(57)【要約】【課題】超音波画像が撮像された被検体の参照用のボリュームデータが無い場合でも、超音波画像の参照用の画像を表示すること。【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、抽出部と制御部とを備える。抽出部は、ボリュームデータ群から、表示部に表示される超音波画像データに対応する参照画像データを抽出する。制御部は、前記超音波画像データと前記参照画像データとを前記表示部に表示させる。前記抽出部は、前記表示部に表示される超音波画像データの撮像部位に関する情報を取得し、当該情報に基づいて、前記ボリュームデータ群から前記参照画像データを探索する探索領域を設定する。【選択図】図１
2014061291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボリュームデータ群から、表示部に表示される超音波画像データに対応する参照画像データを抽出する抽出部と、
前記超音波画像データと前記参照画像データとを前記表示部に表示させる制御部と、
を備え、
前記抽出部は、前記表示部に表示される超音波画像データの撮像部位に関する情報を取得し、当該情報に基づいて、前記ボリュームデータ群から前記参照画像データを探索する探索領域を設定する、超音波診断装置。
【請求項２】
前記参照画像データの抽出対象となるボリュームデータは、医用画像診断装置により撮像された任意の被検体のボリュームデータである、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記参照画像データの抽出対象となるボリュームデータは、超音波診断装置とは異なる他の種類の医用画像診断装置により撮像された任意の被検体のボリュームデータである、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記参照画像データの抽出対象となるボリュームデータは、人体を模擬したボリュームデータである、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記抽出部は、前記超音波画像データの生成時における超音波プローブの位置情報に基づいて、前記撮像部位に関する情報を取得する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記抽出部は、前記探索領域の設定処理として、前記超音波プローブの位置情報及び前記超音波画像データの視野領域情報に基づいて、前記参照画像データを各ボリュームデータから探索する際の断面方向及び断面領域を設定する、請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記抽出部は、操作者が入力した入力情報から前記超音波画像データの撮像部位に関する情報を取得し、当該情報に基づいて、前記探索領域を設定する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記抽出部は、前記超音波画像データと前記探索領域のボリュームデータ群との位置合わせをパターンマッチングにより行なって、前記参照画像データの抽出を行なう、請求項１〜７のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記抽出部は、２次元画像データ間のパターンマッチングを行なう、請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記抽出部は、３次元画像データ間のパターンマッチングを行なう、請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記抽出部は、前記超音波画像データと前記探索領域のボリュームデータ群とのパターンマッチングを行なう際に、前記超音波画像データにて比較対象となる領域を設定する、請求項８〜１０のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記抽出部は、超音波画像データの更新にともない、参照画像データの抽出処理を再度実行する、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記抽出部は、前記表示部に表示された前記超音波画像データと前記参照画像データとを参照した操作者から再抽出要求を受け付けた場合、前記ボリュームデータ群から、次候補の参照画像データの再抽出を行なう、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記抽出部は、前記超音波プローブの位置情報の変化量から、超音波走査の領域が前記探索領域の領域外となった場合、当該変化量に応じて、当該探索領域を更新し、参照画像データの再抽出を行なう、請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
抽出部が、ボリュームデータ群から、表示部に表示される超音波画像データに対応する参照画像データを抽出し、
制御部が、前記超音波画像データと前記参照画像データとを前記表示部に表示させる、
ことを含み、
前記抽出部は、前記表示部に表示される超音波画像データの撮像部位に関する情報を取得し、当該情報に基づいて、前記ボリュームデータ群から前記参照画像データを探索する探索領域を設定する、画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置は、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置等の他の医用画像診断装置に比べ小型であり、また、超音波プローブを体表から当てるだけの簡便な操作により心臓や肝臓等の検査対象の画像をリアルタイムで表示可能な装置であることから、今日の医療において広く用いられている。一方、超音波画像は、Ｘ線ＣＴ画像やＭＲＩ画像と比較して視野領域が狭いことから観察部位の３次元的な位置や方向等を把握しにくかったり、画質が患者や検査者に依存して変わってしまったりする。
【０００３】
そこで、近年、超音波画像と、当該超音波画像と略同一断面の医用画像（Ｘ線ＣＴ画像やＭＲＩ画像等）とを、リアルタイムで同時に表示させる機能を有する超音波診断装置が実用化されている。かかる超音波診断装置は、超音波プローブの位置情報に基づいて、超音波走査が行なわれた断面と略同一断面の２次元のＸ線ＣＴ画像やＭＲＩ画像を、画像位置を同期位置合わせすることで、Ｘ線ＣＴボリュームデータやＭＲＩボリュームデータから生成する。
【０００４】
かかる機能により、操作者は、例えば、超音波画像と、当該超音波画像と略同一断面のＸ線ＣＴ画像とを同時に観察することができる。これにより、操作者は、一般的に視野領域が狭く観察している部分の３次元的な位置が把握しにくい超音波画像を、より分かり易く観察することができる。例えば、操作者は、Ｘ線ＣＴ画像やＭＲＩ画像を参照画像として同時に観察することで、超音波画像で描出されていない周辺部位を広範囲で観察することができる。その結果、操作者は、超音波画像の３次元的な位置や方向を認識しやすくなる。また、操作者は、超音波画像では明瞭に確認できない部分の形体的な情報を参照画像から得ることができる。
【０００５】
しかし、上記の機能は、超音波診断を受診する患者のＸ線ＣＴボリュームデータやＭＲＩボリュームデータが無い場合、使用することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９５８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、超音波画像が撮像された被検体の参照用のボリュームデータが無い場合でも、超音波画像の参照用の画像を表示することができる超音波診断装置及び画像処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の超音波診断装置は、抽出部と制御部とを備える。抽出部は、ボリュームデータ群から、表示部に表示される超音波画像データに対応する参照画像データを抽出する。制御部は、前記超音波画像データと前記参照画像データとを前記表示部に表示させる。前記抽出部は、前記表示部に表示される超音波画像データの撮像部位に関する情報を取得し、当該情報に基づいて、前記ボリュームデータ群から前記参照画像データを探索する探索領域を設定する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、従来の同時表示機能を説明するための図である。
【図３】図３は、ボリュームデータ群記憶部の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る取得部の処理の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る探索領域設定部を説明するための図（１）である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る探索領域設定部を説明するための図（２）である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る探索領域設定部を説明するための図（３）である。
【図８】図８は、参照画像データの一例を示す図である。
【図９】図９は、ガイド表示画面の一例を示す図（１）である。
【図１０】図１０は、ガイド表示画面の一例を示す図（２）である。
【図１１】図１１は、ガイド表示機能における追従同期を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係る取得部の処理の一例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１６は、第３の実施形態を説明するための図である。
【図１７】図１７は、第３の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１８は、第４の実施形態を説明するための図である。
【図１９】図１９は、第４の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。
【図２０】図２０は、第５の実施形態を説明するための図である。
【図２１】図２１は、第５の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図１に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、位置センサ４と、トランスミッター５と、装置本体１０とを有する。また、装置本体１０は、ネットワーク１００を介して外部装置６と接続される。
【００１２】
超音波プローブ１は、複数の振動子を有し、これら複数の振動子は、後述する装置本体１０が有する送受信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。超音波プローブ１が有する振動子は、例えば、圧電振動子である。超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波信号を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。
