(57)【要約】【課題】被検体の実際の形状を正確に表現した該被検体の縦断像または断層像を容易に画面表示できるとともに、この被検体の特徴的部位または疾患部位等の関心領域の幾何学的な数量を正確に計測できること。【解決手段】プローブ２の先端に配置された超音波振動子３ａによる超音波の送受信を行って体内の被検体に対する複数の２次元超音波断層像を取得する超音波観測装置５と、各２次元画像データの画像中心位置と断層面の配向とを示す位置データを検出する位置データ算出装置７と、この位置データと各２次元画像データとをもとに、超音波振動子３ａの移動経路に対応する空間座標系ｘｙｚ上に前記２次元画像データを配置する画像処理装置１１と、前記２次元画像データが配置された空間座標系ｘｙｚに示される３次元上の幾何学的な値を演算する距離演算部１４ｆと、を備える。【選択図】        図１
2005160616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブの先端に配置された超音波振動子による超音波の送受信を行って体内の被検体に対する複数の２次元超音波断層像を取得する断層像取得手段と、
各２次元超音波断層像の基準位置と断層面の配向とを示す配置情報を検出する検出手段と、
前記配置情報と各２次元超音波断層像とをもとに、前記被検体の幾何学的な値を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記配置情報と各２次元超音波断層像とをもとに、前記超音波振動子の移動経路に対応する３次元空間座標上に前記２次元超音波断層像を配置する画像データ処理手段を備え、
前記演算手段は、前記２次元超音波断層像が配置された前記３次元空間座標上に示される３次元上の幾何学的な値を演算することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記画像データ処理手段は、前記３次元空間座標上に配置した複数の２次元超音波断層像をもとに、該複数の２次元超音波断層像が配置された３次元画像データを生成し、
前記演算手段は、前記３次元画像データが示す３次元上の幾何学的な値を演算出力することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記画像データ処理手段は、前記基準位置と前記断層面の配向と各２次元超音波断層像とをもとに、前記超音波振動子の移動経路に沿った曲面を有した帯状縦断面画像を前記３次元空間座標上に生成し、
前記演算手段は、前記帯状縦断面画像上の幾何学的な値を演算することを特徴とする請求項２または３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記画像データ処理手段は、前記基準位置と前記断層面の配向とをもとに各２次元超音波断層像に対する相対座標を求め、該各２次元超音波断層像を縦断する直線を前記各相対座標上において同一となるように設定し、各直線間が補間された帯状縦断面を前記３次元空間座標上における帯状縦断面画像として生成することを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記帯状縦断面画像に対して回転指示する回転指示手段と、
前記回転指示手段の回転指示に対応した前記帯状縦断面画像の表示処理を行う表示処理手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４または５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像データ処理手段は、前記２次元超音波断層上で指示入力された２点を少なくとも通る直線を回転軸とし該回転軸を通る回転基準平面に対して、指示入力された該回転基準平面に対する回転角度をもつ切断面の２次元画像を生成し、
前記演算手段は、前記切断面の２次元画像上の幾何学的な値を演算することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記演算手段は、指示入力された２点間の距離、指示入力された図形によって描かれた道のり、指示入力された図形によって描かれた周囲長、指示入力された図形によって囲まれた面積、または指示入力された図形によって囲まれた体積の少なくとも１つを演算することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記図形は、指示入力された複数点によって形成される折れ線、多角形、または該多角形を底面とする立体図形であることを特徴とする請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記演算手段は、前記図形内に分割形成された三角形の面積の和を前記面積として演算することを特徴とする請求項８または９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記画像データ処理手段は、前記２次元超音波断層像間が補間された前記３次元画像データをもとに、等間隔にスライスされた複数のスライス画像を生成し、
前記演算手段は、前記スライス画像上に指示入力された図形によって囲まれた面積を各スライス画像毎に積分した値を前記体積として演算することを特徴とする請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記演算手段が演算する２点あるいは図形は、異なる前記帯状縦断面画像上、異なる前記切断面の２次元画像上、あるいは異なる前記２次元超音波断層像上であることを特徴とする請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
少なくとも前記画像データ処理手段が生成した各種画像を表示する表示手段を備え、
前記表示手段は、少なくとも前記指示入力された２点あるいは図形、および前記演算手段が演算した対象線分あるいは対象領域を表示出力することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記演算手段が演算した前記幾何学的な値を数値表示する数値表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記幾何学的な値の演算の種別を指示する種別指示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記帯状縦断面画像を一面に含む３次元縦断面画像を生成する３次元縦断面画像生成手段を備えたことを特徴とする請求項４〜１５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１７】
前記基準位置は、前記超音波振動子の位置であり、前記断層面の配向は、前記基準位置を基点とする前記２次元超音波断層像の断層面上の所定方向のベクトルと、該所定方向のベクトルと前記基準位置を基点とする法線ベクトルとの外積とによって形成される平面であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１８】
前記相対座標は、前記基準位置を原点とし、前記所定方向のベクトルと前記外積と前記法線ベクトルとを直交３軸とする座標であることを特徴とする請求項１７に記載の超音波診断装置。
【請求項１９】
前記回転指示手段は、前記帯状縦断面画像および前記３次元縦断面画像の少なくとも１つに対して回転指示し、
前記表示処理手段は、前記回転指示手段の回転指示に対応した前記帯状縦断面画像および前記３次元縦断面画像の表示処理を行うことを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項２０】
前記表示手段は、前記２次元超音波断層像、前記帯状縦断面画像、前記３次元縦断面画像、および前記切断面の２次元画像の少なくとも２つを同時に表示することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項２１】
前記画像データ処理手段は、前記切断面を形成する単位回転角度が予め設定され、前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面から所定回転方向に前記単位回転角度毎の切断面の２次元画像を生成することを特徴とする請求項７〜２０のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項２２】
前記単位回転角度を入力指示する入力手段を備えたことを特徴とする請求項２１に記載の超音波診断装置。
【請求項２３】
前記検出手段は、前記プローブの先端近傍に設けられた磁界発生源から発する磁場を検出することによって各２次元超音波断層像の基準位置と断層面の配向とを示す情報を検出することを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体等の被検体に超音波を照射するとともに該超音波のエコーを受波して３次元走査を行い、該３次元走査によって得られた３次元領域の画像データを用いて、この被検体の所望の断層像を画面表示し、さらに、この所望の断層像上に画面表示された所望領域についての各種計測を行う超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生体等の被検体に超音波を照射するとともに該超音波のエコーを空間的に受波して該被検体に対する３次元走査を行い、該３次元走査によって得られた複数の２次元画像データをもとに、この被検体の所望の断層像を画面表示し、さらに、操作者によって指定された計測範囲についての各種計測処理を行う超音波診断装置が開発されている。操作者、すなわち術者は、この超音波診断装置を操作して、被検体の所望の断層像を画面表示させ、さらに、所望の計測範囲、たとえば、この断層像上に表示された関心領域についての各種計測結果を取得する。この場合、術者は、腫瘍等の疾患部位または体腔内の特徴部位等の被検体における関心領域を探索あるいは観察し、さらには、この関心領域の長さまたは面積等の幾何学的な数量を把握し、これらをもとに、患者に対する超音波診断等の医療処置を行う。このような技術に関し、内視鏡の鉗子チャンネルに挿通した細径のプローブを有し、体腔内に挿入された該プローブを専用の駆動装置によって進退させて被検体の３次元走査を行い、該３次元走査によって得られた複数の２次元画像データをもとに、この被検体の縦断像または種々の方向での断層像を作成するとともに画面表示し、さらに、この断層像上に複数の計測点が設定された場合、この複数の計測点による計測領域の幾何学的な数量、たとえば、この断層像上に表示された臓器表面の疾患部位等の直径、周囲長、または面積等を計測するものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３２５２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された超音波診断装置は、３次元走査を行って得られた複数の２次元画像データ間を補間する場合、これらの複数の２次元画像データが各々平行に配列されていると仮定しているので、この３次元走査の走査経路によらず、ほぼ直線的に被検体の縦断像または断層像を画面表示する。したがって、この超音波診断装置によって画面表示された被検体の縦断像または断層像は、該被検体の実際の形状に比して歪んでいる場合が多く、操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、被検体の実際の形状を正確に表現した該被検体の縦断像または断層像を得ることが難しく、特徴的部位または疾患部位等の該被検体における関心領域の形状を的確に把握することが困難な場合が多いという問題点があった。
【０００５】
また、この超音波診断装置は、各々平行に配列した複数の２次元画像データをもとに作成した断層像を用い、操作者が該断層像上に指定した複数の計測点による計測領域の幾何学的な数量を演算出力しているので、被検体の実際の形状に比して歪みのある縦断像または断層像に指定された計測領域について所望の幾何学的な数量を演算出力している場合が多い。このため、操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、実際の被検体に存在する特徴的部位または疾患部位等の関心領域の長さ、面積、または体積等の幾何学的な数量を正確に計測することが困難な場合が多いという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被検体の実際の形状を正確に表現した該被検体の縦断像または断層像を容易に画面表示できるとともに、この被検体に存在する特徴的部位または疾患部位等の関心領域の幾何学的な数量を正確に計測できる超音波診断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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる超音波診断装置は、プローブの先端に配置された超音波振動子による超音波の送受信を行って体内の被検体に対する複数の２次元超音波断層像を取得する断層像取得手段と、各２次元超音波断層像の基準位置と断層面の配向とを示す配置情報を検出する検出手段と、前記配置情報と各２次元超音波断層像とをもとに、前記被検体の幾何学的な値を演算する演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記配置情報と各２次元超音波断層像とをもとに、前記超音波振動子の移動経路に対応する３次元空間座標上に前記２次元超音波断層像を配置する画像データ処理手段を備え、前記演算手段は、前記２次元超音波断層像が配置された前記３次元空間座標上に示される３次元上の幾何学的な値を演算することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像データ処理手段は、前記３次元空間座標上に配置した複数の２次元超音波断層像をもとに、該複数の２次元超音波断層像が配置された３次元画像データを生成し、前記演算手段は、前記３次元画像データが示す３次元上の幾何学的な値を演算出力することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像データ処理手段は、前記基準位置と前記断層面の配向と各２次元超音波断層像とをもとに、前記超音波振動子の移動経路に沿った曲面を有した帯状縦断面画像を前記３次元空間座標上に生成し、前記演算手段は、前記帯状縦断面画像上の幾何学的な値を演算することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像データ処理手段は、前記基準位置と前記断層面の配向とをもとに各２次元超音波断層像に対する相対座標を求め、該各２次元超音波断層像を縦断する直線を前記各相対座標上において同一となるように設定し、各直線間が補間された帯状縦断面を前記３次元空間座標上における帯状縦断面画像として生成することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記帯状縦断面画像に対して回転指示する回転指示手段と、前記回転指示手段の回転指示に対応した前記帯状縦断面画像の表示処理を行う表示処理手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像データ処理手段は、前記２次元超音波断層上で指示入力された２点を少なくとも通る直線を回転軸とし該回転軸を通る回転基準平面に対して、指示入力された該回転基準平面に対する回転角度をもつ切断面の２次元画像を生成し、前記演算手段は、前記切断面の２次元画像上の幾何学的な値を演算することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記演算手段は、指示入力された２点間の距離、指示入力された図形によって描かれた道のり、指示入力された図形によって描かれた周囲長、指示入力された図形によって囲まれた面積、または指示入力された図形によって囲まれた体積の少なくとも１つを演算することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記図形は、指示入力された複数点によって形成される折れ線、多角形、または該多角形を底面とする立体図形であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記演算手段は、前記図形内に分割形成された三角形の面積の和を前記面積として演算することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１１にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像データ処理手段は、前記２次元超音波断層像間が補間された前記３次元画像データをもとに、等間隔にスライスされた複数のスライス画像を生成し、前記演算手段は、前記スライス画像上に指示入力された図形によって囲まれた面積を各スライス画像毎に積分した値を前記体積として演算することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１２にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記演算手段が演算する２点あるいは図形は、異なる前記帯状縦断面画像上、異なる前記切断面の２次元画像上、あるいは異なる前記２次元超音波断層像上であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１３にかかる超音波診断装置は、上記発明において、少なくとも前記画像データ処理手段が生成した各種画像を表示する表示手段を備え、前記表示手段は、少なくとも前記指示入力された２点あるいは図形、および前記演算手段が演算した対象線分あるいは対象領域を表示出力することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１４にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記演算手段が演算した前記幾何学的な値を数値表示する数値表示手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１５にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記幾何学的な値の演算の種別を指示する種別指示手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１６にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記帯状縦断面画像を一面に含む３次元縦断面画像を生成する３次元縦断面画像生成手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１７にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記基準位置は、前記超音波振動子の位置であり、前記断層面の配向は、前記基準位置を基点とする前記２次元超音波断層像の断層面上の所定方向のベクトルと、該所定方向のベクトルと前記基準位置を基点とする法線ベクトルとの外積とによって形成される平面であることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１８にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記相対座標は、前記基準位置を原点とし、前記所定方向のベクトルと前記外積と前記法線ベクトルとを直交３軸とする座標であることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１９にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記回転指示手段は、前記帯状縦断面画像および前記３次元縦断面画像の少なくとも１つに対して回転指示し、前記表示処理手段は、前記回転指示手段の回転指示に対応した前記帯状縦断面画像および前記３次元縦断面画像の表示処理を行うことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項２０にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記表示手段は、前記２次元超音波断層像、前記帯状縦断面画像、前記３次元縦断面画像、および前記切断面の２次元画像の少なくとも２つを同時に表示することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項２１にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像データ処理手段は、前記切断面を形成する単位回転角度が予め設定され、前記２次元超音波断層像をもとに、前記回転基準平面から所定回転方向に前記単位回転角度毎の切断面の２次元画像を生成することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項２２にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記単位回転角度を入力指示する入力手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
また、請求項２３にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記検出手段は、前記プローブの先端近傍に設けられた磁界発生源から発する磁場を検出することによって各２次元超音波断層像の基準位置と断層面の配向とを示す情報を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、可撓性のあるプローブ先端に配置された超音波振動子の３次元走査によって得られた複数の２次元画像データと、該３次元走査におけるプローブの移動経路または移動方向に対応する位置データとをもとに、この移動経路を正確にトレースした３次元画像データを作成し、該３次元画像データをもとに、所望計測範囲の長さ、面積、または体積等の幾何学的な値を演算出力するので、プローブが生体の形状に沿って曲がって手引きされた場合でも、実際の生体内の被検体とほぼ同じ形状の縦断像または断層像を容易に表示出力でき、さらに、この縦断像または断層像に表示された特徴的部位または疾患部位等の関心領域の幾何学的な値を正確に計測できる超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。これによって、操作者は、手術前に疾患部位の大きさまたは位置を正確に把握でき、手術方針または切除範囲の決定に有用である。また、操作者は、抗癌剤または放射線等による疾患部位の経時的な治療効果を一層正確かつ客観的に判定できる。
【００３１】
また、特許文献１に記載された従来技術では、内視鏡の鉗子チャンネルに挿通した細径のプローブを専用の駆動装置によって進退させて被検体の３次元走査を行っていたため、超音波振動子の開口を鉗子チャンネルの内径よりも大きくできなかった。そのため、送受波される超音波の出力が制限され、超音波の遠方への深達度が低下し、得られる２次元画像データに大きな腫瘍の全体が写らず、実質的に大きな腫瘍の幾何学的な値の計測ができないという課題があった。しかし、この発明によれば、プローブ先端に配置された超音波振動子によって複数の２次元超音波断層像を取得した後、各２次元超音波断層像の基準位置と断層面の配向とを示す配向情報および各２次元超音波断層像をもとに３次元上の幾何学的な値を演算するように構成したため、開口の大きい超音波振動子を用いることができ、これによって、深達度の高い２次元超音波断層像が得られ、その結果、実質的に大きな腫瘍の幾何学的な値の計測が可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかる超音波診断装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によって、この発明が限定されるものではない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。図１において、この超音波診断装置１は、体腔内に挿入される挿入部３と挿入部３を操作する操作部４とを備えたプローブ２と、超音波観測装置５と、受信アンテナ６ｂと、位置データ算出装置７と、入力装置８と、モニタ９と、プリンタ１０と、画像処理装置１１とを有する。挿入部３の先端には、超音波振動子３ａが回転自在に組み込まれ、挿入部３の後端には、操作部４が配置される。超音波振動子３ａの近傍には、送信コイル６ａが着脱可能に配置される。操作部４は、モータ４ａを有し、モータ４ａは、シャフト３ｂを介して超音波振動子３ａと接続される。超音波観測装置５は、操作部４に設けられた電源スイッチ（図示せず）およびケーブル等を介して、超音波振動子３ａおよびモータ４ａと電気的に接続される。位置データ算出装置７は、ケーブル等を介して、送信コイル６ａおよび受信アンテナ６ｂと電気的に接続される。画像処理装置１１は、ケーブル等を介して、超音波観測装置５、位置データ算出装置７、入力装置８、モニタ９、およびプリンタ１０と電気的に接続される。
【００３４】
プローブ２は、上述したように、先端に超音波振動子３ａが配置された挿入部３とモータ４ａが組み込まれた操作部４とを用いて構成され、体腔内を放射状に走査（ラジアルスキャン）するように機能する。また、プローブ２には、内視鏡等の光学系が設けられてもよく、この場合、プローブ２は、この光学系による体腔内の光学画像に関するデータを画像処理装置１１に送出し、画像処理装置１１は、受信した光学画像に関するデータをもとに、該データに対応する光学画像をモニタ９に画面表示させる。挿入部３は、可撓性部材を用いて実現され、体腔内への挿入に好適な細長い筒形状を有する。超音波振動子３ａは、チタン酸バリウムまたはチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミックを用いて実現され、印加されたパルス状の電圧を逆圧電効果によって超音波に変換する機能と、この超音波の反射波（エコー）を圧電効果によって電気的なエコー信号に変換する機能とを有する。シャフト３ｂは、フレキシブルなシャフトであり、モータ４ａによる回転駆動を超音波振動子３ａに伝達する可撓自在な駆動軸として機能する。
【００３５】
