(57)【要約】【課題】  ボリュームレンダリング画像データにおける情報量の増大と画質の改善を行なう。【解決手段】  レンダリング画像データ生成部５００のボリュームデータ生成部５２０は、被検体に対し超音波カラードプラ法を適用して得られた流速値データ及びパワー値データを用いて夫々のボリュームデータを生成する。次いで、レンダリング処理部５４０は、不透明度・色調設定部５１０が流速値ボリュームデータに基づいて設定した色調データとパワー値ボリュームデータに基づいて設定した不透明度データによって３次元のカラードプラレンダリングデータを生成する。そして、レンダリング合成部５５０は、画像閾値情報記憶部５６０の選択基準に基づいて前記カラードプラレンダリングデータと別途生成されたＢモードレンダリングデータの何れかをボクセル単位で選択して合成し、ボリュームレンダリング画像データの生成を行なう。【選択図】  図３
2005143733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の３次元領域に対して超音波の送受波を行なう超音波送受波手段と、
この超音波送受波手段によって得られた受信信号を信号処理して第１の超音波物理量及び前記第１の超音波物理量とは異なる種類の第２の超音波物理量に関するデータを生成する信号処理手段と、
前記第１の超音波物理量に関する第１のボリュームデータと前記第２の超音波物理量に関する第２のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータに基づいて行なう不透明度・色調設定手段と、
この不透明度・色調設定手段によって設定された前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報に基づいて３次元のレンダリングデータを生成するレンダリングデータ生成手段と、
前記レンダリングデータに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成するレンダリング画像データ生成手段を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記信号処理手段は、第１の超音波物理量としてカラードプラ法における流速値データを、又、第２の超音波物理量としてカラードプラ法におけるパワー値データを生成することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記信号処理手段は、第１の超音波物理量としてカラードプラ法における流速値及び分散値に関するデータを、又、第２の超音波物理量としてカラードプラ法におけるパワー値に関するデータを生成することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】
被検体の３次元領域に対して超音波の送受波を行なう超音波送受波手段と、
この超音波送受波手段によって得られた受信信号を信号処理して第１の超音波物理量、第２の超音波物理量及び第３の超音波物理量に関するデータを生成する信号処理手段と、
前記第１の超音波物理量に関する第１のボリュームデータと前記第２の超音波物理量に関する第２のボリュームデータと前記第３の超音波物理量に関する第３のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータ及び前記第３のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータ及び前記第３のボリュームデータに基づいて行なう不透明度・色調設定手段と、
この不透明度・色調設定手段によって設定された前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報によって第１のレンダリングデータを生成し、前記第３のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と３次元の色調情報によって第２のレンダリングデータを生成するレンダリングデータ生成手段と、
このレンダリングデータ生成手段によって生成された前記第１のレンダリングデータと前記第２のレンダリングデータを合成してボリュームレンダリング画像データを生成するレンダリング画像データ生成手段を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
前記信号処理手段は、第１の超音波物理量としてカラードプラ法における流速値データを、第２の超音波物理量としてカラードプラ法におけるパワー値データを、又、第３の超音波物理量としてＢモードデータを生成することを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記不透明度・色調設定手段は、レンダリング処理における不透明度及び色調の設定を前記ボリュームデータのボクセル単位で行なうことを特徴とする請求項１又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項７】
入力手段を備え、前記不透明度・色調設定手段は、入力手段が設定したボクセル値−不透明度特性及びボクセル値−色調特性に基づいてボリュームデータの不透明度と色調の設定を行なうことを特徴とする請求項１又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項８】
画像閾値設定手段を備え、前記レンダリング画像データ生成手段は、前記画像閾値設定手段が設定する選択基準に基づいて、同一部位のボクセルにおける前記第１のレンダリングデータと前記第２のレンダリングデータの何れかを選択し、選択した前記第１のレンダリングデータと前記第２のレンダリングデータを合成して前記ボリュームレンダリング画像データを生成することを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項９】
医用画像診断装置によって収集された第１の計測物理量に基づいた第１のボリュームデータと前記第１の計測物理量とは異なる種類の第２の計測物理量に基づいた第２のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータに基づいて行なう不透明度・色調設定手段と、
この不透明度・色調設定手段によって設定された前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報に基づいて３次元のレンダリングデータを生成するレンダリングデータ生成手段と、
前記レンダリングデータに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成するレンダリング画像データ生成手段を
備えたことを特徴とする３次元画像データ表示装置。
【請求項１０】
医用画像診断装置によって収集された第１の計測物理量に基づいた第１のボリュームデータと前記第１の計測物理量とは異なる種類の第２の計測物理量に基づいた第２のボリュームデータを生成するステップと、
ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータに基づいて行なうステップと、
前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報に基づいて３次元のレンダリングデータを生成するステップと、
前記レンダリングデータに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成するステップを
有することを特徴とする３次元画像データ表示方法。
【請求項１１】
被検体の３次元領域に対して超音波の送受波を行ない、得られた受信信号を信号処理して第１の超音波物理量及び前記第１の超音波物理量とは異なる種類の第２の超音波物理量に関するデータを生成するステップと、
前記第１の超音波物理量に関する第１のボリュームデータと前記第２の超音波物理量に関する第２のボリュームデータを生成するステップと、
ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータに基づいて行なうステップと、
前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報に基づいて３次元のレンダリングデータを生成するステップと、
前記レンダリングデータに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成するステップを