【００１３】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐ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、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１４】
例えば、本実施形態では、被検体Ｐの２次元走査用に、複数の圧電振動子が一列で配置された１Ｄアレイプローブが超音波プローブ１として装置本体１０と接続される。例えば、超音波プローブ１としての１Ｄアレイプローブは、セクタ走査を行なうセクタプローブや、オフセットセクタ走査を行なうコンベックスプローブ、リニア走査を行なうリニアプローブ等である。
【００１５】
或いは、例えば、本実施形態では、被検体Ｐの３次元走査用に、メカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブが超音波プローブ１として装置本体１０と接続されても良い。メカニカル４Ｄプローブは、１Ｄアレイプローブのように一列で配列された複数の圧電振動子を用いて２次元走査が可能であるとともに、複数の圧電振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで３次元走査が可能である。また、２Ｄアレイプローブは、マトリックス状に配置された複数の圧電振動子により３次元走査が可能であるとともに、超音波を集束して送信することで２次元走査が可能である。
【００１６】
位置センサ４及びトランスミッター５は、超音波プローブ１の位置情報を取得するための装置である。例えば、位置センサ４は、超音波プローブ１に取り付けられる磁気センサである。また、例えば、トランスミッター５は、任意の位置に配置され、自装置を中心として外側に向かって磁場を形成する装置である。
【００１７】
位置センサ４は、トランスミッター５によって形成された３次元の磁場を検出する。そして、位置センサ４は、検出した磁場の情報に基づいて、トランスミッター５を原点とする空間における自装置の位置（座標及び角度）を算出し、算出した位置を装置本体１０に送信する。ここで、位置センサ４は、自装置が位置する３次元の座標及び角度を、超音波プローブ１の３次元位置情報として、装置本体１０に送信する。
【００１８】
なお、本実施形態は、位置センサ４及びトランスミッター５を用いた位置検出システム以外のシステムにより、超音波プローブ１の位置情報を取得する場合であっても適用可能である。例えば、本実施形態は、ジャイロセンサや加速度センサ等を用いて、超音波プローブ１の位置情報を取得する場合であっても良い。
【００１９】
入力装置３は、後述するインターフェース部２０を介して装置本体１０と接続される。入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール等を有する。かかる入力装置３は、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、受け付けた各種設定要求を装置本体１０に転送する。
【００２０】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像データ等を表示したりする。
【００２１】
外部装置６は、後述するインターフェース部２０を介して装置本体１０と接続される装置である。例えば、外部装置６は、各種の医用画像のデータを管理するシステムであるＰＡＣＳ（Picture  Archiving  and  Communication  System）のデータベースや、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムのデータベース等である。或いは、外部装置６は、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置等、図１に示す超音波診断装置以外の各種医用画像診断装置である。
【００２２】
第１の実施形態に係る装置本体１０は、ＤＩＣＯＭ（Digital  Imaging  and  Communications  in  Medicine）に則った画像フォーマットに統一された各種医用画像のデータを、インターフェース部２０を介して外部装置６から取得することができる。例えば、装置本体１０は、後述するインターフェース部２０を介して、自装置で生成した超音波画像データの比較対象となる参照用のボリュームデータを、外部装置６から取得する。ここで、参照用のボリュームデータは、図１に示す超音波診断装置以外の医用画像診断装置により撮像されたボリュームデータである。例えば、参照用のボリュームデータは、超音波診断装置以外の各種医用画像診断装置により撮像されたボリュームデータである。
【００２３】
装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。図１に示す装置本体１０は、２次元の反射波信号に基づいて２次元の超音波画像データを生成可能であり、３次元の反射波信号に基づいて３次元の超音波画像データを生成可能な装置である。ただし、第１の実施形態は、装置本体１０が、２次元データ専用の装置である場合であっても適用可能である。
【００２４】
装置本体１０は、図１に示すように、送受信部１１と、Ｂモード処理部１２と、ドプラ処理部１３と、画像生成部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、抽出部１７と、ボリュームデータ群記憶部１８と、制御部１９と、インターフェース部２０とを有する。
【００２５】
送受信部１１は、後述する制御部１９の指示に基づいて、超音波プローブ１が行なう超音波送受信を制御する。送受信部１１は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。
【００２６】
なお、送受信部１１は、後述する制御部１９の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００２７】
また、送受信部１１は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延部、加算器等を有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延部は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。
【００２８】
送受信部１１は、被検体Ｐを２次元走査する場合、超音波プローブ１から２次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１は、超音波プローブ１が受信した２次元の反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、送受信部１１は、被検体Ｐを３次元走査する場合、超音波プローブ１から３次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
【００２９】
なお、送受信部１１からの出力信号の形態は、ＲＦ（Radio  Frequency）信号と呼ばれる位相情報が含まれる信号である場合や、包絡線検波処理後の振幅情報である場合等、種々の形態が選択可能である。
【００３０】
Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３は、送受信部１１が反射波信号から生成した反射波データに対して、各種の信号処理を行なう信号処理部である。Ｂモード処理部１２は、送受信部１１から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。また、ドプラ処理部１３は、送受信部１１から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による速度、分散、パワー等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）を生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。
【００３１】
なお、図１に例示するＢモード処理部１２及びドプラ処理部１３は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１２は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理部１３は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。
【００３２】
画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す２次元ドプラ画像データを生成する。２次元ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。
【００３３】
ここで、画像生成部１４は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１４は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１４は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成部１４は、超音波画像データに、付帯情報（種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディマーク等）を合成する。
【００３４】
すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部１４が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw  Data）とも呼ばれる。画像生成部１４は、スキャンコンバート処理前の２次元超音波画像データである「２次元Ｂモードデータや２次元ドプラデータ」から、表示用の２次元超音波画像データである「２次元のＢモード画像データや２次元ドプラ画像データ」を生成する。
【００３５】
更に、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元ドプラ画像データを生成する。画像生成部１４は、「３次元のＢモード画像データや３次元ドプラ画像データ」を「３次元超音波画像データ（超音波ボリュームデータ）」として生成する。
【００３６】
更に、画像生成部１４は、ボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう。画像生成部１４が行なうレンダリング処理としては、例えば、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi  Planer  Reconstruction）を行なってボリュームデータからＭＰＲ画像データを生成する処理がある。また、画像生成部１４が行なうレンダリング処理としては、例えば、３次元の情報を反映した２次元画像データを生成するボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume  Rendering）処理がある。
