行され、これに引き続く期間２１２-1では第１の透視線に対するボリュームレンダリング演算部３８での演算（図６に示すステップＳ１８０〜Ｓ１８５）が実行される。また、第２の透視線に対するオパシティ曲線番号の決定処理の期間２１０-2は、第１の透視線に対するボリュームレンダリング演算の期間２１２-1にオーバーラップして設定することができる。ちなみに、ラインメモリ部２６に格納されたエコーデータは、ボリュームレンダリング演算の進行につれて、順に先頭部分から不要になり、その部分を次の透視線、すなわち次の超音波ビームについて順に送受信部２２から出力されるエコーデータで上書きすることができるので、ラインメモリ部２６は１透視線分の容量で足りる。第２の透視線に対するオパシティ曲線番号の決定処理期間２１０-2に引き続く期間２１２-2にて第２の透視線に対するボリュームレンダリング演算が実行される。このようにして、各透視線についての処理が順に実行される。
【００３８】
［実施形態２］
図８は、本発明の第２の実施形態である超音波診断装置の概略のブロック構成図である。上記第１の実施形態は、エコーデータ及びオパシティ曲線番号を１透視線分格納した上で処理を行うものであり、そのためにラインメモリ部２６及びオパシティ曲線番号メモリ部３６を備えている。これに対して本実施形態は、受信信号に対応して送受信部２２から順次出力されるエコーデータに対して、オパシティ曲線の決定及びレイキャスティングを逐次処理にて行い、ボリュームレンダリングされた超音波画像を生成するものである。以下の説明において、上記第１の実施形態と同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、説明の簡略化を図る。
【００３９】
本装置は、統計演算部２８が或る対象ボクセルに対応したカーネルについて平均値Ｍ及び標準偏差値Ｓを出力すると、オパシティ曲線選択部３００はＬＵＴ９０を検索してそのＭ及びＳに対応するオパシティ曲線を決定し、その情報を直ちにボリュームレンダリング演算部３０２へ出力する。遅延時間部３０４は、或るボクセルに対応するオパシティ曲線の情報がオパシティ曲線選択部３００からボリュームレンダリング演算部３０２に与えられるタイミングに合わせて、当該ボクセルのエコーデータをボリュームレンダリング演算部３０２に供給するために設けられている。すなわち、遅延時間部３０４は統計演算部２８及びオパシティ曲線選択部３００での処理時間に応じて、送受信部２２からボリュームレンダリング演算部３０２へのエコーデータの入力を遅延させる。
【００４０】
オパシティ曲線選択部３００はオパシティ曲線に関する情報として、上記第１の実施形態と同様にオパシティ曲線番号をボリュームレンダリング演算部３０２に与えることができる。この場合、エコーデータに対応する不透明度関数値を求める処理はボリュームレンダリング演算部３０２にて行われる。一方、オパシティ曲線選択部３００は、オパシティ曲線を定め、それを用いてエコーデータに対応する不透明度を計算し、この不透明度をボリュームレンダリング演算部３０２に与えるように構成することもできる。
【００４１】
図９は、上述した本装置のボリュームレンダリング処理をまとめたフロー図である。この図で上記第１の実施形態の図６と同様のステップには同一の符号を付している。本装置の処理が第１の実施形態の装置と異なる点は、レイキャスティング処理の実行タイミングである。すなわち第１の実施形態では透視線１本分のオパシティ曲線番号が得られた後に、ボリュームレンダリングのレイキャスティング処理が実行された（Ｓ１８０）。これに対し本装置では、各対象ボクセルについてオパシティ曲線が決定されると、それに基づいて当該ボクセルに対するレイキャスティング処理が逐次実行される（Ｓ４００）。その結果、カーネルが透視線の終わりまで移動した時点で、その透視線についてのレイキャスティング処理は完了しているので、ステップＳ１８０に相当する処理は不要であり、当該透視線に対応する画素値をフレームバッファメモリ４０に格納する処理（Ｓ１８５）が直ちに実行される。
【００４２】
図１０は、本装置の動作を説明するタイミング図である。図１０において、期間４１０-1では第１の透視線の第１のボクセルに対するオパシティ曲線の決定処理が実行され、これに引き続く期間４１２-1では当該ボクセルに対するボリュームレンダリング演算部３０２での演算が実行される。また、第１の透視線の第２のボクセルに対するオパシティ曲線決定処理の期間４１０-2は、第１のボクセルに対するボリュームレンダリング演算の期間４１２-1にオーバーラップして設定することができる。以下、同様にして、オパシティ曲線の決定とボリュームレンダリング演算とがボクセル単位で逐次実行される。また、期間４１０-kにて実行される第１の透視線の最後のボクセルであるｋ番目のボクセルのオパシティ曲線の決定が完了すると、第２の透視線についてのボクセルごとの逐次処理が開始される。なお、図１０において、期間４１４-i及び４１６-iがそれぞれ第２の透視線のｉ番目のボクセルに対するオパシティ曲線決定期間とボリュームレンダリング演算期間とを表している。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の超音波画像処理装置によれば、三次元空間にて得られたエコーデータのそれぞれの位置での統計的性質に基づいて、各ボクセルに不透明度が割り当てられるので、不透明度の設定の自動化が図られ、ひいてはユーザの操作が簡略化され、検査時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  エコーデータが得られる三次元空間と、ボリュームレンダリングの透視線及び投影面と、複数の統計量が求められるサンプル領域であるカーネルとを示す模式図である。
【図２】  本発明の第１の実施形態である超音波診断装置の概略のブロック構成図である。
【図３】  統計演算部の概略のブロック構成図である。
【図４】  オパシティ曲線選択部にてオパシティ曲線を選択するアルゴリズムを説明する模式図である。
【図５】  １つの透視線に対するオパシティ曲線の割り当て処理を説明する模式図である。
【図６】  第１の実施形態の超音波診断装置のボリュームレンダリング処理の概略のフロー図である。
【図７】  第１の実施形態の超音波診断装置のボリュームレンダリング処理の動作を説明するタイミング図である。
【図８】  本発明の第２の実施形態である超音波診断装置の概略のブロック構成図である。
【図９】  第２の実施形態の超音波診断装置のボリュームレンダリング処理の概略のフロー図である。
【図１０】  第２の実施形態の超音波診断装置のボリュームレンダリング処理の動作を説明するタイミング図である。
【符号の説明】
２０  超音波探触子、２２  送受信部、２６  ラインメモリ部、２８  統計演算部、３０  カーネルサイズ発生部、３４，３００  オパシティ曲線選択部、３６  オパシティ曲線番号メモリ部、３８，３０２  ボリュームレンダリング演算部、４０  フレームバッファメモリ、４２  表示部、３０４  遅延時間部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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