有することを特徴とする３次元画像データ表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体に対して収集された複数枚の医用画像データを合成して３次元表示する超音波診断装置、３次元画像データ表示装置及び３次元画像データ表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用画像診断技術は、１９７０年代のコンピュータ技術の発展に伴って実用化されたＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などによって急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。特に近年の超音波診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、核医学装置、更にはＭＲＩ装置では、生体情報の検出機能や演算処理機能の高速化、高性能化に伴い、画像データのリアルタイム表示が可能となり、更に、３次元画像データの生成と表示も容易に行なわれるようになった。
【０００３】
上述の画像診断装置の各々では、被検体の異なる物理量が検出されて画像化されている。例えば、Ｘ線ＣＴ装置では被検体を透過するＸ線量、核医学装置では投与した放射性同位体から放射されるγ線、ＭＲＩ装置では静磁場中に置かれた被検体組織の原子核スピンに発生する磁気共鳴信号、超音波診断装置では被検体に入射した超音波の反射波信号に基づいて画像化が行なわれている。
【０００４】
又、超音波診断装置では、超音波反射波の大きさを用いて生体内の組織構造を画像化するＢモード法や、超音波ドプラ効果を用いて血流の流れや臓器の移動速度を画像化するカラードプラ法などの複数の撮影モードがあり、更に、カラードプラ法においては血流の速度や分散を表示する速度−分散表示モードや血流量を表示するパワー表示モード等の画像表示モードがある。
【０００５】
そして、医師や検査技士（以下、操作者と呼ぶ。）は、複数の画像診断装置や撮影モード、更には複数の画像表示モードによって収集された種々の医用画像データに基づいて診断及び治療を行なっている。
【０００６】
例えば、超音波診断装置によって肝臓腫瘍を診断する場合には、Ｂモード法による画像データ（Ｂモード画像データ）によって腫瘍の位置や形状、更には内部構造の観察を行ない、カラードプラ法による画像データ（カラードプラ画像データ）によって血管の位置や走行、更には血流状態の観測が行なわれる。そして、これらのＢモード画像データとカラードプラ画像データを合成表示することによって、腫瘍と血管との位置関係や腫瘍に対する栄養血管の有無を把握し良性悪性の鑑別診断や進行度の診断、更には治療計画の策定を行なっている。
【０００７】
ＶＲＩ(Vascular Recognition Imaging)と名づけられている上述の画像合成法では、血流の方向と平均流速値（以下、流速値）に対して画像の色調（たとえば赤／青）と明るさを対応させ、血流の乱れを示す分散値に対して色相を対応させた速度−分散表示モードと、血流の方向とドプラパワー値（以下、パワー値）に対して画像の色調（例えば赤／青）と明るさを対応させたパワー表示モードによってカラードプラ画像データを生成し、略同時に得られるＢモード画像データとの合成が行なわれる。
【０００８】
一方、３次元的に得られた医用画像データの表示方法として、３次元画像データ（以下、ボリュームデータと呼ぶ。）の各ボクセル値の大きさに基づいて不透明度と色調を割り当てて表示する、所謂ボリュームレンダリング法があり、この方法を適用したＢモード画像データやカラードプラ画像データの３次元表示方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、カラードプラ画像データが優先表示される場合もあるが、ボクセル毎にBモード画像データとカラードプラ画像データのボクセル値を比較し、予め設定された表示優先度テーブルに基づいて何れかの画像データを選択して表示する方法が一般にとられている。
【特許文献１】特開平１１−１６４８３３号公報（第６−７頁、第１２−１３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載されている方法によれば、カラードプラ画像データによって生成される血管のボリュームレンダリング画像における不透明度と色調の設定は、同一の計測物理量の値（例えば、流速値）に基づいて行なわれており、このため、複数の計測物理量（例えば、流速とパワー）のデータを同一のボリュームレンダリング画像にて観察することは不可能であった。
【００１０】
又、心臓等の循環器臓器に対して得られる流速値−分散値データや腹部臓器等に対して得られる流速値データに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成する場合、例えば、血管壁近傍のように比較的低流速の部位における上記流速値−分散値データあるいは流速値データの収集はパワー値データの収集と比較して困難であり、このため血管の正確な形状を３次元表示することはできなかった。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされるものであり、その目的は、被検体に対して得られた複数枚の２次元画像データに基づいてボリュームレンダリング画像データの生成を行なう際、不透明度の設定と色調の設定を、異なる計測物理量に基づいて行なうことによって、ボリュームレンダリング画像データにおける情報量の増大と画質の改善を可能とする超音波診断装置、３次元画像データ表示装置及び３次元画像データ表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、被検体の３次元領域に対して超音波の送受波を行なう超音波送受波手段と、この超音波送受波手段によって得られた受信信号を信号処理して第１の超音波物理量及び前記第１の超音波物理量とは異なる種類の第２の超音波物理量に関するデータを生成する信号処理手段と、前記第１の超音波物理量に関する第１のボリュームデータと前記第２の超音波物理量に関する第２のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータに基づいて行なう不透明度・色調設定手段と、この不透明度・色調設定手段によって設定された前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報に基づいて３次元のレンダリングデータを生成するレンダリングデータ生成手段と、前記レンダリングデータに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成するレンダリング画像データ生成手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
又、請求項４に係る本発明の超音波診断装置は、被検体の３次元領域に対して超音波の送受波を行なう超音波送受波手段と、この超音波送受波手段によって得られた受信信号を信号処理して第１の超音波物理量、第２の超音波物理量及び第３の超音波物理量に関するデータを生成する信号処理手段と、前記第１の超音波物理量に関する第１のボリュームデータと前記第２の超音波物理量に関する第２のボリュームデータと前記第３の超音波物理量に関する第３のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータ及び前記第３のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータ及び前記第３のボリュームデータに基づいて行なう不透明度・色調設定手段と、この不透明度・色調設定手段によって設定された前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報によって第１のレンダリングデータを生成し、前記第３のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と３次元の色調情報によって第２のレンダリングデータを生成するレンダリングデータ生成手段と、このレンダリングデータ生成手段によって生成された前記第１のレンダリングデータと前記第２のレンダリングデータを合成してボリュームレンダリング画像データを生成するレンダリング画像データ生成手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
更に、請求項９に係る本発明の３次元画像データ表示装置は、医用画像診断装置によって収集された第１の計測物理量に基づいた第１のボリュームデータと前記第１の計測物理量とは異なる種類の第２の計測物理量に基づいた第２のボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータに基づいて行なう不透明度・色調設定手段と、この不透明度・色調設定手段によって設定された前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報に基づいて３次元のレンダリングデータを生成するレンダリングデータ生成手段と、前記レンダリングデータに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成するレンダリング画像データ生成手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
