(57)【要約】【課題】精度よく対象組織の異常運動を診断可能な三次元超音波診断装置を提供する。【解決手段】エッジ検出手段３４は、二値化回路３０から出力される二値化画像から左室内壁の表面抽出処理を行う。拡張末期エッジメモリ３８は、エッジ検出手段３４から出力される各時相における心腔部表面画像の中から、心室の拡張末期時点の心腔部表面画像を記憶する。変位量検出部５０は、拡張末期エッジメモリ３８から出力される拡張末期時点の心腔部表面画像、エッジ検出手段３４から出力される現在の心腔部表面画像、および、拡張末期重心点メモリ４４に記憶されている拡張末期時点の心腔部の重心点座標から、心腔部表面内の各部ごとの時相間における変位量を検出する。色付け処理部５６は現在の心腔部表面画像の表面各部に対して変位量に基づく色付け処理を施して、画像合成部５８に出力する。【選択図】        図１
2004195082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象組織を含む三次元空間に対して超音波を送受波して各時相毎に三次元超音波画像を形成する画像形成手段と、
前記各時相毎の三次元超音波画像に基づいて前記対象組織表面上の各部位毎に変位量を演算することにより変位量情報を生成する変位量情報生成手段と、
前記三次元超音波画像及び前記変位量情報に基づいて、前記対象組織を立体的に表した組織画像上に前記対象組織表面上の各部位の変位量を表した三次元変位顕在画像を形成する変位顕在画像形成手段と、
前記三次元変位顕在画像を平面上に投影して二次元表示画像を形成する二次元表示画像形成手段と、
前記二次元表示画像を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波診断装置であって、
前記各時相毎の三次元超音波画像において、前記対象組織の構造に基づいた基準点を特定する基準点特定手段をさらに有し、
前記変位量情報生成手段は、前記各時相毎の三次元超音波画像において前記対象組織表面上の各部位と前記基準点との間の距離を演算し、前記距離についての時相間における変化に基づいて前記変位量を演算する、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２記載の超音波診断装置であって、
前記対象組織の重心点である前記基準点から放射状に延びる複数の直線を設定する直線設定手段をさらに有し、
前記変位量情報生成手段は、前記各時相毎の三次元超音波画像における前記各直線と前記対象組織表面との交点位置を演算し、同一直線上における前記交点位置についての時相間の変化に基づいて前記変位量を演算する、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の超音波診断装置であって、
前記変位顕在画像形成手段は、前記組織画像上の前記各部位に対してこの部位の変位量に基づいた色付け処理を施して前記三次元変位顕在画像を形成する、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波診断装置であって、
前記色付け処理は、前記各部位の変位量に対して絶対的に決定された色による色付け処理である、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項４記載の超音波診断装置であって、
前記色付け処理は、前記複数の部位の変位量に対する各部位の変位量の相対的な大きさに基づいて決定された色による色付け処理である、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項１から６いずれか１項記載の超音波診断装置であって、
前記二次元表示画像は、ボリュームレンダリング法を利用して前記三次元変位顕在画像を平面上に投影して形成される、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
対象組織を含む三次元空間に対して超音波を送受波して各時相毎に三次元超音波画像を形成する画像形成手段と、
前記各時相毎の三次元超音波画像に、前記対象組織の構造に基づいた基準点を特定する基準点特定手段と、
前記特定された基準点に基づいて、前記対象組織についての時相間における移動量を演算する移動量演算手段と、
