(57)【要約】【課題】  マルチビュー表示する断層像の表示断面を容易に設定する。【解決手段】  実施形態によれば、超音波の送受波を行うプローブと、前記プローブが受波した超音波に基づき３次元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、前記ボリュームデータに含まれる管腔構造物の内部に設定された視点から前記ボリュームデータを投影したフライスルー像を生成するフライスルー像生成手段と、前記フライスルー像に基づく関心点を入力する入力手段と、前記ボリュームデータに基づいて、前記関心点に対応する第１の断面における第１の断層像と、前記第１の断面から所定距離離れた第２の断面における第２の断層像とを生成する断層像生成手段と、前記第１の断層像及び第２の断層像を表示する表示手段とを有することを特徴とする。【選択図】  図８
2012040207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受波を行うプローブと、
前記プローブが受波した超音波に基づき３次元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、
前記ボリュームデータに含まれる管腔構造物の内部に設定された視点から前記ボリュームデータを投影したフライスルー像を生成するフライスルー像生成手段と、
前記フライスルー像に基づく関心点を入力する入力手段と、
前記ボリュームデータに基づいて、前記関心点に対応する第１の断面における第１の断層像と、前記第１の断面から所定距離離れた第２の断面における第２の断層像とを生成する断層像生成手段と、
前記第１の断層像及び第２の断層像を表示する表示手段と
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記第１の断層像、前記第２の断層像に加えて前記フライスルー像を表示するものであって、
前記表示手段は、前記フライスルー像中に前記第１の断面及び前記第２の断面の位置を示すガイドラインを表示する
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】
前記入力手段は、前記フライスルー像上に表示された前記管腔構造物の表面に対して関心点を入力するものであって、
前記断層像生成手段は、前記関心点に対応し、且つ前記関心点の入力された位置における前記管腔構造物の表面と直交する方向に前記第１の断面を設定する
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】
３次元のボリュームデータに含まれる管腔構造物の内部に配置された視点から前記ボリュームデータを投影したフライスルー像を生成するステップと、
前記フライスルー像に基づく関心点を設定するステップと、
前記ボリュームデータ中で、前記関心点に対応する第１の断面における第１の断層像を生成するステップと、
前記第１の断面から所定距離離れた第２の断面における第２の断層像とを生成するステップと
を有することを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【請求項５】
３次元のボリュームデータに含まれる管腔構造物の内部に設定された視点から前記ボリュームデータを投影したフライスルー像を生成する投影像生成手段と、
前記フライスルー像に基づく関心点を設定する関心点設定手段と、
前記ボリュームデータ中で、前記関心点に対応する第１の断面における第１の断層像と、前記第１の断面から所定距離離れた第２の断面における第２の断層像とを生成する断層像生成手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波画像を用いて診断を行う超音波診断装置、超音波診断プログラム、及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された超音波振動子から超音波を被検体に対して送信し、被検体内で生じた反射波（以下、単にエコー信号と記載する）を超音波振動子で受信してエコー信号に基づく超音波画像を生成する装置である。
【０００３】