一方、請求項１０に係る本発明の３次元画像データ表示方法は、医用画像診断装置によって収集された第１の計測物理量に基づいた第１のボリュームデータと前記第１の計測物理量とは異なる種類の第２の計測物理量に基づいた第２のボリュームデータを生成するステップと、ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータに基づいて行なうステップと、前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報に基づいて３次元のレンダリングデータを生成するステップと、前記レンダリングデータに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成するステップを有することを特徴としている。
【００１６】
又、請求項１１に係る本発明の３次元画像データ表示方法は、被検体の３次元領域に対して超音波の送受波を行ない、得られた受信信号を信号処理して第１の超音波物理量及び前記第１の超音波物理量とは異なる種類の第２の超音波物理量に関するデータを生成するステップと、前記第１の超音波物理量に関する第１のボリュームデータと前記第２の超音波物理量に関する第２のボリュームデータを生成するステップと、ボリュームレンダリング処理における不透明度の設定を前記第１のボリュームデータに基づいて行ない、色調の設定を前記第２のボリュームデータに基づいて行なうステップと、前記第１のボリュームデータに対する３次元の不透明度情報と前記第２のボリュームデータに対する３次元の色調情報に基づいて３次元のレンダリングデータを生成するステップと、前記レンダリングデータに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成するステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、複数枚の２次元画像データに基づいて生成されたボリュームレンダリング画像データにおいて、従来の方法では実現し得なかった複数の計測物理量の情報を同時に反映させることが可能となるため情報量が増大し、更に、表示能が改善する。このため診断精度と診断効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１９】
本実施例の特徴は、超音波カラードプラ法の２次元画像データに基づいて生成されたボリュームデータを用いて血管のボリュームレンダリング画像データを生成する際、血流の流速値データに基づいて色調設定を行ない、パワー値データに基づいて不透明度の設定を行なうことにある。
【００２０】
（装置の構成）
以下では、セクタ走査方式の超音波診断装置に本発明を適用した第１の実施例の構成につき図１乃至図７を用いて説明する。尚、図１は、本実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、この超音波診断装置を構成する送受信部及び信号処理部のブロック図、又、図３は、本発明の主要部分である画像データ生成・記憶部とレンダリング画像データ生成部を示す。
【００２１】
図１に示す超音波診断装置１０は、被検体に対して超音波の送受信を行なう超音波プローブ１５０と、超音波の送受信における指向特性を設定すると共に超音波プローブ１５０に対して駆動信号の送信と反射信号の受信を行なう送受信部２００と、得られた受信信号を信号処理してＢモードデータとカラードプラデータを生成する信号処理部２０１と、信号処理部２０１において生成されたＢモードデータとカラードプラデータを順次蓄積して生成した複数枚のＢモード画像データと複数枚のカラードプラ画像データを保存する画像データ生成・記憶部２０７を備えている。
【００２２】
更に、超音波診断装置１０は、画像データ生成・記憶部２０７に一旦保存された複数枚の前記画像データを用いてボリュームデータを生成し、更に、これらのボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像データの生成を行なうレンダリング画像データ生成部５００と、得られたボリュームレンダリング画像データを表示する表示部２０８と、ボリュームレンダリング画像データの色調及び不透明度の設定や各種のコマンド信号の入力を行なう入力部２０９と、これら各ユニットを統括して制御するシステム制御部２１０を備えている。
【００２３】
尚、上述の複数枚のＢモード画像データとカラードプラ画像データは、例えば、超音波プローブ１５０を被検体近傍で移動することによって設定される連続した複数のスライス面において生成される。
【００２４】
超音波プローブ１５０は、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行なうものであり、１次元に配列された複数個（Ｎ個）の圧電振動子をその先端部分に有している。この圧電振動子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、また受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する機能を有している。そして、超音波プローブ１５０は小型、軽量に構成され、Ｎチャンネルのケーブルを介して送受信部２００に接続されている。尚、上述の超音波プローブ１５０は、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、これらの超音波プローブの中から診断部位に応じて任意に選択されるが、以下ではセクタ走査対応の超音波プローブ１５０を用いた場合について述べる。
【００２５】
図２に示した送受信部２００は、超音波プローブ１５０から所定の方向に送信超音波を放射するための駆動信号を生成する超音波送信部２０２と、この超音波プローブ１５０の圧電振動子から得られる複数チャンネルの受信信号に対して整相加算を行ない所定方向からの受信超音波に基づく受信信号を検出する超音波受信部２０３を備えている。
【００２６】
そして、超音波送信部２０２は、レートパルス発生器２１１と、送信遅延回路２１２と、パルサ２１３を備えている。レートパルス発生器２１１は、被検体に放射する超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを送信遅延回路２１２に供給する。一方、送信遅延回路２１２は、超音波プローブ１５０において送信に使用される圧電振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な遅延回路から構成されており、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を収束するための集束用遅延時間と、所定の方向に超音波を送信するための偏向用遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをパルサ２１３に供給する。
【００２７】
パルサ２１３は、送信に使用される圧電振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ１５０に内蔵されたＮ個の圧電振動子を駆動し、被検体に対して送信超音波を放射するための駆動パルスを生成する。
【００２８】
一方、超音波受信部２０３は、Ｎチャンネルから構成されるプリアンプ２１４及び受信遅延回路２１５と、加算器２１６を備えている。プリアンプ２１４は、圧電振動子によって電気信号に変換された微小な受信信号を増幅し十分なＳ／Ｎを確保する。又、受信遅延回路２１５は、所定の深さからの受信超音波を集束して細い受信ビーム幅を得るための収束用遅延時間と、所定の方向に超音波ビームの受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をプリアンプ２１４の出力に与えた後、加算器２１６に送り、加算器２１６は受信遅延回路２１５から供給されるＮチャンネルの受信信号を整相加算して１チャンネルに纏める。
【００２９】
次に、信号処理部２０１は、超音波受信部２０３の加算器２１６において整相加算された受信信号に対してＢモードデータを生成するＢモード信号処理部２０４と、上記受信信号からドプラ信号の検出を行なうドプラ信号検出部２０５と、検出されたドプラ信号の周波数スペクトラムにおける中心周波数や面積の演算を行ない、更に、得られた中心周波数と面積に基づいて血流の平均流速値（流速値）とパワー値を算出して流速値データとパワー値データを生成するドプラ信号処理部２０６を有している。
