(57)【要約】【課題】測定対象の姿勢を連続的に変えて測定を行う場合や、測定対象の表面を変位させて測定を行う場合であっても、再現性の高い正確な３次元画像データを生成することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】測定対象を測定して得られる測定データを処理して３次元画像データを生成する画像処理装置であって、測定データを取得する取得部と、測定対象および取得部の位置および姿勢をそれぞれ追跡しつつ検出する検出部と、検出部によって検出された測定対象および取得部の位置および姿勢に基づいて、測定対象に対する取得部の位置および姿勢を算出する算出部１２１と、取得部によって取得された測定データと、算出部１２１によって算出された測定対象に対する取得部の位置および姿勢とに基づいて、３次元画像データを生成する生成部１２３と、を備える。【選択図】図３
2018114166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を測定して得られる測定データを処理して３次元画像データを生成する画像処理装置であって、
前記測定データを取得する取得部と、
前記測定対象および前記取得部の位置および姿勢をそれぞれ追跡しつつ検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記測定対象および前記取得部の位置および姿勢に基づいて、前記測定対象に対する前記取得部の位置および姿勢を算出する算出部と、
前記取得部によって取得された前記測定データと、前記算出部によって算出された前記測定対象に対する前記取得部の位置および姿勢とに基づいて、前記３次元画像データを生成する生成部と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記取得部は、前記測定対象を走査しながら超音波を送受信する超音波プローブであることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理装置であって、
前記測定対象は生体であり、
前記検出部は、前記測定対象に対する前記取得部の押し込みの程度をさらに検出し、
前記生成部は、前記取得部によって取得された前記測定データと、前記算出部によって算出された前記測定対象に対する前記取得部の位置および姿勢と、前記検出部によって検出された前記測定対象に対する前記取得部の押し込みの程度と、に基づいて、前記３次元画像データを生成することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象を測定して得られる測定データを処理して３次元画像を生成する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、従来、測定対象を超音波測定して得られる測定データと、測定中の超音波プローブの空間的な位置および向き（座標データ）とに基づいて、３次元画像データを生成する画像処理装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の装置では、超音波プローブに取り付けられた３次元位置センサによって、超音波プローブの座標データを得る。
【０００３】
また、予め取得された測定対象の医用画像の目標位置および測定対象が第１位置状態にあるときのプローブ位置の関係と、測定対象が第１位置状態にあるときのプローブ位置および第２位置状態にあるときのプローブ位置の関係とに基づいて、第２位置状態でのプローブ位置に対応する測定対象の医学画像の目標位置を表示する画像処理装置が知られている（例えば特許文献２参照）。特許文献２記載の装置では、測定対象が第１位置状態から第２位置状態に移動したときに、再度の位置決めを行うことで、第２位置状態でのプローブ位置に対応する測定対象の医学画像の目標位置を表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２６１８０号公報
【特許文献２】特開２０１６−３４４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、３次元位置センサによって得られるのは超音波プローブの座標データのみであり、測定対象の姿勢は考慮されない。このため、測定対象が特定の姿勢を維持した状態で測定を行う場合にしか適用することができず、測定対象の姿勢を変えて測定を行う場合や、超音波プローブなどによって測定対象の表面を変位させて測定を行う場合には、再現性の高い正確な３次元画像データを生成することができない。
【０００６】
