(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に振動子を複数配列してなる超音波プローブから超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信することで、前記被検体の複数のボリュームデータを取得する画像取得手段と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれについて、前記超音波プローブと前記被検体との接触面に対応する面に含まれる表面部位を特定する特定手段と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれに表されている前記被検体内の撮影部位の位置合わせを行って前記複数のボリュームデータを結合し、各ボリュームデータで特定された各表面部位を結合することで、合成ボリュームデータを生成する合成手段と、
前記合成ボリュームデータを処理することにより、前記被検体内の撮影部位の３次元形態を表す形態画像データと、前記結合された表面部位を表す表面画像データとを生成する画像生成手段と、
前記形態画像データに基づく形態画像と、前記表面画像データに基づく表面画像とを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
被検体に振動子を複数配列してなる超音波プローブから媒体を経由して超音波を送信し、前記被検体からの反射波を前記媒体を経由して受信することで、前記被検体の複数のボリュームデータを取得する画像取得手段と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれについて、前記媒体と前記被検体との接触面に対応する面に含まれる表面部位を特定する特定手段と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれに表されている前記被検体内の撮影部位の位置合わせを行って前記複数のボリュームデータを結合し、各ボリュームデータで特定された各表面部位を結合することで、合成ボリュームデータを生成する合成手段と、
前記合成ボリュームデータを処理することにより、前記被検体内の撮影部位の３次元形態を表す形態画像データと、前記結合された表面部位を表す表面画像データとを生成する画像生成手段と、
前記形態画像データに基づく形態画像と、前記表面画像データに基づく表面画像とを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
前記特定手段は、前記複数のボリュームデータのそれぞれについて、前記超音波の送受信方向の深さが最も浅い位置における前記送受信方向に略直交する面を前記被検体の表面に対応する面に決定し、前記決定した面内で前記表面部位を特定する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記特定手段は、前記複数のボリュームデータのそれぞれについて、前記超音波の送受信方向に沿って前記反射波の強度が所定値以上となる最も浅い箇所を特定し、前記特定した箇所を含む面であって前記送受信方向に略直交する面を前記被検体の表面に相当する面に決定し、前記決定した面内で前記表面部位を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記合成手段は、前記ボリュームデータごとに特定された表面部位の間を補間することで、前記各表面部位を結合することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記画像生成手段は、前記合成ボリュームデータに基づいて前記表面画像データを生成し、更に、前記合成ボリュームデータから所望の領域を表すデータを抽出し、前記抽出したデータに基づいて前記所望の領域の形態を表す形態画像データを生成し、
前記表示制御手段は、前記所望の領域の形態画像データに基づく形態画像と、前記表面画像データに基づく表面画像とを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記表面画像データに基づく表面画像をワイヤーフレーム状に前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記画像生成手段は、前記合成ボリュームデータに基づいて、視線方向が同一方向の形態画像データと表面画像データとを生成し、
前記表示制御手段は、前記視線方向が同一方向の形態画像と表面画像とを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
被検体に超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信することで、前記被検体の複数のボリュームデータを取得する画像取得手段と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれについて、前記被検体の表面に対応する面に含まれる表面部位を特定する特定手段と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれに表されている前記被検体の位置合わせを行って前記複数のボリュームデータを結合し、各ボリュームデータで特定された各表面部位を結合することで、合成ボリュームデータを生成する合成手段と、
前記合成ボリュームデータに基づいて、前記被検体の形態を表す形態画像データと、前記結合された表面部位を表す表面画像データとを生成する画像生成手段と、
前記形態画像データに基づく形態画像と、前記表面画像データに基づく表面画像とを表示手段に表示させる表示制御手段を有し、
前記画像生成手段は、前記形態画像データと前記表面画像データを生成し、更に、前記表面画像データとは別の視線方向から生成した別の表面画像データを生成し、
前記表示制御手段は、前記形態画像と前記表面画像とを前記表示手段に表示させ、更に、前記別の表面画像データに基づく別の表面画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
前記画像生成手段は、前記合成ボリュームデータに基づいて、前記形態画像データとして、前記被検体の形態を３次元的に表す３次元画像データを生成し、
前記表示制御手段は、前記３次元画像データに基づく３次元画像と、前記表面画像とを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記画像生成手段は、前記合成ボリュームデータに基づいて、前記形態画像データとして、前記合成ボリュームデータの任意断面における画像データを生成し、
前記表示制御手段は、前記任意断面における画像データに基づく画像と、前記表面画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記合成手段は、前記複数のボリュームデータのそれぞれに表されている前記被検体の形態のパターンマッチングを行うことで、前記位置合わせを行い、前記合成ボリュームデータを生成することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記ボリュームデータが取得された位置を検出する位置検出手段を更に有し、
前記合成手段は、前記位置検出手段によって検出された各ボリュームデータの位置に基づいて前記位置合わせを行い、前記合成ボリュームデータを生成することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記特定手段は、前記被検体の表面に対応する面において前記反射波の強度が所定値以上となる箇所を前記表面部位に決定することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記特定手段は、前記複数のボリュームデータのそれぞれにおいて、前記表面部位の領域を特定し、