前記各時相毎の三次元超音波画像に基づいて、前記移動量を補正しつつ、前記対象組織表面上の各部位毎に変位量を演算することにより変位量情報を生成する変位量情報生成手段と、
前記三次元超音波画像及び前記変位量情報に基づいて、前記対象組織を立体的に表した組織画像上に前記対象組織表面上の各部位の変位量を表した三次元変位顕在画像を形成する変位顕在画像形成手段と、
前記三次元変位顕在画像を平面上に投影して二次元表示画像を形成する二次元表示画像形成手段と、
前記二次元表示画像を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、対象組織の運動を測定・診断するための三次元超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
対象組織の異常運動、例えば心臓の拡張・収縮運動における異常運動を診断するために超音波診断装置が利用されている。対象組織の異常運動を診断するためには、対象組織の運動を精度良く診断可能な超音波診断装置を利用することが望ましい。この目的を達成するために、従来の超音波診断装置は、二次元超音波画像において対象組織の輪郭を明瞭にした像をフレーム毎に取得し、過去のフレームの像と最新フレームの像との相違に応じた変位画像を経時的に順次合成した変位履歴画像を表示していた（例えば、特許文献１参照）。この機能を有する二次元超音波診断装置により、対象組織の異常運動や異常発生位置等を極めて感度よく検出することが可能であった。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３０４５６４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
超音波技術の進歩に伴い、三次元空間内の対象組織を立体的に表現できる三次元超音波診断装置を利用した診断が現実のものとなっている。三次元超音波診断装置の優位性は心臓の超音波診断においても顕著である。つまり、三次元超音波診断装置を利用して心臓の拡張・収縮運動を観察することで、二次元超音波診断装置では困難な立体形状把握に基づいた診断を行うことが可能になる。立体形状把握の優位性は上述した従来の超音波診断装置における変位履歴画像にも言えることである。すなわち対象組織の変位を視覚的に把握できる表示手法を、三次元超音波診断装置において実現することにより、さらに精度よく心臓の異常運動を診断することが可能になる。
【０００５】
そこで、本発明は、精度よく対象組織の異常運動を診断可能な三次元超音波診断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】
（１）上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、対象組織を含む三次元空間に対して超音波を送受波して各時相毎に三次元超音波画像を形成する画像形成手段と、前記各時相毎の三次元超音波画像に基づいて前記対象組織表面上の各部位毎に変位量を演算することにより変位量情報を生成する変位量情報生成手段と、前記三次元超音波画像及び前記変位量情報に基づいて、前記対象組織を立体的に表した組織画像上に前記対象組織表面上の各部位の変位量を表した三次元変位顕在画像を形成する変位顕在画像形成手段と、前記三次元変位顕在画像を平面上に投影して二次元表示画像を形成する二次元表示画像形成手段と、前記二次元表示画像を表示する表示手段と、を有するものとする。
【０００７】
上記構成によれば、三次元変位顕在画像が組織表面上における変位量を表しているため、例えば、心臓左室内壁を組織表面として三次元変位顕在画像を形成して心筋梗塞の診断を行うことにより梗塞部位の特定が極めて容易になる。
【０００８】
望ましくは、前記各時相毎の三次元超音波画像において、前記対象組織の構造に基づいた基準点を特定する基準点特定手段をさらに有し、前記変位量情報生成手段は、前記各時相毎の三次元超音波画像において前記対象組織表面上の各部位と前記基準点との間の距離を演算し、前記距離についての時相間における変化に基づいて前記変位量を演算するものとする。
【０００９】