また、上記特許文献２記載の装置では、ユーザが測定対象の姿勢の変化を確認し、新たな姿勢の測定対象に対して、再度、超音波プローブなどの位置決めを行う必要があるため、測定対象の姿勢を頻繁に変えて測定を行う場合にはユーザの負担が増大する。また、測定対象の姿勢を連続的に変えて測定を行う場合や、超音波プローブなどによって測定対象の表面を変位させて測定を行う場合には、適用することが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、測定対象を測定して得られる測定データを処理して３次元画像データを生成する画像処理装置であって、測定データを取得する取得部と、測定対象および取得部の位置および姿勢をそれぞれ追跡しつつ検出する検出部と、検出部によって検出された測定対象および取得部の位置および姿勢に基づいて、測定対象に対する取得部の位置および姿勢を算出する算出部と、取得部によって取得された測定データと、算出部によって算出された測定対象に対する取得部の位置および姿勢とに基づいて、３次元画像データを生成する生成部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、測定対象に対する取得部の位置および方向に基づいて、測定データを処理して３次元画像データを生成するように構成したので、測定対象の姿勢を連続的に変えて測定を行う場合や、測定対象の表面を変位させて測定を行う場合であっても、再現性の高い正確な３次元画像データを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像処理装置の全体構成を示す概略図。
【図２】図１の超音波プローブの斜視図。
【図３】図１のコンピュータの処理部の制御構成を示すブロック図。
【図４】図３の位置方向算出部の機能を説明するための説明図。
【図５】図３の２次元データ生成部の機能を説明するための説明図。
【図６】図３の３次元データ生成部の機能を説明するための説明図。
【図７】図３のデータ出力部によってモニタに出力される画面の一例。
【図８】図２に示す処理部で実行される処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜図８を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像処理装置（以下、装置という）１０の概略構成を示す図である。装置１０は、測定対象２０を超音波測定して得られる測定データを処理して３次元画像を生成する画像処理装置として機能する。装置１０は、ＣＰＵ（処理部）１２ａ、ＲＯＭ，ＲＡＭ（メモリ）１２ｂ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置およびモニタ１２ｃを含んで構成されるコンピュータ１２、超音波プローブ１４、距離画像センサ１６を備える。コンピュータ１２と超音波プローブ１４、コンピュータ１２と距離画像センサ１６とは、それぞれ通信ケーブル等の通信部によって互いに接続されており、互いに通信できるようになっている。
【００１１】
超音波プローブ１４は、測定対象２０の表面を走査しながら超音波を送受信し、受信波を電気信号に変換して、測定データ１４ｄとしてコンピュータ１２に送信する。測定データ１４ｄは、測定対象２０の内部構造、特に、測定対象２０の臓器の境界を示す断層像に変換することができる。本実施形態では、超音波プローブ１４としてリニア電子スキャンプローブを使用する場合を例に説明するが、セクタ電子スキャンプローブなどを使用してもよいし、機械走査方式や手動走査方式のスキャンを使用してもよい。
【００１２】
図２は、超音波プローブ１４の斜視図である。超音波プローブ１４は、ケース内に振動子、音響整合層、バッキング材、音響レンズなどが収容される。ユーザは、ケース上部１４ａを把持し、ケース底部１４ｂで測定対象２０の表面を走査しながら超音波測定を行う。ケース上部１４ａとケース底部１４ｂとの間に位置するケース下部１４ｃには、ケース底部１４ｂに平行で、互いに直交する方向に軸を有する、突起１５ａと突起１５ｂとが配置される。突起１５ａ，１５ｂの形状としては、例えば、底面が二等辺三角形の三角錐が適する。突起１５ａ，１５ｂの材質は、例えば、ケースと同じ材質とすることができるが、測定中に変形しない材質が好ましい。
【００１３】
距離画像センサ１６は、卓上に置くための台座１６ａを有する。距離画像センサ１６は、台座１６ａに代えて、ベッドフレームなどに取り付けるためのクリップを有するようにしてもよい。距離画像センサ１６は、図１に示すように、超音波測定中の超音波プローブ１４および測定対象２０に正面が向かうように配置される。距離画像センサ１６は、超音波プローブ１４および測定対象２０の位置および姿勢を追跡しつつ検出、すなわち、超音波プローブ１４および測定対象２０の表面を連続的に検出して３次元位置情報１６ｄを取得し、コンピュータ１２に送信する。
【００１４】
距離画像センサ１６としては、種々の非接触方式のものを利用することができる。例えば、カメラ２台のステレオ方式、レーザスリット光を走査する方式、レーザスポット光を走査する方式、プロジェクタ等の装置を用いてパターン光を物品に投影する方式、光が投光器から出射されてから物品表面で反射し受光器に入射するまでの飛行時間を利用する方式などが挙げられる。
【００１５】