近年、超音波プローブ内に内蔵された超音波振動子を２次元状に並べて配列し、あるいは１列に並べて配列した超音波振動子をモータによって揺動させることにより、３次元空間をスキャンすることが可能な超音波診断装置が実用化されている。このような超音波診断装置においては、３次元空間をスキャンして得たボリュームデータを用いて、所望の位置の断面について断層像を再構成して表示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９４２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先述したような超音波診断装置を用いて、例えば被検体内の腫瘍などの特定部位を診断する場合を考える。断層像を用いて特定部位周辺の様子を確認するためには、特定部位を中心として所定間隔で並ぶ複数断面の断層像を再構成して、複数断面の断層像を並べて表示する、いわゆるマルチビュー表示が有用である。
【０００６】
ところで、マルチビュー表示を行うにあたっては、複数枚表示される断層像のうち中心となる断面（以下、単に基準断面と記載する）の位置と方向を指定する必要がある。基準断面の位置と方向を指定するためには、例えば任意の断面の断層像をレファレンス面として再構成し、レファレンス像中に直線領域を設定する方法が考えられる。この場合、超音波診断装置は設定された直線領域を通り、レファレンス像に直交する断面を基準断面としてマルチビュー表示を行う。しかし、特定部位が管腔構造物などの内壁面に沿って分布する場合が考えられる。管腔は３次元的に複雑な形状であるため、管腔及び特定部位の位置関係を把握して、特定部位をレファレンス面及びマルチビュー表示の断層像に捉えられるようにレファレンス面の断面を設定することは煩雑な操作を伴っていた。
【０００７】
そこで本開示においては、マルチビュー表示する断層像の表示断面を容易に設定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため実施形態の超音波診断装置は、超音波の送受波を行うプローブと、前記プローブが受波した超音波に基づき３次元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、前記ボリュームデータに含まれる管腔構造物の内部に設定された視点から前記ボリュームデータを投影したフライスルー像を生成するフライスルー像生成手段と、前記フライスルー像に基づく関心点を入力する入力手段と、前記ボリュームデータに基づいて、前記関心点に対応する第１の断面における第１の断層像と、前記第１の断面から所定距離離れた第２の断面における第２の断層像とを生成する断層像生成手段と、前記第１の断層像及び第２の断層像を表示する表示手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するため実施形態の超音波診断装置の制御プログラムは、３次元のボリュームデータに含まれる管腔構造物の内部に配置された視点から前記ボリュームデータを投影したフライスルー像を生成するステップと、前記フライスルー像に基づく関心点を設定するステップと、前記ボリュームデータ中で、前記関心点に対応する第１の断面における第１の断層像を生成するステップと、前記第１の断面から所定距離離れた第２の断面における第２の断層像とを生成するステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するため実施形態の画像処理装置は、３次元のボリュームデータに含まれる管腔構造物の内部に設定された視点から前記ボリュームデータを投影したフライスルー像を生成する投影像生成手段と、前記フライスルー像に基づく関心点を設定する関心点設定手段と、前記ボリュームデータ中で、前記関心点に対応する第１の断面における第１の断層像と、前記第１の断面から所定距離離れた第２の断面における第２の断層像とを生成する断層像生成手段とを有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る超音波診断装置の内部構成を示すブロック図。
【図２】実施形態に係るフライスルー像とボリュームデータの関係を示す図。
【図３】実施形態に係る断層像とボリュームデータの関係を示す図。
【図４】実施形態に係るマルチビュー表示とボリュームデータの関係を示す図。
【図５】実施形態に係るマルチビュー表示時の処理の流れを示すフローチャート。
【図６】実施形態に係るフライスルー像の画面表示例を示す図。
【図７】実施形態に係る関心点設定時の画面表示例を示す図。
【図８】実施形態に係る基準断面設定時の画面表示例を示す図。
【図９】実施形態に係るマルチビュー表示時の画面表示例を示す図。
【図１０】実施形態に係るマルチビューの各断面の位置関係を示す図。