望ましくは、前記対象組織の重心点である前記基準点から放射状に延びる複数の直線を設定する直線設定手段をさらに有し、前記変位量情報生成手段は、前記各時相毎の三次元超音波画像における前記各直線と前記対象組織表面との交点位置を演算し、同一直線上における前記交点位置についての時相間の変化に基づいて前記変位量を演算するものとする。
【００１０】
上記構成によれば、重心点から放射状に延びる直線上における変位が観測されるため、例えば、心臓のように中心に向かって収縮・拡張運動を行うような臓器の異常運動の診断に好適である。
【００１１】
望ましくは、前記変位顕在画像形成手段は、前記組織画像上の前記各部位に対してこの部位の変位量に基づいた色付け処理を施して前記三次元変位顕在画像を形成するものとする。
【００１２】
望ましくは、前記色付け処理は、前記各部位の変位量に対して絶対的に決定された色による色付け処理とする。
【００１３】
上記構成によれば、変位量が極端に小さい部位が識別できるような色付け処理が可能になり、例えば、心筋梗塞部位の診断などに極めて好適である。
【００１４】
望ましくは、前記色付け処理は、前記複数の部位の変位量に対する各部位の変位量の相対的な大きさに基づいて決定された色による色付け処理とする。
【００１５】
望ましくは、前記二次元表示画像は、ボリュームレンダリング法を利用して前記三次元変位顕在画像を平面上に投影して形成されるものとする。
【００１６】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、対象組織を含む三次元空間に対して超音波を送受波して各時相毎に三次元超音波画像を形成する画像形成手段と、前記各時相毎の三次元超音波画像に、前記対象組織の構造に基づいた基準点を特定する基準点特定手段と、前記特定された基準点に基づいて、前記対象組織についての時相間における移動量を演算する移動量演算手段と、前記各時相毎の三次元超音波画像に基づいて、前記移動量を補正しつつ、前記対象組織表面上の各部位毎に変位量を演算することにより変位量情報を生成する変位量情報生成手段と、前記三次元超音波画像及び前記変位量情報に基づいて、前記対象組織を立体的に表した組織画像上に前記対象組織表面上の各部位の変位量を表した三次元変位顕在画像を形成する変位顕在画像形成手段と、前記三次元変位顕在画像を平面上に投影して二次元表示画像を形成する二次元表示画像形成手段と、前記二次元表示画像を表示する表示手段と、を有するものとする。
【００１７】
上記構成によれば、対象組織の全体的な移動量が補正された、好ましくは完全にキャンセルされた上で各部位の変位量が求められるため、例えば、超音波を送受波する探触子のぶれに伴う対象組織の全体的な移動や、他組織の運動に起因する対象組織の全体的な移動を含まない対象組織自身の運動を確認するのに極めて有効である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
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おり、図１はその全体構成を示すブロック図である。送受信部１２は、対象組織である心臓左室を含む空間内にプローブ１０を介して超音波を送受波する。そして、心臓左室を含む三次元空間内におけるエコーデータを各時相のボリューム毎に取得して三次元データメモリ１４に記憶する。反転二値化処理部１６は、三次元データメモリ１４に納められた各ボクセルのエコーデータのエコー値に対して反転処理および二値化処理を施す。つまり、比較的エコー値が小さい左室内の心腔部に相当するボクセルを高輝度値のボクセルとし、比較的エコー値が大きいその他の部位に相当するボクセルを低輝度値のボクセルとする。反転二値化処理された高低二種の輝度値を有する各ボクセルは、ノイズ除去部１８、平滑処理部２０、ライン相関部２２およびフレーム相関部２４において、主に高周波ノイズ成分の除去を目的とした画像処理が実行される。
【００２０】
