(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する超音波診断装置において、
１断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線を特定する境界線特定部と、
前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算部と、
前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線を含む１断層の２次元画像データ、及び、前記境界線に基づいて境界線が特定された他の断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成部と、を設けることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する超音波診断装置において、
前記複数断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線をそれぞれ特定する境界線特定部と、
前記複数断層の２次元画像データの各２次元画像データで、前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算部と、
前記各２次元画像データで、前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線をそれぞれ含む複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成部と、を設けることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
前記境界線特定部は、前記４次元画像を構成する複数時相の３次元画像の１時相の３次元画像を構成する複数断層の２次元画像データ間では、前記１断層の２次元画像データと他の断層の２次元画像データとで同一の深さ位置に前記境界線を特定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４】
前記境界線特定部によって前記境界線を特定するために前記超音波の１回の送受信で境界線特定用の２次元画像を表示する表示部と、前記境界線特定用の２次元画像上に前記境界線を入力する入力部と、をさらに設け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５】
前記境界線特定部によって前記境界線を特定するために送信ビームの形成範囲を含む複数のボックスから構成されるボリュームインジケータ画像を表示する表示部と、前記ボリュームインジケータ上でボックス毎の深さ位置を前記境界線として入力する入力部と、をさらに設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記境界線特定部は、前記２次元画像データを基にエッジ検出による輪郭抽出を行なうことによって前記境界線を特定することを特徴とする１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する超音波画像表示方法において、
１断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線を特定する境界線特定ステップと、
前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算ステップと、
前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線を含む１断層の２次元画像データ、及び、前記境界線に基づいて境界線が特定された他の断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成ステップと、を有することを特徴とする超音波画像表示方法。
【請求項８】
対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する超音波画像表示方法において、
前記複数断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線をそれぞれ特定する境界線特定ステップと、
前記複数断層の２次元画像データの各２次元画像データで、前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算ステップと、
前記各２次元画像データで、前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線をそれぞれ含む複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成ステップと、を有することを特徴とする超音波画像表示方法。
【請求項９】
対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示するコンピュータに、
１断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線を特定する境界線特定機能と、
前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算機能と、
前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線を含む１断層の２次元画像データ、及び、前記境界線に基づいて境界線が特定された他の断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成機能と、を実現させることを特徴とする超音波画像表示プログラム。
