(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により前記三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを取得する弾性ボリュームデータ取得手段と、
前記弾性ボリュームデータに対して複数のレイを設定し、レイ毎にレイに沿って前記弾性ボリュームデータに基づく弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算を順次実行することにより、各レイに対応する画素値を演算し、これにより三次元弾性画像を形成する三次元弾性画像形成手段と、
前記各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて前記不透明度を設定する不透明度設定手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記不透明度設定手段は、ノイズ可能性のある弾性値に対する不透明度を、ノイズ可能性のない弾性値に対する不透明度よりも小さくする、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記不透明度設定手段は、ノイズ可能性のない弾性値については、弾性値と不透明度との関係を規定する不透明度関数から求められる値に対して標準の重み係数を乗算することにより不透明度を求め、ノイズ可能性のある弾性値については、前記不透明度関数から求められる値に対して前記標準の重み係数よりも小さい重み係数を乗算することにより不透明度を求める、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記弾性ボリュームデータ取得手段は、被検体に対する超音波の送受波により複数の弾性フレームデータを取得し、前記複数の弾性フレームデータに基づいて前記弾性ボリュームデータを形成し、
弾性値のノイズ可能性は、当該弾性値が、前記複数の弾性フレームデータの中のノイズを含むノイズ弾性フレームデータに属するか否かによって判断される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
コンピュータを、
被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により形成された、前記三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを取得する弾性ボリュームデータ取得手段と、
前記弾性ボリュームデータに対して複数のレイを設定し、レイ毎にレイに沿って前記弾性ボリュームデータに基づく弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算を順次実行することにより、各レイに対応する画素値を演算し、これにより三次元弾性画像を形成する三次元弾性画像形成手段と、
前記各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて前記不透明度を設定する不透明度設定手段と、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置に関し、特に、被検体内の弾性値分布を表す三次元弾性画像を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置において、例えば腫瘍等の組織の硬さに関する弾性値（組織のひずみや弾性率等）を計測する技術が知られている。例えば、プローブによって被検体の体表から静的な圧力を加えて被検体内の組織を圧縮変形させ、その際に生じる組織のひずみ等を超音波によって計測する技術が知られている。また、弾性値を表す複数の弾性フレームデータから弾性ボリュームデータを形成し、弾性ボリュームデータにボリュームレンダリングを適用することにより三次元弾性画像を形成する技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０２６８２３号
【特許文献２】国際公開第２０１２／０２９４５８号
【特許文献３】特開２０１２−２１３５４５号公報
【特許文献４】特許第４４５５００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プローブによって被検体を圧迫して弾性値を得る場合において、例えば手ぶれ等によってプローブの位置ずれ等が発生すると、被検体内に加えられる圧力が不均一なものとなってしまい、弾性値にノイズが発生する場合がある。そのノイズ対策として、弾性ボリュームデータを構成する複数の弾性フレームデータの画質を評価し、ノイズが多いノイズフレームデータを除去する、又は、ノイズフレームデータを他の弾性フレームデータに置換する技術が知られている（特許文献２参照）。また、特許文献３には、ノイズフレームデータを非表示にすることが記載されており、特許文献４には、弾性画像中のノイズ部分を表示しない技術が記載されている。
【０００５】
ノイズフレームデータやノイズ部分を除去する技術においては、データを除去した部分でデータの欠損が生じ、連続性のない不自然な三次元弾性画像が形成されるという問題が生じる。また、ノイズフレームデータを他の弾性フレームデータで置換する技術においては、ノイズフレームデータが増大すると置換部分が多くなり、真のデータが少なくなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、超音波診断装置において、ノイズが目立たない三次元弾性画像を形成することである。あるいは、ノイズを目立たなくするとともに、連続性のない不自然な三次元弾性画像が形成されないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る超音波診断装置は、被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により前記三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを取得する弾性ボリュームデータ取得手段と、前記弾性ボリュームデータに対して複数のレイを設定し、レイ毎にレイに沿って前記弾性ボリュームデータに基づく弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算を順次実行することにより、各レイに対応する画素値を演算し、これにより三次元弾性画像を形成する三次元弾性画像形成手段と、前記各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて前記不透明度を設定する不透明度設定手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成において、弾性値は、例えば、ひずみ、弾性率、変位等である。例えば、超音波を送受波するプローブによって被検体の体表から圧力を加えて被検体内の組織を圧迫した状態で、超音波の送受波が行われ、これにより、弾性ボリュームデータが取得される。この弾性ボリュームデータに対してボリュームレンダリングが適用されることにより、三次元弾性画像データが形成される。ボリュームレンダリングにおいては、例えばレイキャスティング法が適用される。例えば、弾性ボリュームデータに対して複数のレイが設定され、個々のレイに沿って弾性値及び不透明度（オパシティ）を利用した出力光量演算が順次実行され、これにより三次元弾性画像データが形成される。弾性ボリュームデータにおいて大きい不透明度が設定された部分は、三次元弾性画像データにおいて寄与度が高くなるつまり可視化度合いが高められて（十分に不透明に表示され）、その部分の視認性が向上する。一方、弾性ボリュームデータにおいて小さい不透明度が設定された部分は、三次元弾性画像データにおいて寄与度が低くなるつまり可視化度合いが低くされて（半透明に表示され又は十分に透明になり）、目立たなくなる。弾性値のノイズ可能性に応じて不透明度を変えることにより、ノイズ可能性のない部分を十分に不透明にして表示し、ノイズ可能性のある部分を十分に透明にして又は半透明にして表示することが可能となる。これにより、弾性ボリュームデータにノイズ部分が含まれる場合であっても、三次元弾性画像データにおいて、そのノイズ部分を十分に目立たなくすることが可能となる。また、ノイズ部分を常に完全に除去するものではないので、データの欠損が発生しない。それ故、連続性のある自然な三次元弾性画像データを形成することが可能となる。
