(57)【要約】【課題】切断面の向きと超音波断層画像の向きの対応関係を視覚的に認識することができる超音波画像形成装置を提供する。【解決手段】超音波画像形成装置は、参照画像１２および断層画像１３で構成される任意断面表示画像１０を表示する。切断面カーソル１６および断層画像１３にはそれぞれ、切断面マーカ２０および断層画像マーカ２２が付されている。切断面マーカ２０は切断面カーソル１６の手前面を特定しており、断層画像マーカ２２は切断面マーカ２０の切断面カーソル１６内の位置に対応した位置、つまり断層画像１３それぞれの角部に設けられている。これによりユーザは、（Ａ）の断層画像１３は矢印Ａ方向から見た断層画像であり、（Ｂ）の断層画像１３は矢印Ｂ方向から見た断層画像であることが視覚的に容易に認識できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波が送受波される被検体内の三次元空間に対して切断面を設定する切断面設定手段と、
前記三次元空間を立体的に表現した空間イメージに対して前記切断面を表現した切断面イメージを合成した参照画像を形成する参照画像形成手段と、
前記超音波の送受波により得られる受信信号に基づいて、前記切断面に対応した断層画像を形成する断層画像形成手段と、
前記参照画像および前記断層画像が表示される画面上に、前記切断面イメージの向きと前記断層画像の向きの対応関係をユーザに視覚的に認識させる対応関係情報を表示する表示情報生成手段と、
を有することを特徴とする超音波画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波画像形成装置であって、
前記対応関係情報は、前記切断面イメージに付される切断面マーカと、前記断層画像に付される断層画像マーカと、を有することを特徴とする超音波画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の超音波画像形成装置であって、
前記切断面マーカは、前記切断面イメージの一方面を特定し、
前記断層画像マーカは、前記断層画像が前記切断面イメージの一方面に相当するかまたは他方面に相当するかを特定する、
ことを特徴とする超音波画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の超音波画像形成装置であって、
前記断層画像マーカは、前記断層画像が前記切断面イメージの一方面に相当する場合には基本態様で表示され、前記断層画像が前記切断面イメージの他方面に相当する場合には前記基本態様とは異なる変形態様で表示される、ことを特徴とする超音波画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波画像形成装置であって、
前記切断面マーカの態様は、前記断層画像マーカの基本態様と同一であり、
前記断層画像マーカの変形態様は、前記基本態様に対して透かし表現処理を施した態様であることを特徴とする超音波画像形成装置。
【請求項６】
請求項３記載の超音波画像形成装置であって、
前記切断面マーカは、前記切断面イメージにおける特定部位に表示され、
前記断層画像マーカは、前記断層画像上における前記特定部位に対応した部位に表示される、
ことを特徴とする超音波画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の超音波画像形成装置であって、
前記特定部位は、前記切断面イメージにおける特定の辺または特定の角部であることを特徴とする超音波画像形成装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の超音波画像形成装置であって、
前記特定部位は複数であることを特徴とする超音波画像形成装置。
【請求項９】
請求項３から８いずれか１項記載の超音波画像形成装置であって、
前記切断面は複数であり、さらに、各切断面を表現した切断面イメージおよび各切断面に対応する断層画像も複数であり、
前記各切断面イメージにそれぞれ付される複数の切断面マーカは互いに異なる形状であり、
前記複数の断層画像の各々に付される前記各断層画像マーカは、当該断層画像マーカが付される断層画像に対応する切断面に付される切断面マーカと同じ形状である、
ことを特徴とする超音波画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１から９いずれか１項記載の超音波画像形成装置であって、
