(57)【要約】      （修正有）【課題】２次元画像と３次元画像を組合せて表示させる場合であっても、２次元画像の画質が劣化することを防止し、関心領域を超える２次元画像を表示することができる超音波画像撮像装置及び超音波画像表示方法を提供する。【解決手段】超音波画像撮像装置は、第１の２次元画像記憶部に記憶された複数の２次元画像に補間処理を施すことにより、３次元画像を構成するボリュームレンダリング部と、３次元画像の移動に対応する任意断面の移動について断面位置を計算する断面座標計算部と、第１の２次元画像記憶部及び第２の２次元画像記憶部のうち少なくとも1つの２次元画像記憶部から、断面位置に基づいて３次元画像の移動に応じた選択断面画像を生成する選択断面画像生成部と、３次元画像と選択断面画像とを合成する合成画像生成部とを備える。【選択図】図１
2015016062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像情報により２次元画像を構成する第１の２次元画像構成部と、
前記第１の２次元画像構成部で構成された前記２次元画像を、前記２次元画像の取得位置に関連付けて記憶する第１の２次元画像記憶部と、
前記第１の画像情報と異なる特性を示す第２の画像情報により２次元画像を構成する第２の２次元画像構成部と、
前記第２の２次元画像構成部で構成された前記２次元画像を、前記２次元画像の取得位置に関連付けて記憶する第２の２次元画像記憶部と、
前記第１の２次元画像記憶部に記憶された複数の前記２次元画像に補間処理を施すことにより、３次元画像を構成するボリュームレンダリング部と、
前記３次元画像の移動に対応する任意断面の移動について断面位置を計算する断面座標計算部と、
前記第１の２次元画像記憶部及び前記第２の２次元画像記憶部のうち少なくとも1つの２次元画像記憶部から、前記断面位置に基づいて前記３次元画像の移動に応じた選択断面画像を生成する選択断面画像生成部と、
前記３次元画像と前記選択断面画像とを合成する合成画像生成部と
を備えることを特徴とする超音波画像撮像装置。
【請求項２】
前記第１の２次元画像記憶部に記憶された前記２次元画像の取得位置に基づいて３次元座標変換と補間処理を行い、ボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部と、
前記断面座標計算部で計算された断面位置に基づいて、前記第１の２次元画像記憶部からデータを抽出して、前記３次元画像の移動に応じた直交３断面画像を生成する第１の断面画像構成部と、
前記断面座標計算部で計算された断面位置に基づいて、前記第２の２次元画像記憶部からデータを抽出して、前記３次元画像の移動に応じた直交３断面画像を生成する第２の断面画像構成部とを備え、
前記ボリュームレンダリング部は、前記ボリュームデータ生成部によって生成されたボリュームデータに基づいてボリュームレンダリングを行い、前記３次元画像を構成し、
前記選択断面画像生成部は、前記断面座標計算部で計算された断面位置に基づいて、前記第２の２次元画像記憶部からデータを抽出して、前記直交３断面画像から少なくとも１つの断面を選択し、選択された断面に対して前記３次元画像の移動に応じた前記選択断面画像を生成し、
前記合成画像生成部は、前記ボリュームレンダリング部で構成された前記３次元画像と前記選択断面画像生成部で生成された前記選択断面画像を合成し、合成画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の超音波画像撮像装置。
【請求項３】
前記第２の画像情報と異なる特性を示す第３の画像情報により２次元画像を構成する第３の２次元画像構成部と、
前記第３の２次元画像構成部で構成された前記２次元画像を、前記２次元画像の取得位置に関連付けて記憶する第３の２次元画像記憶部と、
前記第２の２次元画像記憶部から、前記断面位置に基づいて前記３次元画像の移動に応じた選択断面画像を生成する第１の選択断面画像生成部と、
前記第３の２次元画像記憶部から、前記断面位置に基づいて前記３次元画像の移動に応じた選択断面画像を生成する第２の選択断面画像生成部と、
前記第１の選択断面画像生成部で生成された前記選択断面画像及び前記第２の選択断面画像生成部で生成された前記選択断面画像を重畳することにより、重畳選択断面画像を生成する選択断面画像重畳部とを備え、
前記合成画像生成部は、前記３次元画像と前記重畳選択断面画像とを合成することを特徴とする請求項１に記載の超音波画像撮像装置。
【請求項４】
前記第２の画像情報と異なる特性を示す第３の画像情報により２次元画像を構成する第３の２次元画像構成部と、
前記第３の２次元画像構成部で構成された前記２次元画像を、前記２次元画像の取得位置に関連付けて記憶する第３の２次元画像記憶部と、
前記断面座標計算部で計算された断面位置に基づいて、前記第３の２次元画像記憶部からデータを抽出して、前記３次元画像の移動に応じた直交３断面画像を生成する第３の断面画像構成部と、
前記断面座標計算部で計算された断面位置に基づいて、前記第２の２次元画像記憶部からデータを抽出して、前記直交３断面画像から少なくとも１つの断面を選択し、選択された断面に対して前記３次元画像の移動に応じた選択断面画像を生成する第１の選択断面画像生成部と、
前記断面座標計算部で計算された断面位置に基づいて、前記第３の２次元画像記憶部からデータを抽出して、前記直交３断面画像から少なくとも１つの断面を選択し、選択された断面に対して３次元画像の移動に応じた選択断面画像を生成する第２の選択断面画像生成部と、
前記第１の選択断面画像生成部で生成された直交３断面画像の少なくとも１つの選択断面画像及び前記第２の選択断面画像生成部で生成された直交３断面画像の少なくとも１つの選択断面画像を重畳することにより、重畳選択断面画像を生成する選択断面画像重畳部とを備え、
前記合成画像生成部は、前記ボリュームレンダリング部で構成された前記３次元画像と前記選択断面画像重畳部で生成された前記重畳選択断面画像を合成し、前記合成画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の超音波画像撮像装置。
【請求項５】
前記画像情報は、弾性情報、輝度情報、及びドプラ情報から選択される画像情報であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の超音波画像撮像装置。
【請求項６】
前記第１の画像情報と前記第３の画像情報は、輝度情報、弾性情報、ドプラ情報から選択される同じ画像情報であることを特徴とする請求項３又は４に記載の超音波画像撮像装置。
【請求項７】
前記断面座標計算部は、任意断面の断面座標データを出力する任意断面座標計算部を備え、
前記選択断面画像生成部は、前記断面座標データに基づいて、前記任意断面の座標に相当する前記選択断面画像を生成し、
前記ボリュームレンダリング部は、
前記任意断面座標計算部から視線方向距離データを入力し、前記視線方向距離データに格納された前記選択断面画像の視線方向距離より視線方向奥側にあるボリュームデータについて前記３次元画像を構成する第１のボリュームレンダリング部と、
前記任意断面座標計算部から視線方向距離データを入力し、前記視線方向距離データに格納された前記選択断面画像の視線方向距離より視線方向手前側にあるボリュームデータについて前記３次元画像を構成する第２のボリュームレンダリング部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波画像撮像装置。
【請求項８】
前記断面座標計算部は、前記直交３断面の断面座標データを出力する直交３断面座標計算部を備え、
前記第１の断面画像構成部及び前記第２の断面画像構成部は、前記断面座標データに基づいて、前記直交３断面の座標に相当する３つの断面画像をそれぞれ生成し、
前記第１の断面画像構成部で生成された前記断面画像の少なくとも１つの断面画像及び前記第２の断面画像構成部で生成された前記断面画像の少なくとも１つの断面画像を前記合成画像に重畳する重畳部を備えることを特徴とする請求項２に記載の超音波画像撮像装置。
【請求項９】
前記合成画像生成部は、前記合成画像を生成する際に、前記選択断面画像と前記３次元画像にそれぞれの透明度を乗算することで、前記選択断面画像と前記３次元画像の透明度をそれぞれ調整することを特徴とする請求項１に記載の超音波画像撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の画像情報及び前記第３の画像情報は弾性情報であって、