ノイズ除去部１８は、空間的に孤立して存在する輝度値の異なるボクセルをノイズと判断してその輝度値を変換する。例えば対象ボクセルの輝度値とそのボクセルに空間的に隣接する周囲２６個全てのボクセルの輝度値とが異なる場合、孤立して異なる輝度値を持つ対象ボクセルを周囲ボクセルと同じ輝度値に変換する。平滑処理部２０は、ノイズ除去部１８から出力される各ボクセルの輝度値に対して、対象ボクセルとそのボクセルに隣接する周囲２６個のボクセルとの輝度値の平均値を算出し、算出結果を新たに対象ボクセルの輝度値とする。ライン相関部２２は、平滑処理部２０から出力される各ボクセルの輝度値に対して、ある時相のボリュームを構成する二次元フレーム内においてライン間での平均化処理を実施する。また、フレーム相関部２４は、各ボクセルの輝度値に対して、ある時相のボリュームを構成する二次元フレーム間において平均化処理を実施する。  平滑処理部２０、ライン相関部２２およびフレーム相関部２４において様々な輝度値に変換された各ボクセルは座標変換部２６に出力される。座標変換部２６は、各ボクセルの座標値をプローブを基準としたＲ,θ,φ座標系から立方体を基準としたＸ,Ｙ,Ｚ座標系に座標変換する。
【００２１】
二値化回路３０は比較器などから構成され、所定しきい値に基づいて座標変換部２６から出力される様々な輝度値からなる超音波画像を二値化処理して、左室内の心腔部に対応するボクセルとその他の部位に対応するボクセルとの二種類のボクセルからなる二値化画像を形成し、エッジ検出手段３４および重心検出部３６に出力する。なお、二値化回路３０の出力は、並進回転移動キャンセル処理部３２を経由してエッジ検出手段３４および重心検出部３６に入力されてもよい。並進回転移動キャンセル処理部３２の詳細については後に図８を利用して説明する。
【００２２】
エッジ検出手段３４は、二値化回路３０から出力される二値化画像から左室内壁の表面抽出処理を行うものである。ここで、図２を利用して、エッジ検出手段３４について説明する。
【００２３】
図２は、エッジ検出手段の内部構成を示すブロック図である。エッジ検出手段３４は、２個のフレームメモリ（１）,（２）、６個のラインメモリ（１）〜（６）、ボクセルデータメモリ７０および表面抽出処理部７２で構成される。二値化回路３０の出力は、各時相のボリュームを構成するボクセルのエコー値（ボクセルデータ）単位で、画像上隣接する順にボクセルデータ列として出力されている。つまり、あるボリュームを形成するボクセルデータ列は、そのボリュームを構成する第一フレームから最終フレームの順に、また、フレーム内においてはそのフレームを構成する第一ラインから最終ラインの順に、ボクセルデータが並んでいる。
【００２４】
フレームメモリは、ボクセルデータ列をフレーム単位で記憶した後に出力するメモリであり、１フレーム分の遅延バッファとして機能している。ラインメモリは、ボクセルデータ列をライン単位で記憶した後に出力するメモリであり、１ライン分の遅延バッファとして機能している。すなわち、フレームメモリ（１）の出力は二値化回路３０から出力されるボクセルデータの１フレーム前のボクセルデータであり、また、フレームメモリ（２）の出力は二値化回路３０から出力されるボクセルデータの２フレーム前のボクセルデータとなる。このように、ボクセルデータメモリ７０には現在のフレーム、１フレーム前、２フレーム前の各ボクセルデータが入力される。
【００２５】
さらに、ラインメモリ（１）の出力は二値化回路３０から出力されるボクセルデータの１ライン前のボクセルデータであり、また、ラインメモリ（２）の出力は二値化回路３０から出力されるボクセルデータの２ライン前のボクセルデータとなる。また、ラインメモリ（３）の出力はフレームメモリ（１）から出力されるボクセルデータの１ライン前のボクセルデータであり、ラインメモリ（４）の出力はフレームメモリ（１）から出力されるボクセルデータの２ライン前のボクセルデータとなる。また、ラインメモリ（５）の出力はフレームメモリ（２）から出力されるボクセルデータの１ライン前のボクセルデータであり、ラインメモリ（６）の出力はフレームメモリ（２）から出力されるボクセルデータの２ライン前のボクセルデータとなる。このように、ボクセルデータメモリ７０には、現在のフレーム内の隣接する３ライン、１フレーム前における該３ライン、および、２フレーム前における該３ラインの、合計９ラインのボクセルデータが入力される。
【００２６】
ボクセルデータメモリ７０は、前記９ラインの各ラインに対して３つ、合計２７個のラッチを有している。各ラインに対応する３つのラッチは、ライン上において連続する３つのボクセルデータを抽出するものである。