【００３７】
更に、画像生成部１４は、他の医用画像診断装置が撮像したボリュームデータに対して、上記のレンダリング処理を行なうことができる。かかるボリュームデータは、Ｘ線ＣＴ装置により撮像された３次元のＸ線ＣＴ画像データ（以下、Ｘ線ＣＴボリュームデータ）や、ＭＲＩ装置により撮像された３次元のＭＲＩ画像データ（以下、ＭＲＩボリュームデータ）である。また、画像生成部１４は、図１に示す超音波診断装置以外の超音波診断装置により撮像された超音波ボリュームデータに対しても、上記のレンダリング処理を行なうことができる。
【００３８】
画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１５は、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１５が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部１４を経由して表示用の超音波画像データとなる。なお、画像メモリ１５は、後述する抽出部１７が生成した画像データも記憶する。
【００３９】
内部記憶部１６は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶部１６が記憶するデータは、後述するインターフェース部２０を経由して、外部装置６へ転送することができる。
【００４０】
抽出部１７は、ボリュームデータ群記憶部１８が記憶するボリュームデータ群に対して各種処理を行なう処理部である。図１に示すように、取得部１７ａと、探索領域設定部１７ｂと、位置合わせ部１７ｃと、ＭＰＲ画像生成部１７ｄとを有する。なお、抽出部１７がボリュームデータ群記憶部１８を用いて実行する処理については、後に詳述する。
【００４１】
制御部１９は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１９は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１６から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３、画像生成部１４及び抽出部１７の処理を制御する。また、制御部１９は、画像メモリ１５や内部記憶部１６が記憶する表示用の画像データをモニタ２にて表示するように制御する。また、制御部１９は、操作者から入力装置３を介して受け付けた医用画像データが外部装置６からネットワーク１００及びインターフェース部２０を介して内部記憶部１６やボリュームデータ群記憶部１８に転送されるように制御する。
【００４２】
インターフェース部２０は、入力装置３、ネットワーク１００及び外部装置６に対するインターフェースである。入力装置３が受け付けた操作者からの各種設定情報及び各種指示は、インターフェース部２０により、制御部１９に転送される。例えば、入力装置３が操作者から受け付けた画像データの転送要求は、インターフェース部２０により、ネットワーク１００を介して外部装置６に通知される。また、外部装置６が転送した画像データは、インターフェース部２０により、内部記憶部１６やボリュームデータ群記憶部１８に格納される。
【００４３】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成において、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、近年、実用化された「同期表示機能」を実行可能である。すなわち、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、２次元超音波画像データを生成するために行なわれた２次元超音波走査の断面と略同一断面の医用画像データを画像生成部１４に生成させ、モニタ２に表示させることができる。
【００４４】
例えば、操作者は、超音波プローブ１を用いて被検体Ｐの超音波検査を行なう前に、被検体Ｐの検査部位を撮影したＸ線ＣＴボリュームデータの転送要求を行なう。また、操作者は、被検体Ｐの検査部位が描出されたＸ線ＣＴ画像データがモニタ２に表示されるように、入力装置３を介してＭＰＲ処理用の切断面の位置を調整する。
【００４５】
そして、制御部１９の制御により、画像生成部１４は、操作者が調節した切断面（以下、初期断面）によりＸ線ＣＴボリュームデータを切断したＸ線ＣＴ画像データを生成し、モニタ２は、画像生成部１４が生成したＸ線ＣＴ画像データを表示する。操作者は、モニタ２に表示されたＸ線ＣＴ画像データと同一断面の超音波走査が行なわれるように、超音波プローブ１を操作する。そして、操作者は、モニタ２に表示されたＸ線ＣＴ画像データと超音波画像データとが略同一断面であると判断した場合、例えば、入力装置３の確定ボタンを押下する。制御部１９は、確定ボタンが押下された時点で位置センサ４から取得した超音波プローブ１の３次元位置情報を初期位置情報と設定する。図２は、従来の同時表示機能を説明するための図である。
【００４６】
その後、制御部１９は、位置センサ４及びトランスミッター５で構成される位置検出システムから、図２に示す超音波画像データ２００の生成時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。そして、制御部１９は、取得した３次元位置情報と初期位置情報との移動情報を取得し、取得した移動情報に基づいて初期断面の位置を変更することで、ＭＰＲ用の切断面を再設定する。そして、制御部１９の制御により、画像生成部１４は、制御部１９が再設定した切断面により、図２に示すＸ線ＣＴボリュームデータ１０１からＸ線ＣＴ画像データ１０２を生成する。そして、制御部１９の制御により、モニタ２は、図２に示すように、Ｘ線ＣＴ画像データ１０２と超音波画像データ２００とを並列表示する。
【００４７】
かかる従来の同時表示機能により、操作者は、例えば、超音波画像と、当該超音波画像と略同一断面のＸ線ＣＴ画像とを同時に観察することができる。これにより、操作者は、一般的に視野領域が狭く観察している部分の３次元的な位置が把握しにくい超音波画像をより分かり易く観察することができる。しかし、従来の同時表示機能は、超音波検査を行なう被検体ＰのＸ線ＣＴボリュームデータやＭＲＩボリュームデータが無い場合、使用することができなかった。
【００４８】
そこで、第１の実施形態では、超音波画像が撮像された被検体Ｐの参照用のボリュームデータが無い場合でも、超音波画像の参照用の画像を表示するために、図１に示す抽出部１７の処理が行なわれる。すなわち、抽出部１７は、被検体Ｐ以外の参照用のボリュームデータ群を使用して、被検体Ｐの超音波画像データとの同時表示機能を実現する。なお、以下では、本実施形態で行なわれる同時表示機能を、従来の同時表示機能と区別するために、「ガイド表示機能」と記載する。
【００４９】
まず、抽出部１７が参照するボリュームデータ群記憶部１８は、ボリュームデータ群を記憶する。ボリュームデータ群記憶部１８が記憶するボリュームデータ群は、医用画像診断装置により撮像されたボリュームデータ群である。具体的には、ボリュームデータ群記憶部１８が記憶するボリュームデータ群は、図１に示す超音波診断装置以外の医用画像診断装置により撮像されたボリュームデータ群である。より具体的には、ボリュームデータ群記憶部１８が記憶するボリュームデータ群は、超音波診断装置とは異なる他の種類の医用画像診断装置により撮像されたボリュームデータ群である。ここで、ボリュームデータ群記憶部１８が記憶するボリュームデータ群は、任意の被検体のボリュームデータ群である。本実施形態では、上記ボリュームデータ群は、超音波診断装置とは異なる他の種類の医用画像診断装置により撮像された任意の被検体のボリュームデータ群である。すなわち、上記ボリュームデータ群は、超音波検査が行なわれる被検体Ｐ以外の被検体のボリュームデータ群を含み、被検体Ｐの超音波画像データと同時に観察される参照画像データを生成するために用いられる参照用のボリュームデータ群である。
【００５０】
以下では、ボリュームデータ群記憶部１８が記憶するボリュームデータ群が、被検体Ｐ以外の被検体のＸ線ＣＴボリュームデータ群である場合について説明する。参照ボリュームデータ群であるＸ線ＣＴボリュームデータ群は、例えば、外部装置６から、インターフェース部２０を介して、ボリュームデータ群記憶部１８に格納される。なお、本実施形態は、参照用のボリュームデータ群が、ＭＲＩボリュームデータ群である場合や、Ｘ線ＣＴボリュームデータ群及びＭＲＩボリュームデータ群が混在する場合であっても適用可能である。また、本実施形態は、ボリュームデータ群記憶部１８が、外部装置６として装置本体に接続される各種データベースである場合でも適用可能である。
【００５１】
図３は、ボリュームデータ群記憶部の一例を示す図である。例えば、ボリュームデータ群記憶部１８は、図３に示すように、参照ボリュームデータ群として、「参照ボリュームデータ（１）〜参照ボリュームデータ（ｎ）」を記憶する。これら参照ボリュームデータは、全身を撮像したＸ線ＣＴボリュームデータや、特定の部位を撮像したＸ線ＣＴボリュームデータである。ここで、図３には図示しないが、ボリュームデータ群記憶部１８は、各参照ボリュームデータの付帯情報を記憶する。
【００５２】
例えば、ボリュームデータ群記憶部１８は、参照ボリュームデータが「上腹部」を撮像したＸ線ＣＴボリュームデータである場合、当該参照ボリュームデータの付帯情報として「撮像領域：上腹部」を記憶する。また、例えば、ボリュームデータ群記憶部１８は、参照ボリュームデータが全身を撮像したＸ線ＣＴボリュームデータである場合、当該参照ボリュームデータの付帯情報として「頸部に対応する領域の座標」や「胸部に対応する領域の座標」等を記憶する。かかる付帯情報を参照することで、抽出部１７は、例えば、全身Ｘ線ＣＴボリュームデータにおける「胸部」に対応する領域を設定することができる。なお、ボリュームデータ群記憶部１８は、参照ボリュームデータに含まれる臓器（胸部における心臓や、上腹部における肝臓等）の位置情報（座標）を付帯情報として記憶しても良い。この位置情報は、例えば、セグメンテーション処理機能を有する装置が、参照ボリュームデータに対して処理を行なうことで取得可能である。かかる付帯情報を参照することで、抽出部１７は、例えば、胸部Ｘ線ＣＴボリュームデータにおける「心臓」に対応する領域を設定することができる。
【００５３】
また、ボリュームデータ群記憶部１８は、各参照ボリュームデータの付帯情報として、撮影時における被検体（被検体Ｐ以外の被検体）の体位の情報を記憶する。かかる情報は、例えば、参照ボリュームデータにおける被検体のアキシャル面、コロナル面、サジタル面、体軸方向等を特定するために使用される。また、ボリュームデータ群記憶部１８は、各参照ボリュームデータの付帯情報として、ボリュームデータのボクセルサイズと、実空間のサイズとを対応付けた情報を記憶する。かかる情報は、例えば、超音波画像データと参照ボリュームデータとのスケーリングを行なうために使用される。また、ボリュームデータ群記憶部１８は、各参照ボリュームデータの付帯情報として、当該参照ボリュームデータの被検体の身体に関する情報（身長、体重、体型等）を記憶しても良い。