操作部４は、操作者の操作に応じ、超音波振動子３ａおよび送信コイル６ａが配置される部位を含む挿入部３の先端を湾曲させる機能を有する。また、操作部４は、操作者が操作部４の電源スイッチをオン状態にした場合、超音波振動子３ａおよびモータ４ａと超音波観測装置５とを電気的に接続し、超音波観測装置５は、超音波振動子３ａに、たとえば１００［Ｖ］程度のパルス状の電圧（パルス電圧）を印加するとともに、モータ４ａに、たとえば１２［Ｖ］程度の直流駆動電圧を印加する。この場合、超音波振動子３ａは、超音波観測装置５から印加されたパルス電圧を用いて超音波を出力するとともに該超音波のエコーを受波し、受波したエコーに対応するエコー信号を超音波観測装置５に送出する。これと同時に、モータ４ａは、超音波観測装置５から印加された直流駆動電圧を用いて回転駆動を行うとともに、シャフト３ｂを介して該回転駆動を超音波振動子３ａに伝達する。これによって、モータ４ａは、シャフト３ｂを駆動軸として、超音波振動子３ａを回転させる。
【００３６】
ここで、操作者が、体腔内に挿入部３を挿入した状態で操作部４の電源スイッチをオン状態にした場合、超音波振動子３ａは、シャフト３ｂを駆動軸として回転駆動するとともに、体腔内に対する超音波の出力および該超音波のエコーの受波を繰り返す。この場合、超音波振動子３ａは、挿入部３の挿入軸方向に垂直な平面について、ラジアルスキャンを行い、これによって、プローブ２は、一回のラジアルスキャンを達成する。その後、超音波振動子３ａは、操作部４の電源スイッチがオフ状態に切り換えられるまで、このラジアルスキャンを繰り返すとともに、ラジアルスキャン毎に得られたエコー信号を順次超音波観測装置５に送出する。また、ラジアルスキャンを実行しているプローブ２が操作者によって手引きされた場合、超音波振動子３ａは、この手引きによる移動経路に沿って、このラジアルスキャンを３次元的に行い、体腔内を３次元的に走査（３次元走査）する。
【００３７】
超音波観測装置５は、検波回路（図示せず）、増幅回路（図示せず）、Ａ／Ｄ変換回路（図示せず）、および座標変換回路（図示せず）等を用いて構成され、超音波振動子３ａから順次受信したエコー信号に対して、包絡線検波処理、対数増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理、および極座標系から直交座標系への座標変換処理等の周知の各処理をそれぞれ行い、順次受信したエコー信号毎に一つの２次元画像データを順次作成する。その後、超音波観測装置５は、作成した２次元画像データを画像処理装置１１に順次送出する。また、超音波観測装置５は、操作者が操作部４の電源スイッチをオン状態にした場合、上述したように、超音波振動子３ａに１００［Ｖ］程度のパルス電圧を印加するとともに、モータ４ａに１２［Ｖ］程度の駆動電圧を印加する。
【００３８】
送信コイル６ａは、挿入部３の体腔内への挿入軸方向に関する第１コイルと該挿入軸方向に垂直な方向に関する第２コイルとを用いて実現され、上述したように、超音波振動子３ａの近傍、たとえば、超音波振動子３ａから０．５〜１［ｃｍ］程度離れた位置に着脱可能に配置され、さらに、ケーブル（図示せず）等を介して位置データ算出装置７と電気的に接続される。この場合、送信コイル６ａは、超音波振動子３ａに対する距離および方向がほぼ一定になるように固定され、これによって、第１コイルおよび第２コイルの各位置と各方向とが、超音波振動子３ａに対してほぼ一定に設定される。また、送信コイル６ａは、位置データ算出装置７が第１コイルおよび第２コイルに電流を供給した場合、送信コイル６ａの周囲空間に磁場を発生させる。なお、送信コイル６ａは、超音波振動子３ａの近傍に配置される場合、挿入部３の外壁に着脱可能に配置されてもよいが、挿入部３内部に着脱可能に挿入されることが望ましい。
【００３９】
受信アンテナ６ｂは、複数のコイルを用いて実現され、送信コイル６ａが発生させた磁場を感知するとともに該磁場を電流に変換し、その後、この電流に対応する電気的な信号（磁場信号）を位置データ算出装置７に送出する。
【００４０】
位置データ算出装置７は、操作者が位置データ算出装置７に設けられた電源スイッチ（図示せず）をオン状態にした場合、ケーブル等を介して送信コイル６ａに電流を供給するとともに、受信アンテナ６ｂが送出した磁場信号を受信する。さらに、位置データ算出装置７は、受信アンテナ６ｂから順次受信した磁場信号をもとに、送信コイル６ａの位置ベクトルｒ、単位長の軸方向ベクトルＶa、および単位長の面平行ベクトルＶbを算出し、得られた位置ベクトルｒ、軸方向ベクトルＶa、および面平行ベクトルＶbを送信コイル６ａに関する位置データとして画像処理装置１１に順次送出する。
【００４１】
ここで、位置データ算出装置７には、所定位置、たとえば受信アンテナ６ｂの中心位置を原点Ｏとし、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸からなる空間座標系ｘｙｚが予め設定され、位置ベクトルｒは、空間座標系ｘｙｚ上における送信コイル６ａの位置を決定するベクトルである。なお、位置ベクトルｒは、送信コイル６ａが超音波振動子３ａの近傍に配置されていることに起因し、超音波振動子３ａの回転駆動の中心位置を決定するベクトルとして近似できる。一方、軸方向ベクトルＶaは、送信コイル６ａの第１コイルから出力された磁場に対応する磁場信号をもとに算出され、空間座標系ｘｙｚ上のベクトルであって、挿入部３の体腔内への挿入軸方向を示す単位長の方向ベクトルである。したがって、軸方向ベクトルＶaは、超音波振動子３ａがラジアルスキャンを行う体腔内の平面に垂直な方向を示す。また、面平行ベクトルＶbは、送信コイル６ａの第２コイルから出力された磁場に対応する磁場信号をもとに算出され、空間座標系ｘｙｚ上のベクトルであって、この挿入軸方向に垂直な所定方向を示す単位長の方向ベクトルである。したがって、面平行ベクトルＶbは、超音波振動子３ａがラジアルスキャンを行う体腔内の平面に平行である所定方向を示す。なお、面平行ベクトルＶbによって示される所定方向は、軸方向ベクトルＶaによって示される垂直方向に対して常時一定方向に設定される。このことは、第１コイルおよび第２コイルの各位置と各方向とが、上述したように、超音波振動子３ａに対してほぼ一定に設定されることに起因する。
【００４２】
入力装置８は、キーボード、タッチパネル、トラックボール、マウス、またはジョイスティック等を用いてまたはこれらの組み合わせによって実現され、超音波観測装置５によって作成された２次元画像データ上に指定される点（指定点）の座標情報に関する指定点情報、画面表示された各種縦断像または各種断層像の回転角度を指定する角度情報、画面表示された各種縦断像上または各種断層像上の長さ、面積、または体積等の幾何学的な数量を計測する領域（計測領域）を指定する点（計測点）の座標情報に関する計測点情報、モニタ９に対する画面表示処理に関する各種指示情報、あるいはプリンタ１０が各種計測結果を紙面等にプリントするプリンタ出力処理に関する各種指示情報等を画像処理装置１１に入力する。
【００４３】
たとえば、キーボードまたはタッチパネルを用いる場合には、各情報の入力受付状態において、指定点情報、角度情報、または計測点情報に対応する数値を入力しまたは選択し、あるいは、モニタ９またはタッチパネルに画面表示された座標位置を直接入力することによって、指定点情報、角度情報、または計測点情報の入力が行われる。一方、トラックボール、マウス、またはジョイスティックを用いる場合には、各情報の入力受付状態において、指定点情報または計測点情報に対応する数値を選択し、あるいはモニタ９に画面表示された座標位置を直接入力することによって、指定点情報または計測点情報の入力が行われ、また、角度情報に対応する数値を選択し、あるいはモニタ９に画面表示されたカーソル等をマウスボタンを押し下げながら所定方向に移動させる操作（以下、ドラッグ操作）を行うことによって、カーソル等の移動量に応じた角度値に対応する角度情報の入力が行われる。たとえば、操作者がこのドラッグ操作を行い、カーソルが画面の上方向に所定量移動した場合に該所定量に応じた角度だけ縦断像または断層像を正方向に回転する角度情報が入力され、カーソルが画面の下方向に所定量移動した場合に該所定量に応じた角度だけ縦断像または断層像を負方向に回転する角度情報が入力される。あるいは、カーソルが画面の右方向に所定量移動した場合に該所定量に応じた角度だけ縦断像または断層像を正方向に回転する角度情報が入力され、カーソルが画面の左方向に所定量移動した場合に該所定量に応じた角度だけ縦断像または断層像を負方向に回転する角度情報が入力される。
【００４４】
画像処理装置１１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、またはハードディスク等の各種記憶媒体とＣＰＵとを備えた周知のコンピュータを用いて実現され、画像データ記憶部１２と表示回路１３と制御部１４とを有する。画像データ記憶部１２は、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリ等の各種ＩＣメモリ、ハードディスクドライブ、あるいは光磁気ディスクドライブ等のデータの書き込みおよび読み出しが可能な各種記憶装置を用いて実現される。画像データ記憶部１２は、制御部１４の制御のもと、制御部１４から送出された各種画像データを記憶する。また、画像データ記憶部１２は、制御部１４が各種縦断像データまたは各種断層像データを作成した場合、制御部１４の制御のもと、この各種縦断像データまたは各種断層像データを記憶する。
【００４５】
制御部１４は、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現され、記憶部１４ａ、画像データ演算部１４ｂ、切断面演算部１４ｃ、更新処理部１４ｄ、３次元画像処理部１４ｅ、および距離演算部１４ｆを有する。記憶部１４ａは、このＲＯＭおよびＲＡＭを用いて構成され、この処理プログラムや演算パラメータの他に、制御部１４が位置データ算出装置７から順次受信した位置データを記憶する。制御部１４には、上述した空間座標系ｘｙｚが予め設定され、記憶部１４ａは、この空間座標系ｘｙｚに関する設定情報を記憶する。また、制御部１４には、空間座標系ｘｙｚに配列された各２次元画像データの初期の縦断位置が予め設定され、記憶部１４ａは、この初期の縦断位置に関する初期縦断情報を記憶する。
【００４６】
また、超音波振動子３ａがｎ回（ｎ＝１，２，３，…）のラジアルスキャンによって得られたｎ個のエコー信号を超音波観測装置５に順次送出した場合、制御部１４は、超音波観測装置５がｎ個のエコー信号をもとにｎ個の２次元画像データをそれぞれ作成した各タイミングを把握するとともに、位置データ算出装置７から順次受信した位置データを該タイミング毎に把握する。その後、制御部１４は、超音波観測装置５からｎ個の２次元画像データを順次受信するとともに、該２次元画像データ毎に、このタイミングにおいて作成された２次元画像データと該タイミングにおいて受信した位置データとの対応付けを行う。これによって、制御部１４は、ラジアルスキャンが行われた位置に対応する位置データと、このラジアルスキャンによるエコー信号をもとに作成された２次元画像データとの対応付けを確実に行う。
【００４７】
図２は、制御部１４が超音波観測装置５からｎ個の２次元画像データを順次受信した場合に、制御部１４によって位置データとの対応付けが行われたｎ個目の２次元画像データを例示する図である。なお、以下では、操作者が、被検体の十二指腸内に挿入部３を挿入し、その後、超音波振動子３ａによるラジアルスキャンを行うとともに挿入部３を挿入軸方向に徐々に手引きし、これによって、この被検体に対する３次元走査が行われた場合について説明するが、このことは、この発明を限定するものではない。
【００４８】
図２に示すように、このｎ個目の２次元画像データＤnには、十二指腸の横断面である十二指腸像Ｅｎと膵管の横断面である膵管像ｆｎが含まれている。制御部１４は、上述したように、２次元画像データＤnと２次元画像データＤnが作成されたタイミングで受信した位置データとの対応付けを行う。この場合、制御部１４は、２次元画像データＤnに対応する平面の法線ベクトルとして軸方向ベクトルＶanを設定し、この平面に平行であって、軸方向ベクトルＶanに対して所定方向、たとえば、この平面における１２時方向を示す方向ベクトルとして面平行ベクトルＶbnを設定する。また、制御部１４は、２次元画像データＤnの画像中心Ｃnを示す位置ベクトルとして位置ベクトルｒnを設定する。これによって、制御部１４は、２次元画像データＤnに対して、画像中心Ｃnを原点とし、面平行ベクトルＶbnに平行な軸と外積ベクトル（Ｖbn×Ｖan）に平行な軸とによる直交座標系を設定できる。なお、外積ベクトル（Ｖbn×Ｖan）は、面平行ベクトルＶbnと軸方向ベクトルＶanとの外積によって求められる。
【００４９】
制御部１４は、超音波観測装置５から順次受信した残り（ｎ−１）個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄn-1についても、上述した２次元画像データＤnの場合と同様に位置データの対応付けを行う。これによって、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnには、軸方向ベクトルＶa1，Ｖa2，…，Ｖanと、面平行ベクトルＶb1，Ｖb2，…，Ｖbnと、位置ベクトルｒ1，ｒ2，…，ｒnとがそれぞれ設定される。
【００５０】
図３は、制御部１４が、位置データとの対応付けが行われたｎ個の２次元画像データを空間座標系ｘｙｚに配列する動作を説明する図である。図３に示すように、制御部１４は、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnと位置データとの対応付けをそれぞれ行った場合、記憶部１４ａから読み出した空間座標系ｘｙｚと各２次元画像データに対応付けられた位置データとをもとに、このｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnを空間座標系ｘｙｚに配列する。ここで、この位置データを構成する軸方向ベクトルＶa1，Ｖa2，…，Ｖan、面平行ベクトルＶb1，Ｖb2，…，Ｖbn、および位置ベクトルｒ1，ｒ2，…，ｒnは、空間座標系ｘｙｚに配列される２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnの各位置と各方向を決定するので、制御部１４は、超音波振動子３ａが３次元的にラジアルスキャンを行った実際の位置関係とほぼ同じになるように、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnを空間座標系ｘｙｚに配列できる。その後、制御部１４は、空間座標系ｘｙｚにおける配列関係が設定されたｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnを画像データ記憶部１２に記憶する。
【００５１】
図４は、制御部１４が、ｎ回のラジアルスキャンによるｎ個のエコー信号をもとに作成されたｎ個の２次元画像データと、このラジアルスキャンが行われた各位置に対応する位置データとを取得してから、予め設定された初期の縦断位置における縦断像を含む３次元縦断像データを作成するとともに該３次元縦断像データに対応する３次元縦断像をモニタ９に画面表示させ、その後、この３次元縦断像上に指定された２つの計測点間の距離（計測点間距離）を計測するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図５は、３次元縦断像と２次元超音波断層像とがモニタ９に画面表示された状態を例示する図である。
【００５２】
図４において、超音波観測装置５が、上述したエコー信号をもとに２次元画像データを作成し、かつ、位置データ算出装置７が、このエコー信号が得られた位置に関する位置データを算出した場合、制御部１４は、上述したように、このエコー信号をもとに２次元画像データが作成されたタイミングを把握するとともに、超音波観測装置５から送出された該２次元画像データと位置データ算出装置７から送出された位置データとを取得する（ステップＳ１０１）。この場合、制御部１４は、この２次元画像データが作成されたタイミングと、位置データ算出装置７から取得した位置データとを関連付ける。
【００５３】
つぎに、制御部１４は、上述したように、取得した２次元画像データと位置データとを用いて、把握したタイミングにおいて作成された２次元画像データと該タイミングにおいて取得した位置データとの対応付けを行い（ステップＳ１０２）、その後、この位置データとの対応付けがなされた２次元画像データを空間座標系ｘｙｚ上に配列するとともに、該２次元画像データに対し、該２次元画像データに対応付けられた軸方向ベクトルと面平行ベクトルとをもとに直交座標系を設定する（ステップＳ１０３）。この場合、制御部１４は、図２に示したように、２次元画像データＤn（ｎ＝１，２，３，…）に対し、画像中心Ｃnを原点とし、面平行ベクトルＶbnに平行な軸（Ｂn軸）と外積ベクトル（Ｖbn×Ｖan）に平行な軸（Ａn軸）とによる直交座標系ＡnＢnをそれぞれ設定する。
【００５４】
その後、制御部１４は、直交座標系が設定された２次元画像データを空間座標系ｘｙｚ上に配列した状態で画像データ記憶部１２に記憶するとともに、表示回路１３を介して、この２次元画像データをモニタ９に送出し、この２次元画像データに対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１０４）。
【００５５】
つぎに、制御部１４は、予め設定された初期縦断情報をもとに、空間座標系ｘｙｚに配列された２次元画像データの各直交座標系上に、上述した初期の縦断位置に対応する直線（切断線）を設定するとともに、該直線によって切断された２次元画像データの断片によって形成される曲面を初期の縦断面として設定する。さらに、制御部１４は、設定した切断線上に１列画像データを作成し、該１列画像データを並べて該１列画像データ間を補間し、初期の縦断面の縦断像を含む画像データ（３次元縦断像データ）を作成する（ステップＳ１０５）。その後、制御部１４は、作成した３次元縦断像データを画像データ記憶部１２に記憶するとともに、表示回路１３を介して、この３次元縦断像データをモニタ９に送出し、この３次元縦断像データに対応する帯状の３次元縦断像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１０６）。
【００５６】
なお、制御部１４は、プローブ２がラジアルスキャンを行っている場合、すなわち、操作部４の電源スイッチがオン状態である場合、プローブ２の電源オフ状態に対応する電源オフ情報を受信しない（ステップＳ１０７，Ｎｏ）。この場合、制御部１４は、上述したステップＳ１０１以降の処理工程を繰り返す。すなわち、制御部１４は、プローブ２が電源オフ状態になるまでにｎ回のラジアルスキャンを行った場合、上述したステップＳ１０１以降の処理工程をｎ回繰り返し、これによって、制御部１４は、位置データとの対応付けがなされたｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnを得るとともに、これらの各２次元画像データに上述した直交座標系を対応付け、さらに、図３に示したように、得られたｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnを空間座標系ｘｙｚ上に配列した状態で画像データ記憶部１２に記憶する。
【００５７】
また、制御部１４は、画像データ記憶部１２に記憶したｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄn上に切断線をそれぞれ設定するとともに、各切断線上に１列画像データをそれぞれ設定し、ｎ個の該１列画像データをもとに、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnに設定された初期の縦断面の縦断像を含む３次元縦断像データを作成し、表示回路１３を介して、この３次元縦断像データをモニタ９に画面表示させる。この場合、制御部１４は、図５に示すように、曲面またはねじれ等を有する帯状の３次元縦断像Ｕ0をモニタ９に画面表示させる。
【００５８】
ここで、３次元縦断像Ｕ0は、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnの各直交座標系上に設定された切断線を含む縦断面の縦断像として作成されているので、３次元走査が行われた場合に体腔内を移動したプローブ２の実際の移動経路または移動方向等に応じた曲面またはねじれ等を有する帯状の縦断像になる。したがって、３次元縦断像Ｕ0は、プローブ２が３次元走査を行った体腔内の被検体に比して形状の歪み等が少なく、実際の被検体とほぼ同じ形状の縦断像を呈する。たとえば、ｎ個の２次元画像データのうちの一つの２次元画像データＤm上の切断線Ｔmが、２次元画像データＤmに対応する２次元超音波断層像Ｇmに捉えられた十二指腸像Ｅmと膵管像ｆmとを通過するように設定された場合、３次元縦断像Ｕ0は、実際の十二指腸とほぼ同じ形状の十二指腸断層像Ｅと、実際の膵管とほぼ同じ形状の膵管断層像ｆとを呈することができる。
【００５９】
なお、制御部１４は、操作者が入力装置８を用いて画像表示に関する指示情報を入力した場合、この指示情報による指示に基づき、図５に示すように、３次元縦断像Ｕ0と２次元超音波断層像Ｇmとを同一画面内に表示出力してもよい。この場合、２次元超音波断層像Ｇmには、十二指腸像Ｅm、膵管像ｆm、画像中心Ｃm、および切断線Ｔmが表示され、この切断線Ｔmは、同一画面内に表示された３次元縦断像Ｕ0の縦断面位置に対応する。また、この３次元縦断像Ｕ0には、同一画面内に表示された２次元超音波断層像Ｇmの３次元縦断像Ｕ0上の位置を示す直線ＬＧmが表示される。ただし、直線ＬＧmは、この２次元超音波断層像Ｇmに対応しているので、２次元超音波断層像Ｇmが別の２次元超音波断層像に切り換えられた場合、直線ＬＧmは、この別の２次元超音波画像に対応する位置に移動する。
【００６０】
つぎに、操作者が、ｎ回のラジアルスキャンを行った後に操作部４の電源スイッチをオフ状態にした場合、制御部１４は、プローブ２の電源オフ情報を受信し（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、２次元超音波断層像の切り換え指示、３次元縦断像の回転角度を指定する角度情報、または計測点情報の受付待機状態になる。その後、操作者が、入力装置８を操作して、画面表示された２次元超音波断層像を別の２次元超音波断層像に切り換える指示情報（切り換え指示情報）を入力した場合、制御部１４は、切り換え指示情報に対応する２次元超音波断層像の切り換え指示を受け付ける（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）。この場合、制御部１４は、入力受付した切り換え指示情報による切り換え指示に基づき、画像データ記憶部１２に記憶された２次元画像データを読み出すとともに、表示回路１３を介して、この２次元画像データをモニタ９に送出する。表示回路１３は、この２次元画像データに対してＤ／Ａ変換等の各処理を行い、更新処理部１４ｄは、既に画面表示されている２次元断層像に代えて、この２次元画像データに対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１０９）。その後、制御部１４は、上述したステップＳ１０８以降の処理工程を繰り返す。
【００６１】
一方、操作者が、入力装置８を用いて、画面表示された３次元縦断像の回転角度を指定する角度情報の入力操作を行った場合、制御部１４は、切り換え指示情報を受け付けずに（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、この角度情報を受け付ける（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）。この場合、制御部１４は、この受け付けた角度情報に対応する角度を３次元縦断像の回転角度として設定するとともに、空間座標系ｘｙｚに予め設定された所望直線、たとえば２次元画像データの画像中心を通過する直線を回転軸とし、画面表示されている３次元縦断像に対応する３次元縦断像データをこの回転角度だけ回転する（ステップＳ１１１）。これによって、制御部１４は、回転前の３次元縦断像データの縦断面をこの回転角度だけ回転するとともに、該回転によって得られた縦断面が含まれた回転後の３次元縦断像データを作成し、更新処理部１４ｄは、この回転前の３次元縦断像データをこの回転後の３次元縦断像データに更新する。
【００６２】
３次元縦断像データが回転後の３次元縦断像データに更新された場合、制御部１４は、表示回路１３を介して、この回転後の３次元縦断像データをモニタ９に送出し、これと同時に、更新処理部１４ｄは、既に画面表示されている３次元縦断像に代えて、この回転後の３次元縦断像データに対応する３次元縦断像をモニタ９に画面表示させる。これによって、制御部１４は、操作者による角度情報の入力操作に応じ、回転前の３次元縦断像を回転後の３次元縦断像に逐次更新する（ステップＳ１１２）。その後、制御部１４は、上述したステップＳ１０８以降の各処理工程を繰り返す。
【００６３】
たとえば、図５に示すように、操作者が、入力装置８を用いてドラッグ操作を行い、画面表示されたカーソルＫを上方に所定量移動させた場合、３次元縦断像Ｕ0は、この所定量に応じた角度だけ、所定の正方向、たとえば回転軸について反時計回りに回転する。すなわち、画面表示された３次元縦断像Ｕ0は、操作者が入力装置８を用いて角度情報を入力した場合、この角度情報に対応する角度に応じて所定方向に回転するので、操作者は、３次元縦断像Ｕ0に曲面またはねじれ等があっても、この曲面またはねじれによって隠れた箇所を含めて、３次元縦断像Ｕ0に捉えられた全ての縦断像を容易に観察することができる。また、制御部１４は、操作者が入力装置８を用いて画像拡大または画像縮小の指示情報を入力した場合、この指示情報による指示に基づき、入力装置８による入力量に応じた大きさに、３次元縦断像Ｕ0を拡大または縮小する。
【００６４】
他方、操作者が、入力装置８を用いて、画面表示された３次元縦断像上に所望の計測点を指定する計測点情報の入力操作を行った場合、制御部１４は、切り換え指示を受け付けず（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、かつ、角度情報を受け付けず（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、この計測点情報を受け付ける（ステップＳ１１３，Ｙｅｓ）。この場合、制御部１４は、操作者が入力装置８を操作して入力した計測点情報を用いて、３次元縦断像データ上に２つの計測点を設定するとともに、該２つの計測点間のユークリッド距離（計測点間距離）を演算出力し、得られた演算結果を計測点間距離の計測結果として表示出力またはプリンタ出力する（ステップＳ１１４）。なお、この計測点が３次元縦断像データ上に設定されてから、計測点間距離の計測結果が表示出力またはプリンタ出力されるまでの処理（計測点間距離計測処理）の詳細については、後述する。