【００２７】
以上のようにして、ラッチ（１４）から出力されるボクセルデータを対象ボクセルとし、その周囲に隣接する２６個のボクセルデータを加えた２７個のボクセルデータ群が表面抽出処理部７２に出力される。
【００２８】
表面抽出処理部７２は、対象ボクセルのデータが心腔部に対応するボクセルデータであり、かつ、その周囲に隣接する２６個のボクセルのデータの中に一つでも、その他の部位に対応するボクセルデータが存在する場合、この対象ボクセルを心腔部の表面ボクセルと判断する。各時相のボリューム内における全てのボクセルを対象ボクセルとしてこの判断を行うことで、各ボリュームにおいて心腔部の表面を形成するボクセル群、すなわち、心腔部表面画像（心室内壁の輪郭画像）が得られる。各ボリューム毎に形成された心腔部表面画像は拡張末期エッジメモリ（図１の符号３８）などに出力される。
【００２９】
図１に戻り、拡張末期エッジメモリ３８は、エッジ検出手段３４から出力される各時相における心腔部表面画像の中から、心室の拡張末期時点の心腔部表面画像を記憶する。拡張末期エッジメモリ３８には、心電波形のＲ波が入力されており、心室の拡張末期時点に発生するＲ波に基づいて拡張末期時点を判断している。前エッジメモリ４０は、エッジ検出手段３４から出力される各時相における心腔部表面画像を各時相毎に一時的に記憶するメモリである。セレクタ４２は、拡張末期エッジメモリ３８から出力される拡張末期時点の心腔部表面画像と、前エッジメモリ４０から出力される過去の時相の心腔部表面画像とのいずれか一方を選択して変位量検出部５０へ出力する。セレクタ４２による選択動作はユーザからの指示に基づくものとする。
【００３０】
二値化回路３０から出力される二値化画像は重心検出部３６にも入力され、重心検出部３６は二値化画像に基づいて心腔部の重心点座標を演算する。心腔部の画像はその外表面が完全に閉じた形状にならない場合もある。この場合、重心点の演算は心腔部を取り囲むように予め設定された関心領域内を対象とすればよい。拡張末期重心点メモリ４４は、心室の拡張末期時点の心腔部の重心点座標を記憶する。拡張末期重心点メモリ４４には、心電波形のＲ波が入力されており、心室の拡張末期時点に発生するＲ波に基づいて拡張末期時点を判断している。
【００３１】
変位量検出部５０は、心腔部表面内の各部ごとの時相間における変位量を検出するものである。変位量検出部５０には、拡張末期エッジメモリ３８から出力される拡張末期時点の心腔部表面画像、または、前エッジメモリ４０から出力される過去の時相の心腔部表面画像のいずれか一方が、セレクタ４２を介して入力される。さらに、変位量検出部５０には、エッジ検出手段３４から出力される現在の心腔部表面画像も入力され、拡張末期重心点メモリ４４に記憶されている拡張末期時点の心腔部の重心点座標も入力される。変位量検出部５０はこれら入力情報に基づいて変位量を検出する。ここで、図３を利用して、変位量検出部５０による変位量の検出手法について説明する。
【００３２】
図３は、変位量検出部（図１の符号５０）による変位量の検出手法について説明するための図であり、拡張末期時点の心腔部表面画像８０および現在の心腔部表面画像８２が示されている。座標値Ａ（Ｘ１,Ｙ１,Ｚ１）は、拡張末期時点の心腔部の重心点座標である。
【００３３】
まず変位量検出部は、変位量を検出する表面部位を現在の心腔部表面画像内で特定する。この表面部位の特定には様々な手法が考えられる。例えば、原点（０,０,０）からＸ方向,Ｙ方向,Ｚ方向に順次注目点を移動させて表面部位を検出して全ての表面部位を対象としてもよく、あるいは全ての表面部位の中からサンプル点を設定してもよい。もちろん、ユーザがディスプレイに表示される超音波画像を見ながら表面部位を特定してもよい。いずれかの手法で決定された表面部位を座標値Ｂ（Ｘ２,Ｙ２,Ｚ２）とする。
【００３４】