前記第２の選択断面画像生成部は、所定の弾性値の範囲に対応する弾性画像を前記選択断面画像として生成し、
前記ボリュームレンダリング部は、所定の弾性値の範囲に対応する弾性画像を前記３次元画像として構成することを特徴とする請求項３に記載の超音波画像撮像装置。
【請求項１１】
前記弾性値の範囲を調整するインジケータを有する弾性カラーマップを表示することを特徴とする請求項１０に記載の超音波画像撮像装置。
【請求項１２】
第１の画像情報により第１の２次元画像を構成し、
前記第１の２次元画像を、前記２次元画像の取得位置に関連付けて記憶し、
前記第１の画像情報と異なる特性を示す第２の画像情報により第２の２次元画像を構成し、
前記第２の２次元画像を、前記２次元画像の取得位置に関連付けて記憶し、
前記第１の２次元画像に補間処理を施すことにより、３次元画像を構成し、
前記３次元画像の移動に対応する任意断面の移動について断面位置を計算し、
前記第１の２次元画像及び前記第２の２次元画像のうち少なくとも1つの２次元画像から、前記断面位置に基づいて前記３次元画像の移動に応じた選択断面画像を生成し、
前記３次元画像と前記選択断面画像とを合成することを特徴とする超音波画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像撮像装置及び超音波画像表示方法に関し、特に、３次元画像を表示する超音波画像撮像装置及び超音波画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波を利用して被検体内の生体組織の超音波反射率を計測し、それを輝度として診断部位の断層画像を表示していた。また、超音波診断装置は、被検体内の血流などによるドプラ効果を利用して血流速度を測定し、血流速度に応じて色相を付与することにより診断部位の血流速度をカラードプラ画像（ドプラ画像）として表示していた。さらに、近年の超音波診断装置は、画像相関を取り、生体組織の移動量（例えば、変位）を空間微分することにより歪みを計測したり、生体組織に対して圧力変化を与えることにより弾性率を計測したりすることで、歪み又は弾性率を弾性画像として表示することが行われている（例えば、特許文献１）。また、これらの画像を３次元的に構成し、３次元画像が生成される。
【０００３】
このような超音波診断装置では、ボリュームデータ中の任意の断面を示す２次元画像（断層画像）と血流速度を示す３次元画像（ドプラ画像）を組み合わせることが行われている（例えば、特許文献２又は特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−６０８５３号公報
【特許文献２】特開２００１−１４４４６号公報
【特許文献３】特許第４６５３３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の超音波診断装置では、２次元画像（断層画像）と３次元画像（ドプラ画像）を組合せる場合、ボリュームデータから２次元画像（断層画像）を生成していた。しかしながら、空間的に連続する２次元画像に補間処理を施すことにより、ボリュームデータが生成されるので、ボリュームデータから２次元画像（断層画像）を生成する場合、補間処理により２次元画像（断層画像）の画質が劣化するという問題があった。また、設定された関心領域（ＲＯＩ）について補間処理を施すことにより、ボリュームデータが生成されるので、ボリュームデータから２次元画像（断層画像）を生成する場合、設定された関心領域の２次元画像（断層画像）しか表示できないという問題があった。
そこで、本発明は、２次元画像と３次元画像を組合せて表示させる場合であっても、２次元画像の画質が劣化することを防止し、関心領域を超える２次元画像を表示することができる超音波画像撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の超音波画像撮像装置は、第１の画像情報により２次元画像を構成する第１の２次元画像構成部と、前記第１の２次元画像構成部で構成された前記２次元画像を、前記２次元画像の取得位置に関連付けて記憶する第１の２次元画像記憶部と、前記第１の画像情報と異なる特性を示す第２の画像情報により２次元画像を構成する第２の２次元画像構成部と、前記第２の２次元画像構成部で構成された前記２次元画像を、前記２次元画像の取得位置に関連付けて記憶する第２の２次元画像記憶部と、前記第１の２次元画像記憶部に記憶された複数の前記２次元画像に補間処理を施すことにより、３次元画像を構成するボリュームレンダリング部と、前記３次元画像の移動に対応する任意断面の移動について断面位置を計算する断面座標計算部と、前記第１の２次元画像記憶部及び前記第２の２次元画像記憶部のうち少なくとも１つの２次元画像記憶部から、前記断面位置に基づいて前記３次元画像の移動に応じた選択断面画像を生成する選択断面画像生成部と、前記３次元画像と前記選択断面画像とを合成する合成画像生成部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、２次元画像と３次元画像を組合せて表示させる場合であっても、２次元画像の画質が劣化することを防止し、関心領域を超える２次元画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態の超音波画像撮像装置の一例を示したブロック図である。
【図２】断面座標計算部の一例を示したブロック図である。
【図３】任意断面の視線方向距離に関するデータの一例を示した図である。
【図４】任意断面の座標に関するデータの一例を示した図である。
【図５】任意断面座標計算部が視線方向距離データを算出することについて模式的に表した図である。
【図６】任意断面座標計算部が断面座標データを算出することについて模式的に表した図である。
【図７】ボリュームレンダリング部の一例を示したブロック図である。
【図８】奥側３次元弾性画像と手前側３次元弾性画像が合成されることを示した図である。
【図９】超音波診断装置の画像表示部が表示する画像の一例を示した図である。
【図１０】複数の直交３断面画像（２次元断層画像）を選択断面画像として用いた場合に、画像表示部が表示する画像の一例を示した図である。
【図１１】選択断面画像と３次元弾性画像の透明度がそれぞれ調整されることを示した第１の図である。
【図１２】選択断面画像と３次元弾性画像の透明度がそれぞれ調整されることを示した第２の図である。
【図１３】選択断面画像と３次元弾性画像の透明度がそれぞれ調整されることを示した第３の図である。
【図１４】画像表示部が表示する３次元ドプラ画像の一例を示した図である。
【図１５】第１の画像情報として弾性情報を用い、第２の画像情報として輝度情報を用い、第３の画像情報としてドプラ情報を用いる超音波画像撮像装置の一例を示したブロック図である。
【図１６】超音波診断装置の画像表示部が表示する画像の一例を示した図である。
【図１７】第１の画像情報として弾性情報を用い、第３の画像情報としてドプラ情報を用いた場合に、超音波診断装置の画像表示部が表示する画像の一例を示した図である。
【図１８】第１の画像情報として弾性情報を用い、第３の画像情報として弾性情報を用いた場合に、超音波診断装置の画像表示部が表示する画像の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態の超音波画像撮像装置について、図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態の超音波画像撮像装置の一例を示したブロック図である。超音波画像撮像装置は超音波診断装置として用いられてもよい。
【００１０】
図１に示すように、超音波診断装置５０は、被検体１に当接させて用いられる探触子２と、探触子２を介して被検体１に一定の時間間隔で超音波を繰り返し送信する送信部３と、被検体１から反射した反射エコー信号を受信する受信部４と、送信部３と受信部４を制御する超音波送受信制御部５と、受信部４で受信された反射エコーを整相加算する整相加算部６とを備える。
【００１１】