【請求項１０】
対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示するコンピュータに、
前記複数断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線をそれぞれ特定する境界線特定機能と、
前記複数断層の２次元画像データの各２次元画像データで、前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算機能と、
前記各２次元画像データで、前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線をそれぞれ含む複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成機能と、を実現させることを特徴とする超音波画像表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象部位に関する複数の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する技術に係り、特に、変化させたフォーカス点（焦点）を基に生成された３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する超音波診断装置、超音波画像表示方法及び超音波画像表示プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波を利用して、対象部位に関する超音波画像を生成し、その超音波画像を表示する超音波診断装置が知られている。
【０００３】
超音波診断装置では、超音波プローブに具備する超音波振動子からフォーカス点まで伝搬する時間の差に応じて電気的に遅延をかけている。つまり、送信における開口端の超音波振動子は、焦点までの距離が遠いため、開口端の超音波振動子には早く電気パルスを印加する一方、開口中央の超音波振動子には開口端と比較して遅く印加する。また受信における焦点からの超音波信号は、開口中央の超音波振動子では早く検出される一方、開口端の超音波振動子では遅く検出される。開口中の位置による超音波信号の検出を時間的に揃えるため、開口中央の超音波振動子に対して遅延をかけて加算する。これにより、受信のビームを形成する。
【０００４】
一般に、送信ビームフォーミングにおいてフォーカス点を形成する場合、そのフォーカス点付近ではビーム幅を細くすることができるが、フォーカス点に遠い深さ位置ではビーム幅が広がってしまう。また、フォーカス点をｎ（ｎ：正の整数）個形成しようとするとｎ回の超音波の送信が必要となり、フレームレートが１／ｎとなってしまう。
【０００５】
一方、受信ビームフォーミングでは、各超音波振動子からの受信信号にかける遅延時間を送信時刻からの時間に応じて変化させることで受信のフォーカス点をダイナミックに移動させることができる（ダイナミックフォーカス）。このため、受信ビームフォーミングでは、フレームレートを低下させることなく、複数の深さ位置に応じて複数のフォーカス点を電子的に形成することができる。最近では、受信信号をデジタル信号に変換して遅延をかけるデジタル超音波診断装置が実用化されており、このデジタル超音波診断装置を用いると、デジタル信号処理の特徴を活かして１ｍｍ以下の間隔でフォーカス点を深さ方向に高精度に制御でき、より高分解能な超音波画像が取得できる。
【０００６】
よって、比較的幅の広い超音波ビームを送信し、その送信ビームがカバーする範囲に、複数のフォーカス点を形成する受信ビームを受信するように各ビームフォーミングを行なうことによって、取得する超音波画像のリアルタイム性を満足している。
【０００７】
また、超音波診断装置で表示される超音波画像は主として撮影対象の２次元（２Ｄ：２  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の断層像であるが、３次元（３Ｄ：３  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）画像を擬似的に２Ｄモニタに表示させる３Ｄ表示も知られている。一般に、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）及び液晶表示パネル等の表示装置は２Ｄ表示しかできないので、その表示装置を用いて３Ｄ的に見えるように表示するためには、３Ｄ画像を２Ｄ画像として表示させるためのアルゴリズム（レンダリング）が必要である。レンダリングの代表的なものにサーフェイスレンダリングがある。また、３Ｄ画像を動画として表示する４次元（４Ｄ：４  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）表示も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
さらに、撮影対象に動きが存在する場合に、表示領域を確保し、かつ、表示される３Ｄ画像の画質を向上させることを目的とした超音波診断装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１０−８５２１６号公報
【特許文献２】特開２００５−４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の超音波診断装置によると、ダイナミックフォーカスによって比較的高分解能な３Ｄ画像や４Ｄ画像を略リアルタイムで生成・表示できるが、送信ビームフォーミングによって形成されるフォーカス点によっては、３Ｄ画像や４Ｄ画像の分解能が低下する。特に、胎児の表面を観察する場合等、対象部位の細部の識別が困難な場合があり、診断に支障を来たしていた。