【００５４】
そして、抽出部１７は、ボリュームデータ群記憶部１８が記憶する参照ボリュームデータ群から、モニタ２に表示される超音波画像データに対応する参照画像データを抽出する。すなわち、抽出部１７は、ボリュームデータ群記憶部１８が記憶する任意の被検体の参照ボリュームデータ群から、モニタ２に表示される超音波画像データに類似する参照画像データを抽出する。参照画像データの抽出対象となるボリュームデータは、医用画像診断装置により撮像された任意の被検体のボリュームデータである。具体的には、参照画像データの抽出対象となるボリュームデータは、超音波診断装置とは異なる他の種類の医用画像診断装置により撮像された任意の被検体のボリュームデータである。より具体的には、参照画像データの抽出対象となるボリュームデータは、超音波診断装置とは異なる他の種類の医用画像診断装置により撮像された被検体Ｐ以外の被検体のボリュームデータ（Ｘ線ＣＴボリュームデータ等）である。換言すると、参照画像データの抽出対象となるボリュームデータは、モニタ２で表示される超音波画像データの撮像対象である被検体Ｐ以外の被検体のボリュームデータ（Ｘ線ＣＴボリュームデータやＭＲＩボリュームデータ等）である。
【００５５】
まず、抽出部１７が有する取得部１７ａは、モニタ２に表示される超音波画像データの撮像部位に関する情報を取得する。そして、抽出部１７が有する探索領域設定部１７ｂは、取得部１７ａが取得した情報に基づいて、参照ボリュームデータ群から参照画像データを探索する探索領域を設定する。
【００５６】
具体的には、第１の実施形態に係る取得部１７ａは、位置センサ４及びトランスミッター５を用いた位置検出システムから、超音波プローブ１の位置情報を取得する。そして、第１の実施形態に係る探索領域設定部１７ｂ（又は、取得部１７ａ）は、超音波画像データの生成時における超音波プローブ１の位置情報に基づいて、撮像部位に関する情報を取得する。そして、第１の実施形態に係る探索領域設定部１７ｂは、撮像部位に関する情報に基づいて、探索領域を設定する。換言すると、探索領域設定部１７ｂは、撮像部位に関する情報に基づいて、参照ボリュームデータ群から参照画像データを探索する範囲を絞り込む。
【００５７】
第１の実施形態に係る取得部１７ａについて、図４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係る取得部の処理の一例を説明するための図である。
【００５８】
第１の実施形態に係るガイド表示機能では、従来の同時表示機能と同様に、位置センサ４及びトランスミッター５を用いた位置検出システムが用いられる。ここで、第１の実施形態において、位置検出システムに求められる機能は、少なくとも、被検体Ｐの体表のどの位置に、超音波プローブ１が当接されているのかを検出することである。
【００５９】
このため、まず、操作者は、位置センサ４が取り付けられた超音波プローブ１を、予め設定された位置に、所定方向に当接する。例えば、操作者は、図４の左図に示すように、位置センサ４が取り付けられた超音波プローブ１を、被検体Ｐの臍に当接し、更に、超音波プローブ１が被検体Ｐのアキシャル面を走査する方向に当接する。
【００６０】
更に、操作者は、被検体Ｐの身体情報を、入力装置３を用いて入力する。例えば、操作者は、図４の左図に示すように、被検体Ｐの身長が「１７０ｃｍ」であり、ベッドに横たわっている被検体Ｐの体位が「仰臥位」であるとする身体情報を入力する。また、図示しないが、操作者は、被検体Ｐの身体情報として、トランスミッター５に近い位置に被検体Ｐの頭部が位置し、トランスミッター５から遠い位置に被検体Ｐの脚部が位置するといった身体の方向情報を、入力、又は、選択する。また、図示しないが、操作者は、被検体Ｐの身体情報として、被検体Ｐの各部（頭部、頸部、胸部、右腕部、左腕部、上腹部、下腹部、上脚部、下脚部等）が臍から如何なる位置（距離、方向）に位置するかを特定するための情報を入力する。なお、身体情報入力のバリエーションには、他にも、例えば、人種情報や平均値データからの選択であったり、計測値の入力であったり等、様々な方法があり得る。更に、例えば、体重や、やせ形、普通、肥満、肥満大等の体型情報が、身体情報として入力される場合であっても良い。体型情報により、後段の処理で行なわれる探索領域の更なる絞り込み設定が可能となる。
【００６１】
これにより、ガイド表示機能を行なうための初期情報の登録が完了する。取得部１７ａは、初期情報が登録された時点の超音波プローブ１の位置情報を取得する。この位置情報は、被検体Ｐの臍が位置する体表の座標と、被検体Ｐのアキシャル面の方向（角度）とを示す情報となる。
【００６２】
初期情報の登録後、操作者は、図４の右図に示すように、超音波プローブ１を初期位置から移動して、検査部位の走査を行なう。そして、操作者は、例えば、モニタ２に表示された超音波画像データが、検査部位が描出された画像であると判断した時点で、入力装置３が有する「ガイド表示機能起動ボタン」を押下する。
【００６３】
取得部１７ａは、ガイド表示機能起動要求を受け付けると、モニタ２に表示された超音波画像データの生成時における超音波プローブ１の位置情報を取得する。具体的には、取得部１７ａは、位置センサ４が送信した位置情報（座標及び角度）から、図４の右図に示すように、超音波画像データの走査部位情報及び走査方向情報を取得する。例えば、取得部１７ａは、超音波画像データの走査部位の座標と初期情報の座標とから算出した超音波プローブ１の移動距離及び移動方向を、走査部位情報として取得する。また、例えば、取得部１７ａは、超音波画像データの走査方向と初期情報の方向とから算出した超音波プローブ１の傾きを、走査方向情報として取得する。
【００６４】
そして、探索領域設定部１７ｂは、探索領域の設定（絞り込み）を行なう。図５〜図７は、第１の実施形態に係る探索領域設定部を説明するための図である。例えば、探索領域設定部１７ｂは、図５に示すように、取得部１７ａが取得した走査部位情報から、超音波画像データの撮像部位が「頭部、頸部、胸部、右腕部、左腕部、上腹部、下腹部、上脚部、下脚部」のどの部位に対応するかを判定する。
【００６５】
例えば、探索領域設定部１７ｂは、走査部位情報と被検体Ｐの身体情報とから、撮像部位が上腹部であると判定する。かかる場合、探索領域設定部１７ｂは、参照ボリュームデータ群から、「上腹部」に対応する参照ボリュームデータを選択する。例えば、探索領域設定部１７ｂは、図６に示すように、「参照ボリュームデータ（５）、参照ボリュームデータ（１１）、参照ボリュームデータ（２０）、・・・」を参照ボリュームデータ群から選択する。このように、探索領域設定部１７ｂは、探索領域の設定処理として、超音波画像データの撮像部位を含む参照ボリュームデータを、参照画像データを探索する対象となるボリュームデータとして絞りこむ。
【００６６】
すなわち、各参照ボリュームデータに対応付けられる撮影部位は、探索領域設定部１７ｂによって判定される撮像部位に基づいて、定義される。また、各参照ボリュームデータは、複数の部位にオーバーラップするボリュームデータであっても良い。なお、図５に示す撮像部位の定義は、あくまでも一例であり、更に詳細な領域で撮像部位が定義される場合であっても良い。また、探索領域設定部１７ｂは、前述の被検体Ｐの身体情報（身長や体型等に関する情報）から、参照ボリュームデータの絞り込みを行うことができる。例えば、探索領域設定部１７ｂは、各参照ボリュームデータの付帯情報から、撮像部位とともに、当該参照ボリュームデータの身体情報を取得する。そして、例えば、探索領域設定部１７ｂは、図６に示す「参照ボリュームデータ（５）、参照ボリュームデータ（１１）、参照ボリュームデータ（２０）、・・・」から、被検体Ｐの身体情報と類似する身体情報を含む付帯情報が付与されている参照ボリュームデータを選択する。また、探索領域設定部１７ｂは、走査部位情報と被検体Ｐの身体情報とから、撮像された臓器を判定して、上記の処理により絞り込んだ参照ボリュームデータにおける探索領域を、更に絞り込んでも良い。例えば、探索領域設定部１７ｂは、走査部位情報と被検体Ｐの身体情報とから、撮像された臓器が「肝臓」であると判定する。かかる場合、例えば、探索領域設定部１７ｂは、図６に示す「参照ボリュームデータ（５）、参照ボリュームデータ（１１）、参照ボリュームデータ（２０）、・・・」それぞれの「肝臓」に対応する領域を、各ボリュームデータの付帯情報から取得し、当該領域を探索領域として設定する。すなわち、探索領域設定部１７ｂは、探索領域の設定処理として、撮像部位に基づいて選択した参照画像データにて参照画像データを探索する領域を、超音波画像データに描出される臓器に基づいて設定しても良い。
【００６７】
更に、例えば、探索領域設定部１７ｂは、図７に示すように、取得部１７ａが取得した走査方向情報から、参照ボリュームデータを切断するための切断面の方向を設定する。例えば、探索領域設定部１７ｂは、「参照ボリュームデータ（５）、参照ボリュームデータ（１１）、参照ボリュームデータ（２０）、・・・」を切断したＭＰＲ画像データを生成する複数の切断面の方向を、走査方向情報により設定する。すなわち、探索領域設定部１７ｂは、探索領域の設定処理として、超音波プローブ１の位置情報に基づいて、絞り込んだ各参照ボリュームデータから参照画像データを探索する際の断面方向を設定する。なお、探索領域設定部１７ｂは、更に、探索領域の設定処理として、超音波プローブ１の位置情報及び超音波画像データの視野領域情報に基づいて、参照画像データを各ボリュームデータから探索する際の断面方向及び断面領域を設定しても良い。ここで、超音波画像データの視野領域情報とは、超音波送受信条件から取得可能な「超音波画像データの深さ情報（Ｄｅｐｔｈ）」や「画角」である。探索領域設定部１７ｂは、視野領域情報を用いて、超音波画像データの走査形状を取得することができる。探索領域設定部１７ｂは、例えば、制御部１９から視野領域情報を取得する。そして、探索領域設定部１７ｂは、例えば、設定した断面方向で参照ボリュームデータを切断した切断面において、視野領域情報から取得した超音波画像データの走査形状に対応する領域を、参照画像データを探索する断面領域として設定することができる。
【００６８】
なお、図示しないが、探索領域設定部１７ｂは、更に、参照ボリュームデータの付帯情報（体位）及び走査方向情報から、当該参照ボリュームデータの切断面において、超音波画像データの深さ方向に対応する方向も設定する。探索領域設定部１７ｂは、探索領域の設定処理を、撮像部位、身体情報、撮像臓器、超音波プローブ１の位置情報及び超音波画像データの視野領域情報から選択した少なくとも１つの情報に基づいて、実行する。
【００６９】
そして、抽出部１７が有する位置合わせ部１７ｃは、超音波画像データと探索領域のボリュームデータ群との位置合わせをパターンマッチングにより行なう。すなわち、第１の実施形態に係る位置合わせ部１７ｃは、参照ボリュームデータから超音波画像データに類似する参照画像データを生成して抽出するために用いる切断面を位置合わせ処理により同定する。