【０００９】
望ましくは、前記不透明度設定手段は、ノイズ可能性のある弾性値に対する不透明度を、ノイズ可能性のない弾性値に対する不透明度よりも小さくする。これにより、三次元弾性画像データにおいて、ノイズ可能性のない部分よりもノイズ可能性のある部分の透明度が高くなり、ノイズ可能性のある部分が目立たなくなる。
【００１０】
望ましくは、前記不透明度設定手段は、ノイズ可能性のない弾性値については、弾性値と不透明度との関係を規定する不透明度関数から求められる値に対して標準の重み係数を乗算することにより不透明度を求め、ノイズ可能性のある弾性値については、前記不透明度関数から求められる値に対して前記標準の重み係数よりも小さい重み係数を乗算することにより不透明度を求める。
【００１１】
不透明度関数（オパシティ関数）は、弾性値と不透明度との関係を規定する関数である。例えば、弾性値が小さい組織（硬い組織）ほど、大きい不透明度が設定され、弾性値が大きい組織（軟らかい組織）ほど、小さい不透明度が設定される。ノイズ可能性のある弾性値については、標準の重み係数よりも小さい重み係数が用いられる。それ故、ノイズ可能性のある弾性値に対する不透明度は、ノイズ可能性のない弾性値に対する不透明度よりも小さくなる。これにより、三次元弾性画像データにおいて、ノイズ可能性のある部分が目立たなくなる。なお、ノイズ可能性のない弾性値用の不透明度関数と、ノイズ可能性のある弾性値用の不透明度関数と、が用いられてもよい。例えば、ノイズ可能性のある弾性値用の不透明度関数は、ノイズ可能性のない弾性値用の不透明度関数に対して、標準の重み係数よりも小さい重み係数が乗算された関数である。ノイズ可能性の有無に応じて、これらの関数を切り替えて適用することにより、三次元弾性画像データにおいて、ノイズ可能性のある部分を目立たなくすることが可能となる。
【００１２】
望ましくは、前記弾性ボリュームデータ取得手段は、被検体に対する超音波の送受波により複数の弾性フレームデータを取得し、前記複数の弾性フレームデータに基づいて前記弾性ボリュームデータを形成し、弾性値のノイズ可能性は、当該弾性値が、前記複数の弾性フレームデータの中のノイズを含むノイズ弾性フレームデータに属するか否かによって判断される。
【００１３】
上記の構成によると、フレーム単位でノイズか否かが判断される。例えば、各弾性フレームデータに属する点（ボクセル）毎にノイズか否かが判定され、ノイズであると判定された点（ボクセル）の割合が閾値以上となる弾性フレームデータが、ノイズ弾性フレームデータであると判定される。そのノイズ弾性フレームデータに属する点（ボクセル）の弾性値は、ノイズ可能性のある弾性値として処理される。この場合、ノイズではないと判定された点（ボクセル）であっても、ノイズ弾性フレームデータに属する場合には、当該点（ボクセル）の弾性値は、ノイズ可能性のある弾性値として処理されることになる。なお、ボクセル単位でノイズ処理が実行されてもよい。すなわち、ノイズであると判定された点（ボクセル）の弾性値はノイズ可能性のある弾性値として処理され、ノイズではないと判定された点（ボクセル）の弾性値はノイズ可能性のない弾性値として処理されてもよい。この場合、個々のボクセル毎にノイズか否かが判定されることになる。それ故、ノイズであると判定された点（ボクセル）と同じ弾性フレームデータに属する点（ボクセル）であっても、ノイズではないと判定された場合には、当該点（ボクセル）の弾性値は、ノイズ可能性のない弾性値として処理されることになる。
【００１４】
本発明に係るプログラムは、コンピュータを、被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により形成された、前記三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを取得する弾性ボリュームデータ取得手段と、前記弾性ボリュームデータに対して複数のレイを設定し、レイ毎にレイに沿って前記弾性ボリュームデータに基づく弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算を順次実行することにより、各レイに対応する画素値を演算し、これにより三次元弾性画像を形成する三次元弾性画像形成手段と、前記各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて前記不透明度を設定する不透明度設定手段と、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、超音波診断装置において、ノイズが目立たない三次元弾性画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。
【図２】超音波ビームの走査によって形成される走査面を示す模式図である。
【図３】弾性ボリュームデータを示す模式図である。
【図４】輝度画像用オパシティ関数を示す図である。
【図５】弾性画像用オパシティ関数を示す図である。
【図６】弾性画像用オパシティ関数を示す図である。
【図７】弾性値と色相との関係を示す図である。
【図８】弾性画像用オパシティ関数を示す図である。
【図９】三次元弾性画像を示す模式図である。
【図１０】三次元弾性画像を示す模式図である。
【図１１】ノイズ弾性フレームデータを示す模式図である。
【図１２】ノイズ部分を含む弾性ボリュームデータを示す模式図である。
【図１３】三次元弾性画像を示す模式図である。
【図１４】ボリュームレンダリングにおけるサンプリング点とボクセルとを示す模式図である。
【図１５】弾性フレームデータと弾性ボリュームデータとを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されている。図１は、その全体構成を示すブロック図である。超音波診断装置は、病院等の医療機関に設置され、人体に対する超音波の送受波により超音波画像を形成する装置である。
【００１８】
プローブ１０は超音波を送受波する送受波器である。プローブ１０は、超音波を送受波する複数の振動素子を含み、複数の振動素子によって超音波ビームが形成される。本実施形態においては、プローブ１０は、１Ｄアレイ振動子とそれを機械的に走査する走査機構とを含む。１Ｄアレイ振動子は、複数の振動素子が一列に配列されて形成されたものである。１Ｄアレイ振動子による超音波ビームの電子走査により走査面が形成され、その走査面が機械的に走査される。これにおり、三次元エコーデータ取込空間が形成される。または、プローブ１０は２Ｄアレイ振動子を含んでいてもよい。２Ｄアレイ振動子は、複数の振動素子が二次元的に配列されて形成されたものである。この２Ｄアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、その超音波ビームは二次元的に走査される。これにより、三次元エコーデータ取込空間が形成される。電子走査方式としては、電子リニア走査や電子セクタ走査等が知られている。
【００１９】
送信部１２は送信ビームフォーマである。送信部１２は、送信時において、プローブ１０の複数の振動素子に対して一定の遅延関係をもった複数の送信信号を供給する。これにより、超音波の送信ビームが形成される。