前記合成手段は、前記位置が合わされた前記複数のボリュームデータを結合して合成ボリュームデータを生成し、前記各ボリュームデータにおいて特定された各表面部位の領域を結合することで、新たな表面部位の領域を生成し、
前記画像生成手段は、前記合成ボリュームデータを処理することにより、前記形態画像データと、前記新たな結合された表面部位の領域を表す表面画像データとを生成する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
被検体に振動子を複数配列してなる超音波プローブから超音波を送信して取得された前記被検体の複数のボリュームデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記複数のボリュームデータのそれぞれに基づいて、各ボリュームデータにおける前記超音波プローブと前記被検体との接触面に対応する面における表面部位を特定する特定手段と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれに表されている前記被検体内の撮影部位の位置合わせを行って前記複数のボリュームデータを結合し、前記各ボリュームデータで特定された各表面部位を結合することで、合成ボリュームデータを生成する合成手段と、
前記合成ボリュームデータを処理することにより、前記被検体内の撮影部位の３次元形態を表す形態画像データと前記結合された表面部位を表す表面画像データとを生成する画像生成手段と、
前記形態画像データに基づく形態画像と、前記表面画像データに基づく表面画像とを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項１７】
被検体に振動子を複数配列してなる超音波プローブから媒体を経由して超音波を送信して前記媒体を経由した反射波に基づき取得された前記被検体の複数のボリュームデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記複数のボリュームデータのそれぞれに基づいて、各ボリュームデータにおける前記媒体と前記被検体との接触面に対応する面における表面部位を特定する特定手段と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれに表されている前記被検体内の撮影部位の位置合わせを行って前記複数のボリュームデータを結合し、前記各ボリュームデータで特定された各表面部位を結合することで、合成ボリュームデータを生成する合成手段と、
前記合成ボリュームデータを処理することにより、前記被検体内の撮影部位の３次元形態を表す形態画像データと前記結合された表面部位を表す表面画像データとを生成する画像生成手段と、
前記形態画像データに基づく形態画像と、前記表面画像データに基づく表面画像とを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする超音波画像処理装置。
【請求項１８】
コンピュータに、
被検体に振動子を複数配列してなる超音波プローブから超音波を送信して取得された前記被検体の複数のボリュームデータを受け付け、前記複数のボリュームデータのそれぞれに基づいて、各ボリュームデータにおける前記超音波プローブと前記被検体との接触面に対応する面における表面部位を特定する特定機能と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれに表されている前記被検体内の撮影部位の位置合わせを行って前記複数のボリュームデータを結合し、前記各ボリュームデータで特定された各表面部位を結合することで、合成ボリュームデータを生成する合成機能と、
前記合成ボリュームデータを処理することにより、前記被検体内の撮影部位の３次元形態を表す形態画像データと前記結合された表面部位を表す表面画像データとを生成する画像生成機能と、
前記形態画像データに基づく形態画像と、前記表面画像データに基づく表面画像とを表示装置に表示させる表示制御機能と、
を実行させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。
【請求項１９】
コンピュータに、
被検体に振動子を複数配列してなる超音波プローブから媒体を経由して超音波を送信して前記媒体を経由した反射波に基づき取得された前記被検体の複数のボリュームデータを受け付け、前記複数のボリュームデータのそれぞれに基づいて、各ボリュームデータにおける前記媒体と前記被検体との接触面に対応する面における表面部位を特定する特定機能と、
前記複数のボリュームデータのそれぞれに表されている前記被検体内の撮影部位の位置合わせを行って前記複数のボリュームデータを結合し、前記各ボリュームデータで特定された各表面部位を結合することで、合成ボリュームデータを生成する合成機能と、
前記合成ボリュームデータを処理することにより、前記被検体内の撮影部位の３次元形態を表す形態画像データと前記結合された表面部位を表す表面画像データとを生成する画像生成機能と、
前記形態画像データに基づく形態画像と、前記表面画像データに基づく表面画像とを表示装置に表示させる表示制御機能と、
を実行させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波によって被検体をスキャンすることで被検体の形態を表す画像と、被検体の表面を表す画像とを生成する超音波診断装置、超音波画像処理装置、及び超音波画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波によって被検体を３次元的にスキャンすることで、被検体のボリュームデータを取得することができる（例えば特許文献１）。従来においては、被検体の体表において超音波プローブの位置をずらしながらスキャンを行ない、それぞれの位置にて取得したボリュームデータを繋ぎ合わせることで、より広い範囲のボリュームデータを生成していた。
【０００３】
【特許文献１】２００６−５１３６０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、従来技術においては、複数のボリュームデータを繋ぎ合わせても、そのボリュームデータからでは、被検体のどの部位をスキャンしたのか把握することが困難であった。例えば、乳腺領域においては、各部位の内部構造が非常に似ている。そのため、乳腺領域を再度検査するときに、ボリュームデータに基づく３次元画像からでは、乳腺領域のどの部位をスキャンしたのか把握することが困難であった。
【０００５】
また、取得されたボリュームデータにおいて、被検体の内部を表す箇所に関心領域（ＲＯＩ）を設定した場合、関心領域（ＲＯＩ）以外の領域は除去され、関心領域（ＲＯＩ）の画像のみが表示される。その画像には被検体の体表が表されていないため、被検体の体表と関心領域（ＲＯＩ）との位置関係を把握することが困難であった。
【０００６】
一方、取得されたボリュームデータにおいて、被検体の体表を表す箇所を関心領域（ＲＯＩ）に含めた場合には、その体表を表す画像が表示される。しかしながら、体表が画像として表示されるため、その画像には被検体の内部が表されない。そのため、手術や穿刺を行う場合に、予め被検体の内部構造を表す画像を表示することができず、ボリュームデータの情報を十分に活用することができなかった。
【０００７】
以上のように、従来技術においては、被検体の内部を表す箇所に関心領域（ＲＯＩ）を設定した場合も、被検体の体表に関心領域（ＲＯＩ）を設定した場合も、被検体の体表と関心領域（ＲＯＩ）との位置関係を把握することが困難であった。そのことにより、被検体のどの部位をスキャンしたのか把握することが困難であった。
【０００８】
この発明は上記の問題点を解決するものであり、被検体の形態を表す形態画像と被検体の表面との位置関係を表す画像を生成することが可能な超音波診断装置、超音波画像処理装置、及び超音波画像処理プログラム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】