【００１０】
一方、分解能を重視して、送信ビームフォーミングによって複数のフォーカス点を生成すると、フレームレートが低下することでリアルタイム性が損なわれる。
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、表示される３Ｄ画像及び４Ｄ画像の画質を向上させることができる超音波診断装置、超音波画像表示方法及び超音波画像表示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】
【００１２】
本発明に係る超音波診断装置は、上述した課題を解決するために請求項１に記載したように、対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する超音波診断装置において、１断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線を特定する境界線特定部と、前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算部と、前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線を含む１断層の２次元画像データ、及び、前記境界線に基づいて境界線が特定された他の断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成部と、を設ける。
【００１３】
また、本発明に係る超音波診断装置は、上述した課題を解決するために請求項２に記載したように、対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する超音波診断装置において、前記複数断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線をそれぞれ特定する境界線特定部と、前記複数断層の２次元画像データの各２次元画像データで、前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算部と、前記各２次元画像データで、前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線をそれぞれ含む複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成部と、を設ける。
【００１４】
本発明に係る超音波画像表示方法は、上述した課題を解決するために請求項７に記載したように、対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する超音波画像表示方法において、１断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線を特定する境界線特定ステップと、前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算ステップと、前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線を含む１断層の２次元画像データ、及び、前記境界線に基づいて境界線が特定された他の断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成ステップと、を有する。
【００１５】
また、本発明に係る超音波画像表示方法は、上述した課題を解決するために請求項８に記載したように、対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示する超音波画像表示方法において、前記複数断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線をそれぞれ特定する境界線特定ステップと、前記複数断層の２次元画像データの各２次元画像データで、前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算ステップと、前記各２次元画像データで、前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線をそれぞれ含む複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成ステップと、を有する。
【００１６】
本発明に係る超音波画像表示プログラムは、上述した課題を解決するために請求項９に記載したように、対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示するコンピュータに、１断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線を特定する境界線特定機能と、前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算機能と、前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線を含む１断層の２次元画像データ、及び、前記境界線に基づいて境界線が特定された他の断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成機能と、を実現させる。
【００１７】