【００２０】
受信部１４は受信ビームフォーマである。受信部１４は、受信時において、複数の振動素子から得られる複数の受信信号に対して整相加算処理等を施すことにより、受信ビームを形成する。
【００２１】
送信部１２及び受信部１４の作用により、送信ビーム及び受信ビームが電子的に走査される。これにより、ビーム走査面が形成される。ビーム走査面は複数のビームデータに相当し、それらは受信フレームデータ（ＲＦ信号フレームデータ）を構成する。なお、各ビームデータは深さ方向に並ぶ複数のエコーデータにより構成される。超音波ビームの電子走査を繰り返すことにより、受信部１４から時間軸上に並ぶ複数の受信フレームデータが出力される。それらは受信フレーム列を構成する。なお、超音波の送受において、送信開口合成等の技術が利用されてもよい。
【００２２】
断層画像形成部１８は、座標変換機能及び補間処理機能等を有するデジタルスキャンコンバータにより構成されている。断層画像形成部１８は、受信部１４から出力された受信フレームデータに対して、ゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行い、組織表示フレームデータを形成する。組織表示フレームデータはＢモード断層画像のデータである。断層画像形成部１８は、受信部１４から出力される受信フレームデータ列に基づいて、複数の組織表示フレームデータによって構成される組織表示フレームデータ列を形成する。組織表示フレームデータ列は、モニタ等の表示部４２に出力されて表示される。これにより、リアルタイムでＢモード断層画像が動画像として表示される。
【００２３】
輝度ボリュームデータ形成部２０は、断層画像形成部１８によって形成された組織表示フレームデータ列（複数のＢモード断層画像データ）に基づいて、輝度ボリュームデータを形成する。例えば、輝度ボリュームデータ形成部２０は、複数の組織表示フレームデータをビーム走査面毎に順次並べることにより、輝度ボリュームデータを形成する。このとき、輝度ボリュームデータ形成部２０は、複数の組織表示フレームデータに対して座標変換処理及び補間処理等を適用することにより、直交座標系で表される輝度ボリュームデータを形成する。
【００２４】
不透明度設定部２２は、三次元輝度画像データを形成するための輝度画像用オパシティ関数（輝度画像用不透明度関数）を作成し、その輝度画像用オパシティ関数を三次元輝度画像形成部２４に設定する。輝度画像用オパシティ関数においては、輝度ボリュームデータの輝度値（エコーデータ）に対する不透明度（オパシティ）が規定されている。
【００２５】
三次元輝度画像形成部２４は、輝度ボリュームデータに対してボリュームレンダリング法を適用することにより、三次元輝度画像データを形成する。レンダリングとして、例えば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法においては、三次元輝度画像形成部２４は、輝度ボリュームデータに対して複数のレイ（透過線）を設定し、レイ毎に、レイに沿って各点（ボクセル）の輝度値（エコーデータ）と不透明度（オパシティ）とを利用した出力光量演算を順次実行する。これにより、各レイに対応する画素値が演算され、複数の画素値の集合として三次元輝度画像データが形成される。各ボクセルの輝度値、不透明度、及び、各ボクセルからの出力光量は、例えば、以下の式（１）〜（３）で表現される。三次元輝度画像形成部２４は、不透明度設定部２２によって設定された輝度画像用オパシティ関数を用いて、式（１）〜（３）に従ってボリュームレンダリング法を輝度ボリュームデータに適用することにより、三次元輝度画像データを形成する。
【００２６】
Cout(i)=Cout(i-1)＋(1−Aout(i-1))・A(i)・C(i)・S(i)  ・・・（１）
Aout(i)=Aout(i-1)＋(1−Aout(i-1))・A(i)  ・・・（２）
A(i)=Opacity[C(i)]  ・・・（３）
【００２７】
上記の式において、
C(i)は、視線上におけるｉ番目のボクセル（注目ボクセル）の輝度値である。
Cout(i)は、ｉ番目のボクセルから出力される輝度値（出力光量）である。例えば、視線上にＮ個のボクセルが配置されている場合、０番目のボクセルから（Ｎ−１）番目のボクセルまでの演算結果Cout(N-1)が、最終的に出力される画素値となる。
Cout(i-1)は、（ｉ−１）番目のボクセルから出力される輝度値（出力光量）であり、（ｉ−１）番目のボクセルまでの演算結果である。
A(i)は、視線上におけるｉ番目のボクセルに対する不透明度であり、輝度値C(i)の関数で表される。A(i)は、例えば、０．０〜１．０の間の値が採用される。不透明度は、三次元輝度画像データへのボクセルの寄与度に相当する。
Aout(i)は、ｉ番目のボクセルから出力される累積不透明度である。
Aout(i-1)は、（ｉ−１）番目のボクセルから出力される累積不透明度である。
S(i)は、陰影付けのための重み成分であり、ｉ番目のボクセルの輝度値C(i)とその周辺の輝度値とにより求められた勾配から決定される。光源とボクセルとの位置関係に応じて、例えば、０．０〜１．０の間の値がS(i)として採用される。
【００２８】
Cout(i)とAout(i)の初期値は共に０（ゼロ）である。式（２）に示すように、Aout(i)は、レイがボクセルを通過するたびに積算されて１．０に収束する。よって、（ｉ−１）番目までのボクセルの不透明度の演算結果Aout(i-1)が、ほぼ１．０（≒１．０）となった場合、式（１）に示されているように、ｉ番目以降の輝度値C(i)は、三次元輝度画像データに反映されない。
【００２９】
変位演算部２６は、受信部１４から出力された２つの受信フレームデータに基づいて、被検体内における組織の変位量を演算する。例えば、変位演算部２６は、時間軸上で隣接する２つの受信フレームデータに対して、１次元又は２次元の相関演算処理を行うことにより、各受信フレームデータ内の個々の計測点毎に、組織の変位を示す変位ベクトルを演算する。この変位ベクトルは、変位の方向と大きさに関する１次元又は２次元のベクトルである。この演算によって、複数の計測点における変位ベクトルの分布が得られる。変位ベクトルの演算においては、例えばブロックマッチング法や位相勾配法等が利用される。
【００３０】
ブロックマッチング法においては、各受信フレームデータが、縦方向に数画素かつ横方向に数画素からなる複数のブロックに分けられる。そして、個々のブロック毎に、一方の受信フレームデータにおけるブロックに最も類似するブロックが、他方の受信フレームデータにおいて探索される。これにより、各受信フレームデータにおける計測点（ブロック）毎に変位が演算され、例えば２次元の変位ベクトルが得られる。なお、複数のブロックの探索結果を参照して、予測符号化すなわち差分により標本値を決定する処理等を行って、各計測点の変位ベクトルを得るようにしてもよい。
【００３１】
位相勾配法においては、各受信フレームデータを構成するエコーデータから波の位相情報を得て、その位相情報の変化から波の移動量を算出し、各受信フレームデータにおける各計測点の変位を演算する。これにより、例えば受信ビーム方向における１次元の変位ベクトル、又は、各受信フレームデータにおける二次元の変位ベクトルが得られる。
【００３２】
弾性情報演算部２８は、個々の受信フレームデータ毎に、被検体内における弾性値を演算する。例えば、弾性情報演算部２８は、変位演算部２６によって演算された変位量を利用し、被検体内における組織の弾性値を演算する。弾性値は、例えば、ひずみ、弾性率、変位、粘性、ひずみ比等である。弾性情報演算部２８は、例えば、各計測点における変位ベクトルに基づいて、個々の計測点毎に弾性値を演算する。また、弾性情報演算部２８は、個々の受信フレームデータ毎に弾性値を演算する。
【００３３】