探触子２は、複数の振動子を配設して形成されており、振動子を介して被検体１に超音波を送受信する機能を有している。探触子２は、矩形又は扇形をなす複数の振動子からなり、複数の振動子の配列方向と直交する方向に振動子を機械的に振り、超音波を３次元に送受信することができる。なお、探触子２は、複数の振動子が２次元配列され、超音波の送受信を電子的に制御することができるものであってもよい。
【００１２】
送信部３は、探触子２の振動子を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成する。送信部３は、送信される超音波の収束点を所定の深さに設定する機能を有している。また、受信部４は、探触子２で受信した反射エコー信号について所定のゲインで増幅してＲＦ信号（すなわち、受信信号）を生成する。超音波送受信制御部５は、送信部３や受信部４を制御する。
【００１３】
整相加算部６は、受信部４で増幅されたＲＦ信号の位相を制御し、１つ又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成してＲＦ信号フレームデータ（ＲＡＷデータに相当）を生成するものである。
【００１４】
超音波診断装置５０は、整相加算部６で生成されたＲＦ信号フレームデータに基づく第１の画像情報により２次元画像を構成する第１の２次元画像構成部７と、第１の画像情報と異なる特性を示す第２の画像情報により２次元画像を構成する第２の２次元画像構成部９とを備える。
【００１５】
画像情報は、弾性情報、輝度情報、及びドプラ情報から選択される画像情報である。本実施の形態では、第１の画像情報として弾性情報を用い、第２の画像情報として輝度情報を用いる。第１の２次元画像構成部７は、整相加算部６で生成された複数のＲＦ信号フレームデータから変位を計測し、計測した変位に基づいて弾性値を演算し、第１の画像情報である弾性情報から２次元画像（２次元弾性画像）を構成する。弾性情報は、歪み、弾性率、変位、粘性、及び歪み比のうち少なくとも１つの弾性値を含む。また、第２の２次元画像構成部９は、整相加算部６で生成されたＲＦ信号フレームデータの輝度値に基づいて、第２の画像情報である輝度情報から２次元画像（２次元断層画像）を構成する。第２の２次元画像構成部９は、整相加算部６から出力されるＲＦ信号フレームデータを入力して、ゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、及びフィルタ処理などの信号処理を行い、２次元画像（２次元断層画像）を構成する。
【００１６】
超音波診断装置５０は、第１の２次元画像構成部７で構成された２次元弾性画像を、２次元弾性画像の取得位置（取得座標）に関連付けて記憶する第１の２次元画像記憶部８と、第２の２次元画像構成部９で構成された２次元断層画像を、２次元断層画像の取得位置（取得座標）に関連付けて記憶する第２の２次元画像記憶部１０と、第１の２次元画像記憶部８に記憶された２次元画像（２次元弾性画像）の取得位置に基づいて３次元座標変換と補間処理を行い、ボリュームデータ（弾性ボリュームデータ）を生成するボリュームデータ生成部１１と、ボリュームデータ生成部１１によって生成された弾性ボリュームデータに基づいて、不透明度を用いてボリュームレンダリングを行い、３次元画像（３次元弾性画像）を構成するボリュームレンダリング部１２と、３次元画像（３次元弾性画像）の移動情報（移動、回転、拡大、及び縮小などに関する情報）及び直交３断面画像のそれぞれの断面位置（断面座標）に基づいて、３次元画像（３次元弾性画像）の移動に対応する任意断面（直交３断面を含む）の移動について断面位置（断面座標）を計算する断面座標計算部１３と、断面座標計算部１３で計算された断面位置（断面座標）に基づいて、第１の２次元画像記憶部８からデータを抽出して、３次元画像（３次元弾性画像）の移動に応じた断面画像（２次元弾性画像）の直交３断面画像を生成する第１の断面画像構成部１４と、断面座標計算部１３で計算された断面位置（断面座標）に基づいて、第２の２次元画像記憶部１０からデータを抽出して、３次元画像（３次元弾性画像）の移動に応じた断面画像（２次元断層画像）の直交３断面画像を生成する第２の断面画像構成部１５と、断面座標計算部１３で計算された断面位置に基づいて、第２の２次元画像記憶部１０からデータを抽出して、直交３断面画像（２次元断層画像）から少なくとも１つの断面を選択し、選択された断面（選択断面）に対して３次元画像（３次元弾性画像）の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じた選択断面画像（２次元断層画像）を生成する選択断面画像生成部１６と、ボリュームレンダリング部１２で構成された３次元画像（３次元弾性画像）と選択断面画像生成部１６で生成された選択断面画像を合成し、合成画像を生成する合成画像生成部１７と、第１の断面画像構成部１４で生成された直交３断面画像（断面画像）の少なくとも１つの断面画像及び第２の断面画像構成部１５で生成された直交３断面画像（断面画像）の少なくとも１つの断面画像を合成画像に重畳する重畳部（切替加算部）１８と、重畳部１８で重畳された画像などを表示する画像表示部１９とを備える。
【００１７】
また、超音波診断装置５０は、超音波診断装置５０の各構成要素を制御する制御部２０と、３次元画像（３次元弾性画像）の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）を制御する３次元画像制御部２１と、直交３断面画像の位置を制御する断面画像位置制御部２２と、制御部２０、３次元画像制御部２１、及び断面画像位置制御部２２に各種入力を行う操作部２３とを備える。操作部２３は、キーボードやトラックボールなどを備える。
【００１８】
次に、本実施の形態の断面座標計算部１３、ボリュームレンダリング部１２、合成画像生成部１７の動作について説明する。図２は、断面座標計算部１３の一例を示したブロック図である。図２に示すように、断面座標計算部１３は、任意断面座標計算部１００と直交３断面座標計算部１０１とを備える。任意断面座標計算部１００は、任意断面の断面座標データ（視線方向距離と超音波送受信方向に関するデータ）を出力する。図３は、任意断面の視線方向距離に関するデータの一例を示した図である。図４は、任意断面の座標に関するデータの一例を示した図である。図３に示すように、視線方向距離データ１０２は、最終的に画像が投影されるスクリーンと同じ座標系で、ピクセルごとに任意断面の視線方向距離を格納する。また、図４に示すように、断面座標データ１０３は、最終的に画像が投影されるスクリーンと同じ座標系で、ピクセルごとに任意断面の座標を格納する。ピクセルごとの任意断面の座標は、２次元画像記憶部（第１の２次元画像記憶部８及び第２の２次元画像記憶部１０）に記憶される座標と同様の座標である。第１の２次元画像記憶部８及び第２の２次元画像記憶部１０に記憶される座標は、探触子２の超音波射出表面からの距離Ｒと探触子２の超音波射出表面からの送受信方向(θ，φ）とにより決定される。探触子２は、超音波の送受信と同時に送受信方向（θ，φ）を計測することができ、第１の２次元画像記憶部８及び第２の２次元画像記憶部１０は、探触子２の超音波射出表面からの距離Ｒと２次元画像（２次元弾性画像及び２次元断層画像）の取得位置に相当する送受信方向（θ，φ）を記憶する。断面座標データ１０３が投影面の各ピクセルに任意断面の座標（Ｒ，θ，φ）を格納することで、第１の２次元画像記憶部８及び第２の２次元画像記憶部１０から座標（Ｒ，θ，φ）に相当する２次元画像を投影面に投影することが可能となる。
【００１９】
図５は、任意断面座標計算部１００が視線方向距離データ１０２を算出することについて模式的に表した図である。図５に示すように、視線方向距離データ１０２は、最終的に画像が投影されるスクリーンと同じ座標系（ｓｘ，ｓｙ）で、ピクセルごとに任意断面の視線方向距離を格納する。視線方向距離データ１０２は、ｓｘ軸及びｓｙ軸で表される面で表される。視線方向距離データ１０２は、最終的に画像が投影されるスクリーンと同じ座標系のため、ｓｘ軸及びｓｙ軸からなる２次元空間の座標であるが、仮想的にｓｚ軸を設定して仮想的に３次元空間を設定する。この３次元座標空間をＳ座標系とする。なお、ｓｚ軸は視線方向である。
【００２０】