【０００９】
本発明の一形態は、被検体に振動子を複数配列してなる超音波プローブから超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信することで、前記被検体の複数のボリュームデータを取得する画像取得手段と、前記複数のボリュームデータのそれぞれについて、前記超音波プローブと前記被検体との接触面に対応する面に含まれる表面部位を特定する特定手段と、前記複数のボリュームデータのそれぞれに表されている前記被検体内の撮影部位の位置合わせを行って前記複数のボリュームデータを結合し、各ボリュームデータで特定された各表面部位を結合することで、合成ボリュームデータを生成する合成手段と、前記合成ボリュームデータを処理することにより、前記被検体内の撮影部位の３次元形態を表す形態画像データと、前記結合された表面部位を表す表面画像データとを生成する画像生成手段と、前記形態画像データに基づく形態画像と、前記表面画像データに基づく表面画像とを表示手段に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする超音波診断装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によると、ボリュームデータに基づいて被検体との接触面に対応する面に含まれる表面部位を特定し、そのボリュームデータに基づいて被検体内の撮影部位の形態を表す形態画像データと表面部位を表す表面画像データとを生成することで、被検体内の撮影部位の３次元形態画像と被検体の表面との位置関係を表す表面画像を表示することが可能となる。そのことにより、形態画像と被検体の表面との相対的な位置関係を把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施形態に係る超音波診断装置について図１を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。
【００１２】
この実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、信号処理部４、画像処理部５、表示制御部１３、及びユーザインターフェース（ＵＩ）１４を備えている。
【００１３】
超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が２次元的に配置された２次元アレイプローブが用いられる。２次元アレイプローブは、超音波の送受信によって３次元の領域を走査（スキャン）することができる。また、超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が所定方向（走査方向）に１列に配置された１次元アレイプローブを用いても良い。さらに、超音波プローブ２には、走査方向に直交する方向（揺動方向）に超音波振動子を機械的に揺動させることで３次元の領域を走査することができる１次元アレイプローブを用いても良い。
【００１４】
送受信部３は送信部と受信部とを備え、超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させ、超音波プローブ２が受信したエコー信号を受信する。
【００１５】
送受信部３の送信部は、図示しないクロック発生回路、送信遅延回路、及びパルサ回路を備えている。クロック発生回路は、超音波信号の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する回路である。送信遅延回路は、超音波の送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する回路である。パルサ回路は、各超音波振動子に対応した個別経路（チャンネル）の数分のパルサを内蔵し、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生し、超音波プローブ２の各超音波振動子に供給するようになっている。
【００１６】
送受信部３の受信部は、プリアンプ回路、Ａ／Ｄ変換回路、及び受信遅延・加算回路を備えている。プリアンプ回路は、超音波プローブ２の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅されたエコー信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延・加算回路は、Ａ／Ｄ変換後のエコー信号に対して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、加算する。その加算により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。なお、この送受信部３によって加算処理された信号を「ＲＦデータ（生データ）」と称する場合がある。送受信部３は、ＲＦデータを信号処理部４に出力する。
【００１７】
信号処理部４は、Ｂモード処理部やドプラ処理部などを備えて構成されている。
【００１８】
Ｂモード処理部は、エコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からＢモード超音波ラスタデータを生成する。具体的には、Ｂモード処理部は、送受信部３から送られる信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。
【００１９】
また、ドプラ処理部は、例えばパルスドプラ法（ＰＷドプラ法）又は連続波ドプラ法（ＣＷドプラ法）により血流情報を生成する。例えば、ドプラ処理部は、送受信部３から送られる信号に対して、所定の大きさを有する観測点（サンプルポイント）内における受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を取り出し、さらにＦＦＴ処理を施して、観測点（サンプルポイント）内の血流速度を表すドプラ周波数分布を生成する。
【００２０】
信号処理部４は、超音波ラスタデータを画像処理部５に出力する。例えば、超音波プローブ２と送受信部３とによって、３次元の領域を複数の断面に沿って超音波でスキャンすることで、各断面における受信信号を生成する。信号処理部４は、各断面の受信信号に基づいて各断面における超音波ラスタデータを生成し、各断面の超音波ラスタデータを画像処理部５に出力する。
【００２１】
また、超音波プローブ２と送受信部３とによって３次元領域をスキャンすることでボリュームデータが取得された場合、信号処理部４はその３次元領域を表すボリュームデータを画像処理部５に出力する。
【００２２】
なお、超音波プローブ２、送受信部３、及び信号処理部４がこの発明の「画像取得手段」の１例に相当する。
【００２３】
画像処理部５は、再構成部６、表面部位特定部７、合成部８、画像データ記憶部１１、及び画像生成部１２を備えている。また、合成部８は、マッチング部９と結合部１０とを備えている。
【００２４】
再構成部６は、複数の断面に沿って取得された超音波ラスタデータを信号処理部４から取得し、それら複数の断面の超音波ラスタデータに基づいて、３次元領域のボリュームデータを再構成する。
【００２５】
表面部位特定部７は、再構成部６によって生成されたボリュームデータにおいて、被検体の体表に対応する面を特定し、その面内に含まれる表面部位を特定する。また、表面部位特定部７は、信号処理部４からボリュームデータを受けて、そのボリュームデータにおいて、被検体の表面部位を特定しても良い。なお、ボリュームデータの生成方法は、特に限定されず、どのような方法で生成又は取得しても良い。なお、表面部位特定部７が、この発明の「特定手段」の１例に相当する。
【００２６】