弾性情報演算部２８によって弾性値を演算する場合には、例えば、プローブ１０が被検体に押し当てられ、被検体の体表から被検体内の組織が圧迫され、その圧迫による組織の変位が計測される。その際に、例えば図示しない圧力センサが、プローブ１０の送受波面と被検体の体表との間の圧力を検出し、図示しない応力計測部が、圧力センサによって検出された圧力に基づいて、被検体内部の各計測点における圧力を計測してもよい。
【００３４】
弾性情報演算部２８は、応力計測部によって計測された応力を参照して、各計測点における組織の弾性率を算出する。ひずみのデータは、組織の移動量、例えば変位を空間微分することによって算出される。また、弾性率のデータは、応力の変化をひずみの変化で除算することによって算出される。
【００３５】
例えば、各受信フレームデータ内の位置ｘについて、変位演算部２６によって演算された変位をＬ（ｘ）とし、応力計測部によって計測された応力をＰ（ｘ）とすると、ひずみΔＳ（ｘ）は、Ｌ（ｘ）を空間微分することによって算出することができる。例えば、「ΔＳ（ｘ）＝ΔＬ（ｘ）／Δｘ」という式を用いてひずみを算出することができる。また、弾性率データとしてのヤング率Ｙｍ（ｘ）は「Ｙｍ（ｘ）＝ΔＰ（ｘ）／ΔＳ（ｘ）」という式によって算出することができる。例えば、このヤング率Ｙｍから、受信フレームデータ内の各計測点における弾性率が得られる。
【００３６】
二次元弾性画像形成部３０は、座標変換機能及び補間処理機能等を有するデジタルスキャンコンバータにより構成されている。二次元弾性画像形成部３０は、弾性情報演算部２８から得られる弾性値に基づいて弾性フレームデータを形成する。弾性フレームデータは、二次元の弾性画像データである。弾性画像データは、公知の技術によって形成することができる。例えば、二次元弾性画像形成部３０は、受信フレームデータ内の各計測点における弾性値を表す弾性フレームデータを形成する。
【００３７】
弾性ボリュームデータ形成部３２は、二次元弾性画像形成部３０によって形成された複数の弾性フレームデータに基づいて、三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータを形成する。例えば、弾性ボリュームデータ形成部３２は、複数の弾性フレームデータをビーム走査面毎に順次並べることにより、弾性ボリュームデータを形成する。このとき、弾性ボリュームデータ形成部３２は、複数の弾性フレームデータに対して座標変換処理及び補間処理等を適用することにより、直交座標系で表される弾性ボリュームデータを形成する。
【００３８】
不透明度設定部３４は、三次元弾性画像データを形成するための弾性画像用オパシティ関数（弾性画像用不透明度関数）を作成し、その弾性画像用オパシティ関数を三次元弾性画像形成部３８に設定する。弾性画像用オパシティ関数においては、弾性ボリュームデータの弾性値に対する不透明度（オパシティ）が規定されている。
【００３９】
ノイズ判定部３６は、弾性ボリュームデータに含まれる各ボクセルの弾性値がノイズであるか否かを判定する。また、ノイズ判定部３６は、弾性ボリュームデータに含まれる各弾性フレームデータがノイズであるか否かを判定してもよい。ノイズ判定部３６は、判定結果を示す情報を不透明度設定部３４に出力する。公知技術（例えば特許第４４５５００３号）を用いることにより、各ボクセルの弾性値がノイズ（無益な情報）であるか否かを判定することができ、また、各弾性フレームデータがノイズであるか否かを判定することができる。例えば、任意のボクセルの周辺に存在するボクセルの弾性値の統計的特徴（例えば分散値等）に基づいて、当該任意のボクセルの弾性値がノイズに該当するか否かを判定することができる。例えば、ノイズ判定部３６は、弾性フレームデータに含まれる各ボクセルの弾性値がノイズであるか否かを判定し、ノイズであると判定されたボクセルの割合が閾値以上となる弾性フレームデータを、ノイズ弾性フレームデータであると判定する。なお、この閾値は、ユーザによって任意に設定された値であってもよい。
【００４０】
三次元弾性画像形成部３８は、弾性ボリュームデータに対してボリュームレンダリング法を適用することにより、三次元弾性画像を形成する。レンダリングとして、例えば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法においては、三次元弾性画像形成部３８は、弾性ボリュームデータに対して複数のレイ（透過線）を設定し、レイ毎に、レイに沿って各点（ボクセル）の弾性値と不透明度（オパシティ）とを利用した出力光量演算を順次実行する。これにより、各レイに対応する画素値が演算され、複数の画素値の集合として三次元弾性画像データが形成される。なお、レンダリングの視点及び光源は、三次元弾性画像形成部３８と三次元輝度画像形成部２４とにおいて同じ条件に設定される。各ボクセル値の弾性値、不透明度、及び、各ボクセルからの出力光量は、例えば、以下の式（４）〜（６）で表現される。三次元弾性画像形成部３８は、不透明度設定部３４によって設定された弾性画像用オパシティ関数を用いて、式（４）〜（６）に従ってボリュームレンダリング法を弾性ボリュームデータに適用することにより、三次元弾性画像データを形成する。
【００４１】
Eout(i)=Eout(i-1)＋(1−Aout(i-1))・A(i)・E(i)・S(i)  ・・・（４）
Aout(i)=Aout(i-1)＋(1−Aout(i-1))・A(i)  ・・・（５）
A(i)=Opacity[E(i)]  ・・・（６）
【００４２】
上記の式において、
E(i)は、視線上におけるｉ番目のボクセル（注目ボクセル）の弾性値である。
Eout(i)は、ｉ番目のボクセルから出力される弾性値（出力光量）である。例えば、視線上にＮ個のボクセルが配置されている場合、０番目のボクセルから（Ｎ−１）番目のボクセルまでの演算結果Eout(N-1)が、最終的に出力される画素値となる。
Eout(i-1)は、（ｉ−１）番目のボクセルから出力される弾性値（出力光量）であり、（ｉ−１）番目のボクセルまでの演算結果である。
A(i)は、視線上におけるｉ番目のボクセルに対する不透明度であり、弾性値E(i)の関数で表される。A(i)は、例えば、０．０〜１．０の間の値が採用される。不透明度は、三次元弾性画像データへのボクセルの寄与度に相当する。
Aout(i)は、ｉ番目のボクセルから出力される累積不透明度である。
Aout(i-1)は、（ｉ−１）番目のボクセルから出力される累積不透明度である。
S(i)は、陰影付けのための重み成分であり、ｉ番目のボクセルの弾性値E(i)とその周辺の弾性値とにより求められた勾配から決定される。光源とボクセルとの位置関係に応じて、例えば、０．０〜１．０の間の値がS(i)として採用される。
【００４３】
Eout(i)とAout(i)の初期値は共に０（ゼロ）である。式（５）に示すように、Aout(i)は、レイがボクセルを通過するたびに積算されて１．０に収束する。よって、（ｉ−１）番目までのボクセルの不透明度の演算結果Aout(i-1)が、ほぼ１．０（≒１．０）となった場合、式（４）に示されているように、ｉ番目以降の弾性値E(i)は、三次元弾性画像データに反映されない。
【００４４】
なお、本実施形態では、弾性値E(i)を用いてボリュームレンダリングが実行されるが、弾性値に応じて、光の３原色である赤値（Ｒ）、緑値（Ｇ）、青値（Ｂ）が、各ボクセルに割り当てられてもよい。そして、弾性ボリュームデータが、弾性値に応じた色相の３原色成分に分離され、個々の成分に対してボリュームレンダリングが実行される。この場合、弾性値E(i)に応じた色相の３原色成分がR(i),G(i),B(i)で表現され、式（４）中のE(i)がR(i),G(i),B(i)に置き換えられて、各成分についての演算が実行される。
【００４５】