【００３０】
そして、Ｂモード信号処理部２０４は、対数変換器２１７と、包絡線検波器２１８と、Ａ／Ｄ変換器２１９を備えている。そして、Ｂモード信号処理部２０４の入力信号は、対数変換器２１７にて対数変換されて弱い信号が相対的に強調され、次いで、対数変換器２１７の出力は、包絡線検波器２１８による包絡線検波とＡ／Ｄ変換器２１９によるＡ／Ｄ変換が行なわれてＢモードデータが生成される。
【００３１】
一方、ドプラ信号検出部２０５は、基準信号発生器２２０、π／２移相器２２１、ミキサ２２２−１及び２２２−２、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２２３−１及び２２３−２を備え、更に、Ａ／Ｄ変換器２２４−１及び２２４−２とドプラ信号記憶回路２２５を備えている。そして、超音波の受信信号に対して直交位相検波を行なってドプラ成分のＩＱ信号を検出する。
【００３２】
即ち、超音波受信部２０３から供給されるドプラ信号検出部２０５の入力信号は、ミキサ２２２−１及び２２２−２の第１の入力端子に入力される。一方、この入力信号の中心周波数とほぼ等しい周波数を有し、レートパルス発生器２１１のレートパルスと同期した基準信号発生器２２０の連続波出力は、ミキサ２２２−１の第２の入力端子に直接供給されると共に、π／２移相器２２１に供給され、π／２移相器２２１において位相が９０度シフトされてミキサ２２２−２の第２の入力端子に送られる。そして、ミキサ２２２−１及び２２２−２の出力は、ローパスフィルタ２２３−１及び２２３−２に供給され、ドプラ信号検出部２０５の入力信号周波数と基準信号発生器２２０の出力信号周波数との和の成分が除去され、差の成分のみが検出される。
【００３３】
次いで、Ａ／Ｄ変換器２２４−１及び２２４−２は、ＬＰＦ２２３−１及び２２３−２の出力信号、即ち、直交位相検波されたアナログ信号を所定のサンプリング周期でサンプリングした後デジタル信号に変換し、ドプラ信号記憶回路２２５に保存する。
【００３４】
この場合、ドプラ信号検出部２０５は、所定の走査方向に対して行なわれる連続した複数回（Ｌ回）の超音波送受信において得られる受信信号に対して直交位相検波を行なう。そして、この直交位相検波によって得られたＩ成分（ドプラ信号の実数成分）及びＱ成分（ドプラ信号の虚数成分）を順次ドプラ信号記憶回路２２５に保存する。
【００３５】
次に、ドプラ信号処理部２０６は、ＭＴＩフィルタ２２６と、自己相関器２２７と、演算器２２８を備え、ドプラ信号検出部２０５のドプラ信号記憶回路２２５に保存されている同一走査方向の所定距離から得られたＬ個のＩＱ信号を用いて周波数解析を行ない、更に、この解析結果に基づいて上述の流速値データ及びパワー値データを生成する。
【００３６】
即ち、上記ＭＴＩフィルタ２２６は、高域通過用のデジタルフィルタであり、ドプラ信号記憶回路２２５に一旦保存されたＩＱ信号に対して臓器の呼吸性移動や拍動性移動などに起因するドプラ信号成分（組織ドプラ成分）の除去を行なう。
【００３７】
一方、自己相関器２２７は、ＭＴＩフィルタ２２６によって血流情報のみが抽出されたドプラ信号に対して自己相関処理を行ない、演算器２２８は、この自己相関処理結果に基づいて血流の流速値やパワー値を算出する。
【００３８】
尚、上述の自己相関器２２７と演算器２２８によって行なわれる演算は、ＭＴＩフィルタ２２６の出力信号の周波数スペクトラムを時間領域において解析するものである。
【００３９】
次に、図１に示した画像データ生成・記憶部２０７とレンダリング画像データ生成部５００の詳細な構成につき図３のブロック図を用いて説明する。
【００４０】
図３の画像データ生成・記憶部２０７は、図１の信号処理部２０１におけるＢモード信号処理部２０４から供給されるＢモードデータを順次保存して複数枚の２次元Ｂモード画像データを生成する画像データ記憶回路２３１と、ドプラ信号処理部２０６から供給される流速値データを保存して複数枚の２次元流速値データを生成する画像データ記憶回路２３２と、前記ドプラ信号処理部２０６から供給されるパワー値データを保存して複数枚の２次元パワー値データを生成して保存する画像データ記憶回路２３３を有している。そして、これらの画像データの各々には超音波プローブ１５０が被検体近傍で移動する際に設定される走査断面（スライス面）の位置データが付帯情報として含まれている。
【００４１】
一方、レンダリング画像データ生成部５００は、画像データ生成・記憶部２０７において生成された複数枚の２次元画像データから得られたボリュームデータの各ボクセル値に対して不透明度あるいは色調を設定する不透明度・色調設定部５１０と、画像データ生成・記憶部２０７において生成された複数枚の２次元画像データに基づいてボリュームデータを生成し、更に、不透明度・色調設定部５１０から得られた不透明度データ及び色調データに基づいて前記ボリュームデータに対応した３次元の不透明度情報及び３次元の色調情報を生成するボリュームデータ生成部５２０と、得られた前記ボリュームデータ、不透明度情報及び色調情報を保存するボリューム情報記憶部５３０を備えている。
【００４２】
更に、レンダリング画像データ生成部５００は、ボリューム情報記憶部５３０に保存されたボリュームデータ、不透明度情報及び色調情報に基づいて３次元のBモードレンダリングデータと３次元のカラードプラレンダリングデータを生成するレンダリング処理部５４０と、これらのレンダリングデータを合成してボリュームレンダリング画像データを生成するレンダリング合成部５５０と、このレンダリングデータの合成における優先度を決定するための閾値情報が２次元テーブルとして予め保存されている画像閾値情報記憶部５６０を備えている。
【００４３】
そして、不透明度・色調設定部５１０は、不透明度を設定する不透明度設定回路５１１と色調を設定する色調設定回路５１２を備えており、入力部２０９において設定されたボクセル値−不透明度特性及びボクセル値−色調特性の情報はそれぞれの図示しない記憶回路に保存される。そして、不透明度設定回路５１１は、ボクセル値−不透明度特性に基づいて、ボリュームデータの各ボクセル値に対して不透明度を設定し、色調設定回路５１２は、ボクセル値−色調特性に基づいて、ボリュームデータの各ボクセル値に対して色調を設定する。
【００４４】
図４（ａ）は、不透明度設定回路５１１において設定されるボリュームデータのボクセル値と不透明度の関係を、又、図４（ｂ）は、ボリュームデータのボクセル値と色調（色と明るさ）の関係を模式的に示したものであり、この図のようにボリュームデータのボクセル値と不透明度及び色調は一義的に決定される。
【００４５】
一方、ボリュームデータ生成部５２０は、画像データ生成・記憶部２０７の画像データ記憶回路２３１に保存されている複数枚のBモード画像データを用いてボリュームデータ（以下、Ｂモードボリュームデータと呼ぶ。）を生成し、不透明度・色調設定部５１０の不透明度設定回路５１１及び色調設定回路５１２が設定した不透明度データと色調データに基づいて、前記Ｂモードボリュームデータに対する３次元のＢモード不透明度情報とＢモード色調情報を生成する。
【００４６】
次いで、画像データ生成・記憶部２０７の画像データ記憶回路２３２に保存されている複数枚の流速値データを用いてボリュームデータ（以下、流速値ボリュームデータと呼ぶ。）を生成し、不透明度・色調設定部５１０の色調設定回路５１２が設定した色調データに基づいて、前記流速値ボリュームデータに対して３次元の流速値色調情報を生成する。
【００４７】
更に、画像データ生成・記憶部２０７の画像データ記憶回路２３３に保存されている複数枚のパワー値データを用いてボリュームデータ（以下、パワー値ボリュームデータと呼ぶ。）を生成し、不透明度・色調設定部５１０の不透明度設定回路５１１が設定した不透明度データに基づいて、前記パワー値ボリュームデータに対して３次元のパワー値色調情報を生成する。
【００４８】
そして、ボリューム情報記憶部５３０は、上述の各種ボリュームデータと、これらのボリュームデータに対応した３次元の色調情報及び不透明度情報の保存を行なう。即ち、ボリューム情報記憶部５３０は、Bモードボリュームデータを保存するボリュームデータ記憶回路５３１と、このBモードボリュームデータに対して設定された不透明度情報及び色調情報を保存する不透明度情報記憶回路５３２及び色調情報記憶回路５３３を備えている。
【００４９】
又、ボリューム情報記憶部５３０は、流速値ボリュームデータを保存するボリュームデータ記憶回路５３４と、この流速値ボリュームデータに対して設定された色調情報を保存する色調情報記憶回路５３５を備え、更に、パワー値ボリュームデータを保存するボリュームデータ記憶回路５３６と、このパワー値ボリュームデータに対して設定された不透明度情報を保存する不透明度情報記憶回路５３７を備えている。
【００５０】