ここで、表面部位の特定方法について図２を参照して説明する。図２は、ボリュームデータにおける表面部位を説明するための模式図である。ボリュームデータ２０は、３次元の座標系によって規定されている。そして、表面部位特定部７は、ボリュームデータ２０において、超音波の送受信方向（深さ方向）の深さが最も浅い位置における面であって、送受信方向に略直交する面２１を、被検体の表面に対応する面に決定する。なお、この実施形態においては、超音波プローブ２による送受信によって超音波ビームが形成される方向を超音波の送受信方向（深さ方向）とする。被検体を超音波でスキャンする場合、超音波プローブ２における超音波の送受信面を被検体の体表に接触させ、その状態で３次元領域をスキャンすることでボリュームデータ２０を取得する。従って、ボリュームデータ２０における深さが最も浅い位置（深さが０ｃｍの位置）における面２１が、超音波プローブ２の送受信面に対応することになる。すなわち、面２１が、被検体の表面に対応することになる。
【００２７】
そして、表面部位特定部７は、その面２１内で被検体の表面部位を特定する。例えば、表面部位特定部７は、面２１の中心位置を求め、その中心位置において所定の広さを有する表面部位２２を特定する。また、表面部位特定部７は、面２１内において、超音波の反射波の強度が最も強い位置（画素値が最も高い位置）を求め、その位置において所定の広さを有する部位を表面部位２２としても良い。さらに、表面部位特定部７は、面２１全体を被検体の表面部位としても良い。
【００２８】
また、表面部位の別の特定方法について図３を参照して説明する。図３は、ボリュームデータにおける表面部位を説明するための模式図である。この例では、表面部位特定部７は、ボリュームデータ２０において、超音波の送受信方向（深さ方向）に沿って、超音波の反射波の強度（画素値の大きさ）が所定値以上となる最も浅い箇所２４を特定する。そして、表面部位特定部７は、その特定した箇所を含む面であって、送受信方向に略直交する面２３を、被検体の表面に対応する面に決定する。すなわち、表面部位特定部７は、ボリュームデータ２０において、送受信方向（深さ方向）に向かって反射波の強度（画素値の大きさ）が最初に所定値以上となる箇所２４を特定する。そして、表面部位特定部７は、その箇所２４を含む面２３を被検体の表面に対応する面に決定する。
【００２９】
例えば、乳腺の診断の場合、水浸法と称される方法が採用される。この水浸法においては、超音波プローブ２と被検体（乳房）との間に、水などの媒体を設け、その媒体を介して被検体を超音波でスキャンする。このように、超音波プローブ２の送受信面は被検体の体表に接触しないため、ボリュームデータ２０における深さが最も浅い位置（深さが０ｃｍの位置）における面は、被検体の表面にならない。従って、図３に示す例では、深さ方向に向かって反射波の強度（画素値の大きさ）が最初に所定値以上となる箇所２４を含む面２３を、被検体の表面に対応する面に決定する。
【００３０】
具体的には、被検体の表面からの反射波の強度に相当する閾値を、表面部位特定部７に予め設定しておく。表面部位特定部７は、ボリュームデータ２０において、深さ方向に向かって反射波の強度（画素値の大きさ）が最初に閾値以上となる箇所を特定し、その箇所含む面を被検体の表面に決定する。
【００３１】
そして、表面部位特定部７は、その面２３内で被検体の表面部位を特定する。例えば、表面部位特定部７は、面２３の中心位置を求め、その中心位置において所定の広さを有する部位を被検体の表面部位とする。また、表面部位特定部７は、反射波の強度（画素値の大きさ）が閾値以上となる箇所２４を表面部位としても良いし、面２３全体を表面部位としても良い。
【００３２】
そして、再構成部６は、ボリュームデータを画像データ記憶部１１に出力する。画像データ記憶部１１は、再構成部６から出力されたボリュームデータを記憶する。また、図２及び図３に示すように表面部位が特定されると、表面部位特定部７は、その特定した表面部位の位置を示す情報（座標情報）を画像データ記憶部１１に出力する。画像データ記憶部１１は、表面部位の座標情報をボリュームデータに付帯させて、表面部位の座標情報とボリュームデータを記憶する。
【００３３】
この実施形態では、被検体の表面に超音波プローブ２を接触させ、超音波によるスキャンを行ないながら、超音波プローブ２を被検体の表面上で移動させる。このように、被検体の表面上において超音波プローブ２の位置をずらしながらスキャンを行なうことで、それぞれの位置にてボリュームデータを取得する。これにより、被検体の異なる箇所における複数のボリュームデータが取得される。
【００３４】
新たにボリュームデータが生成されると、表面部位特定部７は、その新たなボリュームデータについて表面部位を特定する。そして、再構成部６は、その新たなボリュームデータを合成部８に出力する。また、表面部位特定部７は、その新たなボリュームデータにおける表面部位の座標情報を合成部８に出力する。
【００３５】
合成部８は、画像データ記憶部１１からボリュームデータを読み込み、読み込んだボリュームデータと、新たなボリュームデータとを結合することで、合成ボリュームデータを生成する。そして、合成部８は、その合成ボリュームデータを画像データ記憶部１１に出力する。画像データ記憶部１１は、先に記憶していたボリュームデータに代えて、新しく生成された合成ボリュームデータを記憶する。
【００３６】
ここで、合成部８の処理内容について図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は、ボリュームデータの合成処理を説明するための模式図である。図４には、結合される前の２つのボリュームデータが示され、図５には、結合後の合成ボリュームデータが示されている。
【００３７】
ここでは、図４に示すように、先に生成されたボリュームデータ２０と、新たに生成されたボリュームデータ３０とを結合する場合について説明する。画像データ記憶部１１には、先に生成されたボリュームデータ２０と表面部位２２の座標情報とが記憶されている。そして、新たなボリュームデータ３０が生成されると、表面部位特定部７は、その新たなボリュームデータ３０について表面部位３１を特定する。なお、図４に示す例では、超音波の送受信方向（深さ方向）の深さが最も浅い位置における面を、被検体の表面に対応する面としている。そして、その面の中心位置において所定の広さを有する箇所を表面部位としている。
【００３８】
そして、再構成部６は、新たに生成したボリュームデータ３０を合成部８に出力する。また、表面部位特定部７は、新たなボリュームデータ３０の表面部位３１の座標情報を合成部８に出力する。
【００３９】
合成部８のマッチング部９は、２つのボリュームデータに表されている被検体の形態のパターンマッチングを行うことで、２つのボリュームデータに表されている被検体の位置を合わせる。例えば、マッチング部９は、画像データ記憶部１１に記憶されているボリュームデータ２０を読み込み、更に、再構成部６からボリュームデータ３０を受け付けて、ボリュームデータ２０とボリュームデータ３０に表されている被検体の位置合わせを行う。図４に示す例では、マッチング部９は、ボリュームデータ２０に表されている撮影部位１００の形態と、ボリュームデータ３０に表されている撮影部位１０１の形態とをマッチングさせることで、ボリュームデータ２０とボリュームデータ３０に表されている被検体の位置を合わせる。なお、ボリュームデータ２０とボリュームデータ３０は、被検体の体表においてそれぞれ異なる位置にて取得されている。しかし、ボリュームデータ２０に表されている撮影部位１００と、ボリュームデータ３０に表されている撮影部位１０１は、同じ撮影対象を超音波でスキャンすることで各ボリュームデータに表されたものである。
【００４０】
合成部８の結合部１０は、マッチング部９によって位置が合わされた２つのボリュームデータを結合することで、１つの合成ボリュームデータを生成する。例えば図５に示すように、結合部１０は、ボリュームデータ２０とボリュームデータ３０とを結合することで、１つの合成ボリュームデータ４０を生成する。合成ボリュームデータ４０には、撮影部位１０２が表される。
【００４１】