本実施形態では、不透明度設定部３４は、弾性値のノイズ可能性に応じて不透明度を変える。例えば、不透明度設定部３４は、ノイズ可能性のあるボクセルの弾性値に対する不透明度を、ノイズ可能性のないボクセルの弾性値に対する不透明度よりも小さくする。具体的には、不透明度設定部３４は、ノイズ可能性のないボクセルの弾性値については、弾性画像用オパシティ関数から求められる値に対して標準の重み係数を乗算することにより不透明度を求め、ノイズ可能性のあるボクセルの弾性値については、弾性画像用オパシティ関数から求められる値に対して、標準の重み係数よりも小さい重み係数を乗算することにより不透明度を求める。不透明度設定部３４は、フレーム単位でノイズ処理を行ってもよいし、ボクセル単位でノイズ処理を行ってもよい。フレーム単位でのノイズ処理においては、不透明度設定部３４は、ノイズ弾性フレームデータに属する各ボクセルに対する不透明度を、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルに対する不透明度よりも小さくする。ボクセル単位でのノイズ処理においては、不透明度設定部３４は、ノイズであると判定されたボクセルに対する不透明度を、ノイズではないと判定されたボクセルに対する不透明度よりも小さくする。
【００４６】
例えば、三次元弾性画像形成部３８は、以下の式（７）で表現される不透明度を用いてボリュームレンダリングを実行する。
A(i)=Opacity[E(i)]・w  ・・・（７）
【００４７】
上記の式（７）において、ｗは、ノイズの有無によって決定される重み係数である。
例えば、フレーム単位でノイズ処理が実行される場合、
ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの重み係数は、ｗ＝０．０５に設定され、
ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルの重み係数は、ｗ＝１．０に設定される。
ｗ＝１．０が標準の重み係数に相当し、ｗ＝０．０５が標準の重み係数よりも小さい重み係数に相当する。
【００４８】
また、ボクセル単位でノイズ処理が実行される場合、
ノイズであると判定されたボクセルの重み係数は、ｗ＝０．０５に設定され、
ノイズではないと判定されたボクセルの重み係数は、ｗ＝１．０に設定される。
【００４９】
なお、上記の重み係数ｗの値は一例であり、重み係数ｗは上記の値に限定されるものではない。フレーム単位でノイズ処理が実行される場合、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルが十分に透明になり又は半透明に表示されるのであれば、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの重み係数ｗは、０．０５以外の値であってもよい。同様に、ボクセル単位でノイズ処理が実行される場合、ノイズであると判定されたボクセルが十分に透明になり又は半透明に表示されるのであれば、ノイズであると判定されたボクセルの重み係数は０．０５以外の値であってもよい。また、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセル、又は、ノイズではないと判定されたボクセルが十分に不透明に表示されるのであれば、それらのボクセルの重み係数は１．０以外の値であってもよい。
【００５０】
表示処理部４０は、三次元輝度画像データ、三次元弾性画像データ、Ｂモード断層画像データ、及び、二次元弾性画像データに対して、必要なグラフィックデータをオーバレイ処理し、これによって表示画像データを形成する。例えば、表示処理部４０は、三次元輝度画像データと三次元弾性画像データとを合成処理することにより、表示画像データを構成する。表示画像データは表示部４２に出力され、表示モードに従った表示形態で画像が表示される。また、表示処理部４０は、複数の画像を並べて表示部４２に表示させてもよい。例えば、表示処理部４０は、任意の断面における二次元弾性画像と三次元弾性画像とを並べて表示部４２に表示させてもよい。
【００５１】
表示部４２は、例えば液晶ディスプレイ等の表示デバイスによって構成されている。表示部４２は、複数の表示デバイスによって構成されていてもよい。
【００５２】
制御部４４は、図１に示す各構成の動作制御を行う。制御部４４には、入力部４６が接続されている。入力部４６は、一例として、トラックボールやキーボード等の入力デバイスを含む操作パネルによって構成されている。ユーザは入力部４６を使用して、測定条件等を指定することができる。
【００５３】
上述した超音波診断装置においてプローブ１０以外の構成は、例えばプロセッサや電子回路等のハードウェア資源を利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、プローブ１０以外の構成は、例えばコンピュータによって実現されてもよい。つまり、コンピュータが備えるＣＰＵやメモリやハードディスク等のハードウェア資源と、ＣＰＵ等の動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により、プローブ１０以外の構成の全部又は一部が実現されてもよい。当該プログラムは、ＣＤやＤＶＤ等の記録媒体を経由して、又は、ネットワーク等の通信経路を経由して、図示しない記憶装置に記憶される。別の例として、プローブ１０以外の構成は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって実現されてもよい。
【００５４】
以下、本実施形態に係る超音波診断装置による処理について詳しく説明する。
【００５５】
図２には、超音波ビームの走査によって形成されるビーム走査面が示されている。例えば、プローブ１０に含まれる１Ｄアレイ振動子を矢印の方向に機械的にスイングさせることにより、複数の弾性フレームデータ４８が取得され、これら複数の弾性フレームデータ４８によって弾性ボリュームデータが形成される。もちろん、２Ｄアレイ振動子を用いて超音波ビームを二次元的に走査することにより、弾性ボリュームデータが取得されてもよい。
【００５６】
図３には、弾性ボリュームデータの一例が示されている。例えば、弾性ボリュームデータ５０の中心には、球状の硬い組織５２が表されており、その硬い組織５２の上方と下方とに軟らかい組織５４が表されている。また、硬い組織５２と軟らかい組織５４とを覆うように、硬さが中間の組織５６が表されている。
【００５７】
図４には、輝度画像用オパシティ関数の一例が示されている。この輝度画像用オパシティ関数５８は、不透明度設定部２２によって作成される。図４中のグラフにおいて、横軸は輝度値（エコーデータ）であり、縦軸は不透明度（オパシティ）である。輝度値がある基準値５８ａ以下の範囲においては、不透明度は輝度値の増大とともに増大し、輝度値が基準値５８ａより大きい範囲においては、不透明度は一定の最大値に維持される。この輝度画像用オパシティ関数５８を用いて輝度ボリュームデータに対してボリュームレンダリングを適用することにより、輝度値が大きいボクセルは不透明に表示され、輝度値が小さいボクセルは透明になり又は半透明に表示される。なお、この輝度画像用オパシティ関数５８は一例に過ぎず、これ以外のオパシティ関数が用いられてもよい。例えば、ユーザによって作成された輝度画像用オパシティ関数が用いられてもよい。
【００５８】