【図１１】実施形態に係る別の表示断面におけるマルチビュー表示時の画面表示例を示す図。
【図１２】実施形態に係る基準断面移動時の画面表示例を示す図。
【図１３】実施形態に係る別の基準断面移動時の画面表示例を示す図。
【図１４】実施形態に係るマルチビュー表示時のレファレンス像の画面表示例を示す図。
【図１５】実施形態に係るマルチビュー表示時の別のレファレンス像の画面表示例を示す図。
【図１６】実施形態に係る別のフライスルー像の画面表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（超音波診断装置１の構成）
以下、本開示の実施例について図面を参照して説明する。図１は、各実施例に係る超音波診断装置１の内部構成を示したブロック図である。超音波診断装置１は、システム制御部１０とプローブ２０とを組み合わせることにより構成される。
【００１３】
システム制御部１０は、操作部１１、記憶部１２、表示部１３、投影像生成部１４、断層像生成部１５、ボリュームデータ生成部１６、送受信部１７、Ｂモード処理部１８、ドプラ処理部１９から構成される。システム制御部１０は各構成要素へ制御命令を出力し、超音波診断装置１を統括的に制御する。なお、本発明におけるシステム制御部１０の構成はこれに限られるものではなく、適宣構成要素を追加しても構わないし、超音波診断装置１の外部に接続した処理装置が構成要素の幾つかの役割を果たすものであっても構わない。
【００１４】
プローブ２０は、システム制御部１０に接続される部材である。プローブ２０は超音波振動子２１を内蔵し、送受信部１７から出力された駆動信号に基づいて超音波振動子２１を駆動するよう制御する。
【００１５】
超音波振動子２１は、プローブ２０を介して入力された駆動信号に基づいて超音波を発生し、また被検体から反射された超音波を受信して電気信号に変換する部材である。超音波振動子２１は超音波を受信することにより生じた電気信号（以下、単にエコー信号と記載する）を送受信部１７へと出力する。
【００１６】
なお、本実施例におけるプローブ２０は、例えばメカ４Ｄプローブ（機械式３次元プローブ）あるいは２Ｄアレイプローブ（マトリクスアレイプローブ）などにより構成され、超音波振動子２１が送受信する超音波の指向性を２次元方向に対して制御するよう構成される。メカ４Ｄプローブは、まず超音波振動子２１を１次元方向に配列し、配列方向に対して直交する向きに超音波振動子２１を揺動させるモータを取り付ける。そして、モータを駆動させながら超音波振動子２１を駆動することにより、超音波の指向性を２次元方向に対して制御するプローブである。一方２Ｄアレイプローブは、超音波振動子２１を例えば碁盤目状に２方向に沿って配列する。各超音波振動子２１の駆動タイミングなどを制御することにより超音波の指向性を２次元方向に対して制御するプローブである。なお、本実施形態の構成はこれに限られるものではなく、プローブ２０はメカ４Ｄプローブ若しくは２Ｄアレイプローブと異なる任意の方式により３次元空間をスキャンするものであっても構わない。例えば、超音波振動子２１を１次元方向に配列して２次元平面をスキャンするプローブ２０において、プローブ２０を手動で移動させながらスキャンを行うことにより３次元空間をスキャンしても構わない。
【００１７】
送受信部１７は、プローブ２０が受信したエコー信号を処理するアンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを備える。アンプ回路は、プローブ２０が受信したエコー信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器へ出力する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅されたエコー信号の受信指向性を決定するために必要な遅延時間をエコー信号に与え、加算器へと出力する。加算器は遅延時間を与えられたエコー信号を加算することで、超音波を送信するスキャンラインに対応したエコー信号を得る。送受信部２１はスキャンラインに対応したエコー信号をＢモード処理部１８あるいはドプラ処理部１９へと出力する。また送受信部１７は、超音波振動子２１を駆動し超音波を送信するための駆動信号を超音波プローブ２０へと出力する。
【００１８】
Ｂモード処理部１８は、送受信部１７が出力したエコー信号の振幅強度に応じて変化するＢモード信号を生成する。Ｂモード処理部１８は生成したＢモード信号をボリュームデータ生成部１６へ出力する。
【００１９】