前記参照画像は、前記三次元空間内の組織を立体的に表現した組織イメージを含むことを特徴とする超音波画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波画像形成装置に関し、特に三次元空間内で任意に設定した断面における断層画像を表示する超音波画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波三次元画像形成技術の研究開発が進められている。超音波三次元画像形成技術を利用した画像表示方法の一つに任意断面表示がある。
【０００３】
図６は、従来の超音波画像形成装置による任意断面表示画面を示す図である。画面８０にはワイヤーフレーム８２および超音波断層画像８４が表示されている。ワイヤーフレーム８２は、超音波が送受波される被検体内の三次元空間を立体的に表示した空間イメージである。このワイヤーフレーム８２内には、被検体内の組織８６の立体画像および切断面を表現した切断面イメージである切断面カーソル８８が設けられている。なお切断面カーソル８８はユーザにより任意の傾き、位置に設定される。さらにワイヤーフレーム８２の隣に、組織８６の超音波断層画像８４が表示されている。超音波断層画像８４が形成される面は、切断面カーソル８８が表現する切断面に対応しており、ユーザは切断面カーソル８８により、その超音波断層画像８４がワイヤーフレーム８２内のどの切断面で形成されているのかを視覚的に把握できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の任意断面表示では、超音波断層画像が切断面のどちらの方向から見た断層画像なのかを把握するのが困難であった。つまり図６において超音波断層画像８４は、切断面カーソル８８の手前面（矢印Ａ方向の面）から見た断層画像なのか、後ろ面（矢印Ｂ方向の面）から見た断層画像なのかを判断することが困難であった。あるいは、切断面カーソル８８の４つの角部と超音波断層画像８４の４つの角部との対応関係、つまり上下左右の対応関係を判断するのが困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、切断面の向きと超音波断層画像の向きの対応関係を視覚的に認識することができる超音波画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波画像形成装置は、超音波が送受波される被検体内の三次元空間に対して切断面を設定する切断面設定手段と、前記三次元空間を立体的に表現した空間イメージに対して前記切断面を表現した切断面イメージを合成した参照画像を形成する参照画像形成手段と、前記超音波の送受波により得られる受信信号に基づいて、前記切断面に対応した断層画像を形成する断層画像形成手段と、前記参照画像および前記断層画像が表示される画面上に、前記切断面イメージの向きと前記断層画像の向きの対応関係をユーザに視覚的に認識させる対応関係情報を表示する表示情報生成手段と、を有するものとする。
【０００７】
上記構成によれば、対応関係情報に基づいて切断面イメージの向きと断層画像の向きの対応関係、例えば上下、左右、表裏の対応関係を視覚的に認識させることができる。
【０００８】
望ましくは、前記対応関係情報は、前記切断面イメージに付される切断面マーカと、前記断層画像に付される断層画像マーカと、を有するものとする。これにより、切断面マーカおよび断層画像マーカといった簡易な表示で、切断面イメージの向きと断層画像の向きの対応関係を認識させることができる。
【０００９】
望ましくは、前記切断面マーカは、前記切断面イメージの一方面を特定し、前記断層画像マーカは、前記断層画像が前記切断面イメージの一方面に相当するかまたは他方面に相当するかを特定するものとする。
【００１０】
望ましくは、前記断層画像マーカは、前記断層画像が前記切断面イメージの一方面に相当する場合には基本態様で表示され、前記断層画像が前記切断面イメージの他方面に相当する場合には前記基本態様とは異なる変形態様で表示されるものとする。これにより、断層画像が切断面イメージの表裏いずれの面の画像なのかを認識させることができる。
【００１１】