次に、レンダリング処理部５４０は、ボリュームレンダリング画像データを生成するための３次元データ（以下、レンダリングデータと呼ぶ。）の生成を行なう。即ち、レンダリング処理部５４０は、Bモードボリュームデータとその不透明度情報及び色調情報とからBモードレンダリングデータを生成するレンダリング処理回路５４１と、流速値ボリュームデータとその色調情報及びパワー値ボリュームデータとその不透明度情報からカラードプラレンダリングデータを生成するレンダリング処理回路５４２を有している。
【００５１】
このレンダリング処理部５４０において行なわれるレンダリングデータの生成方法について図５を用いて説明する。
【００５２】
図５（ａ）は、Ｂモードボリュームデータ６０１とその不透明度情報及び色調情報に基づいてレンダリング処理を行ない、Ｂモードレンダリングデータを生成する場合を示したものであり、同様にして図５（ｂ）及び図５（ｃ）は流速値ボリュームデータ６０２及びパワー値ボリュームデータ６０３とその不透明度情報及び色調情報に基づいてカラードプラレンダリングデータを生成する場合を示したものである。
【００５３】
図５のボリュームデータ６０１乃至６０３に対して、同一位置及び同一方向に設定された投影面６０４乃至６０６の面上における所定位置Ｐ（ｘ１、ｙ１、０）からこれらの投影面に対して垂直な投影光を設定する。このとき、例えば図５（ａ）において、Bモードボリュームデータ６０１の投影光軸上６０７に設定された注目点Ｑ（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）から投影面６０４までの距離をｚｎとすれば、この注目点Ｑ（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）における透明度Ｔｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）は、注目点Ｑ（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）までの途上にあるボクセルＢｘ１乃至Ｂｘｎのボクセル値Ｖ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）乃至Ｖ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に対応した不透明度ΔＯｐ１（ｚ１）乃至ΔＯｐ１（ｚｎ）を用いて
【数１】
2005143733.tif 000003
で示される。
【００５４】
一方、前記注目点Ｑ（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）のボクセルＢｘｎにおけるボクセル値Ｖ１（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）に対応した色調をＣ１（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）、ボクセルＢｘｎと周囲のボクセルのボクセル値から設定される法線ベクトル６０８と前記投影光軸６０７との余弦によって算出される反射光の強さをR１（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）とすれば、このボクセルＢｘｎのBモードレンダリングデータＩｂ（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）は
【数２】
2005143733.tif 000004
となる。但し、上記の演算は０＜Ｔｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）＜１の範囲において行なわれる。
【００５５】
又、図５（ｃ）において、Ｐ（ｘ１、ｙ１、０）からボリュームデータ６０３の投影光軸上に設定された注目点Ｑ（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）における透明度Ｔｐ３（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）は、注目点Ｑ（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）までの途上にあるボクセルＢｘ１乃至Ｂｘｎのボクセル値Ｖ３（ｘ１，ｙ１，ｚ１）乃至Ｖ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に対応した不透明度ΔＯｐ３（ｚ１）乃至ΔＯｐ１（ｚｎ）から
【数３】
2005143733.tif 000005
で示される。
【００５６】
更に、図５（ｂ）において注目点Ｑ（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）のボクセルＢｘｎにおけるボクセル値Ｖ２（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）に対応した色調をＣ２（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）、ボクセルＢｘｎと周囲のボクセルのボクセル値から設定される法線ベクトルと投影光軸との余弦によって算出される反射光の強さをR２（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）とすれば、このボクセルのカラードプラレンダリングデータＩｃ（ｘ１，ｙ１，ｚｎ）は
【数４】
2005143733.tif 000006
となる。
【００５７】
次に、図３のレンダリング合成部５５０は、レンダリング処理部５４０にて生成された３次元のＢモードレンダリングデータとカラードプラレンダリングデータを用いてボリュームレンダリング画像データを生成する。この場合、同一位置のボクセルにおけるＢモードレンダリングデータＩｂ（ｘ，ｙ，ｚ）とカラードプラレンダリングデータＩｃ（ｘ，ｙ，ｚ）の何れかを画像閾値情報記憶部５６０において予め設定されている選択基準に基づいて選択し、選択されたＢモードレンダリングデータＩｂ（ｘ，ｙ，ｚ）あるいはカラードプラレンダリングデータＩｃ（ｘ，ｙ，ｚ）をＺ方向に積算することによってボリュームレンダリング画像データの生成を行なう。
【００５８】
一方、画像閾値情報記憶部５６０は、既に述べたように、同一位置のボクセルにおけるＢモードレンダリングデータＩｂとカラードプラレンダリングデータＩｃの何れかを選択するための閾値が設定された２次元テーブルを備えている。図６は、前記２次元テーブルを模式的に示したものであり、例えば、Ｂモードレンダリングデータの絶対値｜Ｉｂ｜とカラードプラレンダリングデータの絶対値｜Ｉｃ｜によって形成された２次元テーブルにおいて、Ｂモード優先領域７０１とカラードプラ優先領域７０２が予め設定されており、例えば｜Ｉｂ｜＝α１、｜Ｉｃ｜＝β１のＣａｓｅＡの場合にはカラードプラレンダリングデータが選択され、｜Ｉｂ｜＝α２、｜Ｉｃ｜＝β２のＣａｓｅＢの場合にはＢモードレンダリングデータが選択される。
【００５９】
次に、図１の表示部２０８は、図示しない表示用データ生成回路と変換回路とカラーモニタを備えている。表示用データ生成回路は、レンダリング画像データ生成部５００のレンダリング合成部５５０において生成されたボリュームレンダリング画像データと入力部２０９から入力された各種の付帯情報を合成して表示用データを生成し、この表示用データを変換回路におけるＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換によって映像信号に変換した後、ＣＲＴあるいは液晶などのカラーモニタに表示する。
【００６０】
又、入力部２０９は、操作パネル上にキーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイスと表示パネルを備えたインタラクティブなインターフェースであり、患者情報や各種コマンド信号の入力、画像データ収集モードの設定などを行なう。更に、表示パネルに表示される流速値ボリュームデータのボクセル値のヒストグラム、あるいはパワー値ボリュームデータのボクセル値のヒストグラムに基づいてボクセル値−不透明度特性及びボクセル値−色調特性の設定を行なう。
【００６１】
図７は、上記設定において、入力部２０９の表示パネルに表示される設定画面の１例を示したものであり、この図７を用いて、流速値ボリュームデータに対する色調設定とパワー値ボリュームデータに対する不透明度設定について述べる。
【００６２】