ドプラ処理部１９は、エコー信号の周波数遷移を検出して、組織あるいは血流の移動速度を抽出したドプラ信号を生成する。ドプラ処理部１９はドプラ信号をボリュームデータ生成部１６へ出力する。
【００２０】
ボリュームデータ生成部１６は、Ｂモード処理部１８あるいはドプラ処理部１９から出力されたＢモード信号やドプラ信号に基づいて、３次元のボリュームデータを生成する。ボリュームデータは、ボクセルと呼ばれる３次元の単位領域を組み合わせて構成されるデータである。プローブ２０がメカ４Ｄプローブである場合には、ボリュームデータ生成部１６は、エコー信号を受信した時点におけるモータの揺動角度と、エコー信号に対応する深さ方向の距離に応じてボクセルの位置を特定し、位置を特定したボクセルへＢモード信号あるいはドプラ信号のマッピングを行う。一方プローブ２０が２Ｄアレイプローブである場合には、ボリュームデータ生成部１６は、エコー信号を受信した超音波振動子２１の配列位置と、エコー信号に対応する深さ方向の距離に応じてボクセルの位置を特定し、位置を特定したボクセルへＢモード信号あるいはドプラ信号のマッピングを行う。ボリュームデータ生成部１６はボリュームデータを生成すると、これを投影像生成部１４及び断層像生成部１５へと出力する。
【００２１】
投影像生成部１４は、ボリュームデータをレンダリング処理した投影像を生成する処理部である。投影像の生成は、例えば以下の手順により行われる。まず、投影像生成部１４はボリュームデータの３次元空間中に視点、視線方向、及び表示方向を設定する。次に、投影像生成部１４は視点と視線方向に基づく投影像の投影面を算出し、ボリュームデータの３次元空間中に設定する。次に、投影像生成部１４は視点と投影面とを結ぶ直線上にある各ボクセルのボクセル値を調べ、所定の透過閾値を超えるボクセルの内、最も視点に近いボクセルのボクセル値を抽出して投影面にマッピングする。このボクセル値の抽出及びマッピングを投影面の各画素について行うことで、投影像生成部１４は投影像の生成を行う。以上の処理により、投影像はボリュームデータの３次元空間内において、透過閾値を超える値を持つ構造物を設定された視点から視線方向に沿って眺めた画像として得られる。
【００２２】
また、投影像生成部１４は投影像の一態様として、管腔状の構造物において管腔の内側に視点を設定した投影像を生成する機能を持つ。以下、管腔の内側に視点を設定した投影像のことを総称してフライスルー像として記載する。以下の実施例においては、投影像生成部１４は投影像としてフライスルー像を生成するものとして述べる。なお、投影像生成部１４が生成する投影像の種類はこれに限られるものではなく、任意の視点からボリュームデータを投影した投影像をフライスルー像の代わりに用いても構わない。図２はフライスルー像とボリュームデータとの関係を示す図である。ボリュームデータの３次元空間中には管状の構造物１００が存在し、構造物１００はスキャンの際に、音響インピーダンスの際に基づいて透過閾値を超える強度のエコー信号を反射するものとする。投影像生成部１４は例えば構造物１００の内側に視点を設定し、構造物１００に沿った方向に視線方向を設定することにより、構造物１００の管内部に内視鏡を挿入して撮影された画像のような、構造物１００の内壁面を投影したフライスルー像が得られる。構造物１００の内壁面を投影するフライスルー像を用いることにより、例えば構造物１００の内壁面に腫瘍などの特定部位１０１が存在する場合に、超音波診断装置１の使用者は特定部位１０１が内壁面に沿って存在することを容易に確認することができる。
【００２３】
また、投影像生成部１４は、フライスルー像の生成に必要な視点及び視線方向の設定を容易に行うために、管腔の輪郭を抽出する機能を備える。管腔輪郭の抽出は、例えばボリュームデータの３次元空間中で、所定の透過閾値を超えるボクセル値を持つボクセルと、透過閾値以下のボクセル値を持つボクセルとの境界に存在するボクセルを輪郭として抽出することにより行われる。例えば図２に示すような構造物１００がボリュームデータの３次元空間中に存在する場合には、投影像生成部１４は構造物１００の内壁面及び外壁面を輪郭として抽出する。投影像生成部１４は輪郭に囲まれた領域を管腔の内部であると認識して、輪郭に囲まれた領域内部の所定の位置に視点を設定する。更に投影像生成部１４は、抽出された管腔輪郭に基づいて、管腔の中心線を算出する機能を備える。管腔中心線の抽出は、例えば管腔内部に設定した関心点と、関心点から所定の範囲内にある内壁面各点との距離を算出し、この各点との距離が均等に分布する位置を中心点として採用する。この中心点の算出を管腔内部の各座標について行うことで中心点の集合を算出し、中心点の集合を中心線として設定することにより行われる。なお、中心線の算出はここで挙げた方法に限られるものではなく、所定の断面において環状の輪郭が検出された際に環の中心座標を中心点として算出し、各断面について同様の中心点の算出を行うことで、中心点の集合を中心線として設定するなど、種々の方法を用いるものであって構わない。投影像生成部１４は中心線を算出すると、視線方向を中心線に沿った方向に設定する。