図３は、コンピュータ１２の処理部１２ａの制御構成を示すブロック図である。処理部１２ａは、超音波プローブ１４から測定対象２０を超音波測定して得られた測定データ１４ｄを受信し、距離画像センサ１６から超音波プローブ１４および測定対象２０の表面を検出して得られた３次元位置情報１６ｄを受信する。処理部１２ａは、受信した測定データ１４ｄと３次元位置情報１６ｄとに基づき所定の処理を実行し、測定対象２０の臓器の境界を示す３次元画像に変換可能な３次元データを生成して、メモリ１２ｂおよび／またはモニタ１２ｃに出力する。処理部１２ａは、機能的構成として、位置方向算出部１２１と、２次元データ生成部１２２と、３次元データ生成部１２３と、データ出力部１２４と、測定ガイド部１２５とを有する。
【００１６】
図４は、位置方向算出部１２１の機能を説明するための説明図である。位置方向算出部１２１は、距離画像センサ１６から受信した３次元位置情報１６ｄに基づいて、測定対象２０、具体的には、測定対象２０の表面の３次元形状および骨格（関節）の位置を認識する。位置方向算出部１２１は、認識結果に基づき、検査内容に応じて、認識された測定対象２０の表面に測定領域２０ａを設定する。検査内容は、例えば、乳腺検査や腹部一般検査などで、ユーザによって選択、入力される。測定領域２０ａは、検査内容に応じて、一般的な表面形状および骨格に対して予め設定され、メモリ１２ｂに格納される。位置方向算出部１２１は、予め設定された一般的な表面形状および骨格と、認識された測定対象２０の表面形状および骨格とを比較することで、認識された測定対象２０の表面に測定領域２０ａを設定する。
【００１７】
位置方向算出部１２１によって認識された測定対象２０の表面の３次元形状などは、後述するデータ出力部１２４によってモニタ１２ｃに出力される。測定領域２０ａを位置方向算出部１２１によって自動的に設定せずに、モニタ１２ｃに出力された測定対象２０の表面に、マウスポインタなどを使用して、ユーザが手動で測定領域２０ａを設定することもできる。設定された測定領域２０ａは、測定対象２０に関する情報などとともに、測定日時などの今回の測定を特定するために必要な情報に関連付けられて、メモリ１２ｂに格納される。定期検診などで同一の測定対象２０に対して定期的に同一内容の測定を行う場合、２回目以降の測定では、メモリ１２ｂに格納された前回の測定領域２０ａが使用される。なお、浮腫などにより、前回と今回とで測定対象２０の大きさが変化することがあるが、そのような変化は単なる縮尺の変化とみなすことができるため、表面形状と骨格とに基づく測定領域２０ａの設定に与える影響はごく小さい。
【００１８】
位置方向算出部１２１は、さらに、距離画像センサ１６から受信した３次元位置情報１６ｄ、より具体的には、測定領域２０ａおよび超音波プローブ１４の３次元位置情報１６ｄに基づいて、測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを算出する。位置１４ｐは、超音波プローブ１４のケース底部１４ｂ（図２）の中心点であり、超音波測定中の超音波プローブ１４と測定領域２０ａとの接点に相当する。方向１４ｎは、位置１４ｐを通ってケース底部１４ｂから離間する方向へ向かう超音波プローブ１４の中心軸であり、超音波測定中に超音波プローブ１４が超音波を送信する方向に相当する。方向１４ｎは、超音波測定中における測定領域２０ａ（曲面）の位置１４ｐにおける法線と略一致する。
【００１９】
図２に示すように、超音波プローブ１４のケース下部１４ｃには、ケース底部１４ｂに平行で、互いに直交する方向に軸を有する、突起１５ａ，１５ｂが配置される。このため、位置方向算出部１２１は、３次元位置情報１６ｄに基づいて超音波プローブ１４の方向１４ｎを算出するとき、超音波プローブ１４の表側と裏側と、右側と左側とを正しく認識することが可能となり、超音波プローブ１４の方向１４ｎをより正確に算出することができる。また、突起１５ａ，１５ｂの底面は、底辺が超音波プローブ１４のケース底部１４ｂ側を向いた二等辺三角形である。このため、位置方向算出部１２１は、３次元位置情報１６ｄに基づいて超音波プローブ１４の方向１４ｎを算出するとき、超音波プローブ１４の上側と下側とを正しく認識することが可能となり、超音波プローブ１４の方向１４ｎをより正確に算出することができる。
【００２０】
超音波測定中、位置方向算出部１２１は、距離画像センサ１６から測定領域２０ａおよび超音波プローブ１４の３次元位置情報１６ｄを連続的に受信する。このため、位置方向算出部１２１は、測定領域２０ａを連続的に認識し、測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを連続的に算出することができる。従って、測定対象２０の姿勢を変えて超音波測定を行う場合であっても、測定対象２０の姿勢を変える前後で測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを較正する必要がない。また、測定対象２０の姿勢を連続的に変えて超音波測定を行う場合であっても、測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを連続的に算出することができる。
【００２１】