そして、Ａ点（座標値Ａの点）およびＢ点（座標値Ｂの点）を通る直線８４を生成し、この直線８４と拡張末期時点の心腔部表面画像８０の交点の座標値Ｃ（Ｘ３,Ｙ３,Ｚ３）を算出する。このようにして決定されたＢ点およびＣ点（座標値Ｃの点）の二点間距離を求めることで、表面部位Ｂ点の拡張末期時点からの変位量が算出される。なお、心腔部の画像はその外表面が完全に閉じた形状にならない場合もあるため、直線８４と拡張末期時点の心腔部表面画像８０の交点の座標値Ｃが算出できない場合も考えられる。この場合は変位量の算出が不可能と判定して、別のＡ点、Ｂ点を設定して変位量の算出を続行する。また、セレクタ（図１の符号４２）により前エッジメモリ（図１の符号４０）の出力が選択されている場合は、図３において符号８０で示される表面画像を過去の時相の心腔部表面画像に置き換えることで、上述した変位量の検出手法がそのまま利用できる。
【００３５】
図１に戻り、変位量検出部５０で検出された心腔部表面内の各部の変位量は変位量メモリ５２に記憶される。色決定手段５４は、心腔部表面内の各部に対してその変位量に基づいた色を決定するものである。つまり、変位量メモリ５２から色付け対象となる表面部位の変位量を読み込み、変位量毎に予め絶対的に決定されている色を、その部位の色として設定する。ここで、図４を利用して、色決定手段５４による色の決定手法について説明する。
【００３６】
図４は、変位量に対して絶対的に決定された色の例を示す図である。図４に示すように、各部位の変位量が３０ｍｍから３１ｍｍの範囲の場合「赤」を、変位量が２９ｍｍから３０ｍｍの範囲の場合「やや薄い赤」を設定する。また、変位量マイナスの場合は「青」に基づく色が割り当てられている。変位量がマイナスの場合とは、心室が収縮運動を行っている間に拡張方向に変位していること、あるいは、心室が拡張運動を行っている間に収縮方向に変位していることを示している。なお、変位量と色の対応関係は、外部からのユーザ設定に基づいて決定されてもよい。例えば、「赤」に対応する変位量を４０ｍｍから４１ｍｍの範囲に設定する、あるいは、変位量が３０ｍｍから３１ｍｍの範囲の場合「黄」に設定するなどである。このようにして、心腔部表面各部毎に決定された色は、色付け処理部（図１の符号５６）に出力される。
【００３７】
図１に戻り、色付け処理部５６は、エッジ検出手段３４から出力される現在の心腔部表面画像に対して、色決定手段５４で決定された表面各部の色による色付け処理を施して、画像合成部５８に出力する。画像合成部５８は、座標変換部２６からそのまま出力される心腔部を含む三次元画像と、色付け処理部５６から出力される色付けされた心腔部表面画像とを合成した三次元画像を形成する。表示画像形成部６０は三次元画像を平面上に投影した二次元表示画像を形成する。表示画像形成部６０は三次元画像を平面上に投影する際に、ボリュームレンダリング法に基づくレンダリング演算を行うことで対象組織内部を透過表示した二次元表示画像を形成してもよい。ボリュームレンダリング法に基づくレンダリング演算は、例えば特開平１０−３３５３８号公報に示される手法が好適である。上記公報記載の手法は次の通りである。三次元空間に対して複数のレイ（例えば超音波ビームに一致）が設定される。各レイ毎にエコー値が順番に参照され、各エコー値毎にレンダリング演算が逐次的に実行される。これと並行して各オパシティ（不透明度）の積算が行われ、この値が１以上になった場合に当該レイについてのレンダリング演算を終了する。この時点でのレンダリング演算結果が当該レイに対応する二次元表示画素値として決定される。各レイ毎に画素値を決定することでその集合として対象組織内部を透過表示した二次元表示画像が形成される。
【００３８】
表示画像形成部６０で形成された二次元表示画像はディスプレイ６２に表示される。
【００３９】
図５は、図１の超音波診断装置により得られる変位顕在画像を含む表示画像を示す図であり、心臓左室の心腔部を示している。（Ａ）,（Ｂ）は同じ三次元画像から視点を変えて得られる表示画像であり、（Ａ）,（Ｂ）のいずれか一方、あるいは両方がディスプレイに表示される。図５は、心腔部表面がその部位毎に変位量に基づいた色（図４参照）による色付け処理が施されたものである。部位８６は「黒」色で表示されており−１ｍｍから１ｍｍの範囲の変位量である。つまり、部位８６は非常に動きが鈍く、梗塞などによる疾患部位であることが推定できる。
【００４０】