【００２４】
以上に述べた動作により、投影像生成部１４は構造物１００の輪郭を検出し、構造物１００の内部に視点を設定すると共に、構造物１００の管の中心線に沿って視線方向を設定して、フライスルー像を生成する。投影像生成部１４はフライスルー像を生成すると、これを記憶部１２及び表示部１３へと出力する。
【００２５】
断層像生成部１５は、ボリュームデータをレンダリング処理した断層像を生成する処理部である。断層像の生成は、例えば以下の手順により行われる。まず、断層像生成部１５はボリュームデータの３次元空間中に断層像を生成する断面の位置及び方向を設定する。次に、断層像生成部１５は断面の位置及び方向に基づいて、ボリュームデータ中の断面と対応する座標に存在するボクセルのボクセル値を抽出する。次に、断層像生成部１５は抽出したボクセル値を断層像にマッピングする。このボクセル値の抽出及びマッピングを断面上の各座標について行うことで、断層像生成部１５は断層像の生成を行う。図３は断層像とボリュームデータとの関係を示す図である。断層像生成部１５は、断層像を生成する断面を、観察を行う領域に併せて任意に設定する。断層像生成部１５は、例えばプローブ２０がメカ４Ｄプローブにより構成されるとき、超音波振動子２１の並べられた方向（図２中のｘ方向）に沿う断面をＡ面、超音波振動子２１が揺動する方向（図２中のｙ方向）に沿う断面をＢ面、Ａ面及びＢ面に直交する断面をＣ面として、各面における断層像を生成する。図３に示すように、断面を変化させた複数の断層像を用いることにより、超音波診断装置１の使用者は３次元的な位置関係を容易に把握することができる。断層像生成部１５は断層像を生成すると、これを記憶部１２及び表示部１３へと出力する。
【００２６】
また、断層像生成部１５は断層像生成の一態様として、複数の断面について断層像を生成し、生成した各断層像を表示部１３に並べて表示させるマルチビュー表示を行う機能を持つ。図４は、Ａ面におけるマルチビュー表示の各断面とボリュームデータとの関係を示す図である。断層像生成部１５は、例えば入力部１１によって指定された断面を基準断面として、基準断面と平行で且つ基準断面から所定の間隔ずつ離れた複数の断面について断層像を生成する。断層像生成部１５は複数の断層像を生成するとこれを表示部１３へと出力する。所定間隔ずつ離れた複数の断層像を一度に並べて表示することにより、超音波診断装置１の使用者は３次元的な位置関係を容易に把握することができる。
【００２７】
表示部１３は、例えばＬＣＤ（Ｌｕｃｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイやブラウン管ディスプレイなどの任意ディスプレイにより構成される。表示部１３は、画像処理部部１５から出力された種々の画像を表示する。あるいは、超音波画像生成部１５が画像を表示する際の表示パラメータや、プローブ２０が超音波を送受信する際のパラメータなどを表示する。
【００２８】
記憶部１２は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ、及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）などから構成される記憶媒体である。記憶部１２はボリュームデータ生成部１６が生成したボリュームデータや、あるいは断層像生成部１５が生成した種々の画像などを記憶する。
【００２９】
操作部１１は、例えば機械的なボタン、ダイヤル、トラックボール、スライダやホイールなどの種々の操作デバイスを用いて構成され、使用者が行った入力を電気信号に変換してシステム制御部１０へ出力する部材である。操作部１１は入力に応じて、例えば送受信部１７に超音波の送受信の開始・停止を指示する指示信号や、画像処理部１５が画像を生成するモードを切り替える指示信号、及び後述するフライスルー像の表示において表示座標や表示方向を操作する指示信号、マルチビュー表示において基準となる断面を移動し、あるいは選択する指示信号などの種々の指示信号を出力する。