図５には、弾性画像用オパシティ関数の一例が示されている。この弾性画像用オパシティ関数６０は、不透明度設定部３４によって作成される。図５中のグラフにおいて、横軸は弾性値（ひずみや弾性率等）であり、縦軸は不透明度である。弾性値は組織の硬さに対応する。弾性値が小さいほど組織の硬さは硬くなり、弾性値が大きいほど組織の硬さは軟らかくなる。弾性値がある基準値６０ａ以下の範囲（弾性値が小さく、組織の硬さが硬い範囲）においては、不透明度は一定の最大値に維持される。これにより、硬い組織が不透明に表示される。弾性値が基準値６０ａと基準値６０ｂ（基準値６０ａよりも大きい値）との間の範囲においては、不透明度は弾性値の増大とともに小さくなる。弾性値が基準値６０ｂよりも大きい範囲（弾性値が大きく、組織の硬さが軟らかい範囲）においては、不透明度は一定の最小値（＞０）に維持される。これにより、軟らかい組織が透明になり又は半透明に表示される。この弾性画像用オパシティ関数６０を用いて弾性ボリュームデータに対してボリュームレンダリングを適用することにより、弾性値が小さいボクセル（硬い組織を表すボクセル）は不透明に表示され、弾性値が大きいボクセル（軟らかい組織を表すボクセル）は透明になり又は半透明に表示される。ただし、目的に応じて、軟らかい組織が不透明に表示されるように、不透明度を設定してもよい。
【００５９】
ちなみに、ボリュームレンダリングの際の視線方向におけるボクセル数に依存するが、一般的に、不透明度を０．１未満に設定すると、半透明な三次元弾性画像データを形成することができる。ただし、半透明な三次元弾性画像データを形成することができるのであれば、それ用の不透明度として０．１以上の値が採用されてもよい。また、視線方向におけるボクセル数に依存するが、一般的に、不透明度を０．５以上に設定すると、不透明な三次元弾性画像データを形成することができる。ただし、不透明な三次元弾性画像データを形成することができるのであれば、それ用の不透明度として０．５未満の値が採用されてもよい。
【００６０】
なお、図５に示す弾性画像用オパシティ関数６０は一例に過ぎず、これ以外のオパシティ関数が用いられてもよい。例えば、ユーザによって作成された弾性画像用オパシティ関数が用いられてもよい。
【００６１】
図６には、弾性画像用オパシティ関数の一例が示されている。この弾性画像用オパシティ関数６２は、上記の弾性画像用オパシティ関数６０に対して重み係数ｗ＝０．０５を乗算することにより得られたオパシティ関数である。つまり、図５に示す弾性画像用オパシティ関数６０は、上記の式（７）において重み係数ｗが１．０のときのオパシティ関数であり、図６に示す弾性画像用オパシティ関数６２は、式（７）において重み係数ｗが０．０５のときのオパシティ関数であるといえる。すなわち、図５に示す弾性画像用オパシティ関数６０は、ノイズ弾性フレームに属さないボクセル、又は、ノイズではないと判定されたボクセル、に対して適用されるオパシティ関数である。一方、図６に示す弾性画像用オパシティ関数６２は、ノイズ弾性フレームに属するボクセル、又は、ノイズであると判定されたボクセル、に対して適用されるオパシティ関数である。弾性画像用オパシティ関数６２においては、全体的に不透明度が小さく設定されているので、この弾性画像用オパシティ関数６２を用いて弾性ボリュームデータにボリュームレンダリングを適用することにより、ノイズに相当する部分を透明にする又は半透明に表示することが可能となる。なお、不透明度を０にまで低減すると、三次元弾性画像が不自然な画像になる場合があるため、弾性画像用オパシティ関数６２においても、不透明度の最小値は０（ゼロ）よりも大きい値に設定されている。
【００６２】
図７には、弾性値と色相との関係が示されている。弾性値に応じて色をボクセルに割り当てる場合、例えば、小さい弾性値を有するボクセル（硬い組織を表すボクセル）には青値（Ｂ）が割り当てられ、大きい弾性値を有するボクセル（軟らかい組織を表すボクセル）には赤値（Ｒ）が割り当てられ、中間の弾性値を有するボクセルには緑値（Ｇ）が割り当てられる。この場合、弾性ボリュームデータが、弾性値に応じた色相の３原色成分に分離され、個々の成分に対してボリュームレンダリングが実行される。図７に示す例では、離散的に色相を割り当てているが、例えば、小さな弾性値から大きな弾性値にかけて、青、緑、赤と、連続的に変化する色相を割り当ててもよい。
【００６３】
図８には、参考例に係る弾性画像用オパシティ関数の一例が示されている。図８中において、横軸は弾性値（ひずみや弾性率等）であり、縦軸は不透明度である。弾性画像用オパシティ関数６４においては、弾性値の全範囲において不透明度が１．０に設定されている。図９には、この弾性画像用オパシティ関数６４を用いて形成された三次元弾性画像が示されている。三次元弾性画像６６は、弾性画像用オパシティ関数６４を用いて、図３に示されている弾性ボリュームデータ５０に対してボリュームレンダリングを適用することにより形成された画像である。図３に示すように、弾性ボリュームデータ５０の中心には球状の硬い組織５２が表されており、不透明度が適切に設定されていれば、硬い組織５２が三次元弾性画像６６に表されるはずである。しかし、弾性画像用オパシティ関数６４においては、弾性値の全範囲において不透明度が１．０に設定されているので、視線方向の手前側に存在する軟らかい組織５４において不透明度が飽和してしまい、内部の構造が表されない三次元弾性画像６６が形成されてしまうことになる。
【００６４】
図１０には、図５に示されている弾性画像用オパシティ関数６０を用いて形成された三次元弾性画像が示されている。この三次元弾性画像６８は、弾性画像用オパシティ関数６０を用いて、図３に示されている弾性ボリュームデータ５０に対いてボリュームレンダリングを適用することにより形成された画像である。三次元弾性画像６８の中心には、硬い組織像７０が不透明に表されており、その硬い組織像７０の上方及び下方には、軟らかい組織像７２が半透明に表されている。硬い組織像７０は、弾性ボリュームデータ５０に表されている硬い組織５２を表す像であり、軟らかい組織像７２は、弾性ボリュームデータ５０に表されている軟らかい組織５４を表す像である。図５に示すように、弾性画像用オパシティ関数６０においては、硬い組織（弾性値が小さいボクセル）には大きい不透明度が設定され、軟らかい組織（弾性値が大きいボクセル）には小さい不透明度が設定されている。それ故、視線方向の手前側に存在する軟らかい組織５４では不透明度は飽和せず、その軟らかい組織５４は半透明に表示される。これにより、内部の硬い組織が表された三次元弾性画像６８を形成することが可能となる。
【００６５】
図１１には、ノイズ弾性フレームデータの一例が示されている。ノイズ弾性フレームデータ７４には、硬い組織７６とともにノイズ部分７８が表されている。ノイズ部分７８は、例えば不均一な圧迫によって生じる。公知技術（例えば特許第４４５５００３号公報）を用いることにより、ノイズ部分７８を特定することができる。図１２には、このノイズ弾性フレームデータ７４を含む弾性ボリュームデータ８０が示されている。この弾性ボリュームデータ８０には、硬い組織８２とともにノイズ部分８４も表されている。この弾性ボリュームデータ８０に対して、図５に示されている弾性画像用オパシティ関数６０を用いてボリュームレンダリングを適用すると、形成された三次元弾性画像において、硬い組織８２を表す像のみならず、ノイズ部分８４を表すノイズ像も表されてしまう。それ故、内部に存在する硬い組織８２の視認性の悪い三次元弾性画像データが形成されてしまうことになる。例えば、硬い組織８２を表す像にノイズ像が重畳して表示され、硬い組織８２の視認性が悪化することが想定される。
【００６６】
図１３には、本実施形態に係る処理によって形成された三次元弾性画像が示されている。三次元弾性画像８６は、上記の式（７）に規定されている弾性画像用オパシティ関数を用いて、図１２に示されている弾性ボリュームデータ８０（ノイズ弾性フレームデータ７４を含む弾性ボリュームデータ）に対してボリュームレンダリングを適用することにより形成された画像である。三次元弾性画像８６の中心には、硬い組織像８８が不透明に表されており、その硬い組織像８８の周辺には、ノイズ像９０が半透明に表されている。
【００６７】