【００６５】
なお、操作者が、入力装置８を用いて、上述した切り換え指示情報、角度情報、および計測点情報の入力操作を行わなかった場合、制御部１４は、切り換え指示を受け付けず（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、かつ、角度情報を受け付けず（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、かつ、計測点情報を受け付けず（ステップＳ１１３，Ｎｏ）、上述したステップＳ１０８以降の処理工程を繰り返す。
【００６６】
つぎに、制御部１４が、上述したステップＳ１０５において、空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データに対して初期の縦断面を設定してから、該縦断面の縦断像を含む３次元縦断像データを作成するまでの処理（３次元縦断像データ作成処理）について詳細に説明する。図６は、制御部１４が、空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データと予め設定された初期縦断情報とをもとに、３次元縦断像作成処理を達成するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図７は、制御部１４が、予め設定された初期縦断情報をもとに、ｎ個の２次元画像データの各直交座標系上に初期の縦断位置を設定するとともに、該縦断位置による初期の縦断面を設定する処理（縦断面設定処理）を説明する図である。図８は、画像データ演算部１４ｂが、ｎ個の２次元画像データ上に作成された１列画像データを用い、各隣接１列画像データ間を補間して、縦断面設定処理による縦断面の縦断像を作成する処理（縦断像画像処理）を説明する図である。なお、図８では、紙面での説明の都合上、１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnが同一平面上にあり、かつ互いに平行に描かれているが、実際には同一の平面上に存在するとは限らず、また、互いに平行になるとも限らない。
【００６７】
図６において、軸方向ベクトルと面平行ベクトルとに基づく直交座標系が、上述したステップＳ１０３の処理によって、ｎ個の２次元画像データにそれぞれ設定された場合、制御部１４は、記憶部１４ａに予め記憶された初期縦断情報を読み出すとともに、ｎ個の２次元画像データの各直交座標系上に、この初期縦断情報に基づく縦断位置に対応する切断線を設定する。たとえば、この初期縦断情報として設定される縦断位置の座標情報が、２次元画像データの直交座標系上の座標（ａ1，ｂ1）と画像中心とに対応する場合、制御部１４は、図７に示すように、２次元画像データＤmの直交座標系ＡmＢm上の座標（ａ1，ｂ1）の点Ｑmと、直交座標系ＡmＢm上の原点である画像中心Ｃmとを縦断位置に対応する点として設定するとともに点Ｑmと画像中心Ｃmとを通過する直線を演算出力し、得られた直線を縦断位置に対応する切断線Ｔmとして設定する。ただし、整数ｍは、１≦ｍ≦（ｎ−１）を満足する整数であり、直交座標系ＡmＢmは、上述したように、画像中心Ｃmを原点とし、面平行ベクトルＶbmに平行なＢm軸と外積ベクトル（Ｖbm×Ｖam）に平行なＡm軸とからなる直交座標系である。
【００６８】
制御部１４は、切断線Ｔmが２次元画像データＤmの直交座標系ＡmＢm上に設定された場合、２次元画像データＤmに隣接する２次元画像データＤm+1の直交座標系Ａm+1Ｂm+1上に、切断線Ｔm+1を設定する。この場合、制御部１４は、切断線Ｔmの場合と同様に、直交座標系Ａm+1Ｂm+1上の座標（ａ1，ｂ1）の点Ｑm+1と、直交座標系Ａm+1Ｂm+1上の原点である画像中心Ｃm+1とを縦断位置に対応する点として設定するとともに点Ｑm+1と画像中心Ｃm+1とを通過する直線を演算出力し、得られた直線を縦断位置に対応する切断線Ｔm+1として設定する。このような切断線の設定方法に基づき、制御部１４は、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnについて、各直交座標系の座標（ａ1，ｂ1）の点Ｑ1，Ｑ2，…，Ｑnと、各直交座標系の原点である画像中心Ｃ1，Ｃ2，…，Ｃnとを縦断位置に対応する点としてそれぞれ設定するとともに、点Ｑ1，Ｑ2，…，Ｑnと画像中心Ｃ1，Ｃ2，…，Ｃnとをそれぞれ通過する各切断線Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔnを設定する。その後、切断面演算部１４ｃは、画像中心Ｃ1，Ｃ2，…，Ｃnに対する座標が相対的に同様である各点間を結ぶように、切断線Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔn上の各点を結び、これによって、切断線Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔnを含む曲面を演算出力し、制御部１４は、この切断面演算部１４ｃが演算出力した曲面を上述した初期の縦断面として設定する（ステップＳ２０１）。
【００６９】
制御部１４が、ｎ個の２次元画像データについて、切断線Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔnをそれぞれ設定した場合、画像データ演算部１４ｂは、切断線Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔnに１列ｊ行（ｊ＝１，２，３，…）の画素群をそれぞれ設定するとともに、該画素群の各画素（ボクセルまたはピクセル）の輝度を求めて、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnに対し、１列ｊ行の画素群を有する１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnをそれぞれ作成する（ステップＳ２０２）。この場合、１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnは、切断線Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔnにそれぞれ対応しているので、画像データ演算部１４ｂは、１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnの各画素の位置を空間座標系ｘｙｚ内の画素位置ベクトルとして求めることができる。
【００７０】
たとえば、２次元画像データＤmの直交座標系ＡmＢm上の座標（ａ1，ｂ1）の点Ｑmは、画像中心Ｃmおよび直交座標系ＡmＢmが空間座標系ｘｙｚ上に存在するので、空間座標系ｘｙｚにおける点Ｑmの位置ベクトルＯＱmは、この座標（ａ1，ｂ1）と画像中心Ｃmの位置ベクトルｒmとを用いて、次式（１）によって求められる。
ＯＱm＝ｒm＋ａ1（Ｖbm×Ｖam）＋ｂ1Ｖbm                  ・・・（１）
この場合、切断線Ｔm上の各点の位置ベクトルは、点Ｑmとの距離および画像中心Ｃmとの距離と、式（１）とを用い、切断線Ｔmに線形に内挿または外挿することによって演算出力される。すなわち、画像データ演算部１４ｂは、画素位置と点Ｑmとの距離および画素位置と画像中心Ｃmとの距離と、式（１）とを用いれば、１列画像データｄmの各画素の位置を空間座標系ｘｙｚ内の位置ベクトルとして求めることができる。画像データ演算部１４ｂは、１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnについて、これと同様の演算処理を行った場合、１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnの各画素の画素位置ベクトルを設定することができる。
【００７１】
なお、制御部１４が、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnについて、各直交座標系の２つの任意点を縦断位置に対応する点としてそれぞれ設定するとともに、該２つの任意点をそれぞれ通過する直線を切断線として設定した場合、切断面演算部１４ｃは、上述した切断線Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔnの場合と同様に、初期の縦断面に対応する曲面を演算出力する。この場合、画像データ演算部１４ｂは、画素位置と２つの任意点との各距離と、該２つの任意点の位置ベクトルとを用いれば、上述した１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnの場合と同様に、ｎ個の２次元画像データ上に作成された各１列画像データの各画素の位置を空間座標系ｘｙｚ内の位置ベクトルとして求めることができる。
【００７２】
つぎに、画像データ演算部１４ｂは、画素位置ベクトルが設定された１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnを用い、各隣接１列画像データ間を補間する。ここで、１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnは、上述したように、２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnの各軸方向ベクトルと各面平行ベクトルとに基づき、空間座標系ｘｙｚ内に配列されるので、縦断位置に対応する点として設定された２つの任意点、たとえば、画像中心Ｃ1，Ｃ2，…，Ｃnは、２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄn上の各直交座標系について同じ座標成分を有し、指定点Ｑ1，Ｑ2，…，Ｑnは、２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄn上の各直交座標系について同じ座標成分を有する。したがって、画像データ演算部１４ｂは、１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnの各隣接１列画像データ間を補間する場合、この２つの任意点を基点とし、各基点からの行数によって決定される画素位置が同じ隣接画素間を線形補間する。
【００７３】
たとえば、画像データ演算部１４ｂは、図８に示すように、画像中心Ｃ1，Ｃ2，…，Ｃnと同一画素位置の各隣接画素間および点Ｑ1，Ｑ2，…，Ｑnと同一画素位置の各隣接画素間を線形補間する。また、画像データ演算部１４ｂは、画像中心Ｃmを基点にｉ行（ｉ＝１，２，…，ｊ）に位置し、かつ、点Ｑmを基点にｋ行（ｋ＝１，２，…，ｊ）に位置する画素と、画像中心Ｃm+1を基点にｉ行（ｉ＝１，２，…，ｊ）に位置し、かつ、点Ｑm+1を基点にｋ行（ｋ＝１，２，…，ｊ）に位置する画素とを線形補間し、１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnの上に設定された全画素について、これと同様の処理を行う。これによって、画像データ演算部１４ｂは、１列画像データｄ1，ｄ2，…，ｄnの各隣接１列画像データ間を全て補間することができ、切断線Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔnを含む縦断面の帯状の縦断像に対応する３次元縦断像データを作成することができる（ステップＳ２０３）。なお、画像データ演算部１４ｂは、隣接する１列画像データｄm，ｄm+1（ｍ＝１，２，…，ｎ−１）の各隣接画素間を線形補間する場合、上述した画素位置が各直交座標系について相対的に同じ隣接画素間において、１列画像データｄm，ｄm+1上の各画素の輝度を内挿して、この各隣接画素間の輝度を決定する。
【００７４】
一方、３次元画像処理部１４ｅは、画像データ演算部１４ｂの縦断像画像処理によって作成された帯状の縦断像に対応する３次元縦断像データと、空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データとを用いて、この帯状の縦断像を含む立体的な縦断像に対応する３次元縦断像データを作成する。図９は、制御部１４が空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データの縦断面と該縦断面の帯状の縦断像に対応する３次元縦断像データとを作成した場合に、３次元画像処理部１４ｅが、この帯状の縦断像に対応する３次元縦断像データと、このｎ個の２次元画像データとを用いて、この帯状の縦断像を含む立体的な縦断像に対応する３次元縦断像データを作成するまでの処理を説明するフローチャートである。図１０は、３次元画像処理部１４ｅが、このｎ個の２次元画像データの上端部、下端部、および側端部について、隣接する２次元画像データ間を線形補間し、上部表面画像データ、下部表面画像データ、および側部表面画像データを作成する処理（表面画像作成処理）を説明する図である。なお、図１０には、縦断面を示す切断線が設定されたｎ個の２次元画像データが、空間座標系ｘｙｚに配列された状態を模式的に示している。
【００７５】
図９および図１０において、軸方向ベクトルと面平行ベクトルとに基づく直交座標系が、上述したステップＳ１０３の処理によって、ｎ個の２次元画像データにそれぞれ設定された場合、制御部１４は、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０３と同様の処理を行い、このｎ個の２次元画像データの縦断位置に対応する各切断線と縦断面とを設定し、さらに、該各切断線上に１列画像データをそれぞれ作成するとともに、これらの１列画像データを用いて、この縦断面の帯状の縦断像に対応する３次元縦断像データを作成する（ステップＳ３０１〜Ｓ３０３）。
【００７６】
つぎに、３次元画像処理部１４ｅは、図１０に示すように、切断線Ｔ1，Ｔ2，…，Ｔnが設定された２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnの上端部について、隣接する２次元画像データ間を線形補間して上部表面画像データＩ1を作成し、この２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnの下端部について、隣接する２次元画像データ間を線形補間して下部表面画像データＩ2を作成し、この２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnの側端部について、隣接する２次元画像データ間を線形補間して側部表面画像データＩ3を作成する（ステップＳ３０４）。
【００７７】
その後、３次元画像処理部１４ｅは、ステップＳ３０３において作成された帯状の縦断像に対応する３次元縦断像データと、ステップＳ３０４において作成された上部表面画像データＩ1、下部表面画像データＩ2、および側部表面画像データＩ3と、ステップＳ３０１において設定された縦断面によって切断された２次元画像データＤ1，Ｄnとを用い、帯状の縦断像、たとえば、３次元縦断像Ｕ0を含む立体的な３次元縦断像に対応する３次元縦断像データを作成する（ステップＳ３０５）。なお、３次元画像処理部１４ｅは、この立体的な３次元縦断像に対応する３次元縦断像データを作成する場合、上部表面画像データＩ1、下部表面画像データＩ2、側部表面画像データＩ3、帯状の縦断像に対応する３次元縦断像データ、および２次元画像データＤ1，Ｄnにおいて、空間座標系ｘｙｚ内の同じ座標に対応する各部を接続する。
【００７８】
制御部１４は、上述したステップＳ１０６と同様に、３次元画像処理部１４ｅがステップＳ３０５の処理によって作成した３次元縦断像データをモニタ９に送出すれば、この３次元縦断像データに対応する立体的な３次元縦断像をモニタ９に画面表示できる。すなわち、制御部１４は、上述したステップＳ１０５の処理として、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０３の各処理工程に代えてステップＳ３０１〜Ｓ３０５の各処理工程を行えば、帯状の縦断像を含む立体的な３次元縦断像に対応する３次元縦断像データを作成できる。図１１は、帯状の縦断像を含む立体的な３次元縦断像がモニタ９に画面表示された状態を例示する図である。なお、図１１には、図５に示した帯状の３次元縦断像Ｕ0に代えて該３次元縦断像Ｕ0を含む立体的な３次元縦断像Ｕ1が例示され、さらに、図５に示した場合と同様に、２次元超音波断層像Ｇmが同一画面内に表示された場合を例示している。
【００７９】
図１１において、３次元縦断像Ｕ1は、帯状の３次元縦断像Ｕ1と、上部表面画像データＩ1に対応する上部表面画像Ｊ1と、下部表面画像データＩ2に対応する下部表面画像Ｊ2と、側部表面画像データＩ3に対応する側部表面画像Ｊ3と、２次元画像データＤ1，Ｄnに各々対応する２次元画像データＧ1，Ｇnとが、空間座標系ｘｙｚ内の同じ座標に対応する各部にて接続された構成を有するので、たとえば、この２次元超音波断層像Ｇ1の十二指腸像Ｅ1と３次元縦断像Ｕ0の十二指腸断層像Ｅとが３次元的に接続され、これによって、３次元縦断像Ｕ1は、実際の十二指腸の形状に近似した立体的な十二指腸像を呈する。すなわち、３次元縦断像Ｕ1は、３次元走査が行われた場合に体腔内を移動したプローブ２の実際の移動経路または移動方向等に応じた曲面またはねじれ等を含む縦断面を有し、プローブ２が３次元走査を行った体腔内の被検体に比して形状の歪み等が少なく、実際の被検体とほぼ同じ形状の縦断像を立体的に呈する。
【００８０】
なお、画面表示された３次元縦断像Ｕ1は、操作者が入力装置８を用いて角度情報を入力すれば、上述した３次元縦断像Ｕ0の場合と同様に、この角度情報に対応する角度に応じて所定方向に回転するので、操作者は、３次元縦断像Ｕ1に曲面またはねじれ等があっても、この曲面またはねじれによって隠れた箇所を含めて、３次元縦断像Ｕ1に捉えられた全ての縦断像または断層像を容易に観察することができる。また、制御部１４は、操作者が入力装置８を用いて画像拡大または画像縮小の指示情報を入力すれば、上述した３次元縦断像Ｕ0の場合と同様に、入力装置８による入力量に応じた大きさに、３次元縦断像Ｕ1を拡大または縮小する。
【００８１】
つぎに、制御部１４が、上述したステップＳ１１４の計測点間距離計測処理を達成するまでの各処理工程について詳細に説明する。図１２は、制御部１４が計測点間距離計測処理を達成するまでの各処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図１３は、制御部１４が、３次元縦断像Ｕ1上に２つの計測点を設定し、該２つの計測点による計測点間距離を計測した場合のモニタ９の画面表示を例示した図である。なお、制御部１４が計測点間距離計測処理を開始する前に、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元縦断像を観察し、該３次元縦断像が所望の計測領域を表示していない場合に、入力装置８を用い、たとえば、マウス等を用いてドラッグ操作を行い、所望の計測領域が表示されるように、この３次元縦断像を回転する角度に関する角度情報の入力操作を行う。この場合、制御部１４は、上述したステップＳ１１０〜ステップＳ１１２の各処理を行い、このドラッグ操作によるカーソルの移動方向に対応する所定方向に、該カーソルの移動量に応じた角度だけ、この３次元縦断像を回転する。
【００８２】
図１２および図１３において、操作者が、入力装置８を用い、たとえば、マウス等を操作して、モニタ９に表示されたカーソルＫを３次元縦断像Ｕ1上の所望位置に移動させるとともに該所望位置を指定し、該所望位置に対応する計測点情報を入力した場合、制御部１４は、上述したように、この計測点情報を受け付けるとともに、３次元縦断像Ｕ1に対応する３次元縦断像データ上に、この計測点情報による座標成分を有する計測点Ｓ1を第１の計測点として設定する（ステップＳ４０１）。この場合、制御部１４は、空間座標系ｘｙｚ上に存在する３次元縦断像データ上の点として、計測点Ｓ1を設定するので、空間座標系ｘｙｚにおける計測点Ｓ1の位置ベクトルＯＳ1のベクトル成分は、空間座標系ｘｙｚのｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分を用い、次式（２）によって表される。
ＯＳ1＝（ｘ1，ｙ1，ｚ1）                                    ・・・（２）
【００８３】
つぎに、制御部１４は、計測点Ｓ1が設定された３次元縦断像データ上の座標に計測点Ｓ1を示すマーカ（第１計測マーカ）を付するとともに、この３次元縦断像データに対応する３次元縦断像Ｕ1に重畳した状態で、この第１計測マーカをモニタ９に画面表示させる（ステップＳ４０２）。その後、制御部１４は、次に指定される計測点の計測点情報の入力受付を待機する状態になり（ステップＳ４０３）、操作者が入力装置８を操作して次の計測点情報を入力しない場合、制御部１４は、次の計測点情報を受け付けず（ステップＳ４０４，Ｎｏ）、操作者の入力操作によって、次の計測点情報が入力されるまで、この待機状態を維持する。
【００８４】
操作者が、上述した計測点Ｓ1の場合と同様に、入力装置８を操作して、次の計測点情報を入力した場合、制御部１４は、入力された次の計測点情報を受け付けるとともに（ステップＳ４０４，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ４０１と同様に、３次元縦断像Ｕ1に対応する３次元縦断像データ上に、この計測点情報による座標成分を有する計測点Ｓ2を第２の計測点として設定する（ステップＳ４０５）。この場合、空間座標系ｘｙｚにおける計測点Ｓ2の位置ベクトルＯＳ2のベクトル成分は、上述した計測点Ｓ1の場合と同様に、空間座標系ｘｙｚのｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分を用いて、次式（３）によって表される。
ＯＳ2＝（ｘ2，ｙ2，ｚ2）                                    ・・・（３）
【００８５】
つぎに、制御部１４は、上述したステップＳ４０２と同様に、計測点Ｓ2が設定された３次元縦断像データ上の座標に計測点Ｓ2を示すマーカ（第２計測マーカ）を付するとともに、この３次元縦断像データに対応する３次元縦断像Ｕ1上に重畳した状態で、この第２計測マーカをモニタ９に画面表示させる（ステップＳ４０６）。
【００８６】
その後、制御部１４は、３次元縦断像データ上に設定した計測点Ｓ1，Ｓ2の位置ベクトルＯＳ1，ＯＳ2の各ベクトル成分をもとに、計測点Ｓ1，Ｓ2を結ぶ線分を演算出力し（ステップＳ４０７）、得られた線分（Ｓ1Ｓ2）を３次元縦断像データ上に設定するとともに、該３次元縦断像データに対応する３次元縦断像Ｕ1上に重畳した状態で、線分（Ｓ1Ｓ2）を示す補助線をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ４０８）。
【００８７】
また、距離演算部１４ｆは、３次元縦断像データ上に設定した計測点Ｓ1，Ｓ2の位置ベクトルＯＳ1，ＯＳ2の各ベクトル成分をもとに、計測点Ｓ1，Ｓ2間の計測点間距離を演算出力する（ステップＳ４０９）。なお、距離演算部１４ｆは、計測点Ｓ1，Ｓ2が３次元縦断像データ上に設定されれば、この計測点Ｓ1，Ｓ2の計測点間距離を演算出力できるので、この計測点間距離の演算処理を上述したステップＳ４０７による線分（Ｓ1Ｓ2）の演算処理の前に行ってもよい。ここで、この計測点間距離は、計測点Ｓ1，Ｓ2間のユークリッド距離であり、計測点Ｓ1，Ｓ2による線分（Ｓ1Ｓ2）の長さに該当する。したがって、距離演算部１４は、上述した式（２），（３）によって表される計測点Ｓ1，Ｓ2の位置ベクトルＯＳ1，ＯＳ2の各ベクトル成分をもとに、この計測点間距離｜Ｓ1Ｓ2｜を次式（４）によって演算出力する。
｜Ｓ1Ｓ2｜＝｛（ｘ1−ｘ2）2＋（ｙ1−ｙ2）2＋（ｚ1−ｚ2）2｝1/2・・・（４）
【００８８】
つぎに、制御部１４は、ステップＳ４０９によって演算出力された計測点間距離を計測結果として所望の単位に換算してモニタ９に画面表示させる（ステップＳ４１０）。この場合、制御部１４は、図１３に示すように、計測点間距離を計測した３次元縦断像Ｕ1と同一画面内に計測結果を表示する。その後、操作者が、入力装置８を操作して、この計測点間距離の計測結果を紙面等にプリントするプリンタ出力指示の指示情報を入力した場合、制御部１４は、この指示情報に基づくプリンタ出力指示を受け付けるとともに（ステップＳ４１１，Ｙｅｓ）、この計測点間距離の計測結果情報をプリンタ１０に送出し、プリンタ１０に対して、送出した計測結果情報に対応する計測結果を出力する制御を行う（ステップＳ４１２）。この場合、プリンタ１０は、制御部１４の制御のもと、受信した計測結果情報に対応する計測結果を紙面等にプリントする。一方、操作者が、入力装置８を操作して、このプリンタ出力指示の指示情報を入力しない場合、制御部１４は、プリンタ出力指示を受け付けず（ステップＳ４１１，Ｎｏ）、すなわち、プリンタ１０に計測結果をプリントさせずに、この計測点間距離計測処理を達成する。
【００８９】
なお、制御部１４は、上述した第１計測マーカと第２計測マーカとを異なる態様で３次元縦断像データ上に付することが望ましい。この場合、制御部１４は、図１３に示すように、計測点Ｓ1を示すマーカとして、たとえば丸形で黄色の第１計測マーカを３次元縦断像データ上に付するとともに、この３次元縦断像データに対応する３次元縦断像Ｕ1上に重畳した状態で、この第１計測マーカをモニタ９に画面表示させる。これと同様に、制御部１４は、計測点Ｓ2を示すマーカとして、たとえば三角形で橙色の第２計測マーカを３次元縦断像データ上に付するとともに、この３次元縦断像データに対応する３次元縦断像Ｕ1上に重畳した状態で、この第２計測マーカをモニタ９に画面表示させる。これによって、操作者は、モニタ９に画面表示された第１計測マーカと第２計測マーカとを容易に判別できる。
【００９０】
一方、操作者が、図１３に例示する２次元超音波断層像Ｇmのように、３次元縦断像と同一画面内に表示された２次元超音波断層像を所望の２次元超音波断層像に切り換える操作を行うとともに、順次画面表示された所望の複数の２次元超音波断層像の各々の上に計測点をそれぞれ指定した場合、制御部１４は、計測点が指定された各２次元超音波断層像に対応する各２次元画像データ上に計測点をそれぞれ設定し、距離演算部１４ｆは、各２次元画像データ上に設定された計測点の各位置ベクトルのベクトル成分をもとに、異なる２次元超音波断層像間に跨る計測点間距離を演算出力する。図１４は、ｎ個の２次元画像データのうちの２次元画像データＤm1に対応する２次元超音波断層像Ｇm1上に計測点Ｓ1を指定する動作を説明する図である。図１５は、ｎ個の２次元画像データのうちの２次元画像データＤm2に対応する２次元超音波断層像Ｇm2上に計測点Ｓ2を指定する動作を説明する図である。図１６は、２次元画像データＤm1上に設定された計測点Ｓ1と２次元画像データＤm2上に設定された計測点Ｓ1とによる計測点間距離を演算出力する処理を説明する図である。