【００３０】
（マルチビュー表示の流れ）
先に述べた各構成要素に基づいて、超音波診断装置１はフライスルー像の表示及びマルチビュー表示を行う。図５は、フライスルー像の表示及びマルチビュー表示を行う際の超音波診断装置１の処理の流れを示したフローチャートである。以下、図５に沿って処理の流れについて述べる。
【００３１】
まず、超音波診断装置１の使用者が診断を開始する（ステップ２０００）と、制御部１０は超音波プローブ２０によりスキャンを行って、被検体のボリュームデータを収集する（ステップ２００１）。被検体のボリュームデータの収集は、超音波振動子２１の超音波送受信方向と被検体の診断部位とを一致させた状態で、送受信部１７が超音波振動子２１に超音波を送信させ、またエコー信号の収集を行わせる。そして、Ｂモード処理部１８あるいはドプラ処理部１９がエコー信号を信号処理し、ボリュームデータ生成部１６が信号処理されたエコー信号に基づいてボリュームデータを生成することにより行われる。なお本実施例においては図２に示したものと同様に、スキャン範囲中に管状の構造物１００と、構造物１００の内壁面に特定部位１０１が存在するものとする。また、本実施例においてはＢモード処理部１８が信号処理を行ったエコー信号に基づいてボリュームデータの生成を行う場合を挙げて説明を行うが、ドプラ処理部１９による信号処理や、その他の任意の信号処理が施されたエコー信号に基づいてボリュームデータを生成するものであっても構わない。また、本実施例においては超音波振動子２１のスキャン範囲全体にわたってボリュームデータ生成部１６がボリュームデータを生成するものとして説明を行う。しかし、ボリュームデータの生成範囲はこれに限られるものではなく、例えば処理速度の向上のため、入力部１１がスキャン範囲の内の一部を指定し、ボリュームデータ生成部１６が指定された領域内におけるボリュームデータを収集するものであっても構わない。
【００３２】
ボリュームデータ生成部１６がボリュームデータを生成すると、断層像生成部１５は例えばボリュームデータの中心を通るＡ面、Ｂ面、及びＣ面の断層像を生成し、表示部１３に表示する（ステップ２００２）。断層像生成部１５が表示部１３に各断層像を表示すると、投影像生成部１４はボリュームデータに含まれる構造物１００の輪郭抽出を行う（ステップ２００３）。スキャン範囲中に管腔状の構造物が含まれていなかった場合などで、投影像生成部１４が輪郭を抽出できなかった場合には、表示部１３に輪郭の抽出が行えなかった旨を示すエラーメッセージを表示して処理を終了する動作を行っても構わない。
【００３３】
投影像生成部１４は構造物１００の輪郭抽出を行うと、入力部１１によるフライスルー像の視点、視線方向、及び表示方向の設定を待ち受ける（ステップ２００４）。図６は、視点、視線方向、及び表示方向の設定を行う際の表示部１３における画面表示例を示す図である。投影像生成部１４は、ステップ２００３において抽出した管腔輪郭及び中心線に基づいて、視点、視線方向、及び表示方向の初期値を設定する。投影像生成部１４は、例えば中心線上の所定の点に視点を設定し、視線方向を中心線に沿う方向として設定し、表示方向をボリュームデータの深さ方向（図２中のｚ方向）が上向きとなるように初期値の設定を行う。投影像生成部１４は視点、視線方向及び表示方向の初期値の設定を行うと、これらの初期値に基づいてフライスルー像の生成を行い、表示部１３に表示された各断層像と並べてフライスルー像を表示する。表示部１３はフライスルー像を表示すると共に、各断層像中に視点、視線方向、及び表示方向を示すマーカ２００を表示する。マーカ２００は例えば、視点を表す球体に、視線方向及び表示方向を示す矢印を重畳表示することにより表される。なお、マーカ２００の形状はこれに限られるものではなく、例えば視点を中心とし視線方向を頂点とする四角錐や、その他の任意の表示方法を用いて視点、視線方向及び表示方向を表すものであっても構わない。使用者は入力部１１を用いて、表示部１３の各断層像中に表示されたマーカ２００、あるいは各断層像を生成する断面を移動させて、視点、視線方向及び表示方向を初期値から変更する。視点、視線方向及び表示方向の変更に伴って、投影像生成部１４はフライスルー像を再生成して表示部１３に表示する。
【００３４】