また、本発明に係る超音波画像表示プログラムは、上述した課題を解決するために請求項１０に記載したように、対象部位に関する複数断層の２次元画像データを基に３次元画像データを生成し、その３次元画像データを３次元画像又は４次元画像として表示するコンピュータに、前記複数断層の２次元画像データに基づいて、前記対象部位の境界線をそれぞれ特定する境界線特定機能と、前記複数断層の２次元画像データの各２次元画像データで、前記境界線に基づいて、複数の走査線の各走査線の第１フォーカス点を演算するフォーカス点演算機能と、前記各２次元画像データで、前記第１フォーカス点に基づいて前記各走査線の送信ビームを送信すると共に、複数の第２フォーカス点に基づいてダイナミックフォーカスにて前記各走査線の受信ビームを受信して、前記複数断層の２次元画像データを生成し、前記境界線特定用であって前記境界線をそれぞれ含む複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データと、前記ダイナミックフォーカスに基づく前記複数断層の２次元画像データによって構成される３次元画像データとを並べて表示させる画像生成機能と、を実現させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る超音波診断装置、超音波画像表示方法及び超音波画像表示プログラムによると、表示される３Ｄ画像及び４Ｄ画像の画質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】
【００１９】
本発明に係る超音波診断装置、超音波画像表示方法及び超音波画像表示プログラムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、以下では人間の胎児表面を撮影の対象部位とする場合を一例に挙げて述べるが、その場合に限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本発明に係る超音波診断装置の実施形態を示すブロック図である。
【００２１】
図１は、本発明に係る超音波診断装置１０を示し、この超音波診断装置１０は、大きくは、超音波プローブ１１及び超音波診断装置本体１２から構成される。超音波プローブ１１と超音波診断装置本体１２とはプローブケーブルを介して互いに接続される。
【００２２】
超音波プローブ１１は、複数個の超音波振動子を先端部分に配置し、被検体に対してその先端部分を接触させ超音波の送受信を行なう。また、超音波振動子は電気音響変換超音波振動子であり、超音波送信時には電気パルスを超音波パルスに変換し、また超音波受信時には超音波信号を電気信号に変換する機能を有する。ここで、超音波振動子が２Ｄ配列された超音波プローブである場合、走査が電子的に行なわれることになる。一方、超音波振動子が１Ｄ配列された超音波プローブである場合、走査が機械的に行なわれることになる。
【００２３】
超音波診断装置本体１２には、入力部２０、境界線特定部２１、フォーカス点演算部２２、送信条件決定部２３、超音波送信部２４、超音波受信部２５、画像処理部２６、表示処理部２７、境界線表示処理部２８、表示部２９、２Ｄイメージメモリ３０、３Ｄ画像処理部３１及び３Ｄイメージメモリ３２が設けられる。
【００２４】
境界線特定部２１は、境界線特定用に超音波の１回の送受信を行なって生成した２Ｄ画像（図３によって説明する。）や、ボリュームインジケータ画像（図４によって説明する。）を基に、入力部２０を用いて入力された入力信号によって境界線を特定する。又は、境界線特定部２１は、境界線特定用に超音波の１回の送受信を行なって生成した２Ｄ画像データに対して、公知のエッジ検出による輪郭抽出等を行なうことによって境界線を特定する。
【００２５】
また、境界線特定部２１は、入力部２０から入力された境界線、又は、輪郭抽出による境界線に対して音場による補正を行ない、補正後の境界線をフォーカス点演算部２２に出力してもよい。
【００２６】
フォーカス点演算部２２は、境界線特定部２１によって特定された境界線から走査線毎のフォーカス点を演算する。
【００２７】
送信条件決定部２３は、フォーカス点演算部２２によって演算されたフォーカス点を中心とする比較的幅の広い超音波ビームを形成するように、走査線毎に開口等の送信条件を決定する。
【００２８】
超音波送信部２４は、送信条件決定部２３によって決定された送信条件に従って、超音波プローブ１１の駆動のための駆動信号を発生し、その駆動信号を、プローブケーブルを介して超音波プローブ１１に送信する。
【００２９】
超音波受信部２５は、撮影対象から反射し超音波プローブ１１によって受信される超音波のエコーに基づくエコー信号を受信する。超音波受信部２５は受信ビームフォーミングによって、各超音波振動子からの受信信号にかける遅延時間を送信時刻からの時間に応じて変化させることで受信のフォーカス点をダイナミックに移動させることができる（ダイナミックフォーカス）。このため、受信ビームフォーミングでは、フレームレートを低下させることなく、複数の深さ位置に応じて複数のフォーカス点を電子的に形成することができる。なお、受信信号をデジタル信号に変換して遅延をかけてもよい。
【００３０】
また、超音波受信部２５は、受信ビームフォーマを複数系配列し、送信ビームがカバーする範囲内に異なる複数の受信ビーム（走査線）を形成する。よって、超音波受信部２５では、複数の走査線の超音波画像を同時に取得することができる。
【００３１】
画像処理部２６は、Ｂモード処理部２６ａ及びＣモード処理部２６ｂのうち少なくとも１つから構成される。また、画像処理部２６は、横軸を時間、縦軸を速度とした血流速度波形の画像信号を生成するＤモード処理部を備える場合もある。