このとき、結合部１０は、ボリュームデータ２０とボリュームデータ３０とが重なっている部分について、２つのボリュームデータ２０、３０の平均値を求め、その平均値を重なっている部分のデータとしても良い。
【００４２】
また、結合部１０は、表面部位２２と表面部位３１との間を補間することで、新たな表面部位を生成しても良い。例えば、結合部１０は、表面部位２２と表面部位３１との間について直線補間やスプライン補間などの補間処理を行うことで、新たな表面部位４１を生成する。
【００４３】
そして、合成部８は、新たに生成した合成ボリュームデータ４０と、表面部位４１の座標情報とを画像データ記憶部１１に出力する。画像データ記憶部１１は、合成ボリュームデータ４０に表面部位４１の座標情報を付帯させて記憶する。このとき、画像データ記憶部１１は、先に記憶していたボリュームデータに代えて、新しく生成された合成ボリュームデータ４０を記憶する。また、合成部８は、合成ボリュームデータ４０と、表面部位４１の座標情報とを画像生成部１２に出力する。
【００４４】
なお、超音波プローブ２に位置センサを取り付け、各ボリュームデータが取得された位置を位置センサによって検出しても良い。例えば、超音波プローブ２を被検体の表面上で移動させながら各位置におけるボリュームデータを取得し、さらに、位置センサによって被検体上の超音波プローブ２の各位置を検出する。位置センサには、従来技術に係る位置センサを用いることができる。例えば、磁気式の位置センサや光学式の位置センサを用いて、被検体上における超音波プローブ２の位置を検出する。
【００４５】
位置センサによって検出された位置を示す情報（座標情報）は、画像処理部５に出力される。画像処理部５は、各ボリュームデータのそれぞれに、ボリュームデータが取得された位置を示す座標情報を付帯させる。そして、結合部１０は、各ボリュームデータの座標情報に基づいて、ボリュームデータ同士を結合する。この場合、マッチング部９によるマッチング処理は行われないため、マッチング部９を設けなくても良い。なお、位置センサがこの発明の「位置検出手段」の１例に相当する。
【００４６】
画像生成部１２は、ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことにより、被検体の形態を３次元的に表す３次元画像データを生成する。また、画像生成部１２は、ボリュームデータにＭＰＲ処理（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｎｎａｒ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を施すことにより、任意断面の画像データ（ＭＰＲ画像データ）を生成しても良い。そして、画像生成部１２は、３次元画像データやＭＰＲ画像データなどの超音波画像データを表示制御部１３に出力する。
【００４７】
例えば、画像生成部１２は、合成ボリュームデータ４０に対して視線方向を設定し、その視線方向に沿って、合成ボリュームデータ４０にボリュームレンダリングを施す。これにより、画像生成部１２は、合成ボリュームデータ４０に表されている撮影部位１０２の形態を３次元的に表す３次元画像データと、表面部位４１の座標情報によって特定される箇所（表面部位４１）を表す表面画像データとを生成する。視線方向は、操作者が操作部１６を用いて任意の方向を指定することができる。画像生成部１２は、操作者によって指定された方向を視線方向として、その視線方向に沿って合成ボリュームデータにボリュームレンダリングを施す。そして、画像生成部１２は、３次元画像データと表面画像データとを表示制御部１３に出力する。このように、画像生成部１２は、同じ視線方向から合成ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、視線方向が同一方向の３次元画像データと表面画像データとを生成する。
【００４８】
表示制御部１３は、画像生成部１２から３次元画像データと表面画像データを受けると、３次元画像データに基づく３次元画像と表面画像データに基づく表面画像とを同時に表示部１５に表示させる。これにより、合成ボリュームデータ４０に基づく３次元画像と、表面部位４１を表す表面画像とが表示部１５に同時に表示されることになる。３次元画像データと表面画像データは、同一の視線方向に沿って生成されているため、３次元画像と表面画像は、同一の方向から見える画像となっている。すなわち、３次元画像の向きと表面画像の向きとが一致している。
【００４９】
そして、さらに新たなボリュームデータが生成されると、画像処理部５は、上述した処理を繰り返し行って、新たな合成ボリュームデータを生成していく。さらに新たなボリュームデータが生成された場合について図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は、ボリュームデータの合成処理を説明するための模式図である。図６には、結合される前の２つのボリュームデータが示され、図７には、結合後の合成ボリュームデータが示されている。
【００５０】
画像データ記憶部１１には、先に生成された合成ボリュームデータ４０と表面部位４１の座標情報とが記憶されている。そして、新たなボリュームデータ５０が生成されると、表面部位特定部７は、その新たなボリュームデータ５０について表面部位５１を特定する。そして、再構成部６は、新たに生成したボリュームデータ５０を合成部８に出力する。また、表面部位特定部７は、新たなボリュームデータ５０の表面部位５１の座標情報を合成部８に出力する。
【００５１】
マッチング部９は、画像データ記憶部１１に記憶されている合成ボリュームデータ４０を読み込み、更に、再構成部６からボリュームデータ５０を受け付けて、合成ボリュームデータ４０とボリュームデータ５０に表されている被検体の位置合わせを行う。図６に示す例では、マッチング部９は、合成ボリュームデータ４０に表されている撮影部位１０２の形態と、ボリュームデータ５０に表されている撮影部位１０３の形態とをマッチングさせることで、合成ボリュームデータ４０とボリュームデータ５０に表されている被検体の位置を合わせる。
【００５２】
結合部１０は、例えば図７に示すように、マッチング部９によって位置が合わされた合成ボリュームデータ４０とボリュームデータ５０とを結合することで、新たな合成ボリュームデータ６０を生成する。合成ボリュームデータ６０には、撮影部位１０４が表されている。このとき、結合部１０は、表面部位４１と表面部位５１との間について直線補間やスプライン補間などの補間処理を行うことで、新たな表面部位６１を生成する。
【００５３】
そして、合成部８は、新たに生成した合成ボリュームデータ６０と、表面部位６１の座標情報とを画像データ記憶部１１に出力する。画像データ記憶部１１は、合成ボリュームデータ６０に表面部位６１の座標情報を付帯させて記憶する。このとき、画像データ記憶部１１は、先に記憶していた合成ボリュームデータ４０に代えて、新しく生成された合成ボリュームデータ６０を記憶する。また、合成部８は、合成ボリュームデータ６０と、表面部位６１の座標情報とを画像生成部１２に出力する。
【００５４】
そして、画像生成部１２は、合成ボリュームデータ６０に対して視線方向を設定し、その視線方向に沿って、合成ボリュームデータ６０にボリュームレンダリングを施す。これにより、画像生成部１２は、合成ボリュームデータ６０に表されている撮影部位１０４の形態を３次元的に表す３次元画像データと、表面部位６１を表す表面画像データを生成する。そして、画像生成部１２は、３次元画像データと表面画像データとを表示制御部１３に出力する。このように、画像生成部１２は、同じ視線方向から合成ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、視線方向が同一方向の３次元画像データと表面画像データとを生成する。
【００５５】