また、図５において、ｗｘ軸、ｗｙ軸、及びｗｚ軸で表される仮想的な３次元空間が設定され、任意断面及び直交３断面画像はこの座標空間において設定されるものとする。この３次元座標空間をＷ座標系１０４とする。直交３断面画像は、ｗｘ軸、ｗｙ軸、及びｗｚ軸とそれぞれ直交するすように設定される。図５では、直交３断面画像のうちｗｚ軸と直交する任意断面１０５が斜線で例示されている。Ｓ座標系からＷ座標系１０４への変換は、互いの原点位置を定義し、３次元画像（３次元弾性画像）の移動（平行移動、回転移動、拡大、及び縮小など）を表す座標変換行列を用いることにより行うことができる。例えば、３×３の座標変換行列をＭｓｗとすると、Ｓ座標系からＷ座標系１０４への変換式は式（１）で表される。
【００２１】
（ｗｘ，ｗｙ，ｗｚ）＝Ｍｓｗ・（ｓｘ，ｓｙ，ｓｚ）・・・・・(１)
【００２２】
ここで、任意断面１０５の位置は、ｗｚ軸上で表され、断面画像位置制御部２２により設定される。任意断面１０５の位置がｗｚ＝ｑで設定された場合、（ｓｘ，ｓｙ）＝（ｉ，ｊ）とすると、式（１）のうち、ｓｘ，ｓｙ，ｗｚの三変数が既知であり、ｓｚ，ｗｘ，ｗｙの三変数が未知である。したがって、式（１）を連立方程式として解くことによりｓｚを求めることが可能となる。図５に示すように、（ｓｘ，ｓｙ）＝（ｉ，ｊ）におけるスクリーンから任意断面１０５までの視線方向距離がｋである場合、（ｓｘ，ｓｙ）＝（ｉ，ｊ）のときのｓｚがｋとなる。このとき、図３に示すように、視線方向距離データ１０２は、（ｓｘ，ｓｙ）＝（ｉ，ｊ）にｋを格納する。任意断面座標計算部１００は、この計算を（ｓｘ，ｓｙ）の全座標で行い、求められたｓｚの値を視線方向距離データ１０２の各座標に格納する。
【００２３】
図６は、任意断面座標計算部１００が断面座標データ１０３を算出することについて模式的に表した図である。図６（ａ）に示すように、任意断面画像（選択断面画像）は、ボリュームデータ（弾性ボリュームデータ）に対して設定される。この場合、Ｗ座標系１０４にボリュームデータ座標系１０６が設定される。図６（ｂ）に示すように、Ｗ座標系１０４からボリュームデータ座標系１０６への変換は、互いの原点位置や移動量（平行移動量及び回転移動量など）を定義する座標変換行列を用いることにより行うことができる。例えば、３×３の座標変換行列をＭｗｖとすると、Ｗ座標系１０４からボリュームデータ座標系１０６への変換式は式（２）で表される。
【００２４】
（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）＝Ｍｗｖ・（ｗｘ，ｗｙ，ｗｚ）・・・・・（２）
【００２５】
ｗｚ＝ｑが断面画像位置制御部２２により設定されると、式（１）を解くことでｗｘ，ｗｙが求められるので、式（２）から（ｓｘ，ｓｙ）＝（ｉ，ｊ）に対する（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）が算出される。また、図６（ｃ）に示すように、ボリュームデータ生成部１１で行われる３次元座標変換の逆変換を行うことで、（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）に対応する（Ｒ，θ，φ）が求まる。以上により、（ｓｘ，ｓｙ）＝（ｉ，ｊ）に対する（Ｒ，θ，φ）が求められる。このとき、図４に示すように、断面座標データ１０３は、（ｓｘ，ｓｙ）＝（ｉ，ｊ）に（Ｒ，θ，φ）を格納する。任意断面座標計算部１００は、この計算を（ｓｘ，ｓｙ）の全座標で行い、求められた（Ｒ，θ，φ）を断面座標データ１０３の各座標に格納する。
【００２６】
直交３断面座標計算部１０１は、任意断面座標計算部１００と同様に、直交３断面の断面座標データ（視線方向距離と超音波送受信方向に関するデータ）を出力する。直交３断面の断面座標データは、断面座標データ１０３と同様に、最終的に画像が投影されるスクリーンと同じ座標系で、ピクセルごとに直交３断面画像の各断面の座標（Ｒ，θ，φ）を格納する。ピクセルごとの任意断面の座標（Ｒ，θ，φ）は、２次元画像記憶部（第１の２次元画像記憶部８及び第２の２次元画像記憶部１０）に記憶される座標と同様の座標である。具体的には、式（１）の移動を表す座標変換行列Ｍｓｗにおいて、回転成分を０度、ｗｙ軸周りに９０度、及びｗｘ軸周りに９０度とすることで直交３断面の断面座標データが得られる。例えば、回転成分をｗｙ軸周りに９０度とすれば、ｓｚ軸とｗｘ軸が並行なり、ｗｙ−ｗｚ面を正面から見た断面画像が得られる。
【００２７】
第１の断面画像構成部１４及び第２の断面画像構成部１５は、直交３断面座標計算部１０１から出力される直交３断面の断面座標データに基づいて、２次元画像記憶部（第１の２次元画像記憶部８及び第２の２次元画像記憶部１０）から、直交３断面の座標（Ｒ，θ，φ）に相当する３つの断面画像（２次元断層画像又は２次元弾性画像）をそれぞれ生成し、スクリーン投影面に投影する。なお、直交３断面画像の座標（Ｒ，θ，φ）に相当する２次元画像が２次元画像記憶部にない場合、第１の断面画像構成部１４及び第２の断面画像構成部１５は、近接する座標の値に補間処理を施すことにより、直交３断面画像（２次元断層画像又は２次元弾性画像）を生成する。
【００２８】
選択断面画像生成部１６は、任意断面座標計算部１００から出力される断面座標データ１０３に基づいて、第２の２次元画像記憶部１０から、任意断面の座標（Ｒ，θ，φ）に相当する選択断面画像（２次元断層画像）を生成し、スクリーン投影面に投影する。なお、選択断面画像の座標（Ｒ，θ，φ）に相当する２次元画像が第２の２次元画像記憶部１０にない場合、選択断面画像生成部１６は、近接する座標の値に補間処理を施すことにより、選択断面画像（２次元断層画像）を生成する。
【００２９】
図７は、ボリュームレンダリング部１２の一例を示したブロック図である。図８は、ボリュームレンダリング部１２が奥側３次元画像及び手前側３次元画像をそれぞれ構成することを示した図である。ボリュームレンダリング部１２は、奥側ボリュームレンダリング部（第１のボリュームレンダリング部）２００と手前側ボリュームレンダリング部（第２のボリュームレンダリング部）２０１とを備える。本実施の形態では、第１の画像情報として弾性情報を用いているので、ボリュームレンダリング部１２は、弾性ボリュームデータをレンダリングし、３次元弾性画像を構成する。
【００３０】
本実施の形態では、説明を簡略化するために、検査者が最も硬い部位を表す範囲をレンダリングするように設定した場合を説明する。ただし、検査者は複数の範囲をレンダリングするように設定してもよい。奥側ボリュームレンダリング部２００及び手前側ボリュームレンダリング部２０１は、設定された硬さ範囲内の弾性ボリュームデータについて、式（３）〜式（５）を用いてボリュームレンダリングを行い、３次元弾性画像を構成する。
【００３１】
Ｅｏｕｔ（ｉ）＝Ｅｏｕｔ（ｉ−１）＋（１−Ａｏｕｔ（ｉ−１））・Ａ（ｉ）・Ｅ（ｉ）・Ｓ（ｉ）・・・・・（３）
Ａｏｕｔ（ｉ）＝Ａｏｕｔ（ｉ−１）＋（１−Ａｏｕｔ（ｉ−１））・Ａ（ｉ）・・・・・（４）
Ａ（ｉ）＝ＥＯｐａｃｉｔｙ［Ｅ（ｉ）］・・・・・（５）
【００３２】
Ｅ（ｉ）は、３次元弾性画像が投影される２次元投影面上のある点から３次元弾性画像を見た場合の視線上ｉ番目に存在する弾性値である。設定された硬さ範囲以外のデータについては、Ｅ（ｉ）＝０として計算が行われる。Ｅｏｕｔ（ｉ）は、出力されるピクセル値である。例えば、視線上にＮボクセルの弾性値が並んだとき、ｉ＝０からｉ＝Ｎ−１まで弾性値が積算された積算値Ｅｏｕｔ（Ｎ−１）が、最終的に出力されるピクセル値となる。Ｅｏｕｔ（ｉ−１）は、視線上ｉ−１番目までの積算値を示す。また、Ａ（ｉ）は、視線上ｉ番目に存在する弾性値の不透明度であり、式（５）に示す弾性不透明度テーブルである。
【００３３】
Ｓ（ｉ）は、弾性値Ｅ（ｉ）とその周辺の弾性値より求めた勾配より算定される陰影付けのための重み成分で、例えば、ボクセルｉ（視線上ｉ番目のボクセル）を中心とした面の法線が光源方向に一致する場合、ボクセルｉ（視線上ｉ番目のボクセル）を中心とした面は光源の光を最も強く反射するため、Ｓ（ｉ）＝１．０が与えられ、法線が光源方向と直交する場合にはＳ（ｉ）＝０．０が与えられる。このように、Ｓ（ｉ）は、光源の光に基づく陰影などの強調効果を表す。
【００３４】