また、距離画像センサ１６によって検出される３次元位置情報１６ｄには、測定領域２０ａの形状の情報、すなわち、測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の押し込みの程度の情報も含まれる。このため、超音波プローブ１４を押し込むことで測定対象２０の表面を変位させて、換言すれば、測定領域２０ａの形状を変化させて測定を行う場合であっても、測定領域２０ａの形状変化に応じて測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを連続的に算出することができる。
【００２２】
図５は、２次元データ生成部１２２の機能を説明するための説明図である。２次元データ生成部１２２は、超音波プローブ１４から受信した測定データ１４ｄに基づいて、測定対象２０の内部構造を示す断層像（２次元画像）に変換可能な２次元データ１４ｅ２を生成する。２次元データ１４ｅ２には、ピクセルごとの２次元座標情報と輝度情報とが含まる。２次元データ１４ｅ２は、モニタ１２ｃに出力された場合には、図５に簡略化して示すように、臓器の境界ＢＡを示す断層像として表示される。なお、本実施形態のように超音波プローブ１４としてリニア電子スキャンプローブを使用する場合は長方形の断層像が得られるが、断層像の形状は使用する超音波プローブ１４の種類によって異なる（例えば、セクタ電子スキャンプローブを使用する場合は扇形の断層像が得られる）。超音波プローブ１４の種類は、検査内容とともに、ユーザによって選択、入力される。
【００２３】
図６は、３次元データ生成部１２３の機能を説明するための説明図である。３次元データ生成部１２３は、位置方向算出部１２１によって算出された測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎと、距離画像センサ１６によって検出された測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の押し込みの程度とに基づき（図６（ａ））、２次元データ生成部１２２によって生成された２次元データ１４ｅ２を合成し（図６（ｂ））、測定対象２０の内部構造を示す３次元画像に変換可能な３次元データ１４ｅ３を生成する（図６（ｃ），（ｄ））。３次元データ１４ｅ３には、ボクセルごとの３次元座標情報と輝度情報とが含まれる。よって、モニタ１２ｃに出力される３次元データ１４ｅ３は、所望の方向から見た３次元画像、あるいは、所望の断面の断層像として表示することができる。３次元データ１４ｅ３に基づいて、３次元画像上あるいは断層像上の線分の長さ（例えば、リンパ節の長径、短径など）を自動計算することもできる。未測定箇所に対応する３次元画像におけるボクセルまたは所望の断面の断層像におけるピクセルは、輝度情報を有しない。未測定箇所を強調表示させることにより、検査に漏れがないかを確認することができる。
【００２４】
図７は、データ出力部１２４によってモニタ１２ｃに出力される画面の一例である。データ出力部１２４は、２次元データ生成部１２２によって生成された２次元データ１４ｅ２を、測定時の超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度とともに、メモリ１２ｂに出力する。また、データ出力部１２４は、３次元データ生成部１２３によって生成された３次元データ１４ｅ３を、メモリ１２ｂに出力する。２次元データ１４ｅ２はすべて、測定時の超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度に関連付けられてメモリ１２ｂに格納される。一方、３次元データ１４ｅ３は、データ出力部１２４から最後に受信したもののみがメモリ１２ｂに格納される（すなわち、常に最新のものに更新される）。なお、２次元データ１４ｅ２および３次元データ１４ｅ３は、測定領域２０ａなどとともに、測定日時などの今回の測定を特定するために必要な情報に関連付けられて、メモリ１２ｂに格納される。
【００２５】
データ出力部１２４は、３次元データ生成部１２３によって生成された３次元データ１４ｅ３、あるいは、メモリ１２ｂに格納された３次元データ１４ｅ３を、測定対象２０の内部構造を示す３次元画像に変換して、モニタ１２ｃに出力する（図７左側）。図７に示すように、３次元画像と併せて、現在の超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎや、現在の測定面などを表示するようにしてもよい。また、データ出力部１２４は、２次元データ生成部１２２によって生成された２次元データ１４ｅ２を、測定対象２０の内部構造を示す断層像（２次元画像）に変換して、モニタ１２ｃに出力する（図７右上側）。さらに、データ出力部１２４は、前回の測定においてメモリ１２ｂに格納された２次元データ１４ｅ２の中から、現在の超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度に対応する２次元データ１４ｅ２を、測定対象２０の内部構造を示す断層像に変換して、モニタ１２ｃに出力する（図７右下側）。
【００２６】