即ち、図７では、流速値に対する色調を表示するためのカラーグラデーションテーブル７１１と、このカラーグラデーションテーブル７１１に対して、正方向血流（超音波プローブ１５０に近づいて流れる血流）の最大流速に対応する色調を設定する色調設定ボタン７１２、最小流速の色調を設定する色調設定ボタン７１３、更には、負方向血流の最大流速に対応する色調を設定する色調設定ボタン７１４が表示されている。そして、操作者は、色調設定ボタン７１２乃至７１４の何れかを入力部２０９の入力デバイスを用いて選択することによって表示パネル上に色調設定テーブルを表示し、表示された複数の色調の中から所望の色調を選択して設定する。そして、設定された色調に基づいたグラデーションテーブル７１１が前記表示パネルに表示される。
【００６３】
更に、この設定画面には、パワー値に対する不透明度を設定するための不透明度カーブ７１５が表示され、操作者は、表示された不透明度カーブ７１５を入力デバイスによって変更してＢモードボリュームデータやパワー値ボリュームデータの各ボクセル値に対する不透明度の設定や更新を行なう。又、色調や不透明度の設定を行なう際の参照データとして、流速値ボリュームデータにおけるボクセル値のヒストグラム７１６及びパワー値ボリュームデータにおけるボクセル値のヒストグラム７１７が表示パネル上に重畳表示される。
【００６４】
次に、システム制御部２１０は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、入力部２０９からの指示信号に基づいて、上記各ユニットの制御やシステム全体の制御を統括して行なう。
【００６５】
（ボリュームレンダリング画像データの生成手順）
次に、本実施例における超音波診断装置１０の基本動作と、この超音波診断装置１０によるボリュームレンダリング画像データの生成手順につき図１乃至図８を用いて説明する。尚、図８は、ボリュームレンダリング画像データの生成手順を示すフローチャートである。
【００６６】
被検体に対する超音波検査に先だって、操作者は、入力部２０９の入力デバイスを用いて患者ＩＤなどの患者情報、画像データ収集モード、カラードプラレンダリングデータの不透明度に対応する計測物理量と色調に対応する計測物理量を設定する。ここでは不透明度に対応する計測物理量としてパワー値を、又、色調に対応する計測物理量として流速値を選択して設定する（図８のステップＳ１）。
【００６７】
上述の設定が完了したならば、システム制御部２１０は、図２に示した超音波送信部２０２のレートパルス発生器２１１に対して送信制御信号を供給し、レートパルス発生器２１１は、システム制御部２１０からの制御信号に同期して被検体に放射する超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを送信遅延回路２１２に供給する。
【００６８】
次いで、送信遅延回路２１２は、所定の深さに超音波を集束するための集束用遅延時間と、第１の走査方向（θ１）に超音波を送信するための偏向用遅延時間をレートパルスに与え、このレートパルスをパルサ２１３に供給する。そして、パルサ２１３は、レートパルスの駆動によって生成される駆動信号を、ケーブルを介して超音波プローブ１５０におけるＮ個の圧電振動子に供給し、被検体のθ１方向に超音波パルスを放射する。
【００６９】
被検体に放射された超音波パルスの一部は、音響インピーダンスの異なる臓器間の境界面あるいは組織にて反射する。又、この超音波が心臓壁や血球などの動きのある反射体で反射する場合、その超音波周波数はドプラ偏移を受ける。
【００７０】
被検体の組織や血球にて反射した超音波反射波（受信超音波）は、超音波プローブ１５０の圧電振動子によって受信されて電気信号（受信信号）に変換され、この受信信号は、超音波受信部２０３におけるＮチャンネルの独立なプリアンプ２１４にて増幅されてＮチャンネルの受信遅延回路２１５に送られる。
【００７１】
受信遅延回路２１５は、所定の深さからの超音波を収束するための集束用遅延時間と、前記第１の走査方向に強い受信指向性をもたせて受信するための偏向用遅延時間を前記受信信号に与えた後、加算器２１６に送る。そして、加算器２１６は、受信遅延回路２１５から出力されるＮチャンネルの受信信号を加算合成し、１つの受信信号に纏めた後、Ｂモード信号処理部２０４とドプラ信号検出部２０５に供給する。
【００７２】
そして、Ｂモード信号処理部２０４に供給された加算器２１６の出力信号は、対数変換、包絡線検波、Ａ／Ｄ変換がなされた後、図３の画像データ生成・記憶部２０７における画像データ記憶回路２３１にBモードデータとして保存される。
【００７３】
一方、カラードプラ画像データの生成においては、受信信号のドプラ偏移を求めるために上述と同様な手順によって、前記第１の走査方向に連続して複数回（Ｌ回）の超音波送受信を行ない、このとき得られる受信信号に対して周波数解析を行なう。
【００７４】
即ち、図２のドプラ信号検出部２０５に供給された加算器２１６の出力信号は、ミキサ２２２−１、２２２−２及びＬＰＦ２２３−１、２２３−２によって直交位相検波されて２チャンネルのＩＱ信号に変換される。そして、このＩＱ信号のＩ成分及びＱ成分の各々はＡ／Ｄ変換器２２４−１，２２４−２にてデジタル信号に変換された後、ドプラ信号記憶回路２２５に保存される。次いで、前記第１の走査方向に対するＬ回の超音波送受波によって得られた受信信号についても同様な処理を行なってＩＱ信号を収集し、ドプラ信号記憶回路２２５に保存する。
【００７５】
第１の走査方向（θ１）に対するＬ回の超音波送受信によって得られたＩＱ信号のドプラ信号記憶回路２２５への保存が終了したならば、システム制御部２１０は、ドプラ信号記憶回路２２５に保存されているＩＱ信号の中から所定位置に対応したＩ成分及びＱ成分を順次読み出し、ドプラ信号処理部２０６のＭＴＩフィルタ２２６に供給する。そして、ＭＴＩフィルタ２２６は、供給された前記Ｉ成分及びＱ成分に対して送受信番号方向でフィルタ処理を行ない、例えば、心筋などの組織の運動によって生ずる組織ドプラ成分（クラッタ成分）を排除して血流の流れによって生ずる血流ドプラ成分のみを抽出する。
【００７６】
血流情報が抽出されたＩＱ信号の供給を受けた自己相関器２２７は、このＩＱ信号を用いて自己相関処理を行ない、演算器２２８は、自己相関処理結果に基づいて血流の流速値とパワー値などを算出する。このような演算を、前記所定位置以外の反射体からのＩＱ信号に対しても行ない、算出された第１の走査方向における流速値とパワー値を、図３の画像データ生成・記憶部２０７における画像データ記憶回路２３２及び画像データ記憶回路２３３に流速値データ及びパワー値データとして保存する。
【００７７】
次いで、システム制御部２１０は、第２の走査方向（θ２方向）乃至第Ｍの走査方向（θＭ方向）に対しても同様な超音波送受信を行なう。そして、このとき得られたＢモードデータ、流速値データ及びパワー値データを、画像データ生成・記憶部２０７における画像データ記憶回路２３１乃至２３３に夫々保存する。更に、超音波プローブ１５０を第１の走査方向乃至第Ｍの走査方向によって形成される走査面に対して垂直な方向に並行移動あるいは煽り移動しながら上述の手順を繰り返し、このとき得られたＢモードデータ、流速値データ及びパワー値データについても同様にして画像データ記憶回路２３１乃至２３３に保存する。
【００７８】
即ち、超音波プローブ１５０を移動しながら得られた複数枚のＢモード画像データが画像データ生成・記憶部２０７の画像データ記憶回路２３１に、又、同様にして得られた複数枚の流速値データとパワー値データが画像データ記憶回路２３２及び画像データ記憶回路２３３において保存される（ステップＳ２）。
【００７９】
上記３種類の画像データの収集と保存が終了したならば、操作者によって入力部２０９よりボリュームデータ生成のためのコマンド信号が入力され、このコマンド信号を受信したシステム制御部２１０は、レンダリング画像データ生成部５００のボリュームデータ生成部５２０にボリュームデータ生成の指示信号を供給する。
【００８０】
次に、ボリュームデータ生成部５２０は、画像データ生成・記憶部２０７の画像データ記憶回路２３１に保存されている複数枚のＢモード画像データを読み出す。そして、必要に応じて補間処理した後合成してＢモードボリュームデータを生成し、ボリューム情報記憶部５３０のボリュームデータ記憶回路５３１に保存する。更に、画像データ記憶回路２３２に保存されている複数枚の流速値データを読み出して流速値ボリュームデータを生成し、更に、画像データ記憶回路２３３に保存されている複数枚のパワー値データを読み出してパワー値ボリュームデータを生成する。そして、生成した流速値ボリュームデータとパワー値ボリュームデータをボリューム情報記憶部５３０のボリュームデータ記憶回路５３４及びボリュームデータ記憶回路５３６に保存する（ステップＳ３）。
【００８１】
一方、不透明度・色調設定部５１０は、生成された流速値ボリュームデータ及びパワー値ボリュームデータの各ボクセル値に基づいて流速値のヒストグラムとパワー値のヒストグラムを算出し、入力部２０９の表示パネルに表示する（図７のヒストグラム７１６及びヒストグラム７１７）。