【００９１】
図１４、図１５、および図１６において、操作者が、入力装置８を操作して、２次元超音波断層像Ｇm1を画面表示させる切り換え指示情報を入力した場合、制御部１４は、上述したステップＳ１０９と同様の処理を行って、モニタ９に２次元超音波断層像Ｇm1を画面表示させる。つぎに、操作者が、入力装置８を操作して、画面上のカーソルＫを２次元超音波断層像Ｇm1上の所望位置に移動させるとともに、該所望位置に第１の計測点を指定する計測点情報を入力した場合、制御部１４は、上述したステップＳ４０１およびステップＳ４０２の各処理を行って、この所望位置に計測点Ｓ1を示す第１計測マーカを表示させる。この場合、制御部１４は、この所望位置に対応する２次元画像データＤm1の直交座標系Ａm1Ｂm1上の座標（ａ1，ｂ1）に計測点Ｓ1を設定するとともに、図１４に示すように、この所望位置、たとえば、膵管像ｆm1上に計測点Ｓ1を示す第１計測マーカを表示させる。
【００９２】
その後、操作者が、入力装置８を操作して、２次元超音波断層像Ｇm2を画面表示させる切り換え指示情報を入力した場合、制御部１４は、上述したステップＳ１０９と同様の処理を行って、モニタ９に２次元超音波断層像Ｇm2を画面表示させる。つぎに、操作者が、入力装置８を操作して、画面上のカーソルＫを２次元超音波断層像Ｇm2上の所望位置に移動させるとともに、該所望位置に第２の計測点を指定する計測点情報を入力した場合、制御部１４は、上述したステップＳ４０５およびステップＳ４０６の各処理を行って、この所望位置に計測点Ｓ2を示す第２計測マーカを表示させる。この場合、制御部１４は、この所望位置に対応する２次元画像データＤm2の直交座標系Ａm2Ｂm2上の座標（ａ2，ｂ2）に計測点Ｓ2を設定するとともに、図１５に示すように、この所望位置、たとえば、十二指腸像Ｅm2上に計測点Ｓ2を示す第２計測マーカを表示させる。
【００９３】
制御部１４が、２次元画像データＤm1の直交座標系Ａm1Ｂm1上の座標（ａ1，ｂ1）に計測点Ｓ1を設定し、かつ、２次元画像データＤm2の直交座標系Ａm2Ｂm2上の座標（ａ2，ｂ2）に計測点Ｓ2を設定した場合、距離演算部１４ｆは、上述したステップＳ４０９と同様の処理を行って、図１６に示す線分（Ｓ1Ｓ2）の長さ、すなわち、この計測点Ｓ1，Ｓ2間の計測点間距離を演算出力する。ただし、２次元画像データＤm1，Ｄm2の各直交座標系Ａm1Ｂm1，Ａm2Ｂm2は、空間座標系ｘｙｚ上に存在するので、この直交座標系Ａm1Ｂm1上の座標（ａ1，ｂ1）および直交座標系Ａm2Ｂm2上の座標（ａ2，ｂ2）は、上述した式（１）に基づき、空間座標系ｘｙｚのｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分を用いて表すことができる。
【００９４】
その後、制御部１４は、上述したステップＳ４１０以降の各処理を行い、この計測点間距離の計測結果をモニタ９に画面表示させ、または、プリンタ１０に対して、この計測点間距離の計測結果を紙面等に出力する制御を行う。したがって、制御部１４は、このように各処理工程を行えば、異なる２次元超音波断層像間に跨る計測点間距離の計測処理を達成できる。
【００９５】
また、操作者が、入力装置８を操作して、画面上のカーソルＫを２次元超音波断層像Ｇm2上の所望位置に移動させている時に、制御部１４が、カーソルＫの位置を仮想の計測点Ｓ2と捉えて線分（Ｓ1Ｓ2）の長さを演算し、この結果をモニタ９に画面表示させた場合には、操作者は、計測点Ｓ1と計測点Ｓ2との距離をリアルタイムで認識することができる。
【００９６】
なお、操作者が、上述したステップＳ１０９、ステップＳ１１２、またはステップＳ１１４に続いて、超音波振動子３ａにラジアルスキャンを行わせるとともに、プローブ２を手引きすれば、超音波振動子３ａによる３次元走査が再開され、制御部１４は、上述したステップＳ１０１以降の各処理工程を繰り返す。この場合、制御部１４は、モニタ９に既に画面表示された３次元縦断像に対して、この操作者によるプローブ２の手引きに応じて作成された３次元縦断像を追加表示し、これによって、制御部１４は、３次元走査における操作者によるプローブ２の手引き操作に応じて逐次、３次元縦断像を延長する。
【００９７】
また、この実施の形態１では、プローブの先端に組み込まれた超音波振動子の近傍に送信コイルが配置され、位置データ算出装置が、この送信コイルから出力された磁場を用いて、この超音波振動子によるラジアルスキャンの位置データを算出していたが、この発明は、これに限定されるものではなく、操作者がこのプローブを手引きする場合の超音波振動子の移動加速度を検出するとともに該移動加速度の積分処理等を行って、この超音波振動子によるラジアルスキャンの位置データを算出してもよい。
【００９８】
さらに、この実施の形態１では、磁場を発生する送信コイルがプローブ内の超音波振動子の近傍に配置され、該送信コイルによる発生磁場が受信アンテナに検出された場合に、この送信コイルの位置を検出していたが、この発明は、これに限定されるものではなく、送信コイルを受信アンテナの位置に代わって設け、超音波振動子の挿入方向と該挿入方向に垂直な方向との各指向性が設けられた受信コイルをプローブ内の超音波振動子の近傍に配置し、この受信コイルの位置を検出してもよい。
【００９９】
以上に説明したように、この実施の形態１では、３次元走査によって得られた複数の２次元画像データと、該３次元走査が行われた位置および方向に関する位置データとを対応付けるとともに、この位置データとの対応付けがなされた複数の２次元画像データを所定の空間座標系内に配列し、その後、この複数の２次元画像データの縦断面として、この３次元走査を行ったプローブの移動経路または移動方向に対応する曲面を設定するとともに、この縦断面に被検体の縦断像を表示するように構成し、さらに、表示出力された被検体の縦断像上に設定された各計測点の座標情報をもとに、この計測点間距離を演算出力するように構成したので、プローブが体腔内を曲がりながら移動するとともに３次元走査を行った場合であっても、あるいは、プローブが操作者による挿入または手引き等の動作に依存してねじれながら移動するとともに３次元走査を行った場合であっても、この３次元走査におけるプローブの移動経路または移動方向を正確にトレースした縦断像を作成して、実際の被検体とほぼ同じ形状の縦断像を容易に表示出力できるとともに、この縦断像上の特徴的部位または疾患部位等の所望の関心領域について、該関心領域の直径または距離等の所望の長さを正確に計測できる超音波診断装置を実現することができる。
【０１００】
操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、プローブを体腔内に挿入また引き出す駆動装置等を用いることなく、ラジアルスキャン実行中の体腔内のプローブを人為的に挿入または手引きすれば、被検体とほぼ同じ形状の縦断像を容易に得ることができ、さらに、この縦断像上の関心領域に指定した計測点間の正確な長さを容易に計測することができる。これによって、操作者は、手術前に疾患部位の大きさまたは位置を正確に把握でき、手術方針または切除範囲の決定に有用である。また、操作者は、抗癌剤または放射線等による疾患部位の経時的な治療効果を一層正確かつ客観的に判定できる。
【０１０１】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。上述した実施の形態１では、３次元走査を行ったプローブの移動経路または移動方向に応じた曲面に被検体の縦断像を作成し、その後、この縦断像上に指定された２つの計測点を空間座標系上に設定するとともに、この２つの計測点による計測点間距離を計測するように構成していたが、この実施の形態２では、空間座標系上に配列した複数の２次元画像データの各隣接２次元画像データ間を補間して３次元画像データを作成し、その後、この３次元画像データ上に指定された平面を切断面として設定するとともに、該切断面の断層像上に指定された２つの計測点の間の距離を計測するように構成している。
【０１０２】
図１７は、この発明の実施の形態２である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。この超音波診断装置２１は、画像処理装置１１に代えて画像処理装置２２が配置され、画像処理装置２２には、制御部１４に代えて制御部２３が設けられる。制御部２３は、切断面演算部１４ｃに代えて切断面演算部２３ａを備え、距離演算部１４ｆに代えて距離演算部２３ｂを備える。また、制御部２３は、制御部１４と同様に、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【０１０３】
図１８は、制御部２３が、帯状または立体的な３次元縦断像をモニタ９に画面表示させてから、空間座標系ｘｙｚ上のｎ個の２次元画像データを用いて３次元画像データを作成し、その後、この３次元画像データをもとに作成した断層像上に２つの計測点を設定し、該２つの計測点による計測点間距離を計測するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図１８において、超音波観測装置５が、上述したエコー信号をもとに２次元画像データを作成し、かつ、位置データ算出装置７が、このエコー信号が得られた位置に関する位置データを算出した場合、制御部２３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０６の各処理工程を行い、２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させるとともに、帯状の３次元縦断像または該帯状の３次元縦断像を含む立体的な３次元縦断像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ５０１）。
【０１０４】
その後、制御部２３は、上述したステップＳ１０７と同様に、プローブ２の電源オフ情報を受信しない場合（ステップＳ５０２，Ｎｏ）、このステップＳ５０１以降の処理工程を繰り返す。一方、制御部２３がプローブ２の電源オフ情報を受信した場合（ステップＳ５０２，Ｙｅｓ）、画像データ演算部１４ｂは、この電源オフ情報が受信されるまでに空間座標系ｘｙｚに配列したｎ個の２次元画像データを用い、各２次元画像データ間の補間および重複部分の平均化等の公知の画像処理を行って、空間座標系ｘｙｚ上に３次元画像データを作成する（ステップＳ５０３）。制御部２３は、画像データ演算部１４ｂが作成した３次元画像データを画像データ記憶部１２に記憶させる。なお、この３次元画像データは、各軸方向ベクトルＶa1，Ｖa2，…，Ｖanに垂直な平面の断層像データとして、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnを有し、空間座標系ｘｙｚ上の３次元座標に対応する多数のセル（ボクセル）によって構成される。また、各ボクセルには、輝度値に対応する画像データ値が設定される。
【０１０５】
つぎに、制御部２３は、入力装置８から入力された画面表示処理に関する指示情報のもと、画像データ記憶部１２から所望の２次元画像データを読み出すとともに、表示回路１３を介して、この２次元画像データをモニタ９に送出し、この２次元画像データに対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる。操作者は、所望の２次元超音波断層像がモニタ９に画面表示された場合、入力装置８を操作して、たとえば、モニタ９に画面表示されたカーソル等を用いて２次元超音波断層像上の所望位置を指定し、この所望位置に対応する指定点情報を入力する。制御部２３は、入力装置８から入力された指定点情報をもとに、この２次元超音波断層像に対応する２次元画像データ上に指定点を設定する。操作者は、この指定点情報の入力動作を少なくとも２回行い、これによって、制御部２３は、ｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄn上に、入力された各指定点情報に対応する少なくとも２つの指定点を設定する（ステップＳ５０４）。
【０１０６】
制御部２３がｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄn上に少なくとも２つの指定点を設定した場合、切断面演算部２３ａは、設定された２つの指定点を通過する直線を演算出力するとともに、この２つの指定点と記憶部１４ａから読み出された基準設定点とを含む平面を演算出力する。制御部２３は、この平面を回転基準平面である基準切断面として設定するとともに、この直線を該基準切断面の回転軸として設定する。なお、切断面演算部２３ａは、この２つの指定点が含まれ、かつ、記憶部１４ａから読み出された基準法線ベクトルを有する平面を演算出力してもよい。
【０１０７】
その後、画像データ演算部１４ｂは、制御部２３が画像データ記憶部１２から読み出した３次元画像データを用いて、この基準切断面の２次元断層像データを含む３次元的な断層像データ（３次元基準断層像データ）を作成する。制御部２３は、画像データ演算部１４ｂが作成した３次元基準断層像データを画像データ記憶部１２に記憶するとともに、表示回路１３を介して、この３次元基準断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部２３は、この３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ５０５）。
【０１０８】
つぎに、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、入力装置８を操作して、制御部２３に角度情報を入力する。たとえば、操作者が、マウスを用いてカーソルを画面上の所定位置に移動させ、その後、マウスのボタンを押した場合に、制御部２３は、角度情報の入力受付状態に切り換えられ、さらに、操作者が、ドラッグ操作等を行って、入力装置８から角度情報を入力した場合、制御部２３は、入力装置８から入力された角度情報を受け付ける（ステップＳ５０６，Ｙｅｓ）。この場合、切断面演算部２３ａは、入力装置８から入力された角度情報に対応する角度と上述した指定点情報とをもとに、基準切断面が該角度だけ回転した平面を演算出力し、制御部２３は、この平面を指定切断面として設定する。画像データ演算部１４ｂは、制御部２３が画像データ記憶部１２から読み出した３次元画像データを用いて、この指定切断面の２次元断層像データを含む３次元的な断層像データ（３次元指定断層像データ）を作成する。制御部２３は、画像データ演算部１４ｂが作成した３次元指定断層像データを画像データ記憶部１２に記憶するとともに、表示回路１３を介して、この３次元指定断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部２３は、この３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ５０７）。
【０１０９】
その後、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元指定断層像を観察し、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されているか否かを確認する。所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていない場合、操作者は、上述した３次元基準断層像の場合と同様に、入力装置８を操作して、制御部２３に角度情報を入力する。制御部２３は、入力装置８から入力された角度情報を受け付けるとともに、ステップＳ５０６以降の処理工程を繰り返す。すなわち、制御部２３は、操作者が所望の関心領域の画面表示を確認するまで、上述したステップＳ５０６以降の各処理工程を繰り返す。
【０１１０】
一方、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、制御部２３に角度情報を入力する操作を行わず、画面表示された各種断層像上に指定する計測点に関する計測点情報の入力操作を行う。この場合、制御部２３は、角度情報を受け付けずに（ステップＳ５０６，Ｎｏ）、計測点情報を受け付け（ステップＳ５０８，Ｙｅｓ）、その後、制御部２３は、上述したステップＳ１１４と同様に、各種断層像上に設定した２つの計測点による計測点間距離計測処理を達成する。
【０１１１】
なお、操作者が、入力装置８を用いて、上述した角度情報および計測点情報の入力操作を行わなかった場合、制御部２３は、角度情報を受け付けず（ステップＳ５０６，Ｎｏ）、かつ、計測点情報を受け付けず（ステップＳ５０８，Ｎｏ）、上述したステップＳ５０６以降の処理工程を繰り返す。この場合、制御部２３は、操作者の入力操作によって入力された角度情報または計測点情報を受け付けるまで、モニタ９に対し、画面表示された３次元基準断層像または３次元指定断層像の状態を維持する制御を行う。
【０１１２】
ここで、制御部２３が２次元画像データ上に２つの指定点を設定した場合に、切断面演算部２３ａが、２つの指定点を通過する直線と、２つの指定点と予め設定された基準設定点とを含む基準切断面とを演算出力する処理について詳細に説明する。図１９は、２次元画像データ上に設定された２つの指定点を通過する直線と基準切断面との設定を説明する図である。図１９に示すように、制御部２３は、入力装置８から入力された指定点情報をもとに、ｎ個の２次元画像データに含まれる２次元画像データＤm1，Ｄm2上に、指定点Ｐ1，Ｐ2をそれぞれ設定している。なお、２次元画像データＤm1は、空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データのｍ１個目の２次元画像データであり、２次元画像データＤm2は、空間座標系ｘｙｚに配列されたｎ個の２次元画像データのｍ２個目の２次元画像データである。また、整数ｍ１，ｍ２は、整数ｎ以下の正の整数であり、整数ｍ１は整数ｍ２より小さい。
【０１１３】
切断面演算部２３ａは、指定点Ｐ1の座標情報と指定点Ｐ2の座標情報とをもとに、指定点Ｐ1，Ｐ2を通過する直線Ｌを演算出力する。また、切断面演算部２３ａは、指定点Ｐ1，Ｐ2の各座標情報と予め設定された基準設定点（図示せず）の座標情報とをもとに、指定点Ｐ1，Ｐ2および基準設定点を含む平面を演算出力する。この場合、制御部２３は、図１９に示すように、この平面を基準切断面Ｈ0として設定するとともに、直線Ｌを基準切断面Ｈ0の回転軸として設定する。すなわち、基準切断面Ｈ0は、直線Ｌを回転軸として含み、上述したステップＳ５０３において作成された３次元画像データを切断する切断面の回転基準面である。したがって、制御部２３が入力装置８から入力された角度情報を受け付けた場合、切断面演算部２３ａは、この角度情報に対応する角度θを用いて、基準切断面Ｈ0を角度θだけ回転させた平面を演算出力し、制御部２３は、この平面を指定切断面Ｈとして設定する。
【０１１４】
なお、切断面演算部２３ａは、指定点Ｐ1，Ｐ2の各座標情報と予め設定された基準法線ベクトル（図示せず）とをもとに、指定点Ｐ1，Ｐ2を含む平面を演算出力してもよく、この場合、制御部２３は、上述した基準設定点を用いた場合と同様に、基準切断面Ｈ0を設定できる。この基準設定点、基準法線ベクトル、および基準切断面Ｈ0の設定方法の詳細については、後述する。
【０１１５】
つぎに、切断面演算部２３ａが、制御部２３に入力された角度情報に対応する角度θを用いて、基準切断面Ｈ0を角度θだけ回転させた平面、すなわち指定切断面Ｈを演算出力する処理について詳細に説明する。図２０は、切断面演算部２３ａが、直線Ｌを回転軸として基準切断面Ｈ0から角度θだけ回転した指定切断面Ｈを演算出力する処理を説明する図である。図２０に示すように、基準切断面Ｈ0は、指定点Ｐ1，Ｐ2と基準設定点とを用いて、または基準法線ベクトルを用いて決定される単位法線ベクトルｅ0を有する。また、指定切断面Ｈは、直線Ｌを回転軸として、基準切断面Ｈ0を角度θだけ回転した平面であるため、切断面演算部２３ａは、直線Ｌを回転軸として、単位法線ベクトルｅ0を角度θだけ回転して得られる単位法線ベクトルｅと指定点Ｐ1，Ｐ2とを用いれば、指定切断面Ｈを演算出力できる。
【０１１６】
ここで、図２０に示すように、点Ｐ3が、指定点Ｐ1と指定点Ｐ2とを結ぶ線分の中点として仮定され、基準設定点Ｒ0が、直線Ｌに垂直であって、点Ｐ3と基準設定点Ｒ0とを結ぶ単位長の線分を構成する基準切断面Ｈ0上の点として仮定され、さらに、点Ｒが、直線Ｌを回転軸として基準設定点Ｒ0を角度θだけ回転して得られる指定切断面Ｈ上の点として仮定された場合、指定切断面Ｈの単位法線ベクトルｅは、指定点Ｐ1，Ｐ2の各位置ベクトルＯＰ1，ＯＰ2と点Ｒの位置ベクトルＯＲとを用いて、次式（５）によって求められる。
ｅ＝（ＯＰ2−ＯＰ1）×（ＯＲ−ＯＰ1）
／｜（ＯＰ2−ＯＰ1）×（ＯＲ−ＯＰ1）｜                  ・・・（５）
また、点Ｐ3は、指定点Ｐ1と指定点Ｐ2とを結ぶ線分の中点として仮定されているので、点Ｐ3の位置ベクトルＯＰ3は、次式（６）によって求められる。
ＯＰ3＝（ＯＰ1＋ＯＰ2）／２                                    ・・・（６）
【０１１７】
また、ベクトルＰ1Ｐ2の単位ベクトルｔが仮定された場合、単位ベクトルｔは、次式（７）によって求められる。
ｔ＝（ＯＰ2−ＯＰ1）／｜ＯＰ2−ＯＰ1｜                        ・・・（７）
この場合、ベクトルＰ3Ｒは、位置ベクトルＯＰ1，ＯＰ2と単位ベクトルｔと角度θとを用いて、次式（８）によって求められる。
Ｐ3Ｒ＝｛（ＯＰ1×ＯＰ2）／｜ＯＰ1×ＯＰ2｜｝ｃｏｓθ
＋｛ｔ×（ＯＰ1×ＯＰ2）／｜ｔ×（ＯＰ1×ＯＰ2）｜｝ｓｉｎθ
・・・（８）
したがって、位置ベクトルＯＲは、式（６）〜（８）を用いて、次式（９）によって求められる。
ＯＲ＝ＯＰ3＋Ｐ3Ｒ
＝（ＯＰ1＋ＯＰ2）／２＋｛（ＯＰ1×ＯＰ2）／｜ＯＰ1×ＯＰ        2｜｝ｃｏｓθ＋｛（ＯＰ2−ＯＰ1）／｜ＯＰ2−ＯＰ1｜｝
×｛（ＯＰ1×ＯＰ2）／｜ＯＰ1×ＯＰ2｜｝ｓｉｎθ                ・・・（９）
【０１１８】
この式（５），（９）によれば、切断面演算部２３ａは、指定点Ｐ1，Ｐ2の各位置ベクトルＯＰ1，ＯＰ2と基準切断面Ｈ0の回転角度である角度θとを用いて、単位法線ベクトルｅを演算出力できる。すなわち、切断面演算部２３ａは、制御部２３が受信した指定点情報と角度情報とを用いて単位法線ベクトルｅを演算出力するとともに、該指定点情報と単位法線ベクトルｅとを用いて指定切断面Ｈを演算出力できる。ただし、切断面演算部２３ａは、この角度θが零である場合、基準切断面Ｈ0を演算出力する。すなわち、基準設定点Ｒ0の位置ベクトルＯＲ0は、式（９）の角度θとして零を代入すれば求めることができ、基準法線ベクトルｅ0は、角度θが零の場合の位置ベクトルＯＲ（すなわち位置ベクトルＯＲ0）と位置ベクトルＯＰ1，ＯＰ2とを用い、式（５）に基づいて求めることができ、基準切断面Ｈ0は、指定点Ｐ1，Ｐ2と基準設定点Ｒ0とを含み、基準法線ベクトルｅ0を法線とする平面として演算出力され、この方法によって、基準設定点Ｒ0、基準法線ベクトルｅ0、および基準切断面Ｈ0が設定される。この場合、基準切断面Ｈ0は、幾何学的に、原点Ｏと指定点Ｐ1，Ｐ2とを含む面に対して垂直に交わる面になる。
【０１１９】
なお、３次元画像を作成するための一般的なライブラリソフトウェアが制御部２３に搭載されている場合、制御部２３は、単位法線ベクトルｅと、原点Ｏと指定切断面Ｈとの距離とが入力されれば、空間座標系ｘｙｚ上の３次元画像データを指定切断面Ｈにて切断するとともに、指定切断面Ｈにおける３次元指定断層像データを作成できる。この原点Ｏと指定切断面Ｈとの距離は、単位法線ベクトルｅと位置ベクトルＯＰ1との内積または単位法線ベクトルｅと位置ベクトルＯＰ2との内積を用いて求められるので、制御部２３は、上述した式（５），（９）に基づき、入力装置８から入力された指定点情報と角度情報とを用いて指定切断面Ｈを求めるとともに、指定切断面Ｈにおける３次元指定断層像データを作成できる。この場合、操作者が入力装置８を用いてドラッグ操作等を行う毎に、制御部２３は、このドラッグ操作等によるカーソルの移動量に応じた角度情報を順次受け付けるとともに、順次受け付けた角度情報に応じて基準切断面を回転させ、これによって、指定切断面を順次求めるとともに、求めた指定切断面における３次元指定断層像データを作成または更新し、該３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させる。
【０１２０】
つぎに、上述したステップＳ５０４において、制御部２３が、入力装置８から入力された指定点情報を用いて２次元画像データ上に指定点を設定する処理（指定点設定処理）について詳細に説明する。図２１は、制御部２３が指定点設定処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図２２は、２次元画像データＤm1上に指定点Ｐ1を設定する処理（第１指定点設定処理）を説明する図である。図２３は、２次元画像データＤm2上に指定点Ｐ2を設定する処理（第２指定点設定処理）を説明する図である。
【０１２１】
図２１、図２２、および図２３において、制御部２３は、操作者が画面表示処理に関する指示情報として入力した２次元超音波断層像の切り換え指示情報のもと、上述したステップＳ１０９と同様に、画像データ記憶部１２から所望の２次元画像データ、たとえば２次元画像データＤm1を読み出す（ステップＳ６０１）とともに、表示回路１３を介して、２次元画像データＤm1をモニタ９に送出し、２次元画像データＤm1に対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ６０２）。
【０１２２】
操作者は、この２次元超音波断層像に所望の関心領域が画面表示されているか否かを確認し、所望の関心領域が画面表示されていない場合、入力装置８を操作して２次元超音波断層像を別の２次元超音波断層像に切り換える指示情報を制御部２３に入力する。この場合、制御部２３は、指定点情報を受け付けずに（ステップＳ６０３，Ｎｏ）、上述したステップＳ６０１以降の処理工程を繰り返す。
【０１２３】