入力部１１を用いてマーカ２００あるいは断面を移動させる際に、投影像生成部１４は構造物１００の中心線に沿って視点を移動させるようにマーカ２００及び断面の移動を制御する。投影像生成部１４が中心線に沿って視点を移動させることにより、表示されるフライスルー像は構造物１００を構成する管に沿って移動する。これにより、使用者は管腔の始点から終点まで内壁面をくまなく観察し、内壁面に分布する特定部位１０１を容易に発見することができる。使用者は、フライスルー像中に特定部位１０１を表示する位置に視点、視線方向及び表示方向を設定する。
【００３５】
入力部１１による視点、視線方向及び表示方向の設定が行われると、入力部１１は使用者による関心点２０１の設定を待ち受ける（ステップ２００５）。図７は、関心点２０１の設定を行う際の表示部１３における画面表示例を示す図である。使用者は入力部１１を用いて、フライスルー像に表示された特定部位１０１上に関心点２０１を設定する。関心点２０１は、例えば十字形状の図形によって表示される。なお、関心点２０１の形状はこれに限られるものではなく、円形の図形など任意の表示方法によって表されるものであっても構わない。
【００３６】
入力部１１によって関心点２０１が設定されると、投影像生成部１４は設定された関心点２０１がボリュームデータの３次元空間上のどの座標にあるかを算出する。関心点２０１の座標の算出は、例えば投影像生成部１４が、関心点２０１が設定された画素を投影するボクセルの座標を算出することにより行われる。投影像生成部１４が関心点２０１の座標を算出すると、断層像生成部１５は算出された座標に対応する３つの断面の位置及び方向を設定し、それぞれの断面についての断層像を生成し、各断層像を表示部１３に並べて表示する（ステップ２００６）。図８は、生成された各断層像の表示部１３における画面表示例を示す図である。３つの断面は、具体的には次のようにして設定される。第１の断面（以下、単にＤ面と記載する）は、関心点２０１を含み、フライスルー像の投影面に平行な方向の断面として設定される。なお、Ｄ面の方向はこれに限られるものではなく、例えば関心点２０１と、関心点２０１に最も近い位置にある中心線の１点を通る断面をＤ面の方向としても構わない。第２の断面（以下、単にＥ面と記載する）は、関心点２０１及び中心線のうち任意の点を含み、且つ関心点２０１が設定された座標における、構造物１００の内壁面に直交する方向の断面として設定される。第３の断面（以下、単にＦ面と記載する）は、中心線のうち任意の点を含み、第１の断面及び第２の断面に直交する方向の断面として設定される。断層像生成部１５は３つの断面の位置及び方向を設定すると、表示部１３に表示されたフライスルー像上に断面の位置及び方向を示すガイドライン２１０、２１１、２１２を表示する。ガイドライン２１０、２１１、２１２は、例えば図８に示すように構造物１００の内壁面に沿う線として表示される。
【００３７】
断層像生成部１５がＤ面、Ｅ面及びＦ面における断層像を生成して表示すると、入力部１１はマルチビュー表示における基準断面の位置及び方向の選択を待ち受ける（ステップ２００７）。基準断面の位置及び方向の選択は、具体的には使用者が入力部１１を用いて、表示されたＤ面、Ｅ面及びＦ面の断層像のいずれかを選択するか、あるいはフライスルー像上に表示されたガイドライン２１０、２１１、２１２のいずれかを選択することにより行われる。
【００３８】
入力部１１により断層像のいずれか、もしくはガイドライン２１０、２１１、２１２のいずれかの選択が行われると、断層像生成部１５は選択された断層像あるいはガイドライン２１０、２１１、２１２に対応する断面を基準断面として設定する。断層像生成部１５は基準断面を設定すると、基準断面を中心として所定距離ずつ離れた複数の断面を設定する。断層像生成部１５は複数の断面を設定すると、それぞれの断面について断層像を生成し、生成した断層像を並べて表示部１３に表示するマルチビュー表示を行う（ステップ２００８）。図９は、図８におけるＤ面の断層像、もしくはガイドライン２１０を選択した際の、マルチビュー表示における表示部１３の画面表示例を示す図である。断層像生成部１５が複数の断層像を並べて表示部１３に表示すると共に、投影像生成部１４は並べられた断層像の例えば上部にはフライスルー像を表示し、更にフライスルー像中にガイドライン２１０、２１１、２１２、及びマルチビュー表示の各断面の位置を示すガイドライン２２０を重畳して表示する。ガイドライン２１０、２１１、２１２とガイドライン２２０とが重なって表示されている領域については、投影像生成部１４はガイドライン２１０、２１１、２１２の線の太さを太くするなどして強調表示する。