Ｅｏｕｔ（ｉ）及びＡｏｕｔ（ｉ）は、ともに０を初期値として、式（５）に示されるように、Ａｏｕｔ（ｉ）は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、式（４）に示されるように、視線上ｉ−１番目までのボクセルの不透明度の積算値Ａｏｕｔ（ｉ−１）≒１．０となった場合、視線上ｉ番目以降のボクセル値Ｅ（ｉ）は出力画像に反映されない。
【００３５】
奥側ボリュームレンダリング部（第１のボリュームレンダリング部）２００は、任意断面座標計算部１００から視線方向距離データ１０２を入力し、視線方向距離データ１０２に格納された選択断面画像３０１の視線方向距離より視線方向奥側にあるボリュームデータについてレンダリングを行い、３次元弾性画像（３次元画像）を構成する。例えば、視線方向距離データ１０２上の座標（ｘ，ｙ）に格納された値がｋであり、座標（ｘ，ｙ）の視線上にＮボクセルの弾性値が並ぶとき、奥側ボリュームレンダリング部２００は式（３）〜式（５）を用いてｉ＝ｋ＋１からｉ＝Ｎ−１まで弾性値を積算する。これにより選択断面画像３０１より奥に位置する奥側３次元弾性画像３００が得られる。
【００３６】
手前側ボリュームレンダリング部（第２のボリュームレンダリング部）２０１は、任意断面座標計算部１００から視線方向距離データ１０２を入力し、視線方向距離データ１０２に格納された選択断面画像３０１の視線方向距離より視線方向手前側にあるボリュームデータについてレンダリングを行い、３次元弾性画像（３次元画像）を構成する。例えば、視線方向距離データ１０２上の座標（ｘ，ｙ）に格納された値がｋであり、座標（ｘ，ｙ）の視線上にＮボクセルの弾性値が並ぶとき、手前側ボリュームレンダリング部２０１は式（３）〜式（５）を用いてｉ＝０からｉ＝ｋまで弾性値を積算する。これにより選択断面画像３０１より手前に位置する手前側３次元弾性画像３０２が得られる。
【００３７】
図８では、奥側ボリュームレンダリング部２００から得られる奥側３次元弾性画像３００、選択断面画像生成部１６から得られる選択断面画像３０１、手前側ボリュームレンダリング部２０１から得られる手前側３次元弾性画像３０２が合成される。合成画像生成部１７は、奥側３次元弾性画像３００、選択断面画像３０１、及び手前側３次元弾性画像３０２の順に画像を合成し、合成画像を生成する。
【００３８】
図９は、超音波診断装置５０の画像表示部１９が表示する画像の一例を示した図である。図９に示すように、弾性カラーマップ４００に基づいて、硬い部分に濃い色が割り当てられ、軟らかい部分に薄い色が割り当てられる。図９の弾性カラーマップ４００は、組織の硬軟を離散的に表現しているが、硬い部分から軟らかい部分へ連続的に変化する色を割り当ててもよい。また、図９に示すように、重畳部（切替加算部）１８により直交３断面画像（２次元断層画像）４０１，４０８，４０９と直交３断面画像（２次元弾性画像）４０２，４１０，４１１が重畳される。画像表示部１９は、直交３断面画像（２次元断層画像）４０１，４０８，４０９と直交３断面画像（２次元弾性画像）４０２，４１０，４１１をそれぞれ重畳表示した直交３断面画像４１２，４１３，４１４と、選択断面画像４０５と３次元弾性画像（奥側３次元弾性画像及び手前側３次元弾性画像）４０６を合成表示した合成画像４０４とを表示する。また、合成画像４０４中の選択断面画像４０５は、直交３断面画像（２次元断層画像）４０１と同じ断面画像を３次元弾性画像４０６の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じて移動したものである。つまり、選択断面画像生成部１６は、選択された断面（選択断面）４０１に対して３次元画像（３次元弾性画像）４０６の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じた選択断面画像（２次元断層画像）４０５を生成している。
【００３９】
合成画像４０４は、選択断面画像（２次元断層画像）４０５と３次元弾性画像４０６との空間的関係を示している。また、従来の超音波診断装置では、関心領域はボリュームデータを作成する領域を決定するものとして設定されるので、関心領域の２次元画像（断層画像）しか表示できない。一方、本実施の形態の超音波診断装置５０では、直交３断面画像（２次元断層画像）４０１，４０８，４０９、直交３断面画像（２次元弾性画像）４０２，４１０，４１１、及び選択断面画像４０５はボリュームデータによらず生成されるので、関心領域４０７が設定された範囲外の広い範囲においても各断面画像を描出することができる。また、本実施の形態の超音波診断装置５０では、補間処理が施されたボリュームデータから２次元画像（断層画像）を生成せずに、２次元画像記憶部（第１の２次元画像記憶部８及び第２の２次元画像記憶部１０）に記憶されている２次元画像の値を直接参照することで、補間処理を施す前の精度が高い画像を描出することができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、選択断面画像４０５として１つの２次元断層画像４０１を用いたが、他の直交３断面画像（例えば、２次元断層画像４０８）を選択断面画像として用いてもよく、複数の直交３断面画像（例えば、２次元断層画像４０８，４０９）を選択断面画像として用いてもよい。図１０は、複数の直交３断面画像（２次元断層画像）を選択断面画像として用いた場合に、画像表示部１９が表示する画像の一例を示した図である。図１０に示すように、合成画像４２４は、直交３断面画像（２次元断層画像）４０１，４０８，４０９に対応する複数の選択断面画像４０５，４１５，４１６と３次元弾性画像４０６を合成した画像となる。この場合、奥側３次元画像（奥側３次元弾性画像）及び手前側３次元画像（手前側３次元弾性画像）は、それぞれの直交３断面画像で仕切られた３次元画像の部分（合計８つの部分）ごとに生成されるので、ボリュームレンダリング部１２はそれぞれの部分に応じた奥側ボリュームレンダリング部２００と手前側ボリュームレンダリング部２０１とを備え、それぞれの部分についてボリュームデータをレンダリングし、３次元画像を構成してもよい。
【００４１】
以上、本発明にかかる実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。
【００４２】
例えば、選択断面画像と３次元画像の透明度がそれぞれ調整されてもよい。図１１〜図１３は、選択断面画像と３次元弾性画像の透明度がそれぞれ調整されることを示した図である。図１１に示すように、合成画像生成部１７が合成画像を生成する際に、選択断面画像５００と３次元画像（３次元弾性画像）５０１にそれぞれの透明度を乗算することで、選択断面画像５００と３次元画像（３次元弾性画像）５０１の透明度をそれぞれ調整する。この場合、図１１〜図１３に示すように、操作部２３により選択断面画像５００の透明度を制御する断面画像透明度設定部５０３と、３次元画像（３次元弾性画像）５０１の透明度を制御する３次元画像透明度設定部５０４とが、画像表示部１９の画面に設けられる。図１１では、それぞれの透明度が０で合成された合成画像５０２を示している。図１２では、３次元弾性画像５０１の透明度を高く設定して合成された合成画像５０２を示している。図１３では、選択断面画像５００の透明度を高く設定して合成された合成画像５０２を示している。このように、それぞれの透明度を変化させることで、選択断面画像５００と３次元画像（３次元弾性画像）５０１の空間的関係の把握がより簡便となる。
【００４３】
また、上記の実施の形態では、第１の画像情報として弾性情報を用いたが、第１の画像情報としてドプラ情報（例えば、血流速度情報）を用いてもよい。第１の画像情報として血流速度情報を用いる場合、第１の２次元画像構成部７は、整相加算部６で生成された複数のＲＦ信号フレームデータに対してドプラ復調などの演算を行い、血流速度情報に変換して２次元画像（２次元ドプラ画像）を構成する。第１の２次元画像記憶部８は、２次元画像（２次元ドプラ画像）を記憶し、ボリュームデータ生成部１１は、２次元画像（２次元ドプラ画像）の取得位置に基づいて、ボリュームデータ（血流ボリュームデータ）を生成し、第１の断面画像構成部１４は、３次元画像（３次元ドプラ画像）の移動に応じた断面画像（２次元ドプラ画像）の直交３断面画像を生成する。
【００４４】