【００７０】
ここで、上記の探索領域設定部１７ｂの設定処理により、超音波画像データの撮像部位を含む領域の参照ボリュームデータが選択され、更に、選択された参照ボリュームデータにおけるＭＰＲ処理用の切断面の方向（断面方向）が設定されている。このため、第１の実施形態に係る位置合わせ部１７ｃは、２次元画像データ間のパターンマッチングを行なう。なお、位置合わせ部１７ｃは、断面方向とともに、上記の断面領域が設定されている場合は、断面領域を用いて２次元画像データ間のパターンマッチングを行なう領域の形状及びサイズを設定する。
【００７１】
例えば、位置合わせ部１７ｃは、ＭＰＲ画像生成部１７ｄに、「参照ボリュームデータ（５）、参照ボリュームデータ（１１）、参照ボリュームデータ（２０）、・・・」それぞれを、探索領域設定部１７ｂにより設定された方向の複数の切断面により切断させる。これにより、複数のＭＲＰ画像データが、参照画像データの候補画像データ群として生成される。
【００７２】
なお、候補画像データ群を構成する各候補画像データにおいて、超音波画像データの方位方向及び深さ方向それぞれに対応する方向は、特定されている。また、候補画像データ群を構成する各候補画像データと超音波画像データとのピクセルサイズは、上述した各参照ボリュームデータの付帯情報によりスケーリングされる。
【００７３】
ここで、位置合わせ部１７ｃは、公知の位置合わせ処理の方法を用いて、超音波画像データに相当する断面を同定する。例えば、位置合わせ部１７ｃの指示により、画像生成部１４は、モニタ２で表示される超音波画像データの輝度情報ダイナミックレンジを狭くした画像データに対してスムージング（空間平均）処理を行なった画像データを生成する。かかる画像データは、組織形状の情報がパターン化された画像データ（以下、超音波形状パターンデータ）となる。また、位置合わせ部１７ｃの指示により、画像生成部１４は、候補画像データに対しても同様の処理を行なって、組織形状の情報がパターン化された画像データ（以下、ＣＴ形状パターンデータ）を生成する。そして、例えば、位置合わせ部１７ｃは、ＣＴ形状パターンデータに対して、輝度反転や様々なサイズ調整（全体サイズの微調）を行なって、形状パターンデータ間の類似度を、相互相関や自己相関、相互情報量、標準化相互情報量、相関比等を用いて判定する。
【００７４】
例えば、位置合わせ部１７ｃは、超音波形状パターンデータ全体と各ＣＴ形状パターンデータとで類似度を判定して、超音波形状パターンデータと類似するＣＴ形状パターンデータを絞り込む。そして、例えば、位置合わせ部１７ｃは、絞り込んだＣＴ形状パターンデータと、超音波形状パターンデータとを複数のメッシュに分割し、各メッシュで類似度を判定する。そして、例えば、位置合わせ部１７ｃは、類似度の合計値が最も高いＣＴ形状パターンデータを選択し、当該ＣＴ形状パターンデータの生成元である候補画像データの切断面の位置を特定する。
【００７５】
なお、位置合わせ部１７ｃは、類似度判定を行なう際に、設定された切断面の方向を微調整して、類似度が最も高いＣＴ形状パターンデータを選択しても良い。
【００７６】
そして、ＭＰＲ画像生成部１７ｄは、位置合わせ部１７ｃにより特定された切断面により、類似度が最も高いＣＴ形状パターンデータが選択された参照ボリュームデータを切断したＭＰＲ画像データを生成し、当該ＭＰＲ画像データを画像メモリ１５に格納する。図８は、参照画像データの一例を示す図である。かかるＭＰＲ画像データは、図８に示すように、超音波画像データと類似する参照画像データとなる。なお、ＭＰＲ画像生成部１７ｄは、位置合わせ部１７ｃの処理結果に基づいて、図８に例示するように、参照画像データにて超音波画像データに対応する領域を示す枠線を描画することができる。
【００７７】
なお、本実施形態は、ＭＰＲ画像生成部１７ｄの処理が、画像生成部１４により行なわれる場合であっても良い。また、本実施形態は、探索領域設定部１７ｂにより撮像部位のみが絞り込まれる場合であっても適用可能である。かかる場合、位置合わせ部１７ｃは、超音波画像データの撮像部位を含む領域の参照ボリュームデータを複数方向の切断面で切断した候補画像データ群を用いて、参照画像データを生成するための切断面を同定する。また、かかる場合、位置合わせ部１７ｃは、超音波画像データの撮像部位を含む領域の各参照ボリュームデータと、２次元の超音波画像データとの間でパターンマッチングを行なっても良い。
【００７８】
制御部１９は、超音波画像データと参照画像データとをモニタ２に表示させる。図９及び図１０は、ガイド表示画面の一例を示す図である。
【００７９】
例えば、制御部１９の制御により、図９に示すように、モニタ２は、超音波画像データと、参照画像データとを表示する。図９に示すガイド表示画面では、超音波画像データの左上に、超音波画像データに対応する領域を示す枠線が重畳された参照画像データが表示される。
【００８０】
或いは、制御部１９は、参照画像データそのものを表示させるのではなく、例えば、参照画像データが抽出された参照ボリュームデータ（１１）のボリュームレンダリング画像データ上に、超音波画像データの走査領域を示す模式図が重畳された画像データを表示させても良い。図１０に示すガイド表示画面では、超音波画像データの右下に、ボリュームレンダリング画像データに模式図が重畳された画像データが表示される。
【００８１】
そして、抽出部１７は、超音波画像データの更新にともない、参照画像データの抽出処理を再度実行する。すなわち、位置検出システムを用いる第１の実施形態では、パターンマッチングにより超音波画像データに対応する切断面を同定した後は、抽出部１７は、従来の同期表示機能と同様に、超音波プローブ１の位置情報の変化に追従同期して、参照画像データの切断面を移動する。図１１は、ガイド表示機能における追従同期を説明するための図である。
【００８２】
例えば、位置合わせ部１７ｃは、図１１に示すように、取得部１７ａが取得した超音波プローブ１の位置情報が変化すると、位置情報の変化量に応じて、参照ボリュームデータ（１１）における切断面を更新する。
【００８３】
次に、図１２を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能の処理の一例について説明する。図１２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。なお、図１２に示す一例では、ガイド表示機能を行なうための初期情報の登録が完了し、更に、超音波プローブ１が初期位置から移動されて検査部位の走査が行なわれた後の処理について説明する。
【００８４】
図１２に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１９は、ガイド表示機能の起動要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、起動要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部１９は、起動要求を受け付けるまで待機する。
【００８５】
一方、ガイド表示機能の起動要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、取得部１７ａは、現時点での超音波プローブ１の位置情報を取得し（ステップＳ１０２）、探索領域設定部１７ｂは、参照ボリュームデータ群における探索領域を設定する（ステップＳ１０３）。そして、位置合わせ部１７ｃは、超音波画像データと候補画像データ群とのパターンマッチングを行なう（ステップＳ１０４）。位置合わせ部１７ｃは、パターンマッチングにより、超音波画像データと類似度が最も高くなる候補画像データを選択し、選択した候補画像データの参照ボリュームデータにおける切断面の位置を同定する。
【００８６】
そして、ＭＰＲ画像生成部１７ｄは、位置合わせ部１７ｃが同定した切断面により、参照画像データを生成し（ステップＳ１０５）、制御部１９の制御により、モニタ２は、超音波画像データと参照画像データとを表示する（ステップＳ１０６）。そして、制御部１９は、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００８７】
ここで、終了要求を受け付けない場合（ステップＳ１０７否定）、位置合わせ部１７ｃは、取得部１７ａが取得した超音波プローブ１の位置情報が変化したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。位置情報が変化していない場合（ステップＳ１０８否定）、制御部１９は、ステップＳ１０７に戻って、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する。
【００８８】
一方、位置情報が変化した場合（ステップＳ１０８肯定）、位置合わせ部１７ｃは、位置情報の変化量に基づいて、切断面を更新することで、ＭＰＲ画像生成部１７ｄに参照画像データを再生成させる（ステップＳ１０９）。そして、制御部１９の制御により、モニタ２は、超音波画像データと再生成された参照画像データとを表示し（ステップＳ１１０）、制御部１９は、ステップＳ１０７に戻って、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する。
【００８９】
そして、ガイド表示機能の終了要求を受け付けた場合（ステップＳ１０７肯定）、制御部１９は、ガイド表示機能を終了する。
【００９０】
上述したように、第１の実施形態では、被検体Ｐ以外の参照用のボリュームデータ群を使用して、被検体Ｐの超音波画像データに類似する参照画像データを抽出することで、従来の同時表示機能と同等のガイド表示機能を実現することができる。従って、第１の実施形態では、超音波画像が撮像された被検体の参照用のボリュームデータが無い場合でも、超音波画像の参照用の画像を表示することができる。また、第１の実施形態では、異なる被検体の画像データの位置合わせ処理を、自動で行なうことができるので、操作者の負担を軽減することができる。
【００９１】
また、第１の実施形態では、パターンマッチングにより現時点で表示されている超音波画像データに対応する切断面を同定した後は、超音波プローブ１の位置情報の変化に追従同期して、本人ではない参照ボリュームデータから参照画像データを抽出するための切断面を変更する。従って、第１の実施形態では、本人ではない参照ボリュームデータを用いる場合でも、従来の位置検出システムを流用することができ、ガイド表示機能を低コストで実現することができる。
【００９２】
また、第１の実施形態では、位置検出システムにより超音波画像データの撮像部位だけでなく、走査方向を取得することで、切断面の方向（断面方向）を設定することができる。従って、第１の実施形態では、参照画像データの抽出精度向上と、参照画像データの抽出処理時間の短縮とを実現することができる。また、第１の実施形態では、撮像部位及び断面方向の設定処理に加えて、撮像部位である臓器の情報や、断面領域による設定処理を更に行なうことで、参照画像データの抽出精度の更なる向上と、参照画像データの抽出処理時間の更なる短縮とを実現することができる。