【００８２】
操作者は、表示されたこれらのヒストグラムを参照し、入力部２０９の入力デバイスと表示パネルを用いて流速値ボリュームデータ及びパワー値ボリュームデータに対する色調と不透明度カーブの設定を行なう。例えば、図７の設定画面における色調設定ボタン７１２によって赤色、色調設定ボタン７１３によって白色、色調設定ボタン７１４によって青色が夫々設定され、更に不透明度カーブ７１５の形状が設定される。
【００８３】
同様にして、不透明度・色調設定部５１０は、生成されたＢモードボリュームデータのボクセル値に基づいてヒストグラムを算出し表示パネルに表示する。そして、操作者は表示されたヒストグラムを参照してＢモードボリュームデータに対する色調と不透明度カーブの設定を行なう。そして、上述のボクセル値−不透明度特性は不透明度設定回路５１１の記憶回路に、又、ボクセル値−色調特性は色調設定回路５１２の記憶回路に夫々保存される（ステップＳ４）。
【００８４】
上述のボクセル値−不透明度特性とボクセル値−色調特性の設定が終了したならば、操作者によって入力されるボリュームレンダリング画像データ生成のコマンド信号に従がって、不透明度・色調設定部５１０の不透明度設定回路５１１は、Ｂモードボリュームデータのボクセル値−不透明度特性に基づいてＢモードボリュームデータの各ボクセル値に対して不透明度データを設定し、色調設定回路５１２は、Ｂモードボリュームデータのボクセル値−色調特性に基づいてＢモードボリュームデータの各ボクセル値に対して色調データを設定する。
【００８５】
更に、不透明度・色調設定部５１０の不透明度設定回路５１１は、パワー値ボリュームデータのボクセル値−不透明度特性に基づいてパワー値ボリュームデータの各ボクセル値に対して不透明度データを設定し、色調設定回路５１２は、流速値ボリュームデータのボクセル値−色調特性に基づいて流速値ボリュームデータの各ボクセル値に対して色調データを設定する。
【００８６】
そして、ボリュームデータ生成部５２０は、不透明度・色調設定部５１０から供給される不透明度データ及び色調データに基づいてＢモードボリュームデータに対する３次元のＢモード不透明度情報と３次元のＢモード色調情報を生成し、ボリューム情報記憶部５３０の不透明度情報記憶回路５３２及び色調情報記憶回路５３３に保存する。
【００８７】
更に、ボリュームデータ生成部５２０は、流速値ボリュームデータに対する３次元の流速値色調情報とパワー値ボリュームデータに対する３次元のパワー値不透明度情報を生成し、ボリューム情報記憶部５３０の色調情報記憶回路５３５及び不透明度情報記憶回路５３７に保存する（ステップＳ５）。
【００８８】
次に、レンダリング処理部５４０のレンダリング処理回路５４１は、ボリューム情報記憶部５３０のボリュームデータ記憶回路５３１、不透明度情報記憶回路５３２、色調情報記憶回路５３３に保存されているＢモードボリュームデータとその不透明度情報及び色調情報を読み出し、これらのデータに基づいて３次元のＢモードレンダリングデータを生成する。
【００８９】
一方、レンダリング処理部５４０のレンダリング処理回路５４２は、ボリューム情報記憶部５３０のボリュームデータ記憶回路５３４と色調情報記憶回路５３５に保存されている流速値ボリュームデータとその色調情報、更には、ボリュームデータ記憶回路５３６と不透明度情報記憶回路５３７に保存されているパワー値ボリュームデータとその不透明度情報を読み出し、これらのデータに基づいて３次元のカラードプラレンダリングデータを生成する（ステップＳ６）。
【００９０】
そして、レンダリング処理部５４０にて生成された３次元のＢモードレンダリングデータと３次元のカラードプラレンダリングデータが供給されたレンダリング合成部５５０は、画像閾値情報記憶部５６０において予め設定されている表示優先度情報に基づいて、同一部位のボクセルにおけるＢモードレンダリングデータとカラードプラレンダリングデータの何れかを選択し、選択したＢモードレンダリングデータとカラードプラレンダリングデータをZ軸方向に合成することによってボリュームレンダリング画像データを生成する（ステップＳ７）。
【００９１】
上述の手順によってボリュームレンダリング画像データの生成が終了したならば、表示部２０８の表示用データ生成回路は、レンダリング合成部５５０において生成されたボリュームレンダリング画像データと入力部２０９から入力された各種の付帯情報を合成して表示用データを生成し、この表示用データを変換回路におけるＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換によって映像信号に変換した後カラーモニタに表示する（ステップＳ８）。
【００９２】
以上述べた第１の実施例によれば、ボリュームレンダリング画像データにおける不透明度と色調を、独立の計測物理量に基づいて設定しているため、多くの情報を１枚のボリュームレンダリング画像において表示することができる。更に、超音波診断装置のカラードプラ法によって得られたパワー値に基づいて不透明度を、又、流速値に基づいて色調を設定することによって、血管形状の連続性に優れるパワー値データと、血流量の定量化に優れる流速値データが反映されたボリュームレンダリング画像データの生成が可能となる。このため、特に血管の低流速領域における描出能と診断能が大幅に改善される。
【００９３】
尚、上述の超音波診断装置においては、複数枚の画像データの収集を超音波プローブの移動によって行なったが、圧電振動子が２次元配列された２次元アレイ超音波プローブを用い、電子的な方法によって前記画像データの収集を行なってもよい。
【実施例２】
【００９４】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。この実施例の第１の実施例との差異は、ボリュームレンダリング画像データの生成と表示を行なう３次元画像データ表示装置が、医用画像診断装置に対して独立に設けられていることにある。
【００９５】
（装置の構成）
以下に、本発明の第２の実施例における３次元画像データ表示装置の構成につき、図９を用いて説明する。尚、上記３次元画像データ表示装置の概略構成のブロック図を示す図９において、図１の第１の実施例と同様な機能を有するユニットは、同一番号で示し、その説明を省略する。
【００９６】
図９の３次元画像データ表示装置２０は、医用画像診断装置において生成された複数種類の複数枚の２次元画像データを保存する画像データ記憶部３０７と、画像データ記憶部３０７に保存された複数枚の前記画像データを用いて複数種類のボリュームデータを生成し、更に、これらのボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像データの生成を行なうレンダリング画像データ生成部５００と、得られたボリュームレンダリング画像データを表示する表示部２０８と、ボリュームレンダリング画像データの色調及び不透明度の設定や各種のコマンド信号の入力を行なう入力部３０９と、上述の各ユニットを統括して制御するシステム制御部３１０を備えている。
【００９７】
そして、画像データ記憶部３０７は、例えば、図示しない超音波診断装置からネットワーク、あるいは記憶媒体を介して供給される複数枚の２次元Ｂモード画像データと、複数枚の２次元流速値データと、複数枚の２次元パワー値データをその付帯情報である位置情報と共に保存する。
【００９８】
入力部３０９は、操作パネル上にキーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイスと表示パネルを備えたインタラクティブなインターフェースであり、患者情報や各種コマンド信号の入力などを行なう。更に、表示パネルに表示される流速値ボリュームデータのボクセル値、あるいはパワー値ボリュームデータのボクセル値のヒストグラム等に基づいてボクセル値−不透明度特性及びボクセル値−色調特性の設定を行なう。
【００９９】
一方、システム制御部３１０は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、入力部３０９からの指示信号に基づいて、レンダリング画像データ生成部５００及び表示部２０８をはじめシステム全体の制御を統括して行なう。
【０１００】
尚、図１０に示したレンダリング画像データ生成部５００及び表示部２０８は、図１に示した第１の実施例の場合と同様であるため説明を省略する。
【０１０１】
（ボリュームレンダリング画像データの生成手順）
次に、３次元画像データ表示装置２０によるボリュームレンダリング画像データの生成手順につき図３、図９及び図１０を用いて説明する。尚、図１０は、ボリュームレンダリング画像データの生成手順を示すフローチャートであり、図８に示した第１の実施例の手順と同一の手順は同一の符号を付加し、詳細な説明は省略する。
【０１０２】