表示制御部１３は、３次元画像データに基づく３次元画像と、表面画像データに基づく表面画像とを表示部１５に同時に表示させる。このとき、表示制御部１３は、先に表示されていた３次元画像と表面画像に代えて、新たに生成された３次元画像と表面画像とを表示部１５に表示させる。すなわち、新たなボリュームデータが生成されるたびに、３次元画像と表面画像とを更新して表示部１５に表示させる。これにより、合成ボリュームデータ６０に基づく３次元画像と、表面部位６１を表す表面画像とが表示部１５に同時に表示されることになる。３次元画像データと表面画像データは、同一の視線方向に沿って生成されているため、３次元画像と表面画像は、同一の方向から見える画像となっている。
【００５６】
そして、超音波の送受信によって新たなボリュームデータが生成されるたびに、画像処理部５は、新たな合成ボリュームデータを生成し、表面部位を特定していく。そして、画像生成部１２は、新たな合成ボリュームデータに基づく３次元画像データと表面画像データを生成し、表示制御部１３は、３次元画像と表面画像を更新して表示部１５に表示させる。
【００５７】
なお、画像生成部１２は、合成処理が施される前のボリュームデータに基づいて、３次元画像データと表面画像データとを生成しても良い。例えば図２に示すように、再構成部６がボリュームデータ２０を生成すると、そのボリュームデータ２０を画像生成部１２に出力する。また、表面部位特定部７がボリュームデータ２０について表面部位２２を特定すると、その表面部位２２の座標情報を画像生成部１２に出力する。画像生成部１２は、ボリュームデータ２０に対して視線方向を設定し、その視線方向に沿ってボリュームデータ２０にボリュームレンダリングを施すことで、撮影部位１００を３次元的に表す３次元画像データと、表面部位２２を表す表面画像データとを生成する。そして、表示制御部１３は、撮影部位１００を３次元的に表す３次元画像と、表面部位２２を表す表面画像とを表示部１５に同時に表示させる。このように、合成処理が施される前の３次元画像と表面画像とを表示部１５に表示しても良い。
【００５８】
ここで、表示部１５に表示される３次元画像と表面画像の１例について、図８を参照して説明する。図８は、３次元画像と表面画像とを示す画面の図である。
【００５９】
表示制御部１３は、撮影部位を表す３次元画像２００と、表面部位を表す表面画像２１０とを表示部１５に同時に表示させる。３次元画像２００は、撮影部位を３次元的に表している。この実施形態では、３次元画像２００は胎児を３次元的に表している。また、表面画像２１０は、被検体の表面を表している。３次元画像データと表面画像データは、同一の視線方向に沿って生成されているため、３次元画像２００と表面画像２１０は、同一の方向から見える画像となっている。すなわち、３次元画像２００の向きと表面画像２１０の向きとが一致している。従って、３次元画像２００と表面画像２１０を観察することで、操作者は、被検体の表面と３次元画像２００との相対的な位置関係を把握することが可能となる。例えば、３次元画像２００と被検体の体表との距離などを把握することが可能となる。
【００６０】
以上のように、この実施形態に係る超音波診断装置１によると、ボリュームデータに基づいて被検体の表面における表面部位を特定し、被検体を３次元的に表す３次元画像と、被検体の表面部位を表す表面画像とを同時に表示することで、３次元画像と被検体の表面との相対的な位置関係を容易に把握することが可能となる。そのことにより、被検体のどの部位をスキャンしたのか容易に把握することが可能となる。これにより、検査漏れを防止し、再検査の際の検査部位をより正確に把握することが可能となる。
【００６１】
（関心領域）
なお、画像生成部１２は、合成ボリュームデータに対して関心領域（ＲＯＩ）を設定し、その関心領域に含まれるデータを抽出しても良い。そして、画像生成部１２は、抽出したデータに基づいて関心領域を３次元的に表す３次元画像データを生成する。また、画像生成部１２は、上述したように、合成ボリュームデータに基づいて、表面部位を表す表面画像データを生成する。そして、表示制御部１３は、関心領域を表す３次元画像と、表面部位を表す表面画像とを表示部１５に表示させる。
【００６２】
関心領域（ＲＯＩ）は、操作者は操作部１６を用いて指定することができる。例えば、表示制御部１３は３次元画像を表示部１５に表示させ、操作者が操作部１６を用いて、３次元画像上において所望の範囲（関心領域）を指定する。この指定された範囲（関心領域）を示す座標情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）１４から画像生成部１２に出力される。画像生成部１２は、その関心領域（ＲＯＩ）を示す座標情報に従って、合成ボリュームデータからその関心領域（ＲＯＩ）に含まれるデータを抽出する。そして、画像生成部１２は、抽出したデータに基づいて、関心領域（ＲＯＩ）を３次元的に表す３次元画像データを生成する。表示制御部１３は、その関心領域（ＲＯＩ）の３次元画像と、表面部位を表す表面画像とを表示部１５に同時に表示させる。
【００６３】
また、画像生成部１２は、合成ボリュームデータの輝度差に基づいて、特定の組織を表すデータを抽出しても良い。例えば、画像生成部１２は、輝度差に基づいて血管を表すデータを抽出し、そのデータに基づいて血管を３次元的に表す３次元画像データを生成する。そして、表示制御部１３は、血管の３次元画像と、表面部位を表す表面画像とを表示部１５に同時に表示させる。なお、画像抽出処理については、従来技術に係る手法を採用することができる。
【００６４】
以上のように、関心領域を表す３次元画像と、表面部位を表す表面画像とを表示部１５に同時に表示させることで、被検体の体表から関心領域に含まれる部位までの距離などを操作者は把握することが可能となる。例えば、穿刺を行う場合に、血管を表す３次元画像と、表面部位を表す表面画像とを表示部１５に表示させることで、被検体の体表から血管までの距離を把握することができ、血管を避けて穿刺を行うことが可能となる。
【００６５】
また、画像生成部１２は、被検体の３次元画像データを生成する代わりに、合成ボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、合成ボリュームデータの任意断面における画像データ（ＭＰＲ画像データ）を生成しても良い。また、画像生成部１２は、上述したように、合成ボリュームデータに基づいて、表面部位を表す表面画像データを生成する。そして、表示制御部１３は、ＭＰＲ画像データに基づくＭＰＲ画像と、表面部位を表す表面画像とを表示部１５に同時に表示させる。このように、被検体の形態については、任意の断面に沿ったＭＰＲ画像を表示部１５に表示し、表面部位については、特定した表面部位全体を表す表面画像を表示部１５に表示する。なお、任意の断面は、操作者が操作部１６を用いて指定することができる。
【００６６】
以上のように、ＭＰＲ画像を表示する場合であっても、表面部位を表示部１５に表示することで、ＭＰＲ画像と被検体の表面との相対的な位置関係を把握することが可能となる。
【００６７】
また、表示制御部１３は、表面部位を表す表面画像をワイヤーフレーム状にして表示部１５に表示させても良い。ワイヤーフレーム状の表面画像について図９を参照して説明する。図９は、ボリュームデータにおける表面部位を説明するための模式図である。
【００６８】
表示制御部１３は、画像生成部１２から表面画像データを受けると、その表面画像データに表される表面部位を線（ワイヤー）で表して表示部１５に表示させる。例えば図９に示すように、表示制御部１３は、撮影部位を表す３次元画像２４０を表示部１５に表示させ、更に、表面部位２３０をワイヤーフレームで表示部１５に表示させる。
【００６９】
以上のように表面画像をワイヤーフレームで表示することで、操作者は、表面部位の側から撮影部位の３次元画像２４０を観察することが可能となる。これにより、被検体の表面から内部の部位を観察することが可能となる。例えば、血管の３次元画像と、ワイヤーフレーム状の表面画像とを表示することで、手術前や穿刺を行う際に、血管の位置を容易に確認することができる。
【００７０】