一方、操作者が、所望の関心領域として、たとえば、図２２に示す膵管像ｆm1の画面表示を確認した場合、操作者は、入力装置８を操作して、たとえば、モニタ９に画面表示されたカーソルＫを膵管像ｆm1に移動させるとともに、膵管像ｆm1上に指定点Ｐ1を指定する指定点情報を入力する。この場合、制御部２３は、この操作者の入力操作によって入力された指定点情報を受け付けるとともに（ステップＳ６０３，Ｙｅｓ）、この指定点情報をもとに、２次元画像データＤm1上の膵管像ｆm1に対応する座標に指定点Ｐ1を設定する（ステップＳ６０４）。その後、制御部２３は、指定点Ｐ1として設定された座標上に指定点Ｐ1を示すマーカ（第１マーカ）を付するとともに、２次元画像データＤm1に対応する２次元超音波断層像上に重畳した状態で、第１マーカをモニタ９に画面表示させる。
【０１２４】
ここで、制御部２３は、上述したように、２次元画像データＤnに対して、画像中心Ｃnを原点とし、面平行ベクトルＶbnに平行な軸と外積ベクトル（Ｖbn×Ｖan）に平行な軸とによる直交座標系を設定できるので、２次元画像データＤm1上には、図２２に示すように、画像中心Ｃm1を原点とし、面平行ベクトルＶbm1に平行な軸Ｂm1と外積ベクトル（Ｖbm1×Ｖam1）に平行な軸Ａm1とによる直交座標系Ａm1Ｂm1が設定される。この場合、制御部２３は、２次元画像データＤm1上の膵管像ｆm1に対応する座標（ａ1，ｂ1）に指定点Ｐ1を設定する。したがって、指定点Ｐ1の位置ベクトルＯＰ1は、この座標（ａ1，ｂ1）と画像中心Ｃm1の位置ベクトルｒm1とを用い、かつ、軸方向ベクトルＶam1および面平行ベクトルＶbm1が単位長であることに基づき、次式（１０）によって求められる。
ＯＰ1＝ｒm1＋ａ1（Ｖbm1×Ｖam1）＋ｂ1Ｖbm1                  ・・・（１０）
ただし、外積ベクトル（Ｖbm1×Ｖam1）は、軸Ａm1の方向ベクトルに相当し、面平行ベクトルＶbm1は、軸Ｂm1の方向ベクトルに相当する。このように、指定点Ｐ1に対応する座標（ａ1，ｂ1）は、式（１０）に基づき、空間座標系ｘｙｚ上の３つの成分からなる座標で表現できる。すなわち、制御部２３は、空間座標系ｘｙｚ上の点として、２次元画像データＤm1上に指定点Ｐ1を設定する。
【０１２５】
つぎに、操作者は、入力装置８を操作して２次元超音波断層像を別の２次元超音波断層像に切り換える指示情報を制御部２３に入力する。制御部２３は、この指示情報に基づき、上述したステップＳ１０９と同様に、画像データ記憶部１２から所望の２次元画像データ、たとえば２次元画像データＤm2を読み出す（ステップＳ６０５）とともに、表示回路１３を介して、２次元画像データＤm2をモニタ９に送出し、２次元画像データＤm2に対応する２次元超音波断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ６０６）。操作者は、この２次元超音波断層像に所望の関心領域が画面表示されているか否かを確認し、所望の関心領域が画面表示されていない場合、入力装置８を操作して２次元超音波断層像を別の２次元超音波断層像に切り換える指示情報を制御部２３に入力する。この場合、制御部１３は、指定点情報を受け付けずに（ステップＳ６０７，Ｎｏ）、上述したステップＳ６０５以降の処理工程を繰り返す。
【０１２６】
一方、操作者が、所望の関心領域として、たとえば、図２３に示す胆管像ｇm2の画面表示を確認した場合、操作者は、入力装置８を操作して、たとえば、モニタ９に画面表示されたカーソルＫを胆管像ｇm2に移動させるとともに、胆管像ｇm2上に指定点Ｐ2を指定する指定点情報を入力する。この場合、制御部２３は、この操作者の入力操作によって、この指定点情報を受け付けるとともに（ステップＳ６０７，Ｙｅｓ）、この指定点情報をもとに、２次元画像データＤm2上の胆管像ｇm2に対応する座標に指定点Ｐ2を設定する（ステップＳ６０８）。
【０１２７】
なお、２次元画像データＤm2上には、上述した指定点Ｐ1の場合と同様に、画像中心Ｃm2を原点とし、面平行ベクトルＶbm2に平行な軸Ｂm2と外積ベクトル（Ｖbm2×Ｖam2）に平行な軸Ａm2とによる直交座標系Ａm2Ｂm2が設定され、指定点Ｐ2は、図２３に示すように、２次元画像データＤm2上の胆管像ｇm2に対応する座標（ａ3，ｂ3）に設定される。したがって、指定点Ｐ2の位置ベクトルＯＰ2は、この座標（ａ3，ｂ3）と画像中心Ｃm2の位置ベクトルｒm2とを用い、かつ、軸方向ベクトルＶam2および面平行ベクトルＶbm2が単位長であることに基づき、次式（１１）によって求められる。
ＯＰ2＝ｒm2＋ａ2（Ｖbm2×Ｖam2）＋ｂ2Ｖbm2                  ・・・（１１）
すなわち、制御部２３は、空間座標系ｘｙｚ上の点として、２次元画像データＤm2上に指定点Ｐ2を設定する。その後、制御部２３は、指定点Ｐ2として設定された座標上に指定点Ｐ2を示すマーカ（第２マーカ）を付するとともに、２次元画像データＤm2に対応する２次元超音波断層像上に重畳した状態で、第２マーカをモニタ９に画面表示させる。
【０１２８】
なお、制御部２３は、上述した第１計測マーカおよび第２計測マーカの場合と同様に、この第１マーカと第２マーカとを異なる態様で２次元画像データ上に付することが望ましい。たとえば、制御部２３は、図２２に示すように、指定点Ｐ1を示すマーカとして、＋形で赤色の第１マーカを２次元画像データＤm1上に付するとともに、２次元画像データＤm1に対応する２次元超音波断層像上に重畳した状態で、この第１マーカをモニタ９に画面表示させる。また、制御部２３は、図２３に示すように、指定点Ｐ2を示すマーカとして、たとえば×形で緑色の第２マーカを２次元画像データＤm2上に付するとともに、２次元画像データＤm2に対応する２次元超音波断層像上に重畳した状態で、この第２マーカをモニタ９に画面表示させる。これによって、操作者は、モニタ９に画面表示された第１マーカと第２マーカとを容易に判別できる。
【０１２９】
つぎに、上述したステップＳ５０５において、制御部２３が、設定した２つの指定点を用いて基準切断面と該基準切断面の回転軸とを設定し、その後、設定した基準切断面における３次元基準断層像データを作成するとともに、該３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像をモニタ９に画面表示させるまでの処理（３次元基準断層像表示処理）について詳細に説明する。図２４は、制御部２３が３次元基準断層像表示処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図２５は、制御部２３が３次元基準断層像を画面表示した状態を説明する図である。
【０１３０】
図２４および図２５において、制御部２３が、上述したステップＳ５０４の処理を行って、たとえば、２次元画像データＤm1上および２次元画像データＤm2上に指定点Ｐ1，Ｐ2をそれぞれ設定した場合、切断面演算部２３ａは、図１９に示したように、指定点情報を用いて指定点Ｐ1，Ｐ2を通過する直線Ｌを演算出力するとともに、記憶部１４ａから読み出された基準設定点と指定点Ｐ1，Ｐ2とを含む平面、または記憶部１４ａから読み出された基準法線ベクトルと指定点Ｐ1，Ｐ2とを有する平面を演算出力する。この場合、制御部２３は、切断面演算部２３ａによって演算出力された平面を基準切断面Ｈ0として設定するとともに、直線Ｌを基準切断面Ｈ0の回転軸として設定する（ステップＳ７０１）。
【０１３１】
つぎに、制御部２３は、上述したステップＳ５０３において作成した３次元画像データを画像データ記憶部１２から読み出し（ステップＳ７０２）、その後、画像データ演算部１４ｂは、この３次元画像データを用いて、基準切断面Ｈ0における３次元基準断層像データを作成する（ステップＳ７０３）。制御部２３は、画像データ演算部１４ｂが作成した３次元基準断層像データを画像データ記憶部１２に記憶するとともに、表示回路１３を介して、この３次元基準断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部２３は、この３次元基準断層像データに対応する３次元基準断層像Ｗ0をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ７０４）。
【０１３２】
この場合、制御部２３は、図２５に示すように、３次元基準断層像Ｗ0上に、２次元画像データの膵管像に対応する膵管断層像ｆ0と、２次元画像データの胆管像に対応する胆管断層像ｇ0とを表示するとともに、第１マーカによって表示された指定点Ｐ1、第２マーカによって表示された指定点Ｐ2、および直線Ｌに対応する補助線Ｌ1を膵管断層像ｆ0上または胆管断層像ｇ0上に重畳的に表示する。ただし、制御部２３は、上述したように、第１マーカと第２マーカとを異なる態様で画面表示させることが望ましく、制御部２３は、たとえば、＋形で赤色の第１マーカを膵管断層像ｆ0に重畳して画面表示させるとともに、×形で緑色の第２マーカを胆管断層像ｇ0に重畳して画面表示させる。さらに、制御部２３は、図２５に示すように、３次元基準断層像Ｗ0と所望の２次元超音波断層像とを同一画面に出力するようにモニタ９を制御する。これによって、モニタ９には、３次元基準断層像Ｗ0と、所望の２次元超音波断層像、たとえば、２次元画像データＤm1に対応する２次元超音波断層像Ｇm1とが、相互に重畳しないように、同一画面上に出力表示される。
【０１３３】
このように、制御部２３は、２次元超音波断層像Ｇm1上の第１マーカと３次元基準断層像Ｗ0上の第１マーカとを同じ態様にし、第１マーカと第２マーカとの態様を変えてモニタ９に画面表示させたので、たとえば、図２５に示すように、膵管を示す＋形で赤色の第１マーカが表示された２次元超音波断層像Ｇm1がモニタ９に表示されている場合には、この第１マーカと、３次元基準断層像Ｗ0の膵管断層像ｆ0上に表示された同様の＋形で赤色の第１マーカとの位置の対応がつけ易く、第２マーカが示す胆管との混同を避けることができる。
【０１３４】
つぎに、上述したステップＳ５０７において、制御部２３が、指定点情報と角度情報とを用いて指定切断面を設定し、その後、設定した指定切断面における３次元指定断層像データを作成するとともに、該３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像をモニタ９に画面表示させるまでの処理（３次元指定断層像表示処理）について詳細に説明する。図２６は、制御部２３が３次元指定断層像表示処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図２７は、制御部２３が３次元指定断層像を画面表示した状態を説明する図である。
【０１３５】
図２６および図２７において、操作者が、入力装置８を用いてドラッグ操作等を行って、モニタ９上のカーソルＫを所定方向、たとえば画面の上下方向に移動させ、このカーソルＫの移動量および移動方向に応じた角度θを角度情報として入力するとともに、制御部２３が、この角度情報を受け付けた場合、切断面演算部２３ａは、この角度情報に対応する角度θと上述した指定点情報とをもとに、基準切断面Ｈ0が直線Ｌを回転軸として角度θだけ回転した平面を演算出力し、制御部２３は、この演算出力された平面を指定切断面Ｈとして設定する（ステップＳ８０１）。この場合、切断面演算部２３ａは、上述した式（５）および式（９）に基づき、角度θと指定点Ｐ1，Ｐ2の各座標に関する情報とを用いて指定切断面Ｈを演算出力する。
【０１３６】
つぎに、制御部２３は、指定切断面Ｈが設定された場合、上述したステップＳ５０３において作成した３次元画像データを画像データ記憶部１２から読み出し（ステップＳ８０２）、その後、画像データ演算部１４ｂは、この３次元画像データを用いて、指定切断面Ｈにおける３次元指定断層像データを作成する（ステップＳ８０３）。制御部２３は、画像データ演算部１４ｂが作成した３次元指定断層像データを画像データ記憶部１２に記憶するとともに、表示回路１３を介して、この３次元指定断層像データをモニタ９に送出する。これによって、制御部２３は、この３次元指定断層像データに対応する３次元指定断層像Ｗをモニタ９に画面表示させる（ステップＳ８０４）。
【０１３７】
この場合、制御部２３は、図２７に示すように、３次元指定断層像Ｗ上に、２次元画像データの膵管像に対応する膵管断層像ｆ、２次元画像データの胆管像に対応する胆管断層像ｇ、および胆管と膵管との合流部（胆管膵管合流部）の断層像である胆管膵管合流部像ｆｇを表示するとともに、第１マーカによって表示された指定点Ｐ1、第２マーカによって表示された指定点Ｐ2、および直線Ｌに対応する補助線Ｌ1を膵管断層像ｆ上または胆管断層像ｇ上に重畳的に表示する。ただし、制御部２３は、上述した３次元基準断層像Ｗ0の場合と同様に、第１マーカと第２マーカとを異なる態様で画面表示させることが望ましく、制御部２３は、たとえば、＋形で赤色の第１マーカを膵管断層像ｆに重畳して画面表示させるとともに、×形で緑色の第２マーカを胆管断層像ｇに重畳して画面表示させる。さらに、制御部２３は、図２７に示すように、３次元指定断層像Ｗと所望の２次元超音波断層像とを同一画面に出力するようにモニタ９を制御する。これによって、モニタ９には、３次元基準断層像Ｗと、所望の２次元超音波断層像、たとえば、２次元画像データＤm1に対応する２次元超音波断層像Ｇm1とが、相互に重畳しないように、同一画面上に出力表示される。
【０１３８】
したがって、操作者は、入力装置８を用いてドラッグ操作等を行って、膵管および胆管の各断層像がともに表示された３次元基準断層像Ｗ0の基準切断面Ｈ0を回転する指示情報、すなわち、直線Ｌを回転軸として基準切断面Ｈ0を回転する角度θの角度情報を入力すれば、図２７に示すように、特徴的部位である胆管膵管合流部像ｆｇまたは疾患部位である腫瘍断層像ｈ等の関心領域の実際の形状に近似した断層像を容易に得ることができる。また、上述したステップＳ８０１〜Ｓ８０４において、制御部２３の処理速度が十分速い場合、このドラッグ操作による入力量に応じて変化する回転角度の指定切断面の３次元指定断層像データが、このドラッグ操作に同期して、逐次モニタ９に出力される。このため、操作者は、胆管膵管合流部像ｆｇまたは腫瘍断層像ｈ等の関心領域の断層像を一層容易に得ることができる。
【０１３９】
つぎに、制御部２３が、上述したステップＳ５０９の計測点間距離計測処理を達成するまでの各処理工程について詳細に説明する。図２８は、制御部２３が３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に指定された２つの計測点に関する計測点間距離計測処理を達成するまでの各処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図２９は、制御部２３が、関心領域の断層像である腫瘍断層像ｈが表示された３次元指定断層像Ｗ上に２つの計測点を設定し、該２つの計測点による計測点間距離を計測した場合のモニタ９の画面表示を例示した図である。
【０１４０】
図２８および図２９において、操作者が、入力装置８を用い、たとえば、マウス等を操作して、モニタ９に表示されたカーソルを３次元基準断層像上または３次元指定断層像上の所望位置に移動させるとともに該所望位置を指定し、該所望位置に対応する計測点情報を入力した場合、制御部２３は、この計測点情報を受け付けるとともに、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０３と同様の処理を行い、この計測点情報に基づく計測点Ｓ1を第１の計測点として設定するとともに、この所望位置に計測点Ｓ1を示す第１計測マーカを画面表示し、その後、制御部２３は、次の計測点情報の受付待機状態になる（ステップＳ９０１〜Ｓ９０３）。この場合、制御部２３は、たとえば、この所望位置として指定された３次元指定断層像Ｗ上の胆管膵管合流部像ｆｇの位置に計測点Ｓ1を示す第１計測マーカを重畳的に表示させる。なお、操作者が入力装置８を操作して次の計測点情報を入力しない場合、制御部２３は、次の計測点情報を受け付けず（ステップＳ９０４，Ｎｏ）、この受付待機状態を維持する。
【０１４１】
操作者が、上述した計測点Ｓ1の場合と同様に、入力装置８を操作して、別の所望位置に計測点を指定する次の計測点情報を入力した場合、制御部２３は、入力された次の計測点情報を受け付けるとともに（ステップＳ９０４，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ４０５〜Ｓ４０８と同様の処理を行い、この次の計測点情報に基づく計測点Ｓ2を第２の計測点として設定するとともに、この別の所望位置に計測点Ｓ2を示す第２計測マーカを画面表示し、さらに、計測点Ｓ1，Ｓ2を結ぶ線分（Ｓ1Ｓ2）を演算出力するとともに、求めた線分（Ｓ1Ｓ2）を示す補助線を画面表示する（ステップＳ９０５〜Ｓ９０８）。この場合、制御部２３は、たとえば、この別の所望位置として指定された３次元指定断層像Ｗ上の腫瘍断層像ｈの位置に計測点Ｓ2を示す第２計測マーカを重畳的に表示させるとともに、線分（Ｓ1Ｓ2）を示す補助線を３次元指定断層像Ｗ上に重畳的に表示させる。
【０１４２】
つぎに、距離演算部２３ｂは、上述したステップＳ４０９およびＳ４１０と同様の処理を行い、制御部２３が設定した計測点Ｓ1，Ｓ2による計測点間距離を演算出力するとともに、図２９に示すように、得られた計測点間距離を計測結果として所望の単位に換算してモニタ９に画面表示させる（ステップＳ９０９，Ｓ９１０）。その後、操作者が、入力装置８を操作して、この計測点間距離の計測結果を紙面等にプリントするプリンタ出力指示の指示情報を入力した場合、制御部２３は、この指示情報に基づくプリンタ出力指示を受け付けるとともに（ステップＳ９１１，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ４１２と同様の処理を行い、プリンタ１０に対して、この計測点間距離の計測結果を出力する制御を行う（ステップＳ９１２）。一方、操作者が、入力装置８を操作して、このプリンタ出力指示の指示情報を入力しない場合、制御部２３は、プリンタ出力指示を受け付けず（ステップＳ９１１，Ｎｏ）、すなわち、プリンタ１０に計測結果をプリントさせずに、この計測点間距離計測処理を達成する。これによって、操作者は、たとえば、図２９に示すように、関心領域としての腫瘍断層像ｈを容易に探し出せるとともに、特徴的部位である胆管膵管合流部像ｆｇと腫瘍断層像ｈとの距離を正確に計測することができ、被検体の超音波診断を効率的に行うことができる。
【０１４３】
また、操作者が、入力装置８を操作して、画面上のカーソルＫを２次元超音波断層像Ｇm2上の所望位置に移動させている時に、制御部１４が、カーソルＫの位置を仮想の計測点Ｓ2と捉えて線分（Ｓ1Ｓ2）の長さを演算し、この結果をモニタ９に画面表示させた場合には、操作者は、計測点Ｓ1と計測点Ｓ2との距離をリアルタイムで認識することができる。
【０１４４】
なお、操作者が、入力装置８を用いて、第１マーカ、第２マーカ、補助線、第１計測マーカ、第２計測マーカ、または２次元超音波断層像の画面表示を消去する指示情報を入力した場合、制御部２３は、この指示情報による指示のもと、モニタ９に対して、画面表示された第１マーカ、第２マーカ、補助線、第１計測マーカ、第２計測マーカ、または２次元超音波断層像を消去する制御を行ってもよい。また、操作者が、入力装置８を用いて、第１マーカ、第２マーカ、補助線、第１計測マーカ、第２計測マーカ、または２次元超音波断層像の画面表示を再表示する指示情報を入力した場合、制御部２３は、この指示情報による指示のもと、モニタ９に対して、消去された第１マーカ、第２マーカ、補助線、第１計測マーカ、第２計測マーカ、または２次元超音波断層像を再表示する制御を行ってもよい。さらに、操作者が、入力装置８を用いて、３次元基準断層像または３次元指定断層像と同一画面に表示された２次元超音波断層像を別の２次元超音波断層像に切り換える指示情報を入力した場合、制御部２３は、この指示情報による指示のもと、モニタ９に対して、画面表示された２次元超音波断層像を切り換える制御を行ってもよい。
【０１４５】
また、この実施の形態２では、３次元指定断層像上の所望位置に２つの計測点を設定した場合を例示したが、この発明は、これに限定されるものではなく、３次元基準断層像上の所望位置に２つの計測点を設定し、該２つの計測点の計測点間距離を演算出力してもよいし、２次元超音波断層像上の所望位置に２つの計測点を設定し、該２つの計測点の計測点間距離を演算出力してもよい。
【０１４６】
以上に説明したように、この実施の形態２では、３次元走査を行ったプローブの移動経路または移動方向に関する位置データが対応付けられた複数の２次元画像データを用いて３次元画像データを作成し、所望の２次元超音波断層像上に指定点を２つ指定する指定点情報が入力された場合、該２次元超音波断層像に対応する各２次元画像データ上に該指定点情報に対応する指定点をそれぞれ設定するとともに、これら２つの指定点を含む基準切断面と、これら２つの指定点を通過する該基準切断面の回転軸とを演算出力し、その後、この３次元画像データと該基準切断面とをもとに、該基準切断面における３次元基準断層像を画面表示するように構成している。また、この基準切断面の所望の回転角度に関する角度情報が入力された場合、この角度情報と上述した指定点情報とをもとに、この基準切断面を該角度情報に対応する角度だけ回転した指定切断面を演算出力し、その後、この３次元画像データと該指定切断面とをもとに、該指定切断面における３次元指定断層像を画面表示するように構成している。さらに、画面表示された３次元基準断層像上または３次元指定断層像上の所望位置に２つの計測点が指定された場合、この所望位置に対応する座標情報をもとに、この２つの計測点間のユークリッド距離である計測点間距離を演算出力するように構成している。したがって、胆管と膵管との合流部等の体腔内の特徴的部位または腫瘍等の疾患部位等の関心領域の断層像を一つの画面内に容易に表示出力できるとともに、この関心領域についての長さを正確に計測できる超音波診断装置を実現することができ、操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、この関心領域の断層像を容易に探し出すことができるとともに、探し出した関心領域について、その長さまたは生体内における位置関係を正確に把握でき、これによって、生体内の超音波診断を迅速かつ的確に行うことができる。したがって、操作者が３次元指定断層像と計測点とを適切に選べば、操作者は、たとえば胆管膵管合流部から何ｍｍの位置に疾患部位が存在するか、また、胆管や膵管等の脈管に沿って何ｍｍの長さで疾患部位が広がっているか、また、疾患部位の最大径が何ｍｍかの情報をより正確かつ客観的に得ることができ、手術前の手術方針または切除範囲の決定に有用である。また、抗癌剤または放射線等による疾患部位の経時的な治療効果を一層正確かつ客観的に判定できる。
【０１４７】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。上述した実施の形態２では、所望の断層像上の所望位置に２つの計測点が指定された場合に、この所望位置に対応する各座標上に計測点をそれぞれ設定するとともに、この２つの計測点による計測点間距離を演算出力するように構成していたが、この実施の形態３では、所望の断層像上の所望位置に少なくとも３つの計測点が指定された場合に、この所望位置に対応する各座標上に計測点をそれぞれ設定するとともに、この少なくとも３つの計測点によって決定される計測範囲の周囲長等の長さを演算出力するように構成している。
【０１４８】
図３０は、この発明の実施の形態３である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。この超音波診断装置３１は、画像処理装置２２に代えて画像処理装置３２が配置され、画像処理装置３２には、制御部２３に代えて制御部３３が設けられる。制御部３３は、制御部２３に周囲長演算部３３ａが追加された構成を有し、制御部２３と同様に、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。その他の構成は実施の形態２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【０１４９】
図３１は、制御部３３が、帯状または立体的な３次元縦断像をモニタ９に画面表示させてから、空間座標系ｘｙｚ上のｎ個の２次元画像データを用いて３次元画像データを作成し、その後、この３次元画像データをもとに作成した３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に少なくとも３つの計測点を設定し、該少なくとも３つの計測点によって囲まれた計測範囲の周囲長を計測するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図３１において、超音波観測装置５が、上述したエコー信号をもとに２次元画像データを作成し、かつ、位置データ算出装置７が、このエコー信号が得られた位置に関する位置データを算出した場合、制御部３３は、上述したステップＳ５０１〜Ｓ５０７と同様に、ステップＳ１００１〜Ｓ１００７の各処理工程を行う。
【０１５０】
つぎに、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像または３次元指定断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、制御部３３に角度情報を入力する操作を行わず、画面表示された各種断層像上に指定する計測点に関する計測点情報の入力操作を行う。この場合、制御部３３は、角度情報を受け付けずに（ステップＳ１００６，Ｎｏ）、計測点情報を受け付け（ステップＳ１００８，Ｙｅｓ）、その後、制御部３３は、操作者が入力装置８を操作して入力した計測点情報を用いて、３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上に少なくとも３つの計測点を設定するとともに、該少なくとも３つの計測点によって囲まれた計測領域の周囲長を演算出力し、得られた演算結果を該周囲長の計測結果として表示出力またはプリンタ出力する（ステップＳ１００９）。なお、この計測点が３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上に設定されてから、周囲長の計測結果が表示出力またはプリンタ出力されるまでの処理（周囲長計測処理）の詳細については、後述する。
【０１５１】
一方、操作者が、入力装置８を用いて、上述した角度情報および計測点情報の入力操作を行わなかった場合、制御部３３は、角度情報を受け付けず（ステップＳ１００６，Ｎｏ）、かつ、計測点情報を受け付けず（ステップＳ１００８，Ｎｏ）、上述したステップＳ１００６以降の処理工程を繰り返す。この場合、制御部３３は、操作者の入力操作によって入力された角度情報または計測点情報を受け付けるまで、モニタ９に対し、画面表示された３次元基準断層像または３次元指定断層像の状態を維持する制御を行う。