望ましくは、前記切断面マーカの態様は、前記断層画像マーカの基本態様と同一であり、前記断層画像マーカの変形態様は、前記基本態様に対して透かし表現処理を施した態様とする。変形態様を透かし表現処理つまり断層画像マーカを断層画像の裏側から見た表現とすることにより、基本態様との表裏関係をより適切に認識させることができる。
【００１２】
望ましくは、前記切断面マーカは、前記切断面イメージにおける特定部位に表示され、前記断層画像マーカは、前記断層画像上における前記特定部位に対応した部位に表示されるものとする。これにより、切断面マーカと断層画像マーカの表示位置関係から、切断面イメージと断層画像の向きの対応関係を認識させることができる。
【００１３】
望ましくは、前記特定部位は、前記切断面イメージにおける特定の辺または特定の角部とする。これにより、例えば断層画像マーカが断層画像内の中央部に表示される組織画像に重なることを避けて表示することができる。
【００１４】
望ましくは、前記特定部位は複数とする。
【００１５】
望ましくは、前記切断面は複数であり、さらに、各切断面を表現した切断面イメージおよび各切断面に対応する断層画像も複数であり、前記各切断面イメージにそれぞれ付される複数の切断面マーカは互いに異なる形状であり、前記複数の断層画像の各々に付される前記各断層画像マーカは、当該断層画像マーカが付される断層画像に対応する切断面に付される切断面マーカと同じ形状とする。複数の切断面マーカを互いに異なる形状、例えば異なる形や色で識別可能とすることにより、複数の断層画像と複数の切断面の各対応関係を認識させることができる。
【００１６】
望ましくは、前記参照画像は、前記三次元空間内の組織を立体的に表現した組織イメージを含むものとする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る超音波診断装置としての超音波画像形成装置による任意断面表示画像を示す図である。図１（Ａ）および図１（Ｂ）それぞれに示されている任意断面表示画像１０は参照画像１２および一枚の断層画像１３で構成されている。参照画像１２は、三次元空間を立体的に表現した空間イメージであるワイヤーフレーム１４、切断面を表現した切断面イメージである切断面カーソル１６、および、組織を立体的に表現した組織イメージ１８からなり、切断面カーソル１６により特定される切断面における組織の超音波断層画像が断層画像１３として表示されている。なお、図１（Ａ）の断層画像１３は切断面カーソル１６を矢印Ａ方向から見た断層画像を、図１（Ｂ）の断層画像１３は切断面カーソル１６を矢印Ｂ方向から見た断層画像をそれぞれ示している。
【００１９】
切断面カーソル１６および断層画像１３にはそれぞれ、切断面マーカ２０および断層画像マーカ２２が付されている。切断面マーカ２０は切断面カーソル１６の角部に設けられ、切断面カーソル１６の手前面（図１の矢印Ａ方向から見た面）を特定している。断層画像マーカ２２は切断面マーカ２０の切断面カーソル１６内の位置に対応した位置、つまり断層画像１３それぞれの角部に設けられている。
【００２０】
図１（Ａ）の断層画像１３に付された断層画像マーカ２２は、切断面マーカ２０と同じ形、同じ表示態様で表示されている。一方、図１（Ｂ）の断層画像１３に付された断層画像マーカ２２は、切断面マーカ２０と同じ形ではあるが、異なる表示態様、つまり、裏側から見たことが認識できるような透かし処理を施した態様で表示されている。これにより、図１（Ａ）の断層画像１３は矢印Ａ方向から見た断層画像であり、図１（Ｂ）の断層画像１３は矢印Ｂ方向から見た断層画像であることが視覚的に容易に認識できるようになっている。
【００２１】
断層画像マーカ２２および切断面マーカ２０の挿入位置や形状には様々な例が考えられる。これらについては、後に図３から図５に基づいて詳述する。
【００２２】
図２には、本発明に係る超音波画像形成装置の好適な実施形態が示されており、図２はその全体構成を示すブロック図である。
【００２３】