また、画像生成部１２は、合成ボリュームデータに基づいて、３次元画像や表面画像とは異なる視線方向から別の表面画像データを生成しても良い。上述したように、画像生成部１２は、合成ボリュームデータに基づいて、操作者によって指定された視線方向から３次元画像データと表面画像データとを生成する。さらに、画像生成部１２は、合成ボリュームデータに基づいて、別の視線方向からの別の表面画像データを生成する。例えば、画像生成部１２は、超音波の送受信方向（深さ方向）を視線方向とした別の表面画像データを生成する。そして、表示制御部１３は、３次元画像と表面画像とを表示部１５に表示させ、さらに、別の表面画像を表示部１５に表示させる。
【００７１】
例えば、図８に示すように、表示制御部１３は、撮影部位の３次元画像２００と表面画像２１０とを表示部１５に表示させ、更に、別の視線方向から生成した表面画像２２０を表示部１５に表示させる。例えば、深さ方向を視線方向とすることで、表面画像２２０には、上方から見た表面が表される。また、表示制御部１３は、表面画像２２０の大きさを小さくして、表示部１５の画面の下方などの位置に表面画像２２０を表示させる。
【００７２】
表面画像２２０は、超音波によってスキャンされた範囲を表している。つまり、表面画像２２０は、被検体の表面で超音波プローブ２を移動させた軌跡を表していることになる。この表面画像２２０は、スキャンを行なった範囲と行っていない範囲とが区別して表示されるため、操作者は、スキャンを行なっていない範囲を容易に把握することが可能となる。これにより、検査漏れを防止し、再検査における検査部位をより正確に把握することが可能となる。
【００７３】
そして、超音波プローブ２を被検体の体表上で移動させながらスキャンを行なうことで、新たなボリュームデータが生成されるたびに、画像生成部１２は、新たな表面画像２２０に対応する表面画像データを生成する。表示制御部１３は、表面画像２２０を新たな画像に更新して表示部１５に表示させる。このように、表面画像２２０がリアルタイムに更新されるため、スキャンを行なった箇所と行っていない箇所を、スキャンを行なっている最中であっても把握することが可能となる。
【００７４】
また、ユーザインターフェース（ＵＩ）１４は表示部１５と操作部１６を備えている。表示部１５は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタで構成されており、３次元画像や表面画像などが表示される。操作部１６は、キーボード、マウス、トラックボール、又はＴＣＳ（Ｔｏｕｃｈ  Ｃｏｍｍａｎｄ  Ｓｃｒｅｅｎ）などで構成されており、操作者の操作によって各種の指示が与えられる。
【００７５】
なお、超音波診断装置１は、図示しない制御部を備えている。この制御部は、超音波診断装置１の各部に接続されて、各部の動作を制御する。例えば、制御部は、送受信部３による超音波の送受信を制御する。
【００７６】
また、画像処理部５は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどの記憶装置（図示しない）を備えて構成されている。記憶装置には、画像処理部５の各部の機能を実行するための画像処理プログラムが記憶されている。その画像処理プログラムには、再構成部６の機能を実行するための再構成プログラム、表面部位特定部７の機能を実行するための表面部位特定プログラム、合成部８の機能を実行するための合成プログラム、及び画像生成部１２の機能を実行するための画像生成プログラムが含まれている。また、合成プログラムには、マッチング部９の機能を実行するためのマッチングプログラムと、結合部１０の機能を実行するための結合プログラムとが含まれている。そして、ＣＰＵが再構成プログラムを実行することにより、各断面のデータに基づいてボリュームデータを再構成する。また、ＣＰＵが表面部位特定プログラムを実行することにより、ボリュームデータにおける表面部位を特定する。また、ＣＰＵがマッチングプログラムを実行することにより、複数のボリュームデータに表されている撮影部位の位置合わせを行う。また、ＣＰＵが結合プログラムを実行することにより、位置が合わされた複数のボリュームデータを結合して、新たな合成ボリュームデータを生成する。そして、ＣＰＵが画像生成プログラムを実行することで、ボリュームデータに基づいて３次元画像データと表面画像データとを生成する。なお、画像データ記憶部１１は、ＨＤＤなどの記憶装置で構成されている。
【００７７】
また、表示制御部１３は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどの記憶装置（図示しない）を備えて構成されている。記憶装置には、表示制御部１３の機能を実行するための表示制御プログラムが記憶されている。そして、ＣＰＵがその表示制御プログラムを実行することにより、３次元画像と表面画像とを表示部１５に表示させる。
【００７８】
なお、この実施形態に係る画像処理プログラムと表示制御プログラムとが、この発明の「超音波画像処理プログラム」の１例に相当する。
【００７９】
（超音波画像処理装置）
また、ボリュームデータにおける表面部位を特定し、更に、複数のボリュームデータを結合する超音波画像処理装置を、超音波診断装置の外部に設けても良い。この超音波画像処理装置は、上述した画像処理部５、表示制御部１３、及びユーザインターフェース１４を備えている。そして、この超音波画像処理装置は、複数のボリュームデータを外部の超音波診断装置から取得し、各ボリュームデータにおける表面部位を特定し、それら複数のボリュームデータを結合する。さらに、この超音波画像処理装置は、外部の超音波診断装置によって取得されたボリュームデータを受け付けて記憶する記憶装置を備えていても良い。
【００８０】
例えば、超音波画像処理装置の外部に設置された超音波診断装置によって、被検体の表面において位置が異なる複数のボリュームデータを取得する。超音波画像処理装置は、超音波診断装置によって取得された複数のボリュームデータを受け付けて、それら複数のボリュームデータを記憶装置に記憶させる。そして、超音波画像処理装置の表面部位特定部７は、各ボリュームデータにおいて表面部位を特定する。合成部８は、複数のボリュームデータを合成することで、合成ボリュームデータを生成する。画像生成部１２は、合成ボリュームデータに基づいて、被検体の形態を３次元的に表す３次元画像データと、表面部位を表す表面画像データとを生成する。表示制御部１３は、３次元画像と表面画像とを表示部１５に同時に表示させる。
【００８１】
以上のように、超音波診断装置の外部に設けられた超音波画像処理装置によっても、上述した超音波診断装置と同様に、３次元画像と被検体の表面との相対的な位置関係を把握することが可能となる。
【００８２】
（動作）
次に、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の動作について、図１０を参照して説明する。図１０は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を説明するためのフローチャートである。
【００８３】
（ステップＳ０１）
まず、超音波プローブ２を被検体に当てた状態で、超音波プローブ２と送受信部３とによって被検体を超音波でスキャンすることでボリュームデータを取得する。例えば、超音波のスキャンによって取得された超音波ラスタデータに基づいて、再構成部６が、ボリュームデータを再構成する。
【００８４】
（ステップＳ０２）
表面部位特定部７は、生成されたボリュームデータにおいて、被検体の体表に対応する面を特定し、その面内に含まれる表面部位を特定する。例えば図２に示すように、表面部位特定部７は、ボリュームデータ２０において、深さ方向の深さが最も浅い位置における面２１を被検体の表面に対応する面に決定する。そして、表面部位特定部７は、その面２１内において表面部位２２を特定する。例えば、表面部位特定部７は、その面２１の中心位置を求め、その中心位置において所定の広さを有する表面部位２２を特定する。そして、表面部位特定部７は、表面部位２２の座標情報を画像生成部１２に出力する。