【０１５２】
つぎに、制御部３３が、上述したステップＳ１００９の周囲長計測処理を達成するまでの各処理工程について詳細に説明する。図３２は、制御部３３が３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に指定された計測範囲の周囲長に関する周囲長計測処理を達成するまでの各処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図３３は、制御部３３が、関心領域の断層像である腫瘍断層像ｈが表示された３次元指定断層像Ｗ上に所望数、たとえば５つの計測点を設定し、この５つの計測点によって囲まれる計測範囲の周囲長を計測した場合のモニタ９の画面表示を例示した図である。
【０１５３】
図３２および図３３において、操作者が、入力装置８を用い、たとえば、マウス等を操作して、モニタ９に表示されたカーソルを３次元基準断層像上または３次元指定断層像上の所望位置に移動させるとともに該所望位置を指定し、該所望位置に対応する計測点情報を入力した場合、制御部３３は、この計測点情報を受け付けるとともに、上述したステップＳ９０１〜Ｓ９０３と同様の処理を行い、この計測点情報に基づく計測点Ｓ1を初期の計測点として設定するとともに、この所望位置に計測点Ｓ1を示す第１計測マーカを画面表示し、その後、制御部３３は、次の計測点情報の受付待機状態になる（ステップＳ１１０１〜Ｓ１１０３）。たとえば、制御部３３は、図３３に示すように、この所望位置として指定された３次元指定断層像Ｗ上の腫瘍断層像ｈと膵管断層像ｆとの境界近傍の位置に計測点Ｓ1を示す第１計測マーカを重畳的に表示させる。なお、操作者が入力装置８を操作して次の計測点情報を入力しない場合、制御部３３は、次の計測点情報を受け付けず（ステップＳ１１０４，Ｎｏ）、この受付待機状態を維持する。
【０１５４】
操作者が、上述した計測点Ｓ1の場合と同様に、入力装置８を操作して、別の所望位置に計測点を指定する次の計測点情報を入力した場合、制御部３３は、入力された次の計測点情報を受け付けるとともに（ステップＳ１１０４，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ９０５〜Ｓ９０８と同様の処理を行い、この次の計測点情報に基づく計測点Ｓ2を第２の計測点として設定するとともに、この別の所望位置に計測点Ｓ2を示す第２計測マーカを画面表示し、さらに、計測点Ｓ1，Ｓ2を結ぶ線分（Ｓ1Ｓ2）を演算出力するとともに、求めた線分（Ｓ1Ｓ2）を示す補助線を画面表示する（ステップＳ１１０５〜Ｓ１１０８）。たとえば、制御部３３は、図３３に示すように、この別の所望位置として指定された３次元指定断層像Ｗ上の腫瘍断層像ｈの周囲近傍の位置に計測点Ｓ2を示す第２計測マーカを重畳的に表示させるとともに、線分（Ｓ1Ｓ2）を示す補助線を３次元指定断層像Ｗ上に重畳的に表示させる。その後、制御部３３は、次の計測点情報の受付待機状態になる（ステップＳ１１０９）。
【０１５５】
つぎに、操作者が入力装置８を操作して次の計測点情報を入力した場合、制御部３３は、この次の計測点情報を受け付けるとともに（ステップＳ１１１０，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ１１０５以降の各処理工程を繰り返す。すなわち、制御部３３は、操作者の入力操作によって逐次入力される計測点情報毎に、上述したステップＳ１１０５〜Ｓ１１０９の各処理工程を繰り返し、これによって、制御部３３は、３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上の所望位置に、操作者の入力操作の回数に応じた数量の計測点を設定する。また、制御部３３は、ステップＳ１１０７の処理を行う場合、新規に設定した計測点と該新規の計測点の一つ前に設定した計測点とを結ぶ線分を演算出力する。
【０１５６】
たとえば、操作者が、入力装置８を操作して、腫瘍断層像ｈと膵管断層像ｆとの境界近傍の位置に計測点Ｓ1を指定し、その後、腫瘍断層像ｈを囲むように計測点Ｓ2〜Ｓ5を指定した場合、制御部３３は、この操作者による各指定位置に対応する３次元指定断層像データ上に計測点Ｓ1〜Ｓ5を設定するとともに、図３３に示すように、腫瘍断層像ｈを囲むように、計測点Ｓ1〜Ｓ5にそれぞれ対応する第１計測マーカ〜第５計測マーカを３次元指定断層像Ｗ上に重畳して表示する。また、制御部３３は、計測点Ｓ2を新規に設定した場合、上述したように、計測点Ｓ2と計測点Ｓ2の一つ前の計測点Ｓ1との線分（Ｓ1Ｓ2）を演算出力するとともに線分（Ｓ1Ｓ2）に対応する補助線を３次元指定断層像Ｗ上に重畳して表示し、計測点Ｓ3を新規に設定した場合、線分（Ｓ1Ｓ2）の場合と同様に、計測点Ｓ3と計測点Ｓ3の一つ前の計測点Ｓ2との線分（Ｓ2Ｓ3）を演算出力するとともに線分（Ｓ2Ｓ3）に対応する補助線を３次元指定断層像Ｗ上に重畳して表示し、計測点Ｓ4を新規に設定した場合、線分（Ｓ1Ｓ2）の場合と同様に、計測点Ｓ4と計測点Ｓ4の一つ前の計測点Ｓ3との線分（Ｓ3Ｓ4）を演算出力するとともに線分（Ｓ3Ｓ4）に対応する補助線を３次元指定断層像Ｗ上に重畳して表示し、計測点Ｓ5を新規に設定した場合、線分（Ｓ1Ｓ2）の場合と同様に、計測点Ｓ5と計測点Ｓ5の一つ前の計測点Ｓ4との線分（Ｓ4Ｓ5）を演算出力するとともに線分（Ｓ4Ｓ5）に対応する補助線を３次元指定断層像Ｗ上に重畳して表示する。
【０１５７】
一方、操作者が、入力装置８を操作して、次の計測点情報の入力操作を行わず、かつ、少なくとも３つの計測点によって囲まれた計測範囲の周囲長を演算出力する指示情報（周囲長演算指示情報）の入力操作を行わない場合、制御部３３は、次の計測点情報を受け付けず（ステップＳ１１１０，Ｎｏ）、かつ、周囲長演算指示を受け付けない（ステップＳ１１１１，Ｎｏ）。この場合、制御部３３は、上述したステップＳ１１０９以降の各処理工程を繰り返す。
【０１５８】
他方、操作者が、入力装置８を操作して、次の計測点情報の入力操作を行わずに、周囲長演算指示情報の入力操作を行った場合、制御部３３は、次の計測点情報を受け付けずに（ステップＳ１１１０，Ｎｏ）、この周囲長演算指示情報による周囲長演算指示を受け付け（ステップＳ１１１１，Ｙｅｓ）、その後、制御部３３は、ステップＳ１１０１において設定した初期の計測点と、周囲長演算指示を受け付ける前に設定した最新の計測点、すなわち最後の計測点とを結ぶ終始点線分を演算出力するとともに、得られた終始点線分に対応する補助線を画面表示する（ステップＳ１１１２）。たとえば、合計５つの計測点Ｓ1〜Ｓ5が操作者の入力操作によって逐次入力された場合、制御部３３は、ステップＳ１１１２において、計測点Ｓ1と計測点Ｓ5とを結ぶ線分（Ｓ1Ｓ5）を演算出力するとともに、得られた線分（Ｓ1Ｓ5）に対応する補助線を画面表示する。
【０１５９】
つぎに、距離演算部２３ｂは、制御部３３が設定した複数の計測点の各座標情報をもとに、各計測点間のユークリッド距離、すなわち、上述したステップＳ１１０７による各線分の長さと、上述したステップＳ１１１２による終始点線分の長さとを演算出力する。ここで、制御部３３が３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上に設定した計測点は、この３次元基準断層像データおよび３次元指定断層像データが空間座標系ｘｙｚ上に存在することに起因し、上述した３次元縦断像データ上に設定された計測点と同様に、空間座標系ｘｙｚ上の位置ベクトルによって表すことができる。したがって、距離演算部２３ｂは、上述した式（２），（３）によって例示される各計測点の位置ベクトルのベクトル成分を用い、上述した式（４）に基づき、これら各線分の長さおよび終始点線分の長さを演算出力できる。
【０１６０】
距離演算部２３ｂが、これらの各線分の長さおよび終始点線分の長さを演算出力した場合、周囲長演算部３３ａは、距離演算部２３ｂが演算出力した各線分の長さおよび終始点線分の長さを全て加算して、制御部３３が設定した計測点によって囲まれた計測範囲の周囲長を演算出力する（ステップＳ１１１３）。たとえば、制御部３３が、図３３に示すように、腫瘍断層像ｈを囲むように計測点Ｓ1〜Ｓ5を設定した場合、周囲長演算部３３ａは、距離演算部２３ｂが演算出力した線分（Ｓ1Ｓ2）の長さ、線分（Ｓ2Ｓ3）の長さ、線分（Ｓ3Ｓ4）の長さ、線分（Ｓ4Ｓ5）の長さ、および終始点線分（Ｓ1Ｓ5）の長さを全て加算し、計測点Ｓ1〜Ｓ5によって囲まれた計測範囲、すなわち腫瘍断層像ｈの周囲長を演算出力する。その後、制御部３３は、周囲長演算部３３ａが演算出力した周囲長を計測結果として所望の単位に換算してモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１１１４）。
【０１６１】
なお、制御部３３が計測点を２点だけ設定した状態で周囲長演算指示を受け付けた場合、距離演算部２３ｂは、この２点の計測点によるユークリッド距離を演算出力し、周囲長演算部３３ａは、距離演算部２３ｂが演算出力したユークリッド距離を周囲長として演算出力する。すなわち、距離演算部２３ｂまたは周囲長演算部３３ａは、制御部３３が計測点を２点だけ設定した状態で周囲長演算指示を受け付けた場合、上述した計測点間距離と同様の距離を演算出力する。
【０１６２】
つぎに、操作者が、入力装置８を操作して、この周囲長の計測結果を紙面等にプリントするプリンタ出力指示の指示情報を入力した場合、制御部３３は、この指示情報に基づくプリンタ出力指示を受け付けるとともに（ステップＳ１１１５，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ９１２と同様の処理を行い、プリンタ１０に対して、この周囲長の計測結果を出力する制御を行う（ステップＳ１１１６）。一方、操作者が、入力装置８を操作して、このプリンタ出力指示の指示情報を入力しない場合、制御部３３は、プリンタ出力指示を受け付けず（ステップＳ１１１５，Ｎｏ）、すなわち、プリンタ１０に計測結果をプリントさせずに、この周囲長計測処理を達成する。操作者は、この周囲長計測処理が達成されれば、たとえば、図３３に示すように、関心領域として探し出した腫瘍断層像ｈの周囲長を正確に計測することができ、これによって、手術前等に腫瘍等の疾患部位の大きさを高精度に推定できる。
【０１６３】
なお、この実施の形態３では、３次元指定断層像データ上に設定した計測点の各座標情報をもとに、これらの計測点によって囲まれた計測範囲の周囲長を計測していたが、これに限らず、これらの計測点によって決定される道のりを計測してもよい。図３４は、この発明の実施の形態３の変形例である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。この超音波診断装置３５は、画像処理装置３２に代えて画像処理装置３６が配置され、画像処理装置３６には、制御部３３に代えて制御部３７が設けられる。制御部３７は、制御部３３に道のり演算部３７ａを追加した構成を有し、制御部３３と同様に、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。その他の構成は実施の形態３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【０１６４】
制御部３７は、３次元指定断層像データ上に設定した計測点の各座標情報をもとに、これらの計測点によって決定される道のりを演算出力し、その後、得られた道のりの計測結果を表示出力またはプリンタ出力するまでの処理（道のり計測処理）を達成する場合、図３１に例示した周囲長計測処理が達成されるまでの各処理工程（ステップＳ１００１〜Ｓ１００９）の周囲長計測処理（ステップＳ１００９）に代えて道のり計測処理を行う。
【０１６５】
図３５は、制御部３７が、この道のり計測処理を達成するまでの各処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図３６は、制御部３７が、関心領域の断層像である腫瘍断層像ｈが表示された３次元指定断層像Ｗ上に所望数、たとえば５つの計測点を設定し、この５つの計測点によって決定される道のりを計測した場合のモニタ９の画面表示を例示した図である。図３５および図３６において、操作者が、入力装置８を用い、たとえば、マウス等を操作して、モニタ９に表示されたカーソルを３次元基準断層像上または３次元指定断層像上の各所望位置に移動させるとともに該各所望位置を逐次指定し、該各所望位置に対応する各計測点情報を逐次入力した場合、制御部３７は、上述したステップＳ１１０１〜Ｓ１１１０と同様の処理を行い、３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上の所望位置に、操作者の入力操作の回数に応じた数量の計測点を設定するとともに該計測点を示す各マーカを表示し、その後、設定した計測点間を順次結ぶ各線分を演算出力するとともに該各線分を示す補助線を表示する（ステップＳ１２０１〜Ｓ１２１０）。
【０１６６】
たとえば、操作者が、入力装置８を操作して、腫瘍断層像ｈ近傍の膵管断層像ｆ上に計測点Ｓ1を指定し、その後、胆管膵管合流部像ｆｇに向けて順次計測点Ｓ2〜Ｓ5を指定した場合、制御部３７は、この操作者による各指定位置に対応する３次元指定断層像データ上に計測点Ｓ1〜Ｓ5を設定するとともに、図３６に示すように、腫瘍断層像ｈ近傍の膵管断層像ｆ上の位置から胆管膵管合流部像ｆｇ上の位置に向けて一連の折れ線を形成するように、計測点Ｓ1〜Ｓ5にそれぞれ対応する第１計測マーカ〜第５計測マーカを３次元指定断層像Ｗ上に重畳して表示する。また、制御部３７は、上述した周囲長計測処理の場合と同様に、線分（Ｓ1Ｓ2）、線分（Ｓ2Ｓ3）、線分（Ｓ3Ｓ4）、および線分（Ｓ4Ｓ5）を演算出力するとともに、線分（Ｓ1Ｓ2）、線分（Ｓ2Ｓ3）、線分（Ｓ3Ｓ4）、および線分（Ｓ4Ｓ5）に対応する各補助線を３次元指定断層像Ｗ上に重畳してそれぞれ表示する。
【０１６７】
一方、操作者が、入力装置８を操作して、次の計測点情報の入力操作を行わず、かつ、少なくとも３つの計測点によって決定される道のりを演算出力する指示情報（道のり演算指示情報）の入力操作を行わない場合、制御部３７は、次の計測点情報を受け付けず（ステップＳ１２１０，Ｎｏ）、かつ、道のり演算指示を受け付けない（ステップＳ１２１１，Ｎｏ）。この場合、制御部３７は、計測点情報の受付待機状態になり（ステップＳ１２０９）、その後、ステップＳ１２１０以降の各処理工程を繰り返す。
【０１６８】
他方、操作者が、入力装置８を操作して、次の計測点情報の入力操作を行わずに、道のり演算指示情報の入力操作を行った場合、制御部３７は、次の計測点情報を受け付けずに（ステップＳ１２１０，Ｎｏ）、この道のり演算指示情報による道のり演算指示を受け付け（ステップＳ１２１１，Ｙｅｓ）、その後、距離演算部２３ｂは、上述したステップＳ１１１３と同様に、制御部３７が設定した複数の計測点の各座標情報を用いて、各計測点間のユークリッド距離、すなわち、このステップＳ１２０７による各線分の長さを演算出力する。ただし、制御部３７が道のり演算指示を受け付けた場合、制御部３７は、上述したステップＳ１１１２の場合と同様の終始点線分の演算処理および表示出力処理を行わず、したがって、距離演算部２３ｂは、上述したステップＳ１１１３の場合と同様の終始点線分の長さを演算出力しない。
【０１６９】
なお、この道のり演算指示情報は、操作者の入力操作によって、たとえば図３６に示すように、操作者が、マウス等を操作して、道のり演算指示に対応する「道のり」アイコンにカーソルＫを移動させるとともに、この「道のり」アイコンをクリックする、すなわち選択すれば、情報入力がなされる。
【０１７０】
距離演算部２３ｂが、これらの各線分の長さを演算出力した場合、道のり演算部３７ａは、距離演算部２３ｂが演算出力した各線分の長さを全て加算して、制御部３７が設定した計測点によって決定される道のりを演算出力する（ステップＳ１２１２）。たとえば、制御部３７が、図３６に示すように、腫瘍断層像ｈ近傍の膵管断層像ｆ上の位置から胆管膵管合流部像ｆｇ上の位置に向けて一連の折れ線を形成するように計測点Ｓ1〜Ｓ5を設定した場合、道のり演算部３７ａは、距離演算部２３ｂが演算出力した線分（Ｓ1Ｓ2）の長さ、線分（Ｓ2Ｓ3）の長さ、線分（Ｓ3Ｓ4）の長さ、および線分（Ｓ4Ｓ5）の長さを全て加算し、計測点Ｓ1〜Ｓ5によって決定される道のり、すなわち腫瘍断層像ｈ近傍から胆管膵管合流部像ｆｇまでの膵管内の道のりを演算出力する。その後、制御部３７は、道のり演算部３７ａが演算出力した道のりを計測結果として所望の単位に換算してモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１２１３）。
【０１７１】
なお、制御部３７が計測点を２点だけ設定した状態で周囲長演算指示を受け付けた場合、距離演算部２３ｂは、この２点の計測点によるユークリッド距離を演算出力し、道のり演算部３７ａは、距離演算部２３ｂが演算出力したユークリッド距離を道のりとして演算出力する。すなわち、距離演算部２３ｂまたは道のり演算部３７ａは、制御部３７が計測点を２点だけ設定した状態で周囲長演算指示を受け付けた場合、上述した計測点間距離と同様の距離を演算出力する。
【０１７２】
つぎに、操作者が、入力装置８を操作して、この道のりの計測結果を紙面等にプリントするプリンタ出力指示の指示情報を入力した場合、制御部３７は、この指示情報に基づくプリンタ出力指示を受け付けるとともに（ステップＳ１２１４，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ１１１６と同様の処理を行い、プリンタ１０に対して、この道のりの計測結果を出力する制御を行う（ステップＳ１２１５）。一方、操作者が、入力装置８を操作して、このプリンタ出力指示の指示情報を入力しない場合、制御部３７は、プリンタ出力指示を受け付けず（ステップＳ１２１４，Ｎｏ）、すなわち、プリンタ１０に計測結果をプリントさせずに、この道のり計測処理を達成する。操作者は、この道のり計測処理が達成されれば、たとえば、図３６に示すように、関心領域として探し出した腫瘍断層像ｈから胆管膵管合流部像ｆｇまでの膵管内の道のりを正確に計測することができ、これによって、腫瘍等の疾患部位ついて、生体内の正確な位置関係等を推定できる。
【０１７３】
なお、制御部３７は、上述したステップＳ１００１にて位置データとの対応付けを行ったｎ個の２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnの各画像中心Ｃ1，Ｃ2，…，Ｃnの間のユークリッド距離を演算出力すれば、２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄn間の道のり、すなわち、プローブ２が体腔内の３次元走査を行った場合の移動経路長を求めることができる。図３７は、制御部３７が、３次元走査におけるプローブ２の移動経路長を求める処理を説明する図である。図３７において、２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnは、上述したように、空間座標系ｘｙｚ上に配置される。また、画像中心Ｃ1，Ｃ2，…，Ｃnには、上述したように、位置ベクトルｒ1，ｒ2，…，ｒnが設定される。ここで、位置ベクトルｒ1，ｒ2，…，ｒnは空間座標系ｘｙｚ上に存在するベクトルなので、距離演算部２３ｂは、上述したステップＳ１２１２と同様の処理を行って、各画像中心Ｃ1，Ｃ2，…，Ｃnの間のユークリッド距離を演算出力でき、道のり演算部３７ａは、この演算出力結果を用いて、２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄn間の道のり、すなわち、上述したプローブ２の移動経路長を演算出力できる。
【０１７４】
また、この実施の形態３およびその変形例では、３次元指定断層像上の所望位置に指定された複数の計測点の座標情報を用いて、周囲長計測処理または道のり計測処理を行った場合を例示したが、この発明は、これに限定されるものではなく、３次元基準断層像上または２次元超音波断層像上の所望位置に指定された複数の計測点の座標情報を用いて、周囲長計測処理または道のり計測処理を行った場合に適用してもよい。
【０１７５】
さらに、この実施の形態３およびその変形例では、操作者が入力装置８を用い、３次元指定断層像データ上に計測点を設定し、この計測点の各座標情報をもとに、これらの計測点によって決定される計測範囲の周囲長または道のりを計測していたが、この発明は、これに限定されるものではなく、入力装置８を用いたドラッグ操作によって描かれるドラッグ経路をもとに決定される計測範囲の周囲長または道のりを計測してもよい。図３８は、制御部３７がドラッグ経路をもとに決定される計測範囲の周囲長または道のりを計測する動作を説明する模式図である。
【０１７６】
図３８に示すように、まず、操作者が入力装置８として、たとえばマウスを操作し、モニタ９に画面表示された腫瘍断層像ｈと膵管断層像ｆとの境界近傍の位置に第１の計測点Ｓ1を指定する。その後、操作者は、腫瘍断層像ｈを囲むように、マウスのボタンを押し下げながらカーソルＫを所望の方向に移動させるドラッグ操作を行う。この場合、制御部３７は、操作者がマウスをドラッグしている最中に、このドラッグ操作によって描かれるドラッグ経路に対応する断層像データの画素数を計数する。つぎに、制御部３７は、この計数処理によって得られた計数値に１画素あたりの実寸を乗じて、このドラッグ経路に対応する道のりを演算出力する。その後、制御部３７は、上述した道のり計測処理の場合と同様に、この演算出力した道のりを所定の単位に換算してモニタ９に画面表示させる。これと同時に、制御部３７は、このドラッグ操作によるドラッグ経路を曲線で３次元指定断層像Ｗ上に重畳してモニタ９に画面表示させる。ここで、この断層像データの画素は、縦横の実寸を同じとする正方形として設定され、その１画素あたりの実寸は、２次元超音波断層像上に写る領域の横方向（または縦方向）の体腔内での長さを２次元超音波断層像データの横方向（または縦方向）の画素数で除して求められる。
【０１７７】
また、制御部３７には、指定された計測点Ｓ1からの半径が予め設定され、操作者が、この半径以内にカーソルＫを移動させるとともに、このドラッグ操作におけるマウスのボタンの押し下げを止めると、制御部３７は、この計測点Ｓ１と、このマウスのボタンの押し下げを止めた点とを結ぶ。この場合、制御部３７は、このドラッグ経路を自動的に閉じて閉曲線にし、該閉曲線に対応する断層像データの画素数を計数する。つぎに、制御部３７は、この計数処理によって得られた計数値に１画素あたりの実寸を乗じて、このドラッグ経路に対応する閉曲線の周囲長を演算出力する。その後、制御部３７は、上述した周囲長計測処理の場合と同様に、この演算出力した周囲長を所定の単位に換算してモニタ９に画面表示させる。これと同時に、制御部３７は、このドラッグ経路による閉曲線を３次元指定断層像Ｗ上に重畳してモニタ９に画面表示させる。
【０１７８】
以上に説明したように、この実施の形態３では、３次元走査を行ったプローブの移動経路または移動方向に関する位置データが対応付けられた複数の２次元画像データを用いて作成された３次元画像データをもとに、３次元基準断層像または３次元指定断層像を画面表示し、画面表示された３次元基準断層像上または３次元指定断層像上の所望位置に少なくとも３つの計測点が指定された場合、この所望位置に対応する各座標情報をもとに、この少なくとも３つ計測点によって囲まれた計測範囲の周囲長を演算出力するように構成しているので、胆管と膵管との合流部等の体腔内の特徴的部位または腫瘍等の疾患部位等の関心領域の断層像を一つの画面内に容易に表示出力できるとともに、この関心領域の周囲長を正確に計測できる超音波診断装置を実現することができる。操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、この関心領域の断層像を容易に探し出すことができるとともに、探し出した関心領域の周囲長を正確に把握でき、手術前に該関心領域の大きさを高精度に推定することができる。
【０１７９】
したがって、操作者が胆管および膵管と胆管膵管合流部とが同時に写っている３次元指定断層像を適切に選べば、操作者は、この胆管膵管合流部から何ｍｍの位置に疾患部位が存在するか、また、胆管または膵管等の脈管に対してどの程度の大きさで疾患部位が広がっているかの情報を一層正確かつ客観的に得ることができ、手術前の手術方針または切除範囲の決定に有用である。
【０１８０】
また、この実施の形態３の変形例では、画面表示された３次元基準断層像上または３次元指定断層像上の所望位置に少なくとも３つの計測点が指定された場合に、この所望位置に対応する各座標情報をもとに、この少なくとも３つ計測点によって決定される道のりを演算出力するように構成しているので、体腔内の特徴的部位または疾患部位等の関心領域に至るまでの体腔内の所望の道のりを正確に計測できる超音波診断装置を実現することができる。操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、たとえば、特徴的部位から疾患部位に至る体腔内の道のりを正確に計測でき、これによって、生体内の所望の関心領域の位置関係を正確に把握することができ、生体内の超音波診断を迅速かつ的確に行うことができる。したがって、操作者が３次元指定断層像と計測点とを適切に選べば、操作者は、たとえば胆管膵管合流部から胆管または膵管に沿って何ｍｍの位置に疾患部位が存在するか、また、胆管または膵管等の脈管に沿って何ｍｍの長さで疾患部位が広がっているかの情報を一層正確かつ客観的に得ることができ、手術前の手術方針または切除範囲の決定に有用である。
【０１８１】
さらに、３次元走査を行ったプローブの移動経路または移動方向に関する位置データが対応付けられた複数の２次元画像データの各画像中心間の道のりを演算出力するように構成したので、プローブが体腔内を曲がりながら、あるいは、ねじれながら移動するとともに体腔内の３次元走査を行った場合であっても、このプローブの移動経路長を正確に計測することができる。
【０１８２】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。上述した実施の形態３では、所望の断層像上の所望位置に少なくとも３つの計測点が指定された場合に、この所望位置に対応する各座標上に計測点をそれぞれ設定するとともに、この少なくとも３つの計測点によって決定される計測範囲の周囲長等の長さを演算出力するように構成していたが、この実施の形態４では、この少なくとも３つの計測点によって決定される計測範囲の面積を演算出力するように構成している。