定期検診などでは、定期的に同一内容の測定が行われる。現在測定中の断層像（図７右上側）と、前回測定された断層像のうち、現在の超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度に対応する断層像（図７右下側）とを同時に表示することで、ユーザが同一部位について前回と今回との比較を行うことが容易になり、経過観察が容易になる。経過観察したい部位がある場合は、その部位を測定中に、ユーザによる音声入力などにより、現在測定中の超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度を、次回測定すべき測定面に対応する超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度として指定し、メモリ１２ｂに記録しておく。
【００２７】
測定ガイド部１２５は、前回の測定中に指定された、今回測定すべき測定面が残っている場合、音声または視覚情報によってその旨をユーザに指示する。測定ガイド部１２５は、ユーザによる音声入力などによって測定ガイドを要求された場合は、音声または視覚情報によって測定ガイドを行う。具体的には、測定ガイド部１２５は、現在測定中の超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度が、今回測定すべき測定面に対応する位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度となるように、ユーザをガイドする。より具体的には、位置１４ｐおよび押し込みの程度として超音波プローブ１４を走査すべき方向を、前後、右左、上下などのように、音声または視覚情報によってガイドする。超音波プローブ１４を走査すべき方向として「下」をガイドされた場合は、超音波プローブ１４を測定対象２０に押し込む。同様に、超音波プローブ１４を走査すべき方向として「上」がガイドされた場合は、押し込んだ超音波プローブ１４を戻す。位置１４ｐおよび押し込みの程度に続き、視覚情報によって方向１４ｎをガイドする。
【００２８】
このような測定ガイド機能は、次回の測定を行うユーザが不慣れな場合に特に有効で、ユーザの習熟度によらず、安定的に正確で再現性のある超音波測定を行うことができる。なお、次回測定すべき測定面が少ない場合には、音声または視覚情報によるガイドに代えて、ステントなどの測定治具を作成してもよい。測定治具を作成する場合は、メモリ１２ｂに格納された測定対象２０の表面形状や超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度などのデータを利用することで、３Ｄプリンタなどを用いて比較的容易に作成することができる。
【００２９】
図８は、処理部１２ａで実行される処理の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１で、距離画像センサ１６から、測定対象２０（測定領域２０ａ）に対する超音波プローブ１４の押し込みの程度を含む、測定対象２０および超音波プローブ１４の３次元位置情報１６ｄを受信する。次いで、ステップＳ２で、位置方向算出部１２１での処理により、測定対象２０の３次元位置情報１６ｄに基づいて測定対象２０を認識する。次いで、ステップＳ３で、認識された測定対象２０の表面に測定領域２０ａを設定する。次いで、ステップＳ４で、測定領域２０ａおよび超音波プローブ１４の３次元位置情報１６ｄに基づいて、測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを算出する。
【００３０】
次いで、ステップＳ５で、超音波プローブ１４から測定データ１４ｄを受信する。次いで、ステップＳ６で、２次元データ生成部１２２での処理により、測定データ１４ｄに基づいて２次元データ１４ｅ２を生成する。次いで、ステップＳ７で、３次元データ生成部１２３での処理により、測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度に基づいて２次元データ１４ｅ２を合成し、３次元データ１４ｅ３を生成する（図６）。
【００３１】
次いで、ステップＳ８で、データ出力部１２４での処理により、超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度、２次元データ１４ｅ２、３次元データ１４ｅ３を、メモリ１２ｂに出力する。次いで、ステップＳ９で、２次元データ１４ｅ２／３次元データ１４ｅ３を断層像／３次元画像に変換してモニタ１２ｃに出力する（図７左側／図７右上側）。次いで、ステップＳ１０で、前回の２次元データ１４ｅ２の中から、現在の超音波プローブ１４の位置１４ｐ、方向１４ｎおよび押し込みの程度に対応する２次元データ１４ｅ２を、断層像に変換してモニタ１２ｃに出力する（図７右下側）。なお、前回の測定データがない場合は、ステップＳ１０はスキップする。
【００３２】
次いで、ステップＳ１１で、測定ガイド部１２５での処理により、今回測定すべき測定面が測定済みか否かを判断し、未測定の場合にはユーザに追加測定を指示する。追加測定の指示に対し、ユーザによる音声入力などによって測定ガイドを要求された場合は、ステップＳ１２で、音声または視覚情報によって測定ガイドを実行する。
【００３３】