【００３２】
Ｂモード処理部２６ａは、被検体内の断面を超音波ビームで走査し、反射超音波の強度に対応して輝度を変え断層像を構成する走査線データを生成する。
【００３３】
Ｃモード処理部２６ｂは、超音波ビーム進行方向に直交する平面、すなわち、探触子からの距離が等距離にある断面を構成する走査線データを生成する。
【００３４】
表示処理部２７は、画像処理部２６から出力された走査線データをデジタル信号に変換し、フレームメモリ（図示しない）内の走査線の位置に相当する場所に蓄える。そして、１フレーム分の全ての走査線について超音波の送受信を行なうことで、表示処理部２７は、２Ｄ画像データ（Ｂモード像データ又はＣモード像データ）を生成して、その２Ｄ画像データを表示に適した形式に変換する。
【００３５】
境界線表示処理部２８は、境界線特定部２１によって特定された境界線の２Ｄ画像データを表示に適した形式に変換する。
【００３６】
表示部２９は、ＣＲＴや液晶表示パネル等の各種モニタである。表示部２９は、表示処理部２７から出力された２Ｄ画像データを基に、２Ｄ画像としてのＢモード像又はＣモード像を表示する。又は、表示部２９は、表示処理部２７から出力された２Ｄ画像データと、境界線表示処理部２８から出力された２Ｄ画像データとを基に、２Ｄ画像としてのＢモード像又はＣモード像に境界線が重畳された２Ｄ画像を表示する。
【００３７】
２Ｄイメージメモリ３０は、表示処理部２７から出力された２Ｄ画像データを記憶する。２Ｄイメージメモリ３０には、ボクセルデータとしての複数の２Ｄ画像データが記憶される。
【００３８】
３Ｄ画像処理部３１は、複数の２Ｄ画像データを基に３Ｄ画像データを生成する。一般に、ＣＲＴ及び液晶表示パネル等の表示部２９は２Ｄ表示しかできないので、その表示部２９を用いて３Ｄ的に見えるように表示するためには、３Ｄ画像を２Ｄ画像として表示させるためのアルゴリズム（レンダリング）が必要である。レンダリングの代表的なものにサーフェイスレンダリングがある。
【００３９】
３Ｄイメージメモリ３２は、３Ｄ画像処理部３１から出力された３Ｄ画像データを記憶する。
【００４０】
表示部２９は、３Ｄイメージメモリ３２から読み出した３Ｄ画像データを基に、３Ｄ画像を表示する。一般に、ＣＲＴ及び液晶表示パネル等の表示部２９は２Ｄ表示しかできないので、その表示部２９を用いて３Ｄ的に見えるように表示するためには、３Ｄ画像を２Ｄ画像として表示させるためのアルゴリズム（レンダリング）が必要である。レンダリングの代表的なものにサーフェイスレンダリングがある。また、時系列的に複数の３Ｄ画像（４Ｄ画像）を動画として表示する４Ｄ表示や、４Ｄ画像を並列表示する４Ｄ表示を行なってもよい。
【００４１】
続いて、本発明に係る超音波画像表示方法について、図２に示されたフローチャートを用いて説明する。なお、後述するステップＳ１乃至Ｓ１０は、超音波診断装置本体１２にハードウェアとして内蔵されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が、超音波画像表示プログラムを実行することによって機能するものである。
【００４２】
まず、１枚の３Ｄ画像を構成する第１のフレームにおいて、対象部位、例えば胎児の顔表面に相当する境界線を特定する（ステップＳ１）。ステップＳ１では、境界線特定用に超音波の１回の送受信を行なって生成した２Ｄ画像や、ボリュームインジケータ画像を表示して、操作者による入力信号によって境界線を特定する。又は、ステップＳ１では、境界線特定用に超音波の１回の送受信を行なって生成した２Ｄ画像データに対して、公知のエッジ検出による輪郭抽出等を行なうことによって境界線を特定する。
【００４３】
図３は、対象部位の境界線を特定する際、表示される２Ｄ画像の一例を示す図である。
【００４４】
図３のように表示部２９に表示された２Ｄ画像、例えばＢモード像上で、操作者は、詳細な画像を見たいと考える線をプロットすることで、手動で境界線が入力される。
【００４５】
図４は、対象部位の境界線を特定する際、表示されるボリュームインジケータ画像の一例を示す図である。
【００４６】
図４のように表示部２９に表示されたボリュームインジケータ画像は、送信ビームの形成範囲を含む複数のボックス、例えば、２×２×２の８ボックスに分割している。操作者は、ボリュームインジケータ画像上で、詳細な画像を見たいと考えるボックス毎の深さ位置をマーカを用いて指定することで、手動でフォーカス点が入力される。
【００４７】
また、入力部２０から入力された境界線、又は、輪郭抽出による境界線に対して、音場による補正を行なってもよい。
【００４８】
ステップＳ１によって特定された境界線から走査線毎のフォーカス点を演算する（ステップＳ２）。ここで、１フレームを構成する走査線毎にフォーカス点が演算されることになる。
【００４９】
ステップＳ２によって演算されたフォーカス点を中心とする比較的幅の広い超音波ビームを形成するように、走査線毎に開口等の送信条件を決定する（ステップＳ３）。ステップＳ３によって決定された送信条件に従って、超音波プローブ１１の駆動のための駆動信号が発生され、その駆動信号を超音波プローブ１１に送信する。
【００５０】
次いで、撮影対象から反射し超音波プローブ１１によって受信される超音波のエコーに基づくエコー信号を受信する。また、受信ビームフォーミングによって、各超音波振動子からの受信信号にかける遅延時間を送信時刻からの時間に応じて変化させることで受信のフォーカス点をダイナミックに移動させる（ステップＳ４）。このため、受信ビームフォーミングでは、フレームレートを低下させることなく、複数の深さ位置に応じて複数のフォーカス点を電子的に形成することができる。なお、受信信号をデジタル信号に変換して遅延をかけてもよい。