【０１８３】
図３９は、この発明の実施の形態４である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。この超音波診断装置４１は、画像処理装置３２に代えて画像処理装置４２が配置され、画像処理装置４２には、制御部３３に代えて制御部４３が設けられる。制御部４３は、制御部３３に面積演算部４３ａが追加された構成を有し、制御部３３と同様に、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。その他の構成は実施の形態３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【０１８４】
図４０は、制御部４３が、帯状または立体的な３次元縦断像をモニタ９に画面表示させてから、空間座標系ｘｙｚ上のｎ個の２次元画像データを用いて３次元画像データを作成し、その後、この３次元画像データをもとに作成した３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に少なくとも３つの計測点を設定し、該少なくとも３つの計測点によって囲まれた計測範囲の面積を計測するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図４０において、超音波観測装置５が、上述したエコー信号をもとに２次元画像データを作成し、かつ、位置データ算出装置７が、このエコー信号が得られた位置に関する位置データを算出した場合、制御部４３は、上述したステップＳ１００１〜Ｓ１００７と同様に、ステップＳ１３０１〜Ｓ１３０７の各処理工程を行う。
【０１８５】
つぎに、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像または３次元指定断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、制御部４３に角度情報を入力する操作を行わず、画面表示された各種断層像上に指定する計測点に関する計測点情報の入力操作を行う。この場合、制御部４３は、角度情報を受け付けずに（ステップＳ１３０６，Ｎｏ）、計測点情報を受け付け（ステップＳ１３０８，Ｙｅｓ）、その後、制御部４３は、操作者が入力装置８を操作して入力した計測点情報を用いて、３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上に少なくとも３つの計測点を設定するとともに、該少なくとも３つの計測点によって囲まれた計測領域の面積を演算出力し、得られた演算結果を該面積の計測結果として表示出力またはプリンタ出力する（ステップＳ１３０９）。なお、この計測点が３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上に設定されてから、面積の計測結果が表示出力またはプリンタ出力されるまでの処理（面積計測処理）の詳細については、後述する。
【０１８６】
一方、操作者が、入力装置８を用いて、上述した角度情報および計測点情報の入力操作を行わなかった場合、制御部４３は、角度情報を受け付けず（ステップＳ１３０６，Ｎｏ）、かつ、計測点情報を受け付けず（ステップＳ１３０８，Ｎｏ）、上述したステップＳ１３０６以降の処理工程を繰り返す。この場合、制御部４３は、操作者の入力操作によって入力された角度情報または計測点情報を受け付けるまで、モニタ９に対し、画面表示された３次元基準断層像または３次元指定断層像の状態を維持する制御を行う。
【０１８７】
つぎに、制御部４３が、上述したステップＳ１３０９の面積計測処理を達成するまでの各処理工程について詳細に説明する。図４１は、制御部４３が３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に指定された計測範囲の面積に関する面積計測処理を達成するまでの各処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図４２は、制御部４３が、関心領域の断層像である腫瘍断層像ｈが表示された３次元指定断層像Ｗ上に所望数、たとえば５つの計測点を設定し、この５つの計測点によって囲まれる計測範囲の面積を計測した場合のモニタ９の画面表示を例示した図である。
【０１８８】
図４１および図４２において、操作者が、入力装置８を用い、たとえば、マウス等を操作して、モニタ９に表示されたカーソルを３次元基準断層像上または３次元指定断層像上の各所望位置に移動させるとともに該各所望位置を逐次指定し、該各所望位置に対応する各計測点情報を逐次入力した場合、制御部４３は、上述したステップＳ１１０１〜Ｓ１１１０と同様の処理を行い、３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上の所望位置に、操作者の入力操作の回数に応じた数量の計測点を設定するとともに該計測点を示す各マーカを表示し、その後、設定した計測点間を順次結ぶ各線分を演算出力するとともに該各線分を示す補助線を表示する（ステップＳ１４０１〜Ｓ１４１０）。
【０１８９】
たとえば、操作者が、入力装置８を操作して、腫瘍断層像ｈと膵管断層像ｆとの境界近傍の位置に計測点Ｓ1を指定し、その後、腫瘍断層像ｈを囲むように計測点Ｓ2〜Ｓ5を指定した場合、制御部４３は、この操作者による各指定位置に対応する３次元指定断層像データ上に計測点Ｓ1〜Ｓ5を設定するとともに、図４２に示すように、腫瘍断層像ｈを囲むように、計測点Ｓ1〜Ｓ5にそれぞれ対応する第１計測マーカ〜第５計測マーカを３次元指定断層像Ｗ上に重畳して表示する。また、制御部４３は、上述した周囲長計測処理の場合と同様に、線分（Ｓ1Ｓ2）、線分（Ｓ2Ｓ3）、線分（Ｓ3Ｓ4）、および線分（Ｓ4Ｓ5）を演算出力するとともに、線分（Ｓ1Ｓ2）、線分（Ｓ2Ｓ3）、線分（Ｓ3Ｓ4）、および線分（Ｓ4Ｓ5）に対応する各補助線を３次元指定断層像Ｗ上に重畳してそれぞれ表示する。
【０１９０】
一方、操作者が、入力装置８を操作して、次の計測点情報の入力操作を行わず、かつ、少なくとも３つの計測点によって囲まれた計測範囲の面積を演算出力する指示情報（面積演算指示情報）の入力操作を行わない場合、制御部４３は、次の計測点情報を受け付けず（ステップＳ１４１０，Ｎｏ）、かつ、面積演算指示を受け付けない（ステップＳ１４１１，Ｎｏ）。この場合、制御部４３は、上述したステップＳ１４０９以降の各処理工程を繰り返す。
【０１９１】
他方、操作者が、入力装置８を操作して、次の計測点情報の入力操作を行わずに、面積演算指示情報の入力操作を行った場合、制御部４３は、次の計測点情報を受け付けずに（ステップＳ１４１０，Ｎｏ）、この面積演算指示情報による面積演算指示を受け付け（ステップＳ１４１１，Ｙｅｓ）、その後、制御部４３は、上述したステップＳ１１１２と同様の処理を行って、ステップＳ１４０１にて設定した初期の計測点と、面積演算指示を受け付ける前に設定した最新の計測点、すなわち最後の計測点とを結ぶ終始点線分を演算出力するとともに、得られた終始点線分に対応する補助線を画面表示する（ステップＳ１４１２）。たとえば、合計５つの計測点Ｓ1〜Ｓ5が操作者の入力操作によって逐次入力された場合、制御部４３は、ステップＳ１４１２において、計測点Ｓ1と計測点Ｓ5とを結ぶ線分（Ｓ1Ｓ5）を演算出力するとともに、得られた線分（Ｓ1Ｓ5）に対応する補助線を画面表示する。
【０１９２】
つぎに、面積演算部４３ａは、制御部４３が面積演算指示を受け付けた場合、上述したステップＳ１４０１〜Ｓ１４１０において設定された少なくとも３つの計測点の各座標情報をもとに、この少なくとも３つの計測点によって囲まれた計測範囲（多角形）の面積を演算出力し（ステップＳ１４１３）、その後、制御部４３は、面積演算部４３ａが演算出力したこの計測範囲の面積を計測結果として所望の単位に換算してモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１４１４）。ただし、この多角形が少なくとも４つの計測点によって形成されている場合、制御部４３は、この少なくとも４つの計測点のうちの３点を用い、この多角形の内部を複数の三角形に分割する。この場合、面積演算部４３ａは、この複数の三角形を形成する各計測点の座標情報をもとに、制御部４３が分割した各三角形の面積をそれぞれ演算出力するとともに、得られた各三角形の面積を全て加算し、この多角形の面積を演算出力する。なお、制御部４３が、この少なくとも４つの計測点によって形成された多角形の内部を複数の三角形に分割する処理の詳細については、後述する。
【０１９３】
ここで、制御部４３が３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上に設定した計測点は、この３次元基準断層像データおよび３次元指定断層像データが空間座標系ｘｙｚ上に存在することに起因し、上述した３次元縦断像データ上に設定された計測点と同様に、空間座標系ｘｙｚ上の位置ベクトルによって表すことができる。したがって、面積演算部４３ａは、上述した式（２），（３）によって例示される各計測点の位置ベクトルのベクトル成分を用い、三角形の面積を求める公式および余弦定理、またはヘロンの公式等の周知の面積演算方法に基づき、この少なくとも３つの計測点によって囲まれた計測範囲の面積を演算出力できる。
【０１９４】
なお、この面積演算指示情報は、操作者の入力操作によって、たとえば図４２に示すように、操作者が、マウス等を操作して、面積演算指示に対応する「面積」アイコンにカーソルＫを移動させるとともに、この「面積」アイコンをクリックする、すなわち選択すれば、情報入力がなされる。同様に、上述した周囲長演算指示情報は、操作者の入力操作によって、たとえば、周囲長演算指示に対応する「周囲長」アイコンにカーソルＫを移動させるとともに、この「周囲長」アイコンをクリックする、すなわち選択すれば、情報入力がなされる。なお、この周囲長演算指示情報が入力された場合、制御部４３は、上述したステップＳ１１１１以降の各処理を行って、所望の周囲長を演算出力してもよい。
【０１９５】
その後、操作者が、入力装置８を操作して、この面積の計測結果を紙面等にプリントするプリンタ出力指示の指示情報を入力した場合、制御部４３は、この指示情報に基づくプリンタ出力指示を受け付けるとともに（ステップＳ１４１５，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ１１１６と同様の処理を行い、プリンタ１０に対して、この面積の計測結果を出力する制御を行う（ステップＳ１４１６）。一方、操作者が、入力装置８を操作して、このプリンタ出力指示の指示情報を入力しない場合、制御部４３は、プリンタ出力指示を受け付けず（ステップＳ１４１５，Ｎｏ）、すなわち、プリンタ１０に計測結果をプリントさせずに、この面積計測処理を達成する。操作者は、この面積計測処理が達成されれば、所望の関心領域の面積を高精度に計測することができ、たとえば、図４２に示すように、関心領域として探し出した腫瘍断層像ｈの面積を所望の多角形に近似し、該面積を計測することができ、これによって、手術前等に腫瘍等の疾患部位の断面積等を高精度に推定できる。
【０１９６】
つぎに、制御部４３が、３次元基準断層像データ上または３次元指定断層像データ上に設定した少なくとも４つの計測点によって形成された多角形の内部を複数の三角形に分割する処理について説明する。図４３は、制御部４３が５つの計測点Ｓ1〜Ｓ5を設定した場合を例示し、この計測点Ｓ1〜Ｓ5によって形成される多角形が、凸多角形である場合に、制御部４３が、この凸多角形を複数の三角形に分割した状態を説明する図である。図４４は、制御部４３が５つの計測点Ｓ1〜Ｓ5を設定した場合を例示し、この５つの計測点Ｓ1〜Ｓ5によって形成される多角形が、凸多角形ではない多角形（凹多角形）である場合に、制御部４３が、この凹多角形を複数の三角形に分割した状態を説明する図である。
【０１９７】
制御部４３が、上述したステップＳ１４０１〜Ｓ１４１２の各処理を行って、少なくとも４つの計測点と、該少なくとも４つの計測点の各２点を逐次結ぶ各線分とを演算出力した場合、この少なくとも４つの計測点を頂点とし、この各線分を辺とする多角形が形成される。その後、制御部４３は、上述したステップＳ１４０１にて設定した初期の計測点を基準点に設定するとともに、上述したステップＳ１４０５〜Ｓ１４１０にて逐次設定した少なくとも３つの計測点から、その設定順序の前から逐次２点を選択して、この基準点と該２点とによって形成される三角形を逐次作成し、該逐次作成した三角形を用いて、この多角形を分割する。この場合、制御部４３は、逐次作成する三角形の基準点における角度方向、たとえば、この基準点を回転中心として、この基準点と先の設定順序の計測点とによる線分から、この基準点と後の設定順序の計測点とによる線分に向けて回転する角度方向が所定方向（たとえば正方向）であるか否かを常時監視する。この角度方向が所定方向である場合、制御部４３は、この多角形を凸多角形と判断し、この初期の計測点を基準点として、この多角形を分割する三角形を逐次作成する。
【０１９８】
たとえば、制御部４３が、図４３に示すように、計測点Ｓ1〜Ｓ5を設定し、かつ、線分（Ｓ1Ｓ2）、線分（Ｓ2Ｓ3）、線分（Ｓ3Ｓ4）、線分（Ｓ4Ｓ5）、および終始点線分（Ｓ1Ｓ5）を演算出力した場合、この計測点Ｓ1〜Ｓ5を頂点とする五角形が形成される。この場合、制御部４３は、初期の計測点である計測点Ｓ1を基準点として、計測点Ｓ1〜Ｓ3による三角形を作成するとともに、計測点Ｓ1における角度方向が正方向か否かを監視する。ここで、計測点Ｓ1を回転中心として、線分（Ｓ1Ｓ2）から、この多角形内部を通過するとともに終始点線分（Ｓ1Ｓ5）に向かう角度方向が、正方向として設定された場合、制御部４３は、計測点Ｓ1〜Ｓ3による三角形の計測点Ｓ1における角度方向が正方向であることを確認し、この多角形が凸多角形であると判断する。これに基づき、制御部４３は、この多角形を分割する三角形の１部として、計測点Ｓ1〜Ｓ3によって形成される三角形ＳＱ1を設定する。
【０１９９】
その後、制御部４３は、計測点Ｓ1，Ｓ3，Ｓ4によって形成される三角形および計測点Ｓ1，Ｓ4，Ｓ5によって形成される三角形についても、三角形ＳＱ1の場合と同様の処理を行い、この多角形を分割する三角形の１部として、計測点Ｓ1，Ｓ3，Ｓ4によって形成される三角形ＳＱ2および計測点Ｓ1，Ｓ4，Ｓ5によって形成される三角形ＳＱ3を設定する。この場合、制御部４３は、この基準点と、最後の設定順序の計測点、すなわち計測点Ｓ5を含む三角形を設定したので、この多角形を分割する三角形の設定処理を達成する。これによって、この多角形は、制御部４３が設定した三角形ＳＱ1，ＳＱ2，ＳＱ3によって分割され、面積演算部４３ａは、計測点Ｓ1〜Ｓ5の各位置ベクトルのベクトル成分をもとに、三角形ＳＱ1，ＳＱ2，ＳＱ3の各面積を演算出力するとともに、得られた各面積を全て加算して、この多角形の面積を演算出力する。
【０２００】
一方、この多角形を分割する三角形の基準点における角度方向が所定方向ではない場合、制御部４３は、この多角形を凹多角形と判断し、この角度方向が所定方向ではないことを確認した三角形における先の設定順序の計測点を基準点として更新し、その後、この基準点より後の設定順序の計測点を逐次２点選択して、この多角形を分割する三角形を逐次作成する。ただし、制御部４３は、基準点の更新を１回行った場合、現基準点と、該現基準点の１つ前の基準点として設定した計測点と、最後の設定順序の計測点とが頂点として含まれる三角形を作成するまで、この多角形を分割する三角形の設定処理を繰り返す。また、制御部４３は、基準点の更新を複数回行った場合、現基準点と該現基準点の１つ前の基準点として設定した計測点とを頂点として含み、該計測点が後の設定順序の計測点として含まれる三角形を作成するまで、この多角形を分割する三角形の設定処理を繰り返す。
【０２０１】
たとえば、制御部４３が、図４４に示すように、計測点Ｓ1〜Ｓ5を設定し、かつ、線分（Ｓ1Ｓ2）、線分（Ｓ2Ｓ3）、線分（Ｓ3Ｓ4）、線分（Ｓ4Ｓ5）、および終始点線分（Ｓ1Ｓ5）を演算出力した場合、この計測点Ｓ1〜Ｓ5を頂点とする五角形が形成される。この場合、制御部４３は、図４３に示した凸多角形の場合と同様に、初期の計測点である計測点Ｓ1を基準点として、計測点Ｓ1〜Ｓ3による三角形を作成するとともに、計測点Ｓ1における角度方向が正方向か否かを監視する。この場合、制御部４３は、計測点Ｓ1〜Ｓ3による三角形の計測点Ｓ1における角度方向が正方向であることを確認する。これに基づき、制御部４３は、この多角形を分割する三角形の１部として、計測点Ｓ1〜Ｓ3によって形成される三角形ＳＱ4を設定する。
【０２０２】
つぎに、制御部４３は、計測点Ｓ1，Ｓ3，Ｓ4によって形成される三角形についても、三角形ＳＱ1の場合と同様の処理を行う。この場合、制御部４３は、計測点Ｓ1，Ｓ3，Ｓ4による三角形の計測点Ｓ1における角度方向が正方向ではないことを確認し、これに基づき、制御部４３は、この三角形における先の設定順序の計測点である計測点Ｓ3を基準点として更新する。その後、制御部４３は、基準点としての計測点Ｓ3と、該計測点Ｓ3の後の設定順序の計測点である計測点Ｓ4，Ｓ5とによって形成される三角形を作成するとともに、計測点Ｓ3における角度方向が正方向か否かを監視する。この場合、制御部４３は、計測点Ｓ3〜Ｓ5による三角形の計測点Ｓ3における角度方向が正方向であることを確認する。これに基づき、制御部４３は、この多角形を分割する三角形の１部として、計測点Ｓ3〜Ｓ5によって形成される三角形ＳＱ5を設定する。
【０２０３】
その後、制御部４３は、計測点Ｓ3，Ｓ5，Ｓ1によって形成される三角形についても、上述した三角形ＳＱ4の場合と同様の処理を行い、この多角形を分割する三角形の１部として、計測点Ｓ3，Ｓ5，Ｓ1によって形成される三角形ＳＱ6を設定する。この場合、制御部４３は、現基準点である計測点Ｓ3と、該現基準点の１つ前の基準点として設定した計測点Ｓ1と、最後の設定順序の計測点である計測点Ｓ5とが頂点として含まれる三角形を作成したので、この多角形を分割する三角形の設定処理を達成する。これによって、この多角形は、制御部４３が設定した三角形ＳＱ4，ＳＱ5，ＳＱ6によって分割され、面積演算部４３ａは、計測点Ｓ1〜Ｓ5の各位置ベクトルのベクトル成分をもとに、三角形ＳＱ4，ＳＱ5，ＳＱ6の各面積を演算出力するとともに、得られた各面積を全て加算して、この多角形の面積を演算出力する。
【０２０４】
なお、この実施の形態４では、３次元指定断層像上の所望位置に指定された複数の計測点の座標情報を用いて、面積計測処理を行った場合を例示したが、この発明は、これに限定されるものではなく、３次元基準断層像上または２次元超音波断層像上の所望位置に指定された複数の計測点の座標情報を用いて、面積計測処理を行った場合に適用してもよい。
【０２０５】
また、この実施の形態４では、操作者が入力装置８を用い、３次元指定断層像データ上に複数の計測点を設定し、これらの計測点の各座標情報をもとに、これらの計測点によって囲まれた計測範囲の面積を計測していたが、この発明は、これに限定されるものではなく、入力装置８を用いたドラッグ操作によって描かれるドラッグ経路によって囲まれる計測範囲の面積を計測してもよい。図４５は、制御部４３がドラッグ経路によって囲まれる計測範囲の面積を計測する動作を説明する模式図である。図４６は、ドラッグ経路によって囲まれた計測範囲が、複数の画素による多角形で構成された状態を例示する模式図である。
【０２０６】
図４５に示すように、まず、操作者が入力装置８として、たとえばマウスを操作し、モニタ９に画面表示された腫瘍断層像ｈと膵管断層像ｆとの境界近傍の位置に第１の計測点Ｓ1を指定する。その後、操作者は、腫瘍断層像ｈを囲むようにドラッグ操作を行う。制御部４３には、指定された計測点Ｓ1からの半径が予め設定されており、操作者が、この半径以内にカーソルＫを移動させるとともに、このドラッグ操作におけるマウスのボタンの押し下げを止めると、制御部４３は、この計測点Ｓ１と、このマウスのボタンの押し下げを止めた点とを結ぶ。この場合、制御部４３は、このドラッグ経路を自動的に閉じて閉曲線にするとともに、図４６に示すように、この閉曲線に対応する断層像データの各画素の位置情報をもとに、これらの画素による多角形を生成し、該多角形を用いて、この閉曲線に囲まれた計測範囲を構成する。その後、制御部４３は、この多角形によって構成された計測範囲に存在する画素総数を計数する。つぎに、制御部４３は、この計数処理によって得られた計数値に１画素あたりの実面積を乗じて、この閉曲線によって囲まれた計測範囲の面積を演算出力する。なお、この１画素あたりの実面積は、上述した１画素あたりの実寸の二乗によって求めることができる。その後、制御部４３は、上述した面積計測処理の場合と同様に、この演算出力した面積を所定の単位に換算してモニタ９に画面表示させる。これと同時に、制御部４３は、この閉曲線によって囲まれた計測範囲を３次元指定断層像Ｗ上に重畳してモニタ９に画面表示させる。
【０２０７】
以上に説明したように、この実施の形態４では、３次元走査を行ったプローブの移動経路または移動方向に関する位置データが対応付けられた複数の２次元画像データを用いて作成された３次元画像データをもとに、３次元基準断層像または３次元指定断層像を画面表示し、画面表示された３次元基準断層像上または３次元指定断層像上の所望位置に少なくとも３つの計測点が指定された場合、この所望位置に対応する各座標情報をもとに、この少なくとも３つ計測点によって囲まれた計測範囲の面積を所望の多角形に近似して演算出力するように構成しているので、胆管と膵管との合流部等の体腔内の特徴的部位または腫瘍等の疾患部位等の関心領域の断層像を一つの画面内に容易に表示出力できるとともに、この関心領域の面積を高精度に計測できる超音波診断装置を実現することができる。操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、この関心領域の断層像を容易に探し出すことができるとともに、探し出した関心領域の面積を高精度に把握でき、これによって、手術前等に腫瘍等の疾患部位の断面積等を高精度に推定することができる。
【０２０８】
これによって、操作者は、手術前に疾患部位の大きさを正確に把握でき、手術方針または切除範囲の決定に有用である。また、操作者は、抗癌剤または放射線等による疾患部位の経時的な治療効果を一層正確かつ客観的に判定できる。特に、疾患部位の面積を計測して該疾患部位の大きさを評価すれば、得られる評価結果は、操作者によらず客観的である。
【０２０９】
さらに、面積は、距離の２乗の次元を有するため、被検体の縦断像または断層像の歪みの影響を受けやすい。なぜなら、距離が実際の形状から縦横で１０％の歪みを有する場合、面積はおよそ２０％の歪みを含んでしまうためである。それゆえ、面積を計測する用途に、この実施の形態４の構成を用いることが非常に望ましい。
【０２１０】
（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。上述した実施の形態４では、所望の断層像上の所望位置に少なくとも３つの計測点が指定された場合に、この所望位置に対応する各座標上に計測点をそれぞれ設定するとともに、この少なくとも３つの計測点によって決定される計測範囲の面積を演算出力するように構成していたが、この実施の形態５では、空間座標系上に配列した複数の２次元画像データの各隣接２次元画像データ間の補間によって作成された３次元画像データ上に、相互に平行に配置された所定間隔の断層面を設定し、その後、この断層面の断層像上の所望位置に少なくとも３つの計測点が指定された場合に、この少なくとも３つの計測点の各座標情報と、この断層面の間隔とをもとに、所望の関心領域の体積を演算出力するように構成している。
【０２１１】
図４７は、この発明の実施の形態５である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。この超音波診断装置５１は、画像処理装置４２に代えて画像処理装置５２が配置され、画像処理装置５２には、制御部４３に代えて制御部５３が設けられる。制御部５３は、制御部４３に体積演算部５３ａが追加された構成を有し、制御部４３と同様に、処理プログラム等の各種データが記憶されたＲＯＭ、各演算パラメータを記憶するＲＡＭ、および該ＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。その他の構成は実施の形態４と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【０２１２】
図４８は、制御部５３が、帯状または立体的な３次元縦断像をモニタ９に画面表示させてから、空間座標系ｘｙｚ上のｎ個の２次元画像データを用いて３次元画像データを作成し、その後、この３次元画像データ上に、相互に平行な平行断層面を所定間隔毎に設定するとともに、設定した各平行断層面の平行断層像を画面表示し、画面表示した平行断層像上に少なくとも３つの計測点が指定された場合に、この少なくとも３つの計測点によって決定される計測範囲の体積を計測するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。図４８において、超音波観測装置５が、上述したエコー信号をもとに２次元画像データを作成し、かつ、位置データ算出装置７が、このエコー信号が得られた位置に関する位置データを算出した場合、制御部５３は、上述したステップＳ１３０１〜Ｓ１３０７と同様に、ステップＳ１５０１〜Ｓ１５０７の各処理工程を行う。
【０２１３】
つぎに、操作者は、モニタ９に画面表示された３次元基準断層像または３次元指定断層像を観察して、所望の関心領域がモニタ９に画面表示されていることを確認した場合、制御部４３に角度情報を入力する操作を行わず、この３次元基準断層像および３次元指定断層像のもとである３次元画像データ上に設定する各平行断層面の間隔（断層面間隔）に関する断層面間隔情報を入力する操作を行う。この断層面間隔情報は、操作者が入力装置８を操作して、所望の断層面間隔に対応する数値を入力し、または選択し、情報入力がなされる。この場合、制御部５３は、角度情報を受け付けずに（ステップＳ１５０６，Ｎｏ）、この断層面間隔情報を受け付ける（ステップＳ１５０８，Ｙｅｓ）。つぎに、制御部５３は、この３次元画像データ上に、この断層面間隔情報に対応する断層面間隔の平行断層面を設定するとともに、設定した各平行断層面の平行断層像データを作成し、該平行断層像データに対応する平行断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１５０９）。
【０２１４】