【００８５】
（ステップＳ０３）
そして、画像生成部１２は、ボリュームデータ２０に対して視線方向を設定し、その視線方向に沿ってボリュームデータ２０にボリュームレンダリングを施すことで、撮影部位１００を３次元的に表す３次元画像データと、表面部位２２を表す表面画像データとを生成する。このとき、画像生成部１２は、同じ視線方向に沿ってボリュームデータ２０にボリュームレンダリングを施すことで、視線方向が同じ方向の３次元画像データと表面画像データとを生成する。
【００８６】
（ステップＳ０４）
表示制御部１３は、撮影部位１００を３次元的に表す３次元画像と、表面部位２２を表す表面画像とを表示部１５に同時に表示させる。
【００８７】
（ステップＳ０５）
また、画像データ記憶部１１は、表面部位２２の座標情報をボリュームデータ２０に付帯させて、表面部位２２の座標情報とボリュームデータ２０を記憶する。
【００８８】
（ステップＳ０６）
さらに、超音波プローブ２を被検体の表面上で移動させながらスキャンを行ない、新たなボリュームデータを生成する。
【００８９】
（ステップＳ０７）
新たにボリュームデータが生成されると、表面部位特定部７は、その新たなボリュームデータについて表面部位を特定する。そして、表面部位特定部７は、その新たなボリュームデータにおける表面部位の座標情報を合成部８に出力する。例えば、図４に示すように、新たなボリュームデータ３０が生成されると、表面部位特定部７は、その新たなボリュームデータ３０について表面部位３１を特定する。そして、表面部位特定部７は、新たなボリュームデータ３０の表面部位３１の座標情報を合成部８に出力する。
【００９０】
（ステップＳ０８）
合成部８は、画像データ記憶部１１に記憶されているボリュームデータを読み込み、新たに生成されたボリュームデータと読み込んだボリュームデータとを合成することで、合成ボリュームデータを生成する。図４に示す例では、合成部８のマッチング部９は、ボリュームデータ２０に表されている撮影部位１００の形態と、ボリュームデータ３０に表されている撮影部位１０１の形態とをマッチングさせることで、ボリュームデータ２０とボリュームデータ３０に表されている被検体の位置を合わせる。そして、合成部８の結合部１０は、位置が合わせられたボリュームデータ２０とボリュームデータ３０とを結合することで、図５に示す合成ボリュームデータ４０を生成する。また、結合部１０は、表面部位２２と表面部位２３との間を補間することで、新たな表面部位４１を生成する。そして、合成部８は、合成ボリュームデータ４０と、表面部位４１の座標情報とを画像生成部１２に出力する。
【００９１】
（ステップＳ０３、Ｓ０４）
そして、画像生成部１２は、合成ボリュームデータ４０に対して視線方向を設定し、その視線方向に沿って、合成ボリュームデータ４０にボリュームレンダリングを施すことで、撮影部位１０２を３次元的に表す３次元画像データと、表面部位４１を表す表面画像データとを生成する（ステップＳ０３）。表示制御部１３は、先に表示されていた３次元画像と表面画像の代わりに、撮影部位１０２を３次元的に表す３次元画像と、表面部位４１を表す表面画像とを表示部１５に同時に表示させる（ステップＳ０４）。このように、表示制御部１３は、３次元画像と表面画像とを更新して表示部１５に表示させる。
【００９２】
（ステップＳ０９）
また、画像データ記憶部１１は、表面部位４１の座標情報を合成ボリュームデータ４０に付帯させて、表面部位４１の座標情報と合成ボリュームデータ４０を記憶する。
【００９３】
そして、超音波プローブ２を被検体の体表上で移動させながらスキャンを行なうことで、新たに別のボリュームデータが生成されると、ステップＳ０６からステップＳ０９までの処理と、ステップＳ０３、Ｓ０４の処理とを繰り返して実行する。これにより、新たなボリュームデータが生成されるたびに、３次元画像と表面画像とが更新されて表示部１５に表示される。
【００９４】
例えば、超音波プローブ２を被検体の表面上で移動させながらスキャンを行なうことで、図６に示すように、新たなボリュームデータ５０を生成する（ステップＳ０６）。そして、表面部位特定部７は、その新たなボリュームデータ５０における表面部位５１を特定し、表面部位５１の座標情報を合成部８に出力する（ステップＳ０７）。そして、合成部８は、画像データ記憶部１１に記憶されている合成ボリュームデータ４０を読み込み、新たに生成されたボリュームデータ５０と合成ボリュームデータ４０とを合成することで、図７に示すように、新たな合成ボリュームデータ６０を生成する（ステップＳ０８）。また、合成部８は、表面部位４１と表面部位５１との間を補間することで、新たな表面部位６１を生成する。そして、画像生成部１２は、合成ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、撮影部位１０４を３次元的に表す３次元画像データと、表面部位６１を表す表面画像データとを生成する（ステップＳ０３）。表示制御部１３は、３次元画像と表面画像とを更新し、撮影部位１０４を表す３次元画像と表面部位６１を表す表面画像とを表示部１５に同時に表示させる（ステップＳ０４）。
【００９５】
以上のように、被検体の３次元画像と表面部位の表面画像とを同時に表示部１５に表示することで、３次元画像と被検体の表面との相対的な位置関係を容易に把握することが可能となる。そのことにより、スキャンした部分を容易に把握することが可能となる。また、新たなボリュームデータが生成されるたびに、３次元画像と表面画像とを更新して、新たな３次元画像と表面画像とを表示することで、３次元画像と被検体の表面との位置関係をリアルタイムに追跡することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】この発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。
【図２】ボリュームデータにおける表面部位を説明するための模式図である。
【図３】ボリュームデータにおける表面部位を説明するための模式図である。
【図４】ボリュームデータの合成処理を説明するための模式図である。
【図５】ボリュームデータの合成処理を説明するための模式図である。
【図６】ボリュームデータの合成処理を説明するための模式図である。
【図７】ボリュームデータの合成処理を説明するための模式図である。
【図８】３次元画像と表面画像とを示す画面の図である。
【図９】ボリュームデータにおける表面部位を説明するための模式図である。
【図１０】この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１  超音波診断装置
２  超音波プローブ
３  送受信部
４  信号処理部
５  画像処理部
６  再構成部
７  表面部位特定部
８  合成部
９  マッチング部
１０  結合部
１１  画像データ記憶部
１２  画像生成部
１３  表示制御部
１４  ユーザインターフェース（ＵＩ）
１５  表示部
１６  操作部
【図１】
0005179812.tif 000002
【図２】
0005179812.tif 000003
【図３】
0005179812.tif 000004
【図４】
0005179812.tif 000005
【図５】
0005179812.tif 000006
【図６】
0005179812.tif 000007
【図７】
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【図９】
0005179812.tif 000009
【図１０】
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【図８】
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