本発明の実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）画像処理装置（装置）１０は、測定対象２０を測定して得られる測定データ１４ｄを処理して３次元データ１４ｅ３を生成する画像処理装置であって、測定データ１４ｄを取得する取得部（一例として、超音波プローブ１４）と、測定対象２０および超音波プローブ１４の位置および姿勢をそれぞれ追跡しつつ検出する検出部（一例として、距離画像センサ１６）と、距離画像センサ１６によって検出された測定対象２０および超音波プローブ１４の位置および姿勢に基づいて、測定対象２０（測定領域２０ａ）に対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを算出する位置方向算出部１２１と、超音波プローブ１４によって取得された測定データ１４ｄと、位置方向算出部１２１によって算出された測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎとに基づいて、３次元データ１４ｅ３を生成する３次元データ生成部１２３と、を備える。
【００３４】
すなわち、位置方向算出部１２１は、測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを連続的に算出するため、測定対象２０の姿勢を変えて超音波測定を行う場合であっても、測定対象２０の姿勢を変える前後で測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを較正する必要がない。また、測定対象２０の姿勢を連続的に変えて超音波測定を行う場合であっても、測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを連続的に算出することができる。よって、測定対象２０の姿勢を連続的に変えて超音波測定を行う場合であっても、連続的に算出される超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎに基づいて測定データ１４ｄを合成し、正確で再現性のある３次元データ１４ｅ３を生成することができる。
【００３５】
（２）取得部は、測定対象２０を走査しながら超音波を送受信する超音波プローブ１４であるため、測定中の測定対象２０に与える負荷が小さい。
【００３６】
（３）測定対象２０は生体であり、距離画像センサ１６は、測定対象２０（測定領域２０ａ）に対する超音波プローブ１４の押し込みの程度をさらに検出し、３次元データ生成部１２３は、超音波プローブ１４によって取得された測定データ１４ｄと、位置方向算出部１２１によって算出された測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎと、距離画像センサ１６によって検出された測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の押し込みの程度とに基づいて、３次元データ１４ｅ３を生成する。従って、超音波プローブ１４を押し込むことで測定対象２０の表面を変位させて、換言すれば、測定領域２０ａの形状を変化させて測定を行う場合であっても、測定領域２０ａの形状変化に応じて測定領域２０ａに対する超音波プローブ１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを連続的に算出することが可能となるため、再現性の高い正確な３次元データ１４ｅ３を生成することができる。
【００３７】
本実施形態では、図１などに示すように、測定対象２０を生体として説明したが、測定対象２０は物体でもよい。例えば、海底を測定対象２０として、船底に搭載された音波探査機１４によって同様に測定することができる。具体的には、海底２０下の地層情報を得るための従来の音波探査機１４に、距離画像センサ１６を追加搭載し、海底２０に対する音波探査機１４の位置１４ｐおよび方向１４ｎを算出する。これにより、船の移動や揺れにかかわらず、測定データ１４ｄを正確に解析できるようになる。さらに、距離画像センサ１６によって得られる経時的な３次元位置情報１６ｄに基づいて、測定対象２０に対する音波探査機１４の相対速度を算出することもできるため、ドップラー現象を考慮して測定データ１４ｄの解析精度を向上させることもできる。
【００３８】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  画像処理（装置）、１４  超音波プローブ、１４ｄ  測定データ、１４ｅ３  ３次元データ、１４ｎ  方向、１４ｐ  位置、１６  距離画像センサ、２０  測定対象、１２１  位置方向算出部、１２２  ２次元データ生成部、１２３  ３次元データ生成部、１２４  データ出力部、１２５  測定ガイド部
【図１】
2018114166.tif 000003
【図２】
2018114166.tif 000004
【図３】
2018114166.tif 000005
【図４】
2018114166.tif 000006
【図５】
2018114166.tif 000007
【図６】
2018114166.tif 000008
【図７】
2018114166.tif 000009
【図８】
2018114166.tif 000010