【００９３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、位置検出システムを用いずに、参照画像データの抽出を行なう場合について説明する。図１３は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【００９４】
第２の実施形態に係る超音波診断装置は、図１３に示すように、図１に示す第１の実施形態に係る超音波診断装置と比較して、位置センサ４及びトランスミッター５で構成される位置検出システムが削除されている。かかる構成において、第２の実施形態に係る抽出部１７は、参照ボリュームデータ群から参照画像データの抽出を行なう。
【００９５】
まず、第２の実施形態に係る取得部１７ａは、操作者が入力した入力情報から、超音波画像データの撮像部位に関する情報を取得する。そして、第２の実施形態に係る探索領域設定部１７ｂは、入力情報に基づいて、探索領域を設定する。
【００９６】
すなわち、第２の実施形態では、探索領域の設定を操作者が入力した入力情報により行なう。入力情報は、例えば、従来、超音波検査に関するプリセットの情報として、検査項目の設定画面で操作者が指定する検査部位の情報である。例えば、取得部１７ａは、検査プロセットで指定された「検査部位：心臓」の入力情報から、「撮像部位：胸部」を取得する。
【００９７】
或いは、この入力情報は、操作者が選択したボディマークである。例えば、取得部１７ａは、肝臓のボディマークが指定されたことから、「撮像部位：上腹部」を取得する。
【００９８】
或いは、ガイド表示機能専用のＧＵＩとして、操作者が撮像部位を選択指定できる「領域選択メニュー」を表示させても良い。かかるＧＵＩは、例えば、撮像部位が列挙されたリストから操作者が撮像部位を選択可能なインターフェースである。或いは、かかるＧＵＩは、図１４に例示するグラフィカルインターフェイスである。図１４は、第２の実施形態に係る取得部の処理の一例を説明するための図である。
【００９９】
例えば、制御部１９は、図１４に示すように、モニタ２に人体モデル図を表示させる。そして、例えば、操作者は、図１４に示すように、左側の上腹部を撮像部位として、マウス等を用いて指定する。これにより、取得部１７ａは、「撮像部位：上腹部」を取得する。かかる場合、第２の実施形態に係る探索領域設定部１７ｂは、入力情報に基づいて、探索領域を、「撮像部位：上腹部」が対応付けられた参照ボリュームデータに絞りこむ。なお、入力情報は、撮像部位である臓器の情報であっても良い。かかる場合、探索領域設定部１７ｂは、例えば、「撮像部位：上腹部」が対応付けられた参照ボリュームデータにおける「肝臓」の領域を、探索領域として設定する。また、第２の実施形態においても、身体情報に基づく探索領域の設定処理が行なわれても良い。
【０１００】
そして、位置合わせ部１７ｃは、表示される超音波画像データに類似する参照画像データを生成可能な切断面の位置を同定する。これにより、ＭＰＲ画像生成部１７ｄは、参照画像データを生成する。ただし、本実施形態では、探索領域設定部１７ｂにより撮像部位のみが設定される。従って、第２の実施形態に係る位置合わせ部１７ｃは、超音波画像データの撮像部位を含む領域の参照ボリュームデータを複数方向の切断面で切断した候補画像データ群を用いて、パターンマッチングを行なう。これにより、位置合わせ部１７ｃは、参照画像データを生成するための切断面を同定する。なお、本実施形態は、操作者が、撮像部位に関する情報として、第１の実施形態で説明した超音波の走査方向情報を入力することで、探索領域の更なる絞り込みが行なわれても良い。
【０１０１】
そして、第２の実施形態においても、抽出部１７は、超音波画像データの更新にともない、参照画像データの抽出処理を再度実行する。ただし、位置検出システムを用いない第２の実施形態では、超音波画像データの更新に同期して参照画像データの切断面を移動するために、最新の超音波画像データに対応する切断面を同定するためのパターンマッチング処理を逐次行なう必要がある。
【０１０２】
かかる処理を行なう場合、位置合わせ部１７ｃは、例えば、表示されている超音波画像データの特徴量を検出し、検出した特徴量が変化したか否かの判定を行なう。そして、位置合わせ部１７ｃは、特徴量の変化から、超音波画像データが更新されたと判定すると、パターンマッチング処理を行なう。ただし、パターンマッチング処理を頻繁に繰り返して行なうと処理負荷が高くなり、その結果、ガイド表示機能のリアルタイム性が低減することが考えられる。
【０１０３】
このため、第２の実施形態は、超音波プローブ１を移動して超音波走査断面の更新を行なったと判断した操作者が、参照画像データの更新要求を行なった場合に、参照画像データの再抽出処理を行なうことが好適である。
【０１０４】
次に、図１５を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能の処理の一例について説明する。図１５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。なお、図１５に示す一例では、超音波プローブ１により検査部位の走査が行なわれた後の処理について説明する。また、図１５に示す一例では、参照画像データの再抽出処理が、操作者の要求により実行される場合について説明する。
【０１０５】
図１５に例示するように、第２の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１９は、ガイド表示機能の起動要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、起動要求を受け付けない場合（ステップＳ２０１否定）、制御部１９は、起動要求を受け付けるまで待機する。
【０１０６】
一方、ガイド表示機能の起動要求を受け付けた場合（ステップＳ２０１肯定）、取得部１７ａは、操作者から撮像部位を指定した入力情報が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、入力情報が入力されない場合（ステップＳ２０２否定）、取得部１７ａは、入力情報が入力されるまで待機する。
【０１０７】
一方、入力情報が入力された場合（ステップＳ２０２肯定）、取得部１７ａは、撮像部位を取得し、探索領域設定部１７ｂは、参照ボリュームデータ群における探索領域を設定する（ステップＳ２０３）。そして、位置合わせ部１７ｃは、超音波画像データと候補画像データ群とのパターンマッチングを行なう（ステップＳ２０４）。位置合わせ部１７ｃは、パターンマッチングにより、超音波画像データと類似度が最も高くなる候補画像データを選択し、選択した候補画像データの参照ボリュームデータにおける切断面の位置を同定する。
【０１０８】
そして、ＭＰＲ画像生成部１７ｄは、位置合わせ部１７ｃが同定した切断面により、参照画像データを生成し（ステップＳ２０５）、制御部１９の制御により、モニタ２は、超音波画像データと参照画像データとを表示する（ステップＳ２０６）。そして、制御部１９は、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０７）。
【０１０９】
ここで、終了要求を受け付けない場合（ステップＳ２０７否定）、位置合わせ部１７ｃは、参照画像データの更新要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。更新要求を受け付けない場合（ステップＳ２０８否定）、制御部１９は、ステップＳ２０７に戻って、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する。
【０１１０】
一方、参照画像データの更新要求を受け付けた場合（ステップＳ２０８肯定）、ステップＳ２０４に戻って、更新要求時に表示されている超音波画像データを用いたパターンマッチング処理が行なわれる。
【０１１１】
そして、ガイド表示機能の終了要求を受け付けた場合（ステップＳ２０７肯定）、制御部１９は、ガイド表示機能を終了する。
【０１１２】
上述したように、第２の実施形態では、超音波プローブ１の位置検出システムを設置することなく、ガイド表示機能を実現することができる。従って、第２の実施形態では、ガイド表示機能を低コストで実現することができる。
【０１１３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、超音波プローブ１の位置情報を用いる第１の実施形態の変形例について、図１６等を用いて説明する。図１６は、第３の実施形態を説明するための図である。
【０１１４】
第３の実施形態に係る超音波診断装置は、図１に示す第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成される。すなわち、第３の実施形態に係る取得部１７ａは、第１の実施系形態と同様に、超音波プローブ１の位置情報を、位置センサ４から取得する。そして、第３の実施形態に係る探索領域設定部１７ｂは、超音波プローブ１の位置情報から、参照ボリュームデータ群から参照画像データを探索する探索領域を設定する。そして、第３の実施形態に係る位置合わせ部１７ｃは、パターンマッチングにより、超音波画像データに最も類似する候補画像データを含む参照ボリュームデータを選択し、選択した参照ボリュームデータから参照画像データを生成するための切断面を同定する。
【０１１５】
その後、第３の実施形態においても、超音波プローブ１の位置情報の変化に追従同期して、探索領域設定部１７ｂが設定した選択領域に対応する参照ボリュームデータであり、位置合わせ部１７ｃが選択した参照ボリュームデータから、参照画像データを抽出するための切断面が変更される。
【０１１６】
ただし、超音波プローブ１による走査領域は、最初に設定された探索領域から外れる場合がある。そこで、第３の実施形態に係る抽出部１７は、超音波プローブ１の位置情報の変化量から、超音波走査の領域が探索領域の領域外となったと判定される場合、当該変化量に応じて、当該探索領域を更新する。そして、第３の実施形態に係る抽出部１７は、更新後の探索領域の参照ボリュームデータ群から、参照画像データの再抽出を行なう。
【０１１７】
例えば、第３の実施形態に係る探索領域設定部１７ｂは、取得部１７ａが取得した超音波プローブ１の位置情報の変化量を算出する。かかる変化量は、超音波プローブ１の移動距離及び移動方向である。探索領域設定部１７ｂは、追従同期が行なわれている間、常時、変化量を算出する。そして、探索領域設定部１７ｂは、例えば、走査部位が「上腹部」に位置するか否かを、算出した変化量に基づいて判定する。
【０１１８】