【００５１】
被検体内の断面を超音波ビームで走査して、反射超音波の強度に対応して輝度を変えた断層像を構成する走査線データを生成する。又は、超音波ビーム進行方向に直交する平面、すなわち、探触子からの距離が等距離にある断面を構成する走査線データを生成する。
【００５２】
次いで、走査線データをデジタル信号に変換し、フレームメモリ内の走査線の位置に相当する場所に蓄える。そして、１フレーム分の全ての走査線について超音波の送受信を行なうことで、２Ｄ画像データ（Ｂモード像データ又はＣモード像データ）を生成し（ステップＳ５）、その２Ｄ画像データを表示に適した形式に変換する。また、１フレーム分の２Ｄ画像データを、２Ｄイメージメモリ３０に記憶する。
【００５３】
次いで、２Ｄイメージメモリ３０に、１枚の３Ｄ画像分の全ての２Ｄ画像データが記憶されているか否かを判断する（ステップＳ６）。ステップＳ６の判断によってＹｅｓ、すなわち、２Ｄイメージメモリ３０に、１枚の３Ｄ画像分の全ての２Ｄ画像データが記憶されていると判断された場合、１枚の３Ｄ画像を構成する複数の２Ｄ画像データを基に、間接法又は直接法を用いて、３Ｄ画像データを生成し（ステップＳ７）、３Ｄイメージメモリ３２に記憶させる。一般に、ＣＲＴ及び液晶表示パネル等の表示部２９は２Ｄ表示しかできないので、その表示部２９を用いて３Ｄ的に見えるように表示するためには、３Ｄ画像を２Ｄ画像として表示させるためのアルゴリズム（レンダリング）が必要である。レンダリングの代表的なものにサーフェイスレンダリングがある。
【００５４】
次いで、３Ｄイメージメモリ３２から読み出された３Ｄ画像データを基に、３Ｄ画像を表示部２９に表示する（ステップＳ８）。
【００５５】
一方、ステップＳ６の判断によってＮｏ、すなわち、２Ｄイメージメモリ３０に、１枚の３Ｄ画像分の全ての２Ｄ画像データが記憶されていないと判断された場合、１枚の３Ｄ画像を構成する次のフレームの２Ｄ画像データを生成するための境界線を特定する（ステップＳ９）。ステップＳ９では、ステップＳ１と同様に、本フレームにおける境界線特定用に超音波の１回の送受信を行なって生成した２Ｄ画像データを用いて公知のエッジ検出による輪郭抽出等によって境界線の特定を行なう。又は、ステップＳ９では、隣接するフレームの２Ｄ画像データを生成した際に用いた境界線に相当する深さと同一の深さを本フレームの境界線とする。ここで、１枚の３Ｄ画像を構成するフレーム毎にフォーカス点が演算されることになる。
【００５６】
再びステップＳ２では、ステップＳ９によって特定された境界線から走査線毎のフォーカス点を演算する。
【００５７】
図５は、ステップＳ８によって表示される３Ｄ画像の表示画面の一例を示す図である。
【００５８】
図５は、ステップＳ１による境界線入力用の２Ｄ画像（左画面）と、３Ｄ画像（右画面右）とのデュアル画面を示している。このように、ステップＳ８によって表示される３Ｄ画像の表示画面をデュアル画面とすることで、表示部２９を見る操作者に、走査線毎に又はフレーム毎にフォーカス点を特定して３Ｄ画像を生成している旨を伝えることができる。また、表示部２９に表示された３Ｄ画像の画質が向上された。
【００５９】
また、ステップＳ８に次いで、３Ｄ画像データの生成を終了するか否かを判断する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の判断によってＹｅｓ、すなわち、３Ｄ画像データの生成を終了すると判断された場合、３Ｄ画像データの生成を終了する。一方、ステップＳ１０の判断によってＮｏ、すなわち、３Ｄ画像データの生成を終了しないと判断された場合、ステップＳ１に戻って、次のタイミングにおける３Ｄ画像を構成する第１のフレームの境界線の特定を行なう。
【００６０】
ステップＳ１０からステップＳ１に戻る処理を繰り返すことによって、ステップＳ７では、時間的に複数の３Ｄ画像データ（４Ｄ画像データ）を生成することができる。その場合、ステップＳ８では、４Ｄ画像を動画として表示したり、４Ｄ画像を並列表示したりする。
【００６１】
本発明に係る超音波診断装置１０、超音波画像表示方法及び超音波画像表示プログラムによると、走査線毎にフォーカス点を特定したり、フレーム毎にフォーカス点を特定したりすることで、表示される３Ｄ画像及び４Ｄ画像の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明に係る超音波画像表示方法を示すフローチャート。
【図３】対象部位の境界線を特定する際、表示される２Ｄ画像の一例を示す図。
【図４】対象部位の境界線を特定する際、表示されるボリュームインジケータ画像の一例を示す図。
【図５】３Ｄ画像の表示画面の一例を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１０  超音波診断装置
１１  超音波プローブ
１２  超音波診断装置本体
２０  入力部
２１  境界線特定部
２２  フォーカス点演算部
２３  送信条件決定部
２４  超音波送信部
２５  超音波受信部
２６  画像処理部
２６ａ  Ｂモード処理部
２６ｂ  Ｃモード処理部
２７  表示処理部
２８  境界線表示処理部
２９  表示部
３０  ２Ｄイメージメモリ
３１  ３Ｄ画像処理部
３２  ３Ｄイメージメモリ
【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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