図１４は、画像表示部１９が表示する３次元ドプラ画像の一例を示した図である。図１４に示すように、血流カラーマップ６００に基づいて、正負の血流速度に色が割り当てられる。例えば、正の血流速度に赤色が割り当てられ、負の血流速度に青色が割り当てられる。図１４の血流カラーマップ６００は、正負の血流速度を離散的に表現しているが、正の血流速度から負の血流速度へ連続的に変化する色相を割り当てるためのカラーマップが用いられてもよい。図１４では、画像表示部１９は、直交３断面画像（２次元断層画像）６０１，６０８，６０９と直交３断面画像（２次元ドプラ画像）６０２，６１０，６１１をそれぞれ重畳表示した直交３断面画像６１２，６１３，６１４と、選択断面画像（２次元断層画像）６０５と３次元ドプラ画像（奥側３次元ドプラ画像及び手前側３次元ドプラ画像）６０６を合成表示した合成画像６０４を表示する。また、合成画像６０４中の選択断面画像６０５は、直交３断面画像（２次元断層画像）６０１と同じ断面画像を３次元ドプラ画像６０６の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じて移動したものである。つまり、選択断面画像生成部１６は、選択された断面（選択断面）６０１に対して３次元画像（３次元ドプラ画像）６０６の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じた選択断面画像（２次元断層画像）６０５を生成している。合成画像６０４は、選択断面画像（２次元断層画像）６０５と３次元ドプラ画像６０６との空間的関係を示している。また、従来の超音波診断装置では、関心領域はボリュームデータを作成する領域を決定するものとして設定されるので、関心領域の２次元画像（断層画像）しか表示できない。一方、本実施の形態の超音波診断装置５０では、直交３断面画像（２次元断層画像）６０１，６０８，６０９、直交３断面画像（２次元ドプラ画像）６０２，６１０，６１１、及び選択断面画像６０５はボリュームデータによらず生成されるので、関心領域４０７が設定された範囲外の広い範囲においても各断面画像を描出することができる。また、本実施の形態の超音波診断装置５０では、補間処理が施されたボリュームデータから２次元画像（断層画像）を生成せずに、２次元画像記憶部（第１の２次元画像記憶部８及び第２の２次元画像記憶部１０）に記憶されている２次元画像の値を直接参照することで、補間処理を施す前の精度が高い画像を描出することができる。
【００４５】
また、選択断面画像６０５として１つの２次元断層画像６０１を用いたが、他の直交３断面画像（例えば、２次元ドプラ画像６１０）を選択断面画像として用いてもよく、複数の直交３断面画像（例えば、２次元断層画像６０８及び２次元ドプラ画像６１０）を選択断面画像として用いてもよい。
【００４６】
また、上記の実施の形態では、第１の画像情報として弾性情報又はドプラ情報（血流情報）を用いたが、第１の画像情報として弾性情報を用い、第３の画像情報としてドプラ情報を用いてもよい。なお、第２の画像情報は輝度情報のままである。図１５は、第１の画像情報として弾性情報を用い、第２の画像情報として輝度情報を用い、第３の画像情報としてドプラ情報を用いる超音波画像撮像装置の一例を示したブロック図である。図１５に示すように、超音波診断装置５００は、整相加算部６で生成されたＲＦ信号フレームデータに基づく第１の画像情報（弾性情報）により２次元画像（２次元弾性画像）を構成する第１の２次元画像構成部７と、第１の画像情報と異なる特性を示す第２の画像情報（輝度情報）により２次元画像（２次元断層画像）を構成する第２の２次元画像構成部９と、第１の画像情報及び第２の画像情報と異なる特性を示す第３の画像情報（ドプラ情報）により２次元画像（２次元血流画像）を構成する第３の２次元画像構成部７００とを備える。
【００４７】
第１の２次元画像構成部７は、整相加算部６で生成された複数のＲＦ信号フレームデータから変位を計測し、計測した変位に基づいて弾性値を演算し、第１の画像情報である弾性情報から２次元画像（２次元弾性画像）を構成する。弾性情報は、歪み、弾性率、変位、粘性、及び歪み比のうち少なくとも１つの弾性値を含む。また、第２の２次元画像構成部９は、整相加算部６で生成されたＲＦ信号フレームデータの輝度値に基づいて、第２の画像情報である輝度情報から２次元画像（２次元断層画像）を構成する。第２の２次元画像構成部９は、整相加算部６から出力されるＲＦ信号フレームデータを入力して、ゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、及びフィルタ処理などの信号処理を行い、２次元画像（２次元断層画像）を構成する。また、第３の２次元画像構成部７００は、整相加算部６で生成されたＲＦ信号フレームデータに対してドプラ復調などの演算を行い、第３の画像情報であるドプラ情報から２次元画像（２次元血流画像）を構成する。
【００４８】
超音波診断装置５００は、第１の２次元画像構成部７で構成された２次元弾性画像を、取得位置（取得座標）に関連付けて記憶する第１の２次元画像記憶部８と、第２の２次元画像構成部９で構成された２次元断層画像を、取得位置（取得座標）に関連付けて記憶する第２の２次元画像記憶部１０と、第３の２次元画像構成部７００で構成された２次元血流画像を、取得位置（取得座標）に関連付けて記憶する第３の２次元画像記憶部７０１と、第１の２次元画像記憶部８に記憶された２次元画像（２次元弾性画像）の取得位置に基づいて３次元座標変換と補間処理を行い、ボリュームデータ（弾性ボリュームデータ）を生成するボリュームデータ生成部１１と、ボリュームデータ生成部１１によって生成された弾性ボリュームデータに基づいて不透明度を用いてボリュームレンダリングを行い、３次元画像（３次元弾性画像）を構成するボリュームレンダリング部１２と、３次元画像（３次元弾性画像）の移動情報（移動、回転、拡大、及び縮小などに関する情報）及び直交３断面画像のそれぞれの断面位置（断面座標）に基づいて、３次元画像（３次元弾性画像）の移動に対応する任意断面（直交３断面を含む）の移動について断面位置（断面座標）を計算する断面座標計算部１３と、断面座標計算部１３で計算された断面位置（断面座標）に基づいて、第２の２次元画像記憶部１０からデータを抽出して、３次元画像（３次元弾性画像）の移動に応じた断面画像（２次元断層画像）の直交３断面画像を生成する第２の断面画像構成部１５と、断面座標計算部１３で計算された断面位置（断面座標）に基づいて、第３の２次元画像記憶部７０１からデータを抽出して、３次元画像（３次元弾性画像）の移動に応じた断面画像（２次元血流画像）の直交３断面画像を生成する第３の断面画像構成部７０４と、断面座標計算部１３で計算された断面位置（断面座標）に基づいて、第２の２次元画像記憶部１０からデータを抽出して、直交３断面画像（２次元断層画像）から少なくとも１つの断面を選択し、選択された断面（選択断面）に対して３次元画像（３次元弾性画像）の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じた選択断面画像（２次元断層画像）を生成する第１の選択断面画像生成部７０２と、断面座標計算部１３で計算された断面位置（断面座標）に基づいて、第３の２次元画像記憶部７０１からデータを抽出して、直交３断面画像（２次元血流画像）から少なくとも１つの断面を選択し、選択された断面（選択断面）に対して３次元画像（３次元弾性画像）の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じた選択断面画像（２次元血流画像）を生成する第２の選択断面画像生成部７０３と、第１の選択断面画像生成部７０２で生成された直交３断面画像の少なくとも１つの選択断面画像（２次元断層画像）及び第２の選択断面画像生成部７０３で生成された直交３断面画像の少なくとも１つの選択断面画像（２次元血流画像）を重畳することにより、重畳選択断面画像を生成する選択断面画像重畳部７０５と、ボリュームレンダリング部１２で構成された３次元画像（３次元弾性画像）と選択断面画像重畳部７０５で生成された重畳選択断面画像を合成し、合成画像を生成する合成画像生成部１７と、第２の断面画像構成部１５で生成された直交３断面画像の少なくとも１つの断面画像及び第３の断面画像構成部７０４で生成された直交３断面画像の少なくとも１つの断面画像を合成画像に重畳する重畳部（切替加算部）１８と、重畳部１８で重畳された画像などを表示する画像表示部１９とを備える。
【００４９】