ここで、例えば、図１６に示すように、位置情報の変化量から、探索領域設定部１７ｂが、走査部位が「上腹部」外となり、走査部位が「上腹部」から「胸部」に移動したことを検出したとする。かかる場合、探索領域設定部１７ｂは、参照画像データの抽出対象となる参照ボリュームデータを、「撮像部位：上腹部」の参照ボリュームデータ群から、「撮像部位：胸部」の参照ボリュームデータ群に変更する。例えば、探索領域設定部１７ｂは、図１６に示すように、「参照ボリュームデータ（１）、参照ボリュームデータ（１３）、参照ボリュームデータ（２５）、・・・」を参照ボリュームデータ群から選択する。そして、探索領域設定部１７ｂは、「参照ボリュームデータ（１）、参照ボリュームデータ（１３）、参照ボリュームデータ（２５）、・・・」における切断面の方向の設定も行なう。なお、領域外となった場合において実行される探索領域の設定処理は、撮像部位及び断面方向の設定だけでなく、第１の実施形態で説明した他の設定処理が更に行なわれる場合であっても良い。
【０１１９】
そして、位置合わせ部１７ｃ及びＭＰＲ画像生成部１７ｄは、第１の実施形態で説明した処理を、現時点で表示されている超音波画像データと、「参照ボリュームデータ（１）、参照ボリュームデータ（１３）、参照ボリュームデータ（２５）、・・・」とを用いて実行する。
【０１２０】
次に、図１７を用いて、第３の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能の処理の一例について説明する。図１７は、第３の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。なお、図１７は、第１の実施形態で説明した位置情報に基づく追従同期が開始された後の処理の一例を示す。
【０１２１】
図１７に例示するように、第３の実施形態に係る超音波診断装置の探索領域設定部１７ｂは、超音波走査の領域が探索領域の領域外となったか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここで、領域外でない場合（ステップＳ３０１否定）、追従同期が継続される。そして、探索領域設定部１７ｂは、引き続き、超音波走査の領域が探索領域の領域外となったか否かを判定する。
【０１２２】
一方、超音波走査の領域が探索領域の領域外となった場合（ステップＳ３０１肯定）、探索領域設定部１７ｂは、超音波プローブ１の位置情報から、参照ボリュームデータ群における探索領域を再設定する（ステップＳ３０２）。具体的には、探索領域設定部１７ｂは、参照ボリュームデータの再選択と、走査方向に対応する切断面の再設定を行なう。
【０１２３】
そして、位置合わせ部１７ｃは、超音波画像データと候補画像データ群とのパターンマッチングを行なう（ステップＳ３０３）。候補画像データ群は、再設定された探索領域のＭＰＲ画像データ群となる。位置合わせ部１７ｃは、パターンマッチングにより、超音波画像データと類似度が最も高くなる候補画像データを選択し、選択した候補画像データの参照ボリュームデータにおける切断面の位置を同定する。
【０１２４】
そして、ＭＰＲ画像生成部１７ｄは、位置合わせ部１７ｃが同定した切断面により、参照画像データを生成し（ステップＳ３０４）、制御部１９の制御により、モニタ２は、超音波画像データと参照画像データとを表示する（ステップＳ３０５）。そして、制御部１９は、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０６）。
【０１２５】
ここで、終了要求を受け付けない場合（ステップＳ３０６否定）、位置合わせ部１７ｃは、取得部１７ａが取得した超音波プローブ１の位置情報が変化したか否かを判定する（ステップＳ３０７）。位置情報が変化していない場合（ステップＳ３０７否定）、制御部１９は、ステップＳ３０６に戻って、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する。
【０１２６】
一方、位置情報が変化した場合（ステップＳ３０７肯定）、探索領域設定部１７ｂは、再度、超音波走査の領域が探索領域の領域外となったか否かを判定する（ステップＳ３０８）。ここで、領域外となった場合（ステップＳ３０８肯定）、探索領域設定部１７ｂは、ステップＳ３０２に戻って、探索領域の再設定を行なう。
【０１２７】
一方、超音波走査の領域が探索領域内である場合（ステップＳ３０８否定）、位置合わせ部１７ｃは、位置情報の変化量に基づいて、切断面を更新することで、ＭＰＲ画像生成部１７ｄに参照画像データを再生成させる（ステップＳ３０９）。そして、制御部１９の制御により、モニタ２は、超音波画像データと再生成された参照画像データとを表示し（ステップＳ３１０）、制御部１９は、ステップＳ３０６に戻って、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する。
【０１２８】
そして、ガイド表示機能の終了要求を受け付けた場合（ステップＳ３０６肯定）、制御部１９は、ガイド表示機能を終了する。
【０１２９】
なお、本実施形態は、走査部位が設定された探索領域の領域外となったことを検出した場合、領域外となった旨をモニタ２に表示させても良い。また、本実施形態は、領域外となった旨を報知された操作者が、探索領域を変更して参照画像データの再抽出処理を許可する旨を入力した場合にのみ、参照画像データの再抽出処理を実行する場合であっても良い。
【０１３０】
ガイド表示機能では、参照画像データは、本人の画像データではないため、走査部位が変更されるごとに、候補画像データを生成する参照ボリュームデータの再選択を行なう必要がある。上述したように、第３の実施形態では、走査部位が探索領域外となったことを検出した場合、参照ボリュームデータの再選択処理を行なう。従って、第３の実施形態では、走査部位が大きく変更される場合でも、超音波画像データと類似する参照画像データを表示することができる。
【０１３１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、参照画像データと超音波画像データとが乖離していると操作者が判断した場合に行なわれる処理について、図１８等を用いて説明する。図１８は、第４の実施形態を説明するための図である。
【０１３２】
第４の実施形態に係る超音波診断装置の機能は、第１の実施形態〜第３の実施形態に係る超音波診断装置のいずれにも適用可能である。以下では、第４の実施形態に係る超音波診断装置が、第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成される場合について説明する。
【０１３３】
例えば、操作者は、図１２に示すフローチャートのステップＳ１０６で表示された参照画像データを参照する。ここで、参照画像データに描出された組織形態と、超音波画像データに描出された組織形態とが乖離していると判断した場合、操作者は、参照画像データの再抽出要求を入力する。
【０１３４】
第４の実施形態に係る抽出部１７は、モニタ２に表示された超音波画像データと参照画像データとを参照した操作者から再抽出要求を受け付けた場合、参照ボリュームデータ群から、次候補の参照画像データの再抽出を行なう。例えば、第４の実施形態に係る位置合わせ部１７ｃは、図１８に示すように、位置合わせ処理を行なう参照ボリュームデータを、類似度が最高であった候補画像データを含む参照ボリュームデータ（１１）から、類似度が次点であった候補画像データを含む参照ボリュームデータ（５）に変更する。
【０１３５】
そして、第４の実施形態に係る位置合わせ部１７ｃは、参照ボリュームデータ（５）の切断面を同定する。
【０１３６】
なお、第４の実施形態に係る位置合わせ部１７ｃは、探索範囲の各参照ボリュームデータと、超音波画像データとの位置合わせ処理（パターンマッチング）処理を再実行しても良い。かかる場合、例えば、第４の実施形態に係る位置合わせ部１７ｃは、相互相関法から自己相関法に変更して、パターンマッチング処理を再度実行する。
【０１３７】
次に、図１９を用いて、第４の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能の処理の一例について説明する。図１９は、第４の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。
【０１３８】
図１９に例示するように、第４の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１９は、操作者から参照画像データの再抽出要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ここで、再抽出要求を受け付けない場合（ステップＳ４０１否定）、制御部１９は、位置合わせ部１７ｃに対して指示を送出せずに、再抽出要求を受け付けるまで待機する。
【０１３９】
一方、再抽出要求を受け付けた場合（ステップＳ４０１肯定）、制御部１９の指示により、位置合わせ部１７ｃは、次候補の参照ボリュームデータを選択する（ステップＳ４０２）。そして、位置合わせ部１７ｃが次候補の参照ボリュームデータと超音波画像データとのパターンマッチングを行なって同定した切断面を用いて、ＭＰＲ画像生成部１７ｄは、次候補の参照画像データを再生成し（ステップＳ４０３）、処理を終了する。ステップＳ４０３で生成された参照画像データは、モニタ２に再表示される。
【０１４０】
上述したように、第４の実施形態では、操作者が超音波画像データと参照画像データとの整合性が悪いと判断した場合、参照画像データの再抽出処理を実行することができる。従って、第４の実施形態では、再抽出処理を繰り返すことで、操作者にとって感覚的に整合性があると認識できる参照画像データを表示することができる。
【０１４１】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、位置合わせ部１７ｃが３次元画像データ間によるパターンマッチングを行なう場合について、図２０等を用いて説明する。図２０は、第５の実施形態を説明するための図である。
【０１４２】
位置合わせ処理は、２次元画像データ間で行なうより、ボリュームデータ間で行なう方が、精度が高い。そこで、第５の実施形態に係る超音波診断装置には、超音波プローブ１の位置情報を取得する第１の実施形態又は第３の実施形態に係る超音波診断装置に、以下の機能が追加される。
【０１４３】
まず、操作者は、パターンマッチングの対象となる２次元の超音波画像データ群を収集する。図２０の左上図に示す２次元超音波画像データ群は、被検体Ｐの体表に当接した状態で、１Ｄアレイプローブである超音波プローブ１をスライドさせることで収集される。
【０１４４】
取得部１７ａは、２次元超音波画像データ群の収集時における超音波プローブ１の位置情報を取得する。探索領域設定部１７ｂは、２次元超音波画像データ群の収集時における超音波プローブ１の位置情報に基づいて、探索領域を設定する。
【０１４５】
そして、位置合わせ部１７ｃは、２次元超音波画像データ群の収集時における超音波プローブ１の位置情報に基づいて、２次元超音波画像データ群を３次元空間に配置する。これにより、位置合わせ部１７ｃは、図２０の右上図に示すように、２次元超音波画像データ群から超音波ボリュームデータを再構成する。
【０１４６】
そして、位置合わせ部１７ｃは、例えば、図２０に示すように、探索領域の参照ボリュームデータとして選択された参照ボリュームデータ（１１）と超音波ボリュームデータとのパターンマッチングを行なう。この際、位置合わせ部１７ｃは、例えば、図２０の右下図に示すように、位置情報（３次元走査方向情報）に基づいて、超音波ボリュームデータの方向を転換した上で、参照ボリュームデータ（１１）とのパターンマッチングを行なう。