図６は、図１における色決定手段５４の別の形態を示している。図６に示す色決定手段５４は、心腔部表面内の各部に対して、複数の部位の変位量に対する各部位の変位量の相対的な大きさに基づいた色を決定するものであり、最大絶対値検出部８８および色テーブル作成部８９で構成される。最大絶対値検出部８８は、変位量メモリ（図１の符号５２）に記憶されている変位量の中から絶対値において最大のものを検出する。例えば、変位量が−５ｍｍから１８ｍｍの間に分布している場合、絶対値「１８（ｍｍ）」と「５（ｍｍ）」の比較から「１８（ｍｍ）」を最大の絶対値として検出する。
【００４１】
色テーブル作成部８９は、最大絶対値検出部８８で検出された最大の絶対値に基づいて、「（最大の絶対値）×（−１）」を最小値、「最大の絶対値」を最大値とする相対変位量領域を設定する。つまり、最大の絶対値が「１８（ｍｍ）」の場合、相対変位量領域は−１８ｍｍから＋１８ｍｍとなる。そして、色テーブル作成部８９は、表示可能な色階調を、相対変位量領域の最大値から最小値の間に分布させた色テーブルを作成する。この色テーブルの作成例を図７に示す。
【００４２】
図７（Ａ）の例では、変位量ΔＬが−５ｍｍから＋１８ｍｍの間に分布しており、表示可能な色階調の最大値が「赤（＋３２）」、表示可能な色階調の最小値が「青（−３１）」である。この場合、変位量＋１８ｍｍから変位量−１８ｍｍの範囲に、階調＋３２から階調−３１までの各階調が割り当てられる。図７（Ｂ）の例では、変位量ΔＬが−１０ｍｍから＋３ｍｍの間に分布しており、表示可能な色階調の最大値が「赤（＋３２）」、表示可能な色階調の最小値が「青（−３１）」である。この場合、変位量＋１０ｍｍから変位量−１０ｍｍの範囲に、階調＋３２から階調−３１までの各階調が割り当てられる。このように、全部位の変位量に基づいて各部位の色を決定することにより、表示可能な色階調を最大限に利用することができる。作成された色テーブルは色付け処理部（図１の符号５６）に出力され、ここで、エッジ検出手段（図１の符号３４）から出力される現在の心腔部表面画像に対して、色テーブルに基づいて、各部位の変位量に対応する色による色付け処理が施される。
【００４３】
図８は、図１に示した並進回転移動キャンセル処理部の内部構成を示すブロック図である。心室用ＲＯＩ（関心領域）発生器９０は、対象組織である心臓心室の外縁を成すＲＯＩの座標を発生する。心室用ＲＯＩは、例えば楕円形状であり、ユーザは超音波画像を見ながら楕円の長軸や短軸の長さ、中心点の位置、楕円の傾きなどの初期値を、ＲＯＩの中に心室の画像が収まるように設定する。この際、ユーザは超音波画像を見ながら一心拍分の運動を観察した上で、全てのフレームにおいてＲＯＩが心臓左室を含むように、トラックボールなどを操作して初期値を決定する。ＲＯＩの設定はユーザによるマニュアル設定に限られるものではなく、心室の動きに応じて装置設定されるものでもよい。
【００４４】
心室用ゲート回路９２は、心室用ＲＯＩ内のエコーデータのみを通過させる回路である。つまり、心室用ゲート回路９２の一方の入力端子には心室用ＲＯＩ発生器９０から出力されるＲＯＩの座標が入力され、他方の入力端子に入力される二値化画像において心室用ＲＯＩ内に属する座標のエコーデータのみを抽出し、心腔抽出部９４に出力する。心腔抽出部９４は、ＲＯＩ内の二値化画像から心室内部の心腔画像を抽出する。心室重心演算部９６は、心腔抽出部９４から出力される心室内部画像における重心点の座標をフレーム毎に算出する。算出された心室重心点の座標は読み出しアドレス発生器１１２および心室重心点メモリ９８に出力される。
【００４５】
弁輪部用ＲＯＩ（関心領域）発生器１００は、心室端に位置する弁輪部の外縁を成すＲＯＩの座標を発生する。弁輪部用ＲＯＩは、例えば楕円形状であり、ユーザは超音波画像を見ながら楕円の長軸や短軸の長さ、中心点の位置、楕円の傾きなどの初期値を、ＲＯＩの中に弁輪部の画像が収まるように設定する。この際、ユーザは超音波画像を見ながら一心拍分の運動を観察した上で、全てのフレームにおいてＲＯＩが弁輪部を含むように、トラックボールなどを操作して初期値を決定する。ＲＯＩの設定はユーザによるマニュアル設定に限られるものではなく、弁輪部の動きに応じて装置設定されるものでもよい。
【００４６】