その後、制御部５３は、操作者が入力装置８を操作して入力した計測点情報を用いて、所望の平行断層像上に少なくとも３つの計測点を設定するとともに、該少なくとも３つの計測点によって囲まれた計測領域の体積を演算出力し、得られた演算結果を該体積の計測結果として表示出力またはプリンタ出力する（ステップＳ１５１０）。なお、この計測点が所望の平行断層像データ上に設定されてから、体積の計測結果が表示出力またはプリンタ出力されるまでの処理（体積計測処理）の詳細については、後述する。
【０２１５】
一方、操作者が、入力装置８を用いて、上述した角度情報および断層面間隔情報の入力操作を行わなかった場合、制御部５３は、角度情報を受け付けず（ステップＳ１５０６，Ｎｏ）、かつ、断層面間隔情報を受け付けず（ステップＳ１５０８，Ｎｏ）、上述したステップＳ１５０６以降の処理工程を繰り返す。この場合、制御部５３は、操作者の入力操作によって入力された角度情報または断層面間隔情報を受け付けるまで、モニタ９に対し、画面表示された３次元基準断層像または３次元指定断層像の状態を維持する制御を行う。
【０２１６】
つぎに、制御部５３が、上述したステップＳ１５０９において、入力された断層面間隔情報に対応する断層面間隔の平行断層面を３次元画像データ上に設定するとともに、設定した各平行断層面の平行断層像データを作成し、該平行断層像データに対応する平行断層像をモニタ９に画面表示させるまでの処理（平行断層像生成出力処理）を達成するまでの各処理工程について詳細に説明する。図４９は、制御部５３が平行断層像生成出力処理を達成するまでの各処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図５０は、空間座標系ｘｙｚ上に配列した３次元画像データＳＤ0に対して、断層面間隔情報に対応する断層面間隔εの各平行断層面を設定するとともに、設定した各平行断層面の平行断層像データを作成するまでの処理を説明する図である。
【０２１７】
図４９および図５０において、操作者が、上述したように、入力装置８を操作して、断層面間隔情報を入力した場合、制御部５３は、この断層面間隔情報を受け付けるとともに、３次元画像データ上に設定する各平行断層面の間隔として、この断層面間隔情報に対応する断層面間隔εを設定する（ステップＳ１６０１）。つぎに、制御部５３は、画像データ記憶部１２から３次元画像データを読み出すとともに、該３次元画像データ上に、各平行断層面が断層面間隔ε毎に配列された平行断層面群を設定し（ステップＳ１６０２）、さらに、この平行断層面群の各平行断層面について、平行断層像データをそれぞれ作成する（ステップＳ１６０３）。
【０２１８】
ここで、この３次元画像データは、上述したように、３次元走査によって得られたｎ個の２次元画像データの各隣接データ間を補間または内挿して作成された立体画像データであり、この３次元走査に関する位置データに対応するとともに、空間座標系ｘｙｚ上の位置と輝度とを有するボクセルによって構成されている。したがって、制御部５３は、この３次元画像データ上に所望の平行断層面群を設定すれば、この３次元画像データを用いて、この所望の平行断層面群の各平行断層面の平行断層像データをそれぞれ作成できる。
【０２１９】
たとえば、制御部５３は、３次元走査に関する各位置データをそれぞれ有する２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnによって作成された空間座標系ｘｙｚ上の３次元画像データＳＤ0に対して、２次元画像データＤ1，Ｄ2，…，Ｄnの配列関係に依存しない各平行断層面を断層面間隔ε毎に設定すれば、該各平行断層面の平行断層像データをそれぞれ作成できる。この場合、制御部５３は、図５０に示すように、空間座標系ｘｙｚ上の３次元画像データＳＤ0と断層面間隔εとをもとに、断層面間隔ε毎に各平行断層像データが配列された平行断層像データ群を有する３次元画像データＳＤを作成できる。
【０２２０】
その後、制御部５３は、作成した平行断層像データ群を有する３次元画像データを画像データ記憶部１２に記憶するとともに、表示回路１３を介して、この平行断層像データ群のうちの１つの平行断層像データをモニタ９に送出し、これによって、この平行断層像データに対応する平行断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１６０４）。この場合、制御部５３は、この平行断層像データ群の所望位置の平行断層像データ、たとえば先頭の平行断層像データを読み出すとともに、該平行断層像データに対応する平行断層像をモニタ９に画面表示させ、あるいは、操作者の入力操作によって逐次入力された指示情報に基づき、この平行断層像データ群から１つの平行断層像データを逐次読み出すとともに、該平行断層像データに対応する平行断層像をモニタ９に逐次画面表示させる。
【０２２１】
つぎに、制御部５３が、上述したステップＳ１５１０の体積計測処理を達成するまでの各処理工程について詳細に説明する。図５１は、制御部５３が平行断層像上に指定された計測範囲の体積計測処理を達成するまでの各処理工程を詳細に説明するフローチャートである。図５２は、制御部５３が、関心領域の断層像である腫瘍断層像ｈが表示された平行断層像上に所望数、たとえば９つの計測点を設定し、この９つの計測点によって囲まれる計測範囲の体積を計測した場合のモニタ９の画面表示を例示した図である。図５３は、制御部５３が、体積計測対象の関心領域の立体画像上に、体積演算処理の経過を表示した場合のモニタ９の画面表示を例示した図である。
【０２２２】
図５１および図５２において、上述した平行断層像データ群が３次元画像データ上に作成された場合、制御部５３は、記憶部１４ａに既に記憶している体積を初期化、すなわち零に設定し（ステップＳ１７０１）、その後、計測点情報の受付待機状態になる（ステップＳ１７０２）。つぎに、操作者が、入力装置８を用い、たとえば、マウス等を操作して、モニタ９に表示されたカーソルを平行断層像上の各所望位置に移動させるとともに該各所望位置を逐次指定し、該各所望位置に対応する各計測点情報を逐次入力した場合、制御部５３は、上述したステップＳ１４０１〜Ｓ１４１３とほぼ同様の処理を行い、指定された計測点による多角形の面積を演算出力する（ステップＳ１７０４）。たとえば、制御部５３は、図５２に示すように、指定された９つの計測点Ｓ1〜Ｓ9による多角形の面積を演算出力する。
【０２２３】
つぎに、体積演算部５３ａは、上述したステップＳ１５０９において設定した断層面間隔εと、このステップＳ１７０４の処理によって演算出力した面積とを乗算する乗算処理を行うとともに、該乗算処理によって演算出力された値と、現時点で既に記憶部１４ａに記憶されている体積とを加算する加算処理を行い、該加算処理によって演算出力された値、すなわち体積の累積値を現時点での体積とする（ステップＳ１７０５）。この場合、体積演算部５３ａは、平行断層像上に指定された計測点による計測範囲を底面とし、上述したステップＳ１５０９において設定した断層面間隔の整数倍を厚さとする領域の体積を演算出力する。たとえば、体積演算部５３ａは、図５２に示すように、計測点Ｓ1〜Ｓ9に囲まれた範囲の腫瘍断層像ｈを底面とし、断層面間隔εを厚さとする領域の体積を演算出力する。
【０２２４】
なお、制御部５３は、入力装置８を用いたドラッグ操作によるドラッグ経路によって囲まれる計測範囲の面積を計測し、得られた面積に断層面間隔εを乗じ、これによって、この計測範囲を底面とし、断層面間隔εを厚さとする領域の体積を演算出力してもよい。図５４は、制御部５３がドラッグ経路によって囲まれる計測範囲の体積を計測する動作を説明する模式図である。
【０２２５】
図５４に示すように、まず、操作者が入力装置８として、たとえばマウスを操作し、モニタ９に画面表示された腫瘍断層像ｈと膵管断層像ｆとの境界近傍の位置に第１の計測点Ｓ1を指定する。その後、操作者は、腫瘍断層像ｈを囲むようにドラッグ操作を行う。制御部５３には、指定された計測点Ｓ1からの半径が予め設定されており、操作者が、この半径以内にカーソルＫを移動させるとともに、このドラッグ操作におけるマウスのボタンの押し下げを止めると、制御部５３は、この計測点Ｓ１と、このマウスのボタンの押し下げを止めた点とを結ぶ。この場合、制御部５３は、このドラッグ経路を自動的に閉じて閉曲線にするとともに、上述した面積を計測する場合と同様に、この閉曲線に対応する断層像データの各画素の位置情報をもとに、これらの画素による多角形を生成し、該多角形を用いて、この閉曲線に囲まれた計測範囲を構成する。つぎに、制御部５３は、この多角形によって構成された計測範囲に存在する画素総数を計数し、得られた計数値に１画素あたりの実面積を乗じて、この閉曲線によって囲まれた計測範囲の面積を演算出力する。その後、制御部５３は、この演算出力した面積に断層面間隔εを乗じ、これによって、この計測範囲を底面とし、断層面間隔εを厚さとする領域の体積を演算出力する。
【０２２６】
体積演算部５３ａが現時点の体積を演算出力した場合、制御部５３は、この体積を記憶部１４ａに記憶するとともに、図５２に示すように、平行断層像に指定された計測点による計測範囲の体積計測結果として、この演算出力された体積を所望の単位に換算してモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１７０６）。その後、操作者が、入力装置８を用いて、この体積計測処理の終了指示に関する計測終了指示情報の入力操作を行わない場合、制御部５３は、上述したステップＳ１７０２以降の処理を繰り返す。
【０２２７】
また、制御部５３は、このステップＳ１７０６において、この体積計測結果を画面表示するとともに、平行断層像と同一画面内に、体積計測対象の関心領域の立体画像を表示し、この立体画像上に、このステップＳ１７０５による体積演算処理の経過を表示することもできる。この立体画像を表示するまでの作用を以下に説明する。
【０２２８】
制御部５３は、上述したステップＳ１７０４の面積計測処理を行う毎に、関心領域として、たとえば腫瘍断層像ｈを探し出す。つぎに、制御部５３は、腫瘍断層像ｈを底面とし、上述したステップＳ１５０９において設定した断層面間隔の整数倍を厚さとする領域と、それまで既に体積演算領域として抽出されている領域とをあわせ、あわせた領域の３次元腫瘍画像ＳＤｈを構築する。さらに、制御部５３は、体積演算処理によって体積が計測された部位（体側計測済み部位）として、この３次元腫瘍画像ＳＤｈを表示する。その後、制御部５３は、後述するようにステップＳ１７０４〜ステップＳ１７０６を繰り返し、腫瘍断層像ｈを探し出す毎に新たな３次元腫瘍画像ＳＤｈを表示することで、ステップＳ１７０５による体積演算処理の経過を表示できる。これによって、操作者は、計測対象の関心領域について、現在の体積演算処理が行われた位置を容易に把握できる。
【０２２９】
一方、操作者が、入力装置８を用いて、計測点情報の入力操作を行わずに、画面表示された平行断層像の表示を切り換える指示情報の入力操作を行った場合、制御部５３は、計測点情報を受け付けずに（ステップＳ１７０３，Ｎｏ）、この指示情報による平行断層像の表示切換指示を受け付ける（ステップＳ１７０７，Ｙｅｓ）。この場合、制御部５３は、この表示切換指示のもと、画像データ記憶部１２に記憶した平行断層像データ群から該表示切換指示に対応する平行断層像データを読み出すとともに、表示回路１３を介して、この読み出した平行断層像データをモニタ９に送出する。この場合、更新処理部１４ｄは、既に画面表示されている平行断層像に代えて、この平行断層像データに対応する平行断層像をモニタ９に画面表示させる（ステップＳ１７０８）。その後、制御部５３は、上述したステップＳ１７０２以降の処理工程を繰り返す。
【０２３０】
なお、操作者が、入力装置８を用いて、計測点情報の入力操作を行わず、かつ、上述した平行断層像の表示を切り換える指示情報の入力操作を行わない場合、制御部５３は、計測点情報を受け付けず（ステップＳ１７０３，Ｎｏ）、かつ、平行断層像の表示切換指示を受け付けない（ステップＳ１７０７，Ｎｏ）。この場合、制御部５３は、上述したステップＳ１７０９以降の各処理工程を繰り返す。
【０２３１】
他方、操作者が、入力装置８を用いて、この体積計測処理の終了指示に関する計測終了指示情報の入力操作を行った場合、制御部５３は、この計測終了指示情報による計測処理終了指示を受け付ける（ステップＳ１７０９，Ｙｅｓ）。その後、操作者が、入力装置８を用いて、この体積の計測結果を紙面等にプリントするプリンタ出力指示の指示情報を入力した場合、制御部５３は、この指示情報に基づくプリンタ出力指示を受け付けるとともに（ステップＳ１７１０，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ１４１６と同様の処理を行い、プリンタ１０に対して、この体積の計測結果を出力する制御を行う（ステップＳ１７１１）。一方、操作者が、入力装置８を用いて、このプリンタ出力指示の指示情報を入力しない場合、制御部５３は、プリンタ出力指示を受け付けず（ステップＳ１７１０，Ｎｏ）、すなわち、プリンタ１０に計測結果をプリントさせずに、この体積計測処理を達成する。操作者は、この体積計測処理が達成されれば、所望の関心領域の体積を高精度に計測することができ、たとえば、図５２および図５３に示すように、関心領域として探し出した腫瘍断層像ｈが含まれる３次元腫瘍画像ＳＤｈの所望領域の体積を計測することができ、これによって、操作者は、手術前に疾患部位の大きさを正確に把握でき、手術方針または切除範囲の決定に有用である。また、操作者は、抗癌剤または放射線等による疾患部位の経時的な治療効果を一層正確かつ客観的に判定できる。特に、体積を計測して疾患部位の大きさを評価することは、体積が腫瘍等の疾患部位の細胞数に概ね比例することに起因し、疾患の勢いを評価する用途に好ましい。さらに、疾患部位の体積を計測して該疾患部位の大きさを評価すれば、得られる評価結果は、操作者によらず客観的である。
【０２３２】
さらに、体積は、距離の３乗の次元を有するため、被検体の縦断像または断層像の歪みの影響を受けやすい。なぜなら、距離が実際の形状から縦横で１０％の歪みを有する場合、体積はおよそ３０％の歪みを含んでしまうためである。それゆえ、体積を計測する用途に、この実施の形態５の構成を用いることが非常に望ましい。
【０２３３】
なお、この実施の形態５では、空間座標系ｘｙｚ上の３次元画像データ上に、３次元走査における位置データと対応付けられた複数の２次元画像データの配列関係に依存しない各平行断層面を断層面間隔毎に設定していたが、この発明は、これに限定されるものではなく、この３次元画像データ上に、所望の２次元画像データ、３次元基準断層像データ、または３次元指定断層像データに平行な各平行断層面を断層面間隔毎に設定してもよい。
【０２３４】
以上に説明したように、この実施の形態５では、３次元走査を行ったプローブの移動経路または移動方向に関する位置データが対応付けられた複数の２次元画像データを用いて作成された３次元画像データに対して、相互に平行な各平行断層面を所定の断層面間隔毎に設定するとともに、該各平行断層面の平行断層像を逐次画面表示し、画面表示された平行断層像上の所望位置に少なくとも３つの計測点が指定された場合、この所望位置に対応する各座標情報と、この断層面間隔とをもとに、この少なくとも３つ計測点によって囲まれた計測範囲を底面とし、この断層面間隔を厚さとする領域の体積を演算出力するように構成しているので、胆管と膵管との合流部等の体腔内の特徴的部位または腫瘍等の疾患部位等の関心領域の所望範囲の体積を高精度に計測できる超音波診断装置を実現することができる。操作者は、この超音波診断装置を用いた場合、この関心領域の体積を高精度に把握できるとともに、表示出力された３次元画像全体のうちの関心領域の占める大きさを容易に把握でき、たとえば、手術前等に腫瘍等の疾患部位の体積等を高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３５】
【図１】この発明の実施の形態１である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。
【図２】位置データと対応付けられた２次元画像データを例示する図である。
【図３】位置データと対応付けられた２次元画像データを空間座標系に配列する動作を説明する図である。
【図４】３次元縦断像上の計測点間距離を計測するまでの処理工程を説明するフローチャートである。
【図５】３次元縦断像と２次元超音波断層像とが画面表示された状態を例示する図である。
【図６】３次元縦断像作成処理が達成されるまでの処理工程を説明するフローチャートである。
【図７】縦断面設定処理を説明する図である。
【図８】縦断像画像処理を説明する図である。
【図９】帯状の縦断像を含む立体的な３次元縦断像データを作成するまでの処理工程を説明するフローチャートである。
【図１０】表面画像作成処理を説明する図である。
【図１１】帯状の縦断像を含む立体的な３次元縦断像が画面表示された状態を例示する図である。
【図１２】この発明の実施の形態１である超音波診断装置が計測点間距離計測処理を達成するまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図１３】３次元縦断像上に設定した２つの計測点による計測点間距離を計測した場合のモニタ９の画面表示を例示した図である。
【図１４】２次元超音波断層像上に第１の計測点を設定する動作を説明する図である。
【図１５】別の２次元超音波断層像上に第２の計測点を設定する動作を説明する図である。
【図１６】異なる２次元画像データ上に設定した２つの計測点の計測点間距離を演算出力する処理を説明する図である。
【図１７】この発明の実施の形態２である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。
【図１８】３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に指定された２つの計測点の計測点間距離を計測するまでの処理工程を説明するフローチャートである。
【図１９】２次元画像データ上に設定した２つの指定点を通過する直線と基準切断面との設定を説明する図である。
【図２０】指定切断面を演算出力する処理を説明する図である。
【図２１】指定点設定処理が達成されるまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図２２】第１指定点設定処理を説明する図である。
【図２３】第２指定点設定処理を説明する図である。
【図２４】３次元基準断層像表示処理が達成されるまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図２５】３次元基準断層像が画面表示された状態を説明する図である。
【図２６】３次元指定断層像表示処理が達成されるまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図２７】３次元指定断層像が画面表示された状態を説明する図である。
【図２８】この発明の実施の形態２である超音波診断装置が計測点間距離計測処理を達成するまでの各処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図２９】３次元指定断層像上に設定した２つの計測点の計測点間距離を計測した場合の画面表示を例示した図である。
【図３０】この発明の実施の形態３である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。
【図３１】３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に設定した計測範囲の周囲長を計測するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。
【図３２】周囲長計測処理が達成されるまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図３３】３次元指定断層像上に設定した計測範囲の周囲長を計測した場合の画面表示を例示した図である。
【図３４】この発明の実施の形態３の変形例である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。
【図３５】道のり計測処理が達成されるまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図３６】３次元指定断層像上に設定した計測点によって決定される道のりを計測した場合の画面表示を例示した図である。
【図３７】３次元走査におけるプローブの移動経路長を求める処理を説明する図である。
【図３８】ドラッグ経路をもとに決定される計測範囲の周囲長または道のりを計測する動作を説明する模式図である。
【図３９】この発明の実施の形態４である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。
【図４０】３次元基準断層像上または３次元指定断層像上に設定した計測範囲の面積を計測するまでの処理工程を説明するフローチャートである。
【図４１】面積計測処理が達成されるまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図４２】３次元指定断層像上に設定した計測範囲の面積を計測した場合の画面表示を例示した図である。
【図４３】凸多角形を複数の三角形に分割する処理を説明する図である。
【図４４】凹多角形を複数の三角形に分割する処理を説明する図である。
【図４５】ドラッグ経路によって囲まれる計測範囲の面積を計測する動作を説明する模式図である。
【図４６】ドラッグ経路によって囲まれた計測範囲が複数の画素による多角形で構成された状態を例示する模式図である。
【図４７】この発明の実施の形態５である超音波診断装置の概略構成を例示するブロック図である。
【図４８】平行断層像上に設定した計測範囲の体積を計測するまでの各処理工程を説明するフローチャートである。
【図４９】平行断層像生成出力処理が達成されるまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図５０】３次元画像データに平行断層像データ群を作成するまでの処理を説明する図である。
【図５１】体積計測処理が達成されるまでの処理工程を詳細に説明するフローチャートである。
【図５２】平行断層像上に設定した計測範囲の体積を計測した場合の画面表示を例示した図である。
【図５３】体積計測対象の関心領域の立体画像上に体積演算処理の経過を表示した場合の画面表示を例示した図である。
【図５４】ドラッグ経路によって囲まれる計測範囲の体積を計測する動作を説明する模式図である。
【符号の説明】
【０２３６】
１，２１，３１，３５，４１，５１  超音波診断装置
２  プローブ
３  挿入部
３ａ  超音波振動子
３ｂ  シャフト
４  操作部
４ａ  モータ
５  超音波観測装置
６ａ  送信コイル
６ｂ  受信アンテナ
７  位置データ算出装置
８  入力装置
９  モニタ
１０  プリンタ
１１，２２，３２，３６，４２，５２  画像処理装置
１２  画像データ記憶部
１３  表示回路
１４，２３，３３，３７，４３，５３  制御部
１４ａ  記憶部
１４ｂ  画像データ演算部
１４ｃ，２３ａ  切断面演算部
１４ｄ  更新処理部
１４ｅ  ３次元画像処理部
１４ｆ，２３ｂ  距離演算部
３３ａ  周囲長演算部
３７ａ  道のり演算部
４３ａ  面積演算部
５３ａ  体積演算部
【図１】
2005160616.tif 000003
【図２】
2005160616.tif 000004
【図３】
2005160616.tif 000005
【図４】
2005160616.tif 000006
【図５】
2005160616.tif 000007
【図６】
2005160616.tif 000008
【図７】
2005160616.tif 000009
【図８】
2005160616.tif 000010
【図９】
2005160616.tif 000011
【図１０】
2005160616.tif 000012
【図１１】
2005160616.tif 000013
【図１２】
2005160616.tif 000014
【図１３】
2005160616.tif 000015
【図１４】
2005160616.tif 000016
【図１５】
2005160616.tif 000017
【図１６】
2005160616.tif 000018
【図１７】
2005160616.tif 000019
【図１８】
2005160616.tif 000020
【図１９】
2005160616.tif 000021
【図２０】
2005160616.tif 000022
【図２１】
2005160616.tif 000023
【図２２】
2005160616.tif 000024
【図２３】
2005160616.tif 000025
【図２４】
2005160616.tif 000026
【図２５】
2005160616.tif 000027
【図２６】
2005160616.tif 000028
【図２７】
2005160616.tif 000029
【図２８】
2005160616.tif 000030
【図２９】
2005160616.tif 000031
【図３０】
2005160616.tif 000032
【図３１】
2005160616.tif 000033
【図３２】
2005160616.tif 000034
【図３３】
2005160616.tif 000035
【図３４】
2005160616.tif 000036
【図３５】
2005160616.tif 000037
【図３６】
2005160616.tif 000038
【図３７】
2005160616.tif 000039
【図３８】
2005160616.tif 000040
【図３９】
2005160616.tif 000041
【図４０】
2005160616.tif 000042
【図４１】
2005160616.tif 000043
【図４２】
2005160616.tif 000044
【図４３】
2005160616.tif 000045
【図４４】
2005160616.tif 000046
【図４５】
2005160616.tif 000047
【図４６】
2005160616.tif 000048
【図４７】
2005160616.tif 000049
【図４８】
2005160616.tif 000050
【図４９】
2005160616.tif 000051
【図５０】
2005160616.tif 000052
【図５１】
2005160616.tif 000053
【図５２】
2005160616.tif 000054
【図５３】
2005160616.tif 000055
【図５４】
2005160616.tif 000056