【０１４７】
なお、第５の実施形態で実行される類似度算出処理は、第１の実施形態で説明した処理を３次元に拡張することで実現することができる。
【０１４８】
そして、位置合わせ部１７ｃは、超音波ボリュームデータとの類似度が最も高い参照ボリュームデータを選択し、選択した参照ボリュームデータにおいて超音波ボリュームデータに対応する３次元領域を特定する。そして、位置合わせ部１７ｃは、２次元超音波画像データ群の中で指定された２次元超音波画像データ（例えば、最終フレームの２次元超音波画像データ）に対応する切断面の位置を、選択した参照ボリュームデータで同定する。
【０１４９】
これにより、ＭＰＲ画像生成部１７ｄは、最終フレームの２次元超音波画像データと類似する参照画像データを生成する。
【０１５０】
次に、図２１を用いて、第５の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能の処理の一例について説明する。図２１は、第５の実施形態に係る超音波診断装置が行なうガイド表示機能を説明するためのフローチャートである。なお、図２１に示す一例では、ガイド表示機能を行なうための初期情報の登録が完了し、更に、超音波プローブ１が初期位置から移動されて検査部位の３次元走査が行なわれた後の処理について説明する。
【０１５１】
図２１に例示するように、第５の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１９は、複数の２次元超音波画像データが収集され、ガイド表示機能の起動要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５０１）。ここで、起動要求を受け付けない場合（ステップＳ５０１否定）、制御部１９は、起動要求を受け付けるまで待機する。
【０１５２】
一方、ガイド表示機能の起動要求を受け付けた場合（ステップＳ５０１肯定）、取得部１７ａは、各２次元超音波画像データ生成時における超音波プローブ１の位置情報を取得し（ステップＳ５０２）、探索領域設定部１７ｂは、参照ボリュームデータ群における探索領域を設定する（ステップＳ５０３）。そして、位置合わせ部１７ｃは、２次元超音波画像データから超音波ボリュームデータを再構成し、超音波ボリュームデータと探索領域として設定された参照ボリュームデータとのパターンマッチングを行なう（ステップＳ５０４）。これにより、位置合わせ部１７ｃは、パターンマッチングにより、超音波画像ボリュームデータと類似度が最も高くなる参照ボリュームデータを選択し、選択した参照ボリュームデータにおいて超音波ボリュームデータに対応する３次元領域を特定する。そして、位置合わせ部１７ｃは、２次元超音波画像データ群の中で指定された２次元超音波画像データに対応する切断面の位置を、選択した参照ボリュームデータで同定する。
【０１５３】
そして、ＭＰＲ画像生成部１７ｄは、位置合わせ部１７ｃが同定した切断面により、参照画像データを生成し（ステップＳ５０５）、制御部１９の制御により、モニタ２は、超音波画像データと参照画像データとを表示する（ステップＳ５０６）。そして、制御部１９は、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５０７）。
【０１５４】
ここで、終了要求を受け付けない場合（ステップＳ５０７否定）、位置合わせ部１７ｃは、取得部１７ａが取得した超音波プローブ１の位置情報が変化したか否かを判定する（ステップＳ５０８）。位置情報が変化していない場合（ステップＳ５０８否定）、制御部１９は、ステップＳ５０７に戻って、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する。
【０１５５】
一方、位置情報が変化した場合（ステップＳ５０８肯定）、位置合わせ部１７ｃは、位置情報の変化量に基づいて、切断面を更新することで、ＭＰＲ画像生成部１７ｄに参照画像データを再生成させる（ステップＳ５０９）。そして、制御部１９の制御により、モニタ２は、超音波画像データと再生成された参照画像データとを表示し（ステップＳ５１０）、制御部１９は、ステップＳ５０７に戻って、ガイド表示機能の終了要求を受け付けたか否かを判定する。
【０１５６】
そして、ガイド表示機能の終了要求を受け付けた場合（ステップＳ５０７肯定）、制御部１９は、ガイド表示機能を終了する。
【０１５７】
なお、本実施形態は、超音波ボリュームデータを再構成するために、メカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブが超音波プローブ１として用いられる場合であっても適用可能である。また、本実施形態においても、第３の実施形態で説明した領域外検出処理が行なわれても良い。
【０１５８】
上述したように、第５の実施形態では、３次元画像データ間によるパターンマッチングを行なうことで、類似度の高い参照画像データを高精度で抽出することができる。
【０１５９】
なお、上記の第１の実施形態〜第５の実施形態において、位置合わせ部１７ｃは、超音波画像データと探索領域のボリュームデータ群とのパターンマッチングを行なう際に、超音波画像データにて比較対象となる領域を設定しても良い。一例として、操作者は、位置合わせを行なうために類似度を算出する領域を、超音波画像データ上で設定する。例えば、操作者は、入力装置３を用いて、ノイズ領域や画質が不良な領域を除いて、明瞭な形態情報のある画像領域のみ、類似度比較の対象とする領域として選択する。位置合わせ部１７ｃは、入力装置３が受け付けた設定領域を用いて、パターンマッチングを行なう。これにより、位置合わせ処理における負荷を更に低減することが可能となる。なお、超音波画像データにおける類似度比較用の領域の設定は、例えば、位置合わせ部１７ｃが、ノイズ領域や画質が不良な領域を検出して行なう場合であっても良い。或いは、超音波画像データにおける類似度比較用の領域設定は、制御部１９が、コントラスト値が最大となる領域を明瞭な形態情報のある画像領域として自動検出して行なう場合であっても良い。
【０１６０】
また、上記の第１の実施形態〜第５の実施形態では、参照画像データの抽出対象となるボリュームデータである参照ボリュームデータが、被検体Ｐ以外の被検体のボリュームデータである場合について説明した。しかし、上記の第１の実施形態〜第５の実施形態において、参照画像データの抽出対象となるボリュームデータは、人体を模擬したボリュームデータであっても良い。例えば、参照ボリュームデータは、人工的に作成された人体のボリュームデータ群から抽出される場合であっても良い。かかる人工ボリュームデータ群は、例えば、公知のコンピュータグラフィックの技術を用いて、様々な身体情報ごとに作成された複数のボリュームデータである。或いは、かかる人工ボリュームデータ群は、様々な身体情報に基づいて人体の内部組織を精巧に模擬して作成された複数のファントムを、医用画像診断装置（超音波診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等）で撮像することで得られたボリュームデータ群である。これによっても、超音波画像が撮像された被検体の参照用のボリュームデータが無い場合でも、超音波画像の参照用の画像を表示することができる。また、参照画像データは、被検体Ｐ以外の被検体のボリュームデータ群及び人体のボリュームデータ群が混在するボリュームデータ群から抽出される場合であっても良い。
【０１６１】
更に、参照画像データは、被検体Ｐを含む任意の被検体を、医用画像診断装置で撮像したボリュームデータ群から抽出される場合であっても良い。上述したように、第１の実施形態〜第５の実施形態で説明した画像処理方法では、撮像部位に関する情報に基づいて、探索領域の設定、すなわち、探索領域の絞り込みが行なわれる。これにより、第１の実施形態〜第５の実施形態で説明した画像処理方法では、位置合わせ処理による参照画像データの抽出処理時間を短縮することができる。
【０１６２】
従って、第１の実施形態〜第５の実施形態で説明した画像処理方法により、モニタ２で表示される超音波画像データに対応する参照画像データは、当該超音波画像データの撮像対象である被検体Ｐを過去に撮像したボリュームデータ群からも迅速に抽出することができる。例えば、上記の画像処理方法により、モニタ２で表示される被検体Ｐの超音波画像データに対応する参照画像データは、被検体Ｐを過去に撮像することで得られた超音波ボリュームデータ群、Ｘ線ＣＴボリュームデータ群、ＭＲＩボリュームデータ群からも、迅速に抽出することができる。
【０１６３】
すなわち、第１の実施形態〜第５の実施形態で説明した画像処理方法は、参照画像データの抽出表示を迅速に行なうために、ボリュームデータ群記憶部１８に「被検体Ｐ以外の複数の被検体を各種医用画像診断装置により撮像して得られたボリュームデータ群」、「人体を模擬したボリュームデータ群」及び「被検体Ｐを各種医用画像診断装置により撮像して得られたボリュームデータ群」の少なくとも１つのボリュームデータ群が格納された状態で、実行される場合であっても良い。
【０１６４】
なお、第１の実施形態〜第５の実施形態を説明するために図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１６５】
また、第１の実施形態〜第５の実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ及びＳＤカードメモリ等のＦｌａｓｈメモリ等、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録され、コンピュータによって非一時的な記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１６６】
以上、説明したとおり、第１の実施形態〜第５の実施形態によれば、超音波画像が撮像された被検体の参照用のボリュームデータが無い場合でも、超音波画像の参照用の画像を表示することができる。
【０１６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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。
【符号の説明】
【０１６８】
１  超音波プローブ
２  モニタ
３  入力装置
４  位置センサ
５  トランスミッター
６  外部装置
１０  装置本体
１１  送受信部
１２  Ｂモード処理部
１３  ドプラ処理部
１４  画像生成部
１５  画像メモリ
１６  内部記憶部
１７  抽出部
１７ａ  取得部
１７ｂ  探索領域設定部
１７ｃ  位置合わせ部
１７ｄ  ＭＰＲ画像生成部
１８  ボリュームデータ群記憶部
１９  制御部
２０  インターフェース部
１００  ネットワーク
【図１】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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