例えばフレーム単位でノイズ処理が実行される場合、不透明度設定部３４は、弾性画像用オパシティ関数から得られる不透明度に対して重み係数ｗ＝１．０を乗算して得られた値を、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルの不透明度として採用し、弾性画像用オパシティ関数から得られる不透明度に対して重み係数ｗ＝０．０５を乗算して得られた値を、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの不透明度として採用する。そして、三次元弾性画像形成部３８は、それらの不透明度を利用して弾性ボリュームデータ８０に対してボリュームレンダリングを適用することにより、三次元弾性画像８６を形成する。例えば、三次元弾性画像形成部３８は、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルに対して、図５に示されている弾性画像用オパシティ関数６０（標準のオパシティ関数）を適用し、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルに対して、図６に示されている弾性画像用オパシティ関数６２（ノイズ用オパシティ関数）を適用する。三次元弾性画像形成部３８は、これらのオパシティ関数を用いて弾性ボリュームデータ８０に対してボリュームレンダリングを適用することにより、三次元弾性画像８６を形成する。ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルに対する不透明度は低く抑えられるので、三次元弾性画像８６において、ノイズ像９０が半透明に表示されることになる。一方、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセルには、標準のオパシティ関数が適用されるので、硬い組織は不透明に表示され、軟らかい組織は半透明に表示されることになる。このように、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルに対する不透明度を低く抑えることにより、三次元弾性画像８６に対するノイズ弾性フレームデータの寄与度が小さくなり、内部に存在する硬い組織の視認性が向上した三次元弾性画像８６を形成することが可能となる。
【００６８】
また、ボクセル単位でノイズ処理が実行される場合、不透明度設定部３４は、弾性画像用オパシティ関数から得られる不透明度に対して重み係数ｗ＝１．０を乗算して得られた値を、ノイズではないと判定されたボクセルの不透明度として採用し、弾性画像用オパシティ関数から得られる不透明度に対して重み係数ｗ＝０．０５を乗算して得られた値を、ノイズであると判定されたボクセルの不透明度として採用する。そして、三次元弾性画像形成部３８は、それらの不透明度を利用して弾性ボリュームデータ８０に対してボリュームレンダリングを適用することにより、三次元弾性画像８６を形成する。例えば、三次元弾性画像形成部３８は、ノイズではないと判定されたボクセルに対して、図５に示されている弾性画像用オパシティ関数６０（標準のオパシティ関数）を適用し、ノイズであると判定されたボクセルに対して、図６に示されている弾性画像用オパシティ関数６２（ノイズ用オパシティ関数）を適用する。これにより、三次元弾性画像８６が形成される。ノイズであると判定されたボクセルに対する不透明度は小さく抑えられるので、三次元弾性画像８６において、ノイズ像９０が半透明に表示されることになる。一方、ノイズではないと判定されたボクセルには、標準のオパシティ関数が適用されるので、硬い組織は不透明に表示され、軟らかい組織は半透明に表示されることになる。このように、ノイズであると判定されたボクセルに対する不透明度を低く抑えることにより、三次元弾性画像８６に対するノイズボクセルの寄与度が小さくなり、内部に存在する硬い組織の視認性が向上した三次元弾性画像８６を形成することが可能となる。
【００６９】
以上のように、本実施形態によると、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルに対する不透明度、又は、ノイズであると判定されたボクセルに対する不透明度、を小さく設定することにより、ノイズ弾性フレームデータの寄与度又はノイズボクセルの寄与度を小さくすることが可能となる。これにより、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。また、ノイズ弾性フレームデータやノイズボクセルは除去されずに弾性ボリュームデータに含まれているので、データの欠損がない連続性のある自然な三次元弾性画像データを形成することが可能となる。つまり、ノイズ弾性フレームデータやノイズボクセルを除去した場合には、除去した部分のデータが欠損し、連続性のない不自然な三次元弾性画像データが形成されることになる。本実施形態では、ノイズ弾性フレームデータやノイズボクセルを除去せずに、それらの不透明度を小さく設定することにより、データの欠損を回避することが可能となる。
【００７０】
（変形例１）
図１４を参照して変形例１について説明する。図１４には、弾性ボリュームデータの一部と、ボリュームレンダリングにおける視線と、が示されている。この弾性ボリュームデータには、ノイズ弾性フレームデータに属さないボクセル９２と、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセル９４と、が含まれている。通常、ボリュームレンダリングにおける視線９６と弾性ボリュームデータに含まれるボクセルとが交差することは少ない。そのため、視線９６上のサンプリング点９８の弾性値を、近傍のボクセル群の弾性値を用いて補間によって求め、サンプリング点９８の弾性値を用いてボリュームレンダリングを行う。
【００７１】
変形例１においては、不透明度設定部３４は、サンプリング点９８の補間元となるボクセル群に含まれる、ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの割合に応じて、補間後のサンプリング点９８に対する不透明度を決定する。一例として、サンプリング点９８の周囲に存在する８個のボクセルの弾性値を用いて、サンプリング点９８の弾性値を補間によって求めるものとする。例えば、８個のボクセルの中で４個のボクセルがノイズ弾性フレームデータに属するボクセルであると判定された場合、不透明度設定部３４は、重み係数ｗ＝０．５として、上記の式（７）によってサンプリング点９８に対する不透明度を決定する。例えば、図５に示されている弾性画像用オパシティ関数６０が使用される。不透明度設定部３４は、この弾性画像用オパシティ関数６０から、サンプリング点９８の弾性値に対応する不透明度を求め、その不透明度に対して重み係数ｗ＝０．５を乗算して得られた値を、サンプリング点９８に対する不透明度として採用する。また、８個のボクセルの中で２個のボクセルがノイズ弾性フレームデータに属するボクセルであると判定された場合、不透明度設定部３４は、重み係数ｗ＝０．７５として、上記の式（７）によってサンプリング点９８に対する不透明度を決定する。また、８個のボクセルの中で６個のボクセルがノイズ弾性フレームデータに属するボクセルであると判定された場合、不透明度設定部３４は、重み係数ｗ＝０．２５として、上記の式（７）によってサンプリング点９８に対する不透明度を決定する。なお、上記の重み係数ｗの値は一例に過ぎず、これら以外の値が重み係数ｗとして用いられてもよい。もちろん、ユーザが重み係数ｗを決定してもよい。上記のように、各サンプリング点９８の弾性値が補間によって求められ、各サンプリング点９８に対する不透明度が決定されると、三次元弾性画像形成部３８は、サンプリング点９８を対象としてボリュームレンダリングを行う。これにより、三次元弾性画像データが形成される。ノイズ弾性フレームデータに属するボクセルの割合が多くなるほど不透明度が小さく設定されるので、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。