送受信部３０は、探触子２８を介して被検体２６内の三次元空間に超音波を送波し、その反射波に基づいた受波データを探触子２８から取得する。この受波データに整相加算処理を施して受信信号を形成して信号処理部３２に出力する。信号処理部３２は受信信号に対して画像表示に必要な情報を取得するための信号処理を実行する。信号処理部３２は信号処理後のデータとして、三次元空間内の微少空間要素ごとのデータ、いわゆるボクセルデータを形成する。各ボクスセルデータは三次元空間における座標に対応したアドレスが付され、３Ｄメモリ３４に書き込まれる。なお、３Ｄメモリ３４に書き込まれるボクセルデータは、例えば図示しない外部機器から取得してもよい。つまり、外部機器においてハードディスク等の記録媒体に既に記録されているボクセルデータを利用してもよい。３Ｄメモリ３４に書き込まれたボクセルデータに基づいて、３Ｄ画像形成部３６および断層画像形成部３８が所定の超音波画像を形成する。形成された超音波画像は表示処理部４０で表示処理されてディスプレイ４２に表示される。
【００２４】
ワイヤーフレーム形成部４４は、空間イメージであるワイヤーフレームを形成する。ワイヤーフレームは、超音波が送受波される三次元空間を可視化したものであり、例えば前述の図１の符号１４に示したように立方体として表現される。ワイヤーフレームの形状は立方体に限定されるものではなく、超音波が送受波される三次元空間を模写したその他の立体であってもよい。
【００２５】
切断面カーソル形成部４６は、切断面イメージである切断面カーソルを形成する。切断面カーソルは、切断面設定部４８（切断面設定部については後に詳述する）により設定された切断面を可視化したものであり、例えば前述の図１の符号１６に示したように、切断面を板状に表現したものである。その形状は四角形に限定されるものではなく、切断面の向き（ワイヤーフレーム内での切断面の位置や法線の方向）の変化に伴い、ワイヤーフレームの外延に沿ったさまざまな多角形で表現されてもよい。もちろん切断面カーソルがワイヤーフレームからはみ出してもよい。
【００２６】
参照画像形成手段である参照画像形成部５０は、ワイヤーフレーム形成部４４で形成されるワイヤーフレームおよび切断面カーソル形成部４６で形成される切断面カーソルを合成して参照画像を形成する。参照画像は例えば前述の図１の符号１２に示したものである。参照画像形成部５０で形成された参照画像は表示処理部４０に出力され、例えば３Ｄ画像形成部３６および断層画像形成部３８から出力される超音波画像と合成されてディスプレイ４２に表示される。
【００２７】
切断面設定手段である切断面設定部４８は、超音波が送受波される三次元空間内で切断面を設定する。切断面は、図示しないドラックボールなどのユーザインターフェースを介して、ユーザの設定指示を受けて決定される。前述したように切断面に対応する切断面カーソルが参照画像内に合成されてディスプレイ４２に表示されるため、ユーザはディスプレイ４２を見ながらつまりワイヤーフレーム内の切断面カーソルの動きを見ながら切断面の傾きや位置を設定できる。
【００２８】
断層画像形成手段である断層画像形成部３８は、切断面設定部４８で設定された切断面における超音波断層画像を形成する。つまり、設定された切断面内に相当するボクセルデータを３Ｄメモリ３４から取得し、取得したボクセルデータに基づいて断層画像データを形成する。断層画像は必ずしも二次元平面に限定されるものではなく、例えば視線方向に垂直に厚みを持たせた画像でもよい。形成された断層画像データは表示処理部４０に出力されてディスプレイ４２にて表示される。
【００２９】
３Ｄ画像形成部３６は、３Ｄメモリ３４内のボクセルデータに基づいて、超音波三次元画像データを形成し、表示処理部４０に出力してディスプレイ４２にて表示させる。ディスプレイ４２に表示される超音波三次元画像は、三次元画像単独で表示されてもよく、他の画像と合成されて出力されてもよい。例えば参照画像のワイヤーフレーム内に合成した組織イメージとして出力されてもよい。
【００３０】
切断面マーカ形成部５２および断層画像マーカ形成部５４は、切断面カーソルの向きと断層画像の向きの対応関係をユーザに視覚的に認識させるための対応関係情報を生成して表示させるための表示情報生成手段として機能する。切断面マーカ形成部５２は、切断面カーソルに切断面マーカを形成する。つまり、切断面マーカを切断面カーソル上に重ねて、あるいは切断面カーソルの近傍に付している。また、断層画像マーカ形成部５４は、断層画像に断層画像マーカを形成する。つまり、断層画像マーカを断層画像上に重ねて、あるいは断層画像の近傍に付している。このように付された両マーカの対応関係により、切断面カーソルおよび断層画像の向きの対応関係をユーザが視覚的に認識できるようにしている。切断面マーカおよび断層画像マーカの具体例は、前述した図１の符号２０，２２に示したものである。
【００３１】