弁輪部ゲート回路１０２は、弁輪部用ＲＯＩ内のエコーデータのみを通過させる回路である。つまり、弁輪部用ゲート回路１０２の一方の入力端子には弁輪部用ＲＯＩ発生器１００から出力されるＲＯＩの座標が入力され、他方の入力端子に入力される二値化画像において弁輪部用ＲＯＩ内に属する座標のエコーデータのみを抽出し、弁輪部抽出部１０４に出力する。弁輪部抽出部１０４は、ＲＯＩ内の二値化画像から弁輪部画像を抽出する。弁輪部重心演算部１０６は、弁輪部抽出部１０４から出力される弁輪部画像に対して弁輪部の重心点の座標をフレーム毎に算出する。算出された弁輪部重心点の座標は読み出しアドレス発生器１１２よび弁輪部重心点メモリ１０８に出力される。
【００４７】
心室重心点メモリ９８には心室の拡張末期時の心室重心点の座標が記憶される。拡張末期を知らせるトリガとしては心電波形のＲ波を利用する。つまり、拡張末期時に得られるＲ波をトリガとして、心室重心演算部９６から出力される心室重心点の座標を拡張末期時の心室重心点の座標として記憶しておく。同様にＲ波をトリガとして拡張末期時の弁輪部重心点の座標が、弁輪部重心演算部１０６から弁輪部重心点メモリ１０８に記憶される。
【００４８】
読み出し制御部１１０は、読み出しアドレス発生器１１２及びメモリ制御部１１４で構成されており、ボリューム間における心室の並進移動量及び回転移動量をキャンセルした超音波画像を形成すべく、二値化回路（図１の符号３０）からエコーデータを読み出す。つまり、読み出しアドレス発生器１１２は、心室重心点メモリ９８から拡張末期時の心室重心点の座標を取得し、また、弁輪部重心点メモリ１０８から拡張末期時の弁輪部重心点の座標を取得する。さらに、心室重心演算部９６から現ボリュームにおける心室重心点の座標を取得し、また、弁輪部重心演算部１０６から現ボリュームにおける弁輪部重心点の座標を取得する。
【００４９】
読み出しアドレス発生器１１２は、現ボリュームの心室重心点が拡張末期時の心室重心点に重なるように、かつ、現ボリュームにおける心室重心点と弁輪部重心点を通る直線が、拡張末期時における心室重心点と弁輪部重心点を通る直線に重なるような読み出しアドレスを演算する。
【００５０】
ボリュームメモリ１１６には二値化回路３０から出力されたエコーデータが原画像のアドレスのままボリューム毎にコピーされており、メモリ制御部１１４は、読み出しアドレス発生器１１２が算出した読み出しアドレスに従ってボリュームメモリ１１６からエコーデータを読み出して、エッジ検出手段（図１の符号３４）および重心検出部（図１の符号３６）に出力する。この結果、ボリュームメモリ１１６から出力されるエコーデータは、並進移動量および回転移動量がキャンセルされた画像として出力される。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、精度よく対象組織の異常運動を診断可能な三次元超音波診断装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】エッジ検出手段の内部構成を示すブロック図である。
【図３】変位量の検出手法を説明するための図である。
【図４】変位量に対して絶対的に決定される色の例を示す図である。
【図５】図１の超音波診断装置により得られる変位顕在画像を含む表示画像を示す図である。
【図６】色決定手段の別の形態を示す図である。
【図７】色テーブル作成部で作成される色テーブルの作成例を示す図である。
【図８】並進回転移動キャンセル処理部の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３２  並進回転移動キャンセル処理部、３４  エッジ検出手段、３８  拡張末期エッジメモリ、４０  前エッジメモリ、４４  拡張末期重心点メモリ、５０  変位量検出部、５４  色決定手段、５６  色付け処理部、６０  表示画像形成部。
【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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【図７】
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【図８】
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