【００７２】
別の例として、不透明度設定部３４は、サンプリング点９８の補間元となるボクセル群に含まれる、ノイズであると判定されたボクセルの割合に応じて、補間後のサンプリング点９８に対する不透明度を決定してもよい。この場合も、上記の例と同様に、補間元のボクセル群に含まれるノイズボクセルの割合が多いほど、重み係数ｗが小さく設定され、これにより、不透明度が小さく設定される。その結果、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。
【００７３】
（変形例２）
変形例２では、ノイズ判定部３６は、各弾性フレームデータにおいてノイズであると判定されたボクセルの割合に応じて、各弾性フレームデータについてノイズレベル（ノイズらしさ）を判定する。例えば、ノイズ判定部３６は、ノイズレベルを５段階（レベル１〜５）に分けて、ノイズであると判定されたボクセルの割合が多い弾性フレームデータほど、高いノイズレベルを付与する。例えば、ノイズレベル５が、最もノイズらしい状態を示すレベルであるとする。不透明度設定部３４は、ノイズレベルが「１」の場合に重み係数ｗ＝１．０を使用し、ノイズレベルが「２」の場合に重み係数ｗ＝０．５を使用し、ノイズレベルが「３」の場合に重み係数ｗ＝０．２を使用し、ノイズレベルが「４」の場合に重み係数ｗ＝０．１を使用し、ノイズレベルが「５」の場合に重み係数ｗ＝０．０５を使用する。もちろん、これら以外の値が重み係数として使用されてもよい。また、ユーザが重み係数を決定してもよい。不透明度設定部３４は、ノイズレベルに応じた重み係数ｗを、図５に示されている弾性画像用オパシティ関数６０に乗算することにより、各弾性フレームデータに属する各ボクセルに対する不透明度を決定する。そして、三次元弾性画像形成部３８は、各ボクセルに設定された不透明度を利用してボリュームレンダリングを実行することにより、三次元弾性画像データを形成する。ノイズレベルが高い弾性フレームデータに属するボクセルほど、重み係数ｗが小さく設定され、これにより、不透明度が小さく設定される。その結果、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。
【００７４】
（変形例３）
図１５を参照して変形例３について説明する。図１５には、弾性フレームデータ４８と弾性ボリュームデータ１００の一部とが示されている。図２に示すように、プローブ１０に含まれる１Ｄアレイ振動子を機械的にスイングさせた場合、取得される複数の弾性フレームデータ４８は、図２及び図１５に示すように、孤を描いて空間的に配置される。一方で、ボリュームレンダリングにおいては、データを直交座標系で表した方が、演算が簡便になる。従って、一般的には、座標変換処理を行うことにより、複数の弾性フレームデータ４８から直交座標系で表される弾性ボリュームデータ１００を形成する。このとき、弾性ボリュームデータ１００における点（ボクセル）１０２の弾性値は、周囲に存在する複数の弾性フレームデータ４８上の複数の点１０４の弾性値を用いて、補間処理によって求められる。本実施形態においても、弾性ボリュームデータ形成部３２は、座標変換処理及び補間処理を実行することにより、弾性ボリュームデータ１００を形成する。
【００７５】
変形例３においては、不透明度設定部３４は、重み係数ボリュームデータを形成する。この重み係数ボリュームデータは、三次元の重み係数テーブルに相当する。例えば、不透明度設定部３４は、点（ボクセル）１０２の補間元の弾性フレームデータ４８がノイズ弾性フレームデータに該当するか否かに応じて、当該点（ボクセル）１０２に対する重み係数ｗを決定する。
【００７６】
具体的には、点（ボクセル）１０２の補間元の弾性フレームデータ４８がノイズ弾性フレームデータに該当する場合、不透明度設定部３４は、当該点（ボクセル）に対する重み係数ｗとして０．５を採用する。また、点（ボクセル）１０２の補間元の弾性フレームデータ４８がノイズ弾性フレームデータに該当しない場合、不透明度設定部３４は、当該点（ボクセル）１０２に対する重み係数として１．０を採用する。このようにして、不透明度設定部３４は、弾性ボリュームデータ１００に含まれる各点（ボクセル）１０２の重み係数ｗを決定する。これにより、重み係数ｗからなる重み係数ボリュームデータ（三次元重み係数テーブル）が作成される。
【００７７】
そして、不透明度設定部３４は、上記の式（７）と重み係数ボリュームデータとに従って、各点（ボクセル）１０２に対する不透明度を決定する。不透明度設定部３４は、例えば図５に示されている弾性画像用オパシティ関数６０から、点（ボクセル）１０２の弾性値（補間によって求められた値）に対応する不透明度を求め、その不透明度に対して重み係数ｗを乗算して得られた値を、当該点（ボクセル）１０２に対する不透明度として採用する。各点（ボクセル）１０２に対する不透明度が決定されると、三次元弾性画像形成部３８は、点（ボクセル）１０２を対象としてボリュームレンダリングを行う。これにより、三次元弾性画像データが形成される。補間元の弾性フレームデータがノイズ弾性フレームデータに該当する場合、重み係数ｗが小さく設定されて、不透明度が小さくなる。これにより、ノイズが目立たない三次元弾性画像データを形成することが可能となる。
【００７８】
なお、変形例１，３を組み合わせてもよい。例えば、視線９６上のサンプリング点９８に対する重み係数ｗを、重み係数ボリュームデータにおける近傍８個のボクセルの重み係数ｗから補間によって求めてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０  プローブ、１２  送信部、１４  受信部、１８  断層画像形成部、２０  輝度ボリュームデータ形成部、２２，３４  不透明度設定部、２４  三次元輝度画像形成部、２６  変位演算部、２８  弾性情報演算部、３０  二次元弾性画像形成部、３２  弾性ボリュームデータ形成部、３６  ノイズ判定部、３８  三次元弾性画像形成部、４０  表示処理部、４２  表示部、４４  制御部、４６  入力部。
【要約】
【課題】超音波診断装置において、ノイズが目立たない三次元弾性画像を形成する。
【解決手段】被検体内の三次元空間に対する超音波の送受波により、当該三次元空間内の弾性値分布を表す弾性ボリュームデータが形成される。三次元弾性画像形成部３８において、弾性ボリュームデータに対して複数のレイが設定され、レイ毎にレイに沿って弾性値及び不透明度を利用した出力光量演算が順次実行されることにより、各レイに対応する画素値が演算される。これにより三次元弾性画像が形成される。各出力光量演算に際して、当該出力光量演算で利用する弾性値及び当該弾性値のノイズ可能性に応じて不透明度が設定される。例えば、ノイズ可能性のある弾性値に対する不透明度が、ノイズ可能性のない弾性値に対する不透明度よりも小さく設定される。
【選択図】図１【図１】
0005950291.tif 000002
【図２】
0005950291.tif 000003
【図４】
0005950291.tif 000004
【図５】
0005950291.tif 000005
【図６】
0005950291.tif 000006
【図８】
0005950291.tif 000007
【図９】
0005950291.tif 000008
【図１５】
0005950291.tif 000009
【図３】
0005950291.tif 000010
【図７】
0005950291.tif 000011
【図１０】
0005950291.tif 000012
【図１１】
0005950291.tif 000013
【図１２】
0005950291.tif 000014
【図１３】
0005950291.tif 000015
【図１４】
0005950291.tif 000016