なお、超音波診断装置５００は、第１の２次元画像記憶部８からデータを抽出して、３次元画像（３次元弾性画像）の移動に応じた断面画像（２次元弾性画像）の直交３断面画像を生成する第１の断面画像構成部１４を備え、重畳部（切替加算部）１８は、第１の断面画像構成部１４で生成された直交３断面画像の少なくとも１つの断面画像を合成画像に重畳してもよいが、図１５では第１の断面画像構成部１４は省略されている。
【００５０】
第１の選択断面画像生成部７０２及び第２の選択断面画像生成部７０３は、上記の選択断面画像生成部１６と同様の機能を有し、それぞれ選択断面画像（２次元断層画像及び２次元血流画像）を生成する。選択断面画像重畳部７０５は、２次元断層画像及び２次元血流画像を重畳し、重畳選択断面画像を生成する。選択断面画像を重畳する際の重み付けは、操作部２３から設定されてもよい。合成画像生成部１７は、上記と同様に、３次元画像（３次元弾性画像）と重畳選択断面画像を合成し、合成画像を生成する。
【００５１】
図１６は、超音波診断装置５００の画像表示部１９が表示する画像の一例を示した図である。図１６に示すように、血流カラーマップ８００に基づいて、正負の血流速度に色が割り当てられる。また、弾性カラーマップ８５０に基づいて、硬い部分に濃い色が割り当てられ、軟らかい部分に薄い色が割り当てられる。血流カラーマップ８００は、正負の血流速度を離散的に表現しているが、正の血流速度から負の血流速度へ連続的に変化する色相を割り当てるためのカラーマップが用いられてもよい。弾性カラーマップ８５０は、組織の硬軟を離散的に表現しているが、硬い部分から軟らかい部分へ連続的に変化する色を割り当ててもよい。
【００５２】
また、画像表示部１９は、直交３断面画像（２次元断層画像）８０１，８０８，８０９と直交３断面画像（２次元ドプラ画像）８０２，８１０，８１１をそれぞれ重畳表示した直交３断面画像８１２，８１３，８１４と、選択断面画像（２次元断層画像）８０４と選択断面画像（２次元ドプラ画像）８１５を重畳した重畳選択断面画像８１６と、重畳選択断面画像８１６と３次元弾性画像（奥側３次元弾性画像及び手前側３次元弾性画像）８０５を合成表示した合成画像８０６を表示する。また、合成画像８０６中の重畳選択断面画像８１６は、直交３断面画像（２次元断層画像）８１２と同じ断面画像を３次元弾性画像８０５の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じて移動したものである。つまり、選択断面画像生成部（第１の選択断面画像生成部７０２及び第２の選択断面画像生成部７０３）は、選択された断面（選択断面）に対して３次元画像（３次元弾性画像）８０５の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じた選択断面画像（２次元断層画像８０４及び２次元ドプラ画像８１５）を生成している。選択断面画像重畳部７０５は、選択断面画像（２次元断層画像８０４及び２次元ドプラ画像８１５）を重畳し、重畳選択断面画像８１６を生成する。合成画像８０６は、重畳選択断面画像８１６と３次元弾性画像８０５との空間的関係を示している。例えば、腫瘍は他の組織に比べ一般的に硬く、血流が豊富になる傾向がある。したがって、本実施の形態によれば、２次元断層画像８０４及び２次元ドプラ画像８１５が重畳され、重畳選択断面画像８１６が生成されることで、腫瘍周辺の組織像と血流の様子を観察することができるとともに、３次元弾性画像８０５が合成されることで、腫瘍周辺の硬さの広がりを立体的に把握することができる。
【００５３】
また、従来の超音波診断装置では、関心領域はボリュームデータを作成する領域を決定するものとして設定されるので、関心領域の２次元画像（断層画像）しか表示できない。一方、本実施の形態の超音波診断装置５００では、直交３断面画像（２次元断層画像）８０１，８０８，８０９、直交３断面画像（２次元ドプラ画像）８０２，８１０，８１１、及び選択断面画像８１６はボリュームデータによらず生成されるので、関心領域４０７が設定された範囲外の広い範囲においても各断面画像を描出することができる。また、本実施の形態の超音波診断装置５００では、補間処理が施されたボリュームデータから２次元画像（断層画像及び血流画像）を生成せずに、２次元画像記憶部（第１の２次元画像記憶部８、第２の２次元画像記憶部１０、及び第３の２次元画像記憶部７０１）に記憶されている２次元画像の値を直接参照することで、補間処理を施す前の精度が高い画像を描出することができる。
【００５４】
また、重畳選択断面画像８１６として１組の２次元画像（２次元断層画像８０１及び２次元ドプラ画像８０２）を用いたが、他の組の直交３断面画像（例えば、２次元断層画像８０８及び２次元ドプラ画像８１０）を重畳選択断面画像として用いてもよく、複数の組の直交３断面画像（例えば、２次元断層画像８０８及び２次元ドプラ画像８１０の組と２次元断層画像８０９及び２次元ドプラ画像８１１の組を含む２組）を選択断面画像として用いてもよい。また、重畳選択断面画像８１６と３次元画像（３次元弾性画像８０５）の透明度がそれぞれ調整されてもよい。
【００５５】
図１５の超音波診断装置５００は、第１の画像情報として弾性情報を用い、第３の画像情報としてドプラ情報を用いたが、第１の画像情報としてドプラ情報を用い、第３の画像情報として弾性情報を用いてもよい。なお、第２の画像情報は輝度情報のままである。第１の画像情報として血流速度情報を用いる場合、第１の２次元画像構成部７は、整相加算部６で生成された複数のＲＦ信号フレームデータに対してドプラ復調などの演算を行い、血流速度情報に変換して２次元画像（２次元ドプラ画像）を構成する。第３の画像情報として弾性情報を用いる場合、第３の２次元画像構成部７００は、整相加算部６で生成された複数のＲＦ信号フレームデータから変位を計測し、計測した変位に基づいて弾性値を演算し、第３の画像情報である弾性情報から２次元画像（２次元弾性画像）を構成する。弾性情報は、歪み、弾性率、変位、粘性、及び歪み比のうち少なくとも１つの弾性値を含む。
【００５６】
図１７は、第１の画像情報として弾性情報を用い、第３の画像情報としてドプラ情報を用いた場合に、超音波診断装置５００の画像表示部１９が表示する画像の一例を示した図である。図１７に示すように、弾性カラーマップ９００に基づいて、硬い部分に濃い色が割り当てられ、軟らかい部分に薄い色が割り当てられる。また、血流カラーマップ９０１に基づいて、正負の血流速度に色が割り当てられる。弾性カラーマップ９００は、組織の硬軟を離散的に表現しているが、硬い部分から軟らかい部分へ連続的に変化する色を割り当ててもよい。血流カラーマップ９０１は、正負の血流速度を離散的に表現しているが、正の血流速度から負の血流速度へ連続的に変化する色相を割り当てるためのカラーマップが用いられてもよい。
【００５７】
図１７に示すように、重畳部（切替加算部）１８により直交３断面画像（２次元断層画像）９０２，９０８，９０９と直交３断面画像（２次元弾性画像）９０３，９１０，９１１が重畳される。画像表示部１９は、直交３断面画像（２次元断層画像）９０２，９０８，９０９と直交３断面画像（２次元弾性画像）９０３，９１０，９１１をそれぞれ重畳表示した直交３断面画像９１２，９１３，９１４と、選択断面画像（２次元断層画像）９０４と選択断面画像（２次元弾性画像）９１５を重畳した重畳選択断面画像９１６と、重畳選択断面画像９１６と３次元ドプラ画像（奥側３次元ドプラ画像及び手前側３次元ドプラ画像）９０５を合成表示した合成画像９０６を表示する。また、合成画像９０６中の重畳選択断面画像９１６は、直交３断面画像（２次元断層画像）９１２と同じ断面画像を３次元ドプラ画像９０５の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じて移動したものである。つまり、選択断面画像生成部（第１の選択断面画像生成部７０２及び第２の選択断面画像生成部７０３）は、選択された断面（選択断面）に対して３次元画像（３次元ドプラ画像）９０５の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じた選択断面画像（２次元断層画像９０２及び２次元弾性画像９０３）を生成している。選択断面画像重畳部７０５は、選択断面画像（２次元断層画像９０２及び２次元弾性画像９０３）を重畳し、重畳選択断面画像９１６を生成する。合成画像９０６は、重畳選択断面画像９１６と３次元弾性画像９０５との空間的関係を示している。本実施の形態によれば、２次元断層画像９０２及び２次元弾性画像９０３が重畳され、重畳選択断面画像９１６が生成されることで、腫瘍周辺の組織像と弾性情報を観察することができるとともに、３次元ドプラ画像９０５が合成されることで、腫瘍周辺の血流状態を立体的に把握することができる。