先ず、超音波診断装置のBモード法によって得られた複数枚のBモード画像データとカラードプラ法によって得られた複数枚の流速値データ及びパワー値データを、図示しないネットワークや記憶媒体を介して図１０の画像データ記憶部３０７の各記憶領域に保存する（図１０のステップS１ａ）。次いで、操作者は、入力部３０９の入力デバイスを用いてカラードプラレンダリングデータの不透明度に対応する計測物理量（パワー値）と色調に対応する計測物理量（流速値）を設定する（図１０のステップＳ２ａ）。
【０１０３】
上述の各画像データの保存と計測物理量の設定が終了したならば、入力部３０９よりボリュームデータ生成のためのコマンド信号が入力され、システム制御部３１０を介してこのコマンド信号を受信したレンダリング画像データ生成部５００のボリュームデータ生成部５２０は、画像データ生成・記憶部２０７に保存されている複数枚のＢモード画像データ、流速値データ及びパワー値データを読み出す。そして、Ｂモードボリュームデータ、流速値ボリュームデータ及びパワー値ボリュームデータを生成し、ボリューム情報記憶部５３０に保存する（図１０のステップＳ３）。
【０１０４】
一方、不透明度・色調設定部５１０は、Ｂモードボリュームデータの各ボクセルにおける色調データと不透明度データを設定し、更に、流速値ボリュームデータ及びパワー値ボリュームデータの各ボクセルにおける色調データと不透明度データの設定を行なう（図１０のステップＳ４ａ）。
【０１０５】
そして、ボリュームデータ生成部５２０は、不透明度・色調設定部５１０から供給される不透明度データ及び色調データに基づいて３次元のＢモード不透明度情報とＢモード色調情報、更には、流速値色調情報とパワー値不透明度情報を生成してボリューム情報記憶部５３０に保存する（図１０のステップＳ５）。
【０１０６】
次に、レンダリング処理部５４０のレンダリング処理回路５４１は、ボリューム情報記憶部５３０に保存されているＢモードボリュームデータとその不透明度情報及び色調情報を読み出して３次元のＢモードレンダリングデータを生成し、更に、流速値ボリュームデータとその色調情報、更には、パワー値ボリュームデータとその不透明度情報を読み出して３次元のカラードプラレンダリングデータを生成する（図１０のステップＳ６）。
【０１０７】
一方、レンダリング合成部５５０は、画像閾値情報記憶部５６０において予め設定されている表示優先度情報に基づいて、同一部位のボクセルにおけるＢモードレンダリングデータとカラードプラレンダリングデータの何れかを選択する。そして、選択したＢモードレンダリングデータとカラードプラレンダリングデータをZ軸方向に合成してボリュームレンダリング画像データを生成し（図１０のステップＳ７）、表示部２０８に表示する（図１０のステップＳ８）。
【０１０８】
以上述べた第２の実施例によれば、第１の実施例と同様にしてボリュームレンダリング画像データにおける不透明度と色調を独立の計測物理量の計測値に基づいて設定しているため、より多くの医用情報を１枚のボリュームレンダリング画像において表示することができる。
【０１０９】
更に、この実施例の３次元画像データ表示装置は、画像データを収集するための医用画像診断装置に対して独立に構成されているため、超音波診断装置のみならず、ＣＴ装置やＸ線診断装置、あるいはＭＲＩ装置によって得られた画像データに対しても情報量に優れたボリュームレンダリング画像データの生成と表示を行なうことが可能となる。
【０１１０】
尚、上述の第２の実施例の説明では、超音波診断装置によって得られる２次元画像データに基づいてボリュームレンダリング画像データを生成する場合について述べたが、Ｘ線診断装置やＣＴ装置、更にはＭＲＩ装置によって得られる画像データであってもよい。例えば、Ｘ線診断装置やＣＴ装置の場合には造影剤を注入して生成したロードマップ画像データによって不透明度を設定し、治療時の透視画像データによって色調の設定を行なってもよい。又、ＭＲＩ装置の場合には、異なるパルスシーケンスによって得られた夫々の画像データに基づいて不透明度及び色調を設定してもよい。
【０１１１】
以上、本発明の実施例について述べたが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、種々変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例の画像データ生成・記憶部２０７の画像データ記憶回路２３２には２次元の流速値データの他に血流の乱れの状態を反映した２次元の分散値画像データが保存され、レンダリング画像データ生成部５００の不透明度・色調設定部５１０における色調設定回路５１２は、ボリュームデータ生成部５２０が流速値データ及び分散値画像データに基づいて生成した流速値ボリュームデータ及び分散値ボリュームデータの各ボクセルに基づいて色調データの設定を行なってもよい。図１１に、このとき入力部３０９の表示パネルに表示されるボクセル値―色調特性の設定画面を示す。
【０１１２】
即ち、図１１においては、流速値及び分散値に対する色調を設定するためのカラーグラデーションテーブル７２１と、最大流速及び最小流速の色調を設定する色調設定ボタン７２２乃至７２４と、最大流速時における最大分散値に対応する色調を設定する色調設定ボタン７２５及び７２６が表示され、例えば、色設定ボタン７２５によって黄色が、又、色設定ボタン７２６によって緑色が設定される。
【０１１３】
更に、カラーグラデーションテーブル７２１には、パワー値に対する不透明度を設定するための不透明度カーブ７２７と、流速値ボリュームデータ、分散値ボリュームデータにおけるボクセル値のヒストグラム７２８及びヒストグラム７２９と、パワー値ボリュームデータにおけるボクセル値のヒストグラム７３０が重畳表示される。
【０１１４】
尚、上述の実施例では、カラードプラ法におけるパワー値を不透明度に、又、流速値あるいは流速値と分散値を色調に対応させたが、他の組み合わせであってもよい。更に、Ｂモードレンダリングデータとの合成を行なわずに血流情報のみのボリュームレンダリング画像データの生成と表示を行なってもよい。又、カラーグラデーションテーブルの設定は、図７あるいは図１１に示した色調に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第１の実施例における超音波診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施例における送受信部及び信号処理部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施例における画像データ生成・記憶部とレンダリング画像データ生成部の構成を示すブロック図。
【図４】同実施例におけるボリュームデータのボクセル値と不透明度及び色調の関係を示した模式図。
【図５】同実施例におけるレンダリングデータの生成方法を示す図。
【図６】同実施例における２種類のレンダリングデータに対して表示優先度を決定するための閾値情報が設定された２次元テーブルの模式図。
【図７】同実施例におけるボリュームデータのボクセル値に対して不透明度あるいは色調を設定するための設定画面を示す図。
【図８】同実施例におけるボリュームレンダリング画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の第２の実施例における３次元画像データ表示装置の概略構成を示すブロック図。
【図１０】同実施例におけるボリュームレンダリング画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第１の実施例及び第２の実施例の変形例においてボリュームデータのボクセル値に対する不透明度あるいは色調を設定するための設定画面を示す図。
【符号の説明】
【０１１６】
１０…超音波診断装置
１５０…超音波プローブ
２００…送受信部
２０１…信号処理部
２０２…超音波送信部
２０３…超音波受信部
２０４…Ｂモード信号処理部
２０５…ドプラ信号検出部
２０６…ドプラ信号処理部
２０７…画像データ生成・記憶部
２０８…表示部
２０９…入力部
２１０…システム制御部
２３１，２３２，２３３…画像データ記憶回路
５００…レンダリング画像データ生成部
５１０…不透明度・色調設定部
５１１…不透明度設定回路
５１２…色調設定回路
５２０…ボリュームデータ生成部
５３０…ボリューム情報記憶部
５３１、５３４，５３６…ボリュームデータ記憶回路
５３２，５３７…不透明度情報記憶回路
５３３，５３５…色調情報記憶回路
５４０…レンダリング処理部
５４１、５４２…レンダリング処理回路
５５０…レンダリング合成部
５６０…画像閾値情報記憶部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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