図３から図５は、切断面マーカおよび断層画像マーカの他の具体例を示す図である。なお、図１において既に説明した構成要素には同じ符号を付して重複説明を避けている。
【００３２】
図３における切断面マーカ２０は切断面カーソル１６の辺に形成されており、縦の辺に実線で横の辺に破線でそれぞれ形成されている。断層画像マーカ２２は、切断面マーカ２０に対応して、縦の辺および横の辺にそれぞれ実線と破線で形成されている。つまり、切断面カーソル１６の実線で示される辺に対応する断層画像ａ，ｂの辺を実線で、切断面カーソル１６の破線で示される辺に対応する断層画像ａ，ｂの辺を破線でそれぞれ形成する。これにより切断面カーソル１６と断層画像ａ，ｂの上下左右の辺の対応関係が認識でき、したがって、切断面カーソル１６と断層画像ａ，ｂの上下左右の対応関係が認識できる。
【００３３】
図４における切断面マーカ２０は切断面カーソル１６の角部に形成されており、図の左上部に丸印で、右上部に星印でそれぞれ形成されている。断層画像マーカ２２は切断面マーカ２０に対応して、丸印の位置に対応する位置に丸印で、星印の位置に対応する位置に星印でそれぞれ形成されている。これにより切断面カーソル１６と断層画像ａ，ｂの角部の対応関係が認識でき、したがって、切断面カーソル１６と断層画像ａ，ｂの上下左右の対応関係が認識できる。
【００３４】
図５は、複数の切断面が設定される場合、つまり二つの切断面カーソル６０，６２が設定されており、その各々に対応する断層画像６８，７０を表示する例を示している。切断面カーソル６０には丸印および三角印の切断面マーカ６４が付され、切断面カーソル６２には星印および四角印の切断面マーカ６６が付されている。また、切断面カーソル６０に対応する断層画像６８には、丸印および三角印の断層画像マーカ７２が付され、切断面カーソル６２に対応する断層画像７０には、星印および四角印の断層画像マーカ７４が付されている。これにより、複数の切断面カーソル６０，６２とそれら各々に対応する断層画像６８，７０の対応関係が、マーカの形の異同で認識できる。さらにマーカの位置関係により表裏の対応関係も認識できる。
【００３５】
図３から図５に示したマーカの形状は、上記に限定されるものではなく、別の形状、例えば異なる形あるいは色で識別可能にしてもよいことは容易に理解できる。また、図５の各切断面カーソルには、図３、図４のように複数の切断面マーカを付してもよい。
【００３６】
図３から図５の説明では、参照画像と２つの断層画像を同じディスプレイ上に、同時に表示する例を示したが、図１の（Ａ）および（Ｂ）に示したように、参照画像と１つの断層画像を同時表示することでもよい。また、例えば、断層画像をメインディスプレイに、参照画像をサブディスプレイに、それぞれ分割して表示する構成や、参照画像を表示させて切断面を設定した後に断層画像を表示させるなど、両画像をそれぞれ単独で表示する構成も可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る超音波画像形成装置により、切断面の向きと超音波断層画像の向きの対応関係が視覚的に認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波画像形成装置による任意断面表示画像を示す図である。
【図２】本発明に係る超音波画像形成装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図３】切断面マーカおよび断層画像マーカの具体例を示す図である。
【図４】切断面マーカおよび断層画像マーカの具体例を示す図である。
【図５】切断面マーカおよび断層画像マーカの具体例を示す図である。
【図６】従来の超音波画像形成装置による任意断面表示画像を示す図である。
【符号の説明】
１０　任意断面表示画像、１２　参照画像、１３　断層画像、１４　ワイヤーフレーム、１６　切断面カーソル、２０　切断面マーカ、２２　断層画像マーカ、３８　断層画像形成部、４４　ワイヤーフレーム形成部、４６　切断面カーソル形成部、４８　切断面設定部、５０　参照画像形成部、５２　切断面マーカ形成部、５４　断層画像マーカ形成部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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