【００５８】
また、従来の超音波診断装置では、関心領域はボリュームデータを作成する領域を決定するものとして設定されるので、関心領域の２次元画像（断層画像）しか表示できない。一方、本実施の形態の超音波診断装置５００では、直交３断面画像（２次元断層画像）９０２，９０８，９０９、直交３断面画像（２次元弾性画像）９０３，９１０，９１１、及び選択断面画像９１６はボリュームデータによらず生成されるので、関心領域４０７が設定された範囲外の広い範囲においても各断面画像を描出することができる。また、本実施の形態の超音波診断装置５００では、補間処理が施されたボリュームデータから２次元画像（断層画像及び血流画像）を生成せずに、２次元画像記憶部（第１の２次元画像記憶部８、第２の２次元画像記憶部１０、及び第３の２次元画像記憶部７０１）に記憶されている２次元画像の値を直接参照することで、補間処理を施す前の精度が高い画像を描出することができる。
【００５９】
また、重畳選択断面画像９１６として１組の２次元画像（２次元断層画像９０２及び２次元弾性画像９０３）を用いたが、他の組の直交３断面画像（例えば、２次元断層画像９０８及び２次元弾性画像９１０）を重畳選択断面画像として用いてもよく、複数の組の直交３断面画像（例えば、２次元断層画像９０８及び２次元弾性画像９１０の組と２次元断層画像９０９及び２次元弾性画像９１１の組を含む２組）を選択断面画像として用いてもよい。また、重畳選択断面画像９１６と３次元画像（３次元ドプラ画像９０５）の透明度がそれぞれ調整されてもよい。
【００６０】
第１の画像情報、第２の画像情報、及び第３の画像情報は、操作部２３により輝度情報、弾性情報、ドプラ情報から選択可能である。また、第１の画像情報と第３の画像情報は、輝度情報、弾性情報、ドプラ情報から選択される同じ画像情報であってもよい。例えば、第１の画像情報として弾性情報を用い、第２の画像情報として輝度情報を用い、第３の画像情報として弾性情報を用いてもよい。つまり、第３の画像情報は、第２の画像情報と異なる特性を示す画像情報であればよい。図１８は、第１の画像情報として弾性情報を用い、第３の画像情報として弾性情報を用いた場合に、超音波診断装置５００の画像表示部１９が表示する画像の一例を示した図である。図１８に示すように、画像表示部１９は、直交３断面画像（２次元断層画像）９０２，９０８，９０９と直交３断面画像（２次元弾性画像）９０３，９１０，９１１をそれぞれ重畳表示した直交３断面画像９１２，９１３，９１４と、選択断面画像（２次元断層画像）９０４と選択断面画像（２次元弾性画像）９１５を重畳した重畳選択断面画像９１６と、重畳選択断面画像９１６と３次元弾性画像（奥側３次元弾性画像及び手前側３次元弾性画像）９２５を合成表示した合成画像９２６を表示する。また、合成画像９２６中の重畳選択断面画像９１６は、直交３断面画像（２次元断層画像）９１２と同じ断面画像を３次元弾性画像９２５の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じて移動したものである。つまり、選択断面画像生成部（第１の選択断面画像生成部７０２及び第２の選択断面画像生成部７０３）は、選択された断面（選択断面）に対して３次元画像（３次元弾性画像）９２５の移動（移動、回転、拡大、及び縮小など）に応じた選択断面画像（２次元断層画像９０２及び２次元弾性画像９０３）を生成している。選択断面画像重畳部７０５は、選択断面画像（２次元断層画像９０２及び２次元弾性画像９０３）を重畳し、重畳選択断面画像９１６を生成する。合成画像９２６は、重畳選択断面画像９１６と３次元弾性画像９２５との空間的関係を示している。
【００６１】
弾性カラーマップ９５０に基づいて、硬い部分に濃い色が割り当てられ、軟らかい部分に薄い色が割り当てられる。弾性カラーマップ９５０は、組織の硬軟を離散的に表現しているが、硬い部分から軟らかい部分へ連続的に変化する色を割り当ててもよい。２次元弾性画像９０３と３次元弾性画像９２５は、組織の硬軟に応じた異なる弾性値の範囲に基づく弾性画像であってもよい。例えば、２次元弾性画像９０３は、硬い部分から軟らかい部分までの弾性値の範囲に基づく弾性画像であって、３次元弾性画像９２５は、硬い部分の弾性値の範囲に基づく弾性画像であってもよい。この場合、第２の選択断面画像生成部７０３は、所定の弾性値の範囲に対応する弾性画像を選択断面画像として生成し、ボリュームレンダリング部１２は、所定の弾性値の範囲に対応する弾性画像を３次元画像として構成する。腫瘍は他の組織に比べ一般的に硬いので、３次元弾性画像９２５は腫瘍（硬い部分）を表す弾性画像として表示される。一方、２次元弾性画像９０３は、腫瘍（硬い部分）とその周辺（柔らかい部分）の両方を含む弾性画像として表示される。この場合、２次元弾性画像９０３と３次元弾性画像９２５に表示される弾性画像の弾性値の範囲は、弾性カラーマップ９５０にインジケータ９５１を設定することにより調整されてもよいし、操作部２３により所定の弾性値が入力されることにより調整されてもよい。また、２次元弾性画像９０３と３次元弾性画像９２５のそれぞれに対応する複数の弾性カラーマップが設けられてもよく、複数の弾性カラーマップのそれぞれにインジケータを設定することにより、弾性画像の弾性値の範囲が調整されてもよい。
【００６２】
本実施の形態によれば、２次元断層画像９０２及び２次元弾性画像９０３が重畳され、重畳選択断面画像９１６が生成されることで、腫瘍周辺の組織像と弾性情報を観察することができるとともに、３次元弾性画像９２５が合成されることで、腫瘍周辺の硬さの広がりを立体的に把握することができる。また、弾性画像の弾性値の範囲を調整することにより、２次元弾性画像９０３と３次元弾性画像９２５とで異なる弾性値の弾性画像を表示することができ、腫瘍を３次元弾性画像９２５で表示し、腫瘍周辺を２次元弾性画像９０３で表示することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、２次元画像と３次元画像を組合せて表示させる場合であっても、２次元画像の画質が劣化することを防止し、関心領域を超える２次元画像を表示することができる超音波画像撮像装置及び超音波画像表示方法として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
２  探触子
３  送信部
４  受信部
５  超音波送受信制御部
６  整相加算部
７  第１の２次元画像構成部
８  第１の２次元画像記憶部
９  第２の２次元画像構成部
１０  第２の２次元画像記憶部
１１  ボリュームデータ生成部
１２  ボリュームレンダリング部
１３  断面座標計算部
１４  第１の断面画像構成部
１５  第２の断面画像構成部
１６  選択断面画像生成部
１７  合成画像生成部
１８  重畳部
１９  画像表示部
２０  制御部
２１  ３次元画像制御部
２２  断面画像位置制御部
２３  操作部
５０，５００  超音波診断装置
１００  任意断面座標計算部
１０１  直交３断面座標計算部
２００  奥側ボリュームレンダリング部（第１のボリュームレンダリング部）
２０１  手前側ボリュームレンダリング部（第２のボリュームレンダリング部）
７００  第３の次元画像構成部
７０１  第３の次元画像記憶部
７０２  第１の選択断面画像生成部
７０３  第２の選択断面画像生成部
７０４  第３の断面画像構成部
７０５  選択断面画像重畳部
【図１】
2015016062.tif 000003
【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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【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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