断層像生成部１５はフライスルー像の他に、ステップ２００７で選択されなかったＥ面及びＦ面の断層像を表示し、Ｅ面及びＦ面の断層像中にガイドライン２２０を重畳して表示しても構わない。マルチビュー表示した断層像と、ガイドライン２２０を重畳して表示したフライスルー像とを並べて表示することにより、使用者は特定部位１０１の位置をフライスルー像によって確認しながら、マルチビュー表示した各断面による特定部位１０１の観察を行うことができる。また、フライスルー像中にガイドライン２２０を重畳して表示することにより、使用者はフライスルー像中で、マルチビュー表示した各断面と特定部位１０１との位置関係を容易に把握することができる。
【００３９】
図１０に、構造物１００、関心点２０１とマルチビュー表示される複数の断面との位置関係を示す。ステップ２００８の説明では、断層像生成部１５は基準断面を中心として所定距離ずつ離れた位置に断面を設定すると述べた。断面の設定についてより詳しく述べると、図１０（ａ）に示すように、断層像生成部１５は関心点２０１によって基準断面の位置が設定されると、関心点２０１を通り且つフライスルー像の投影面に平行な方向の断面を基準断面として設定する。断層像生成部１５は基準断面を設定すると、基準断面と平行な方向で、且つ基準断面から所定間隔離れた位置に別の断面を設定する。更に、断層像生成部１５は基準断面からの距離が異なる位置に、複数の断面を設定する。これにより、断層像生成部１５は基準断面と平行な方向の複数の断面を設定することとなる。
【００４０】
なお、本実施例における複数の断面の設定方法はこれに限られるものではない。図１０（ｂ）に複数の断面の、別の設定方法を示す。図１０（ｂ）は、断層像生成部１５が構造物１００の中心線に沿って複数の断面を設定する例を示している。断層像生成部１５は基準断面が設定されると、構造物１００の中心線上で基準断面から所定距離だけ離れた位置を含み、且つ当該位置の中心線の方向に直交する方向の断面を設定する。更に、断層像生成部１５は基準断面から中心線上の距離が異なる位置に、複数の断面を設定する。これにより、断層像生成部１５は構造物１００に沿って複数の断面を設定することができる。
【００４１】
図１１は、ステップ２００８においてＥ面の断層像、若しくはガイドライン２１１を選択した際の、マルチビュー表示における表示部１３の画面表示例を示す図である。断層像生成部１５は複数の断層像を並べて表示部１３に表示する共に、投影像生成部１４はフライスルー像中にＥ面に沿った複数のガイドライン２２０、及びガイドライン２１０、２１１、２１２を重畳して表示する。断層像生成部１５は、フライスルー像とは別に、マルチビュー表示の断面として選択されたなかったＤ面及びＦ面の断層像を表示し、Ｄ面及びＦ面の断層像中にガイドライン２２０を重畳して表示しても構わない。
【００４２】
投影像生成部１４及び断層像生成部１５はマルチビュー表示を行うと、入力部１１による基準断面の再設定を待ち受ける（ステップ２００９）。図１２は、Ｄ面をマルチビュー表示の基準断面として設定した際に、構造物１００の中心線に沿って基準断面の奥行きを移動させる場合の表示部１３の画面表示例を示す図である。図１２においては、作図の都合上フライスルー像に並べて表示されるマルチビュー表示された断層像や、ガイドライン２２０の重畳表示されたＥ面、Ｆ面を省略して示す。ステップ２００８及び図９を用いて説明したマルチビュー表示において、入力部１１は基準断面を変更するための入力を待ち受ける（ステップ２０１０）。基準断面を変更するための入力は、例えばフライスルー像に重畳表示されたガイドライン２１０、２１１、２１２を選択し、このガイドライン２１０、２１１、２１２の位置を移動させることにより行われる。例えば図１２に示すように、ガイドライン２１０を手前側に移動させることで、基準断面の位置も手前側に移動する。断層像生成部１５は基準断面が変更されると（ステップ２０１０のＹＥＳ）、マルチビュー表示する各断面の位置を再設定して断層像の生成を再度行って、マルチビュー表示を行う（ステップ２００８）。投影像生成部１４及び断層像生成部１５は断層像の生成に合わせて、フライスルー像やＥ面及びＦ面の断層像中に重畳表示されたガイドライン２２０の位置を更新して表示する。以上の動作により、使用者はマルチビュー表示された断層像中に特定部位１０１が表示されなかった場合であっても、フライスルー像を用いて基準断面の位置を容易に再設定することができる。
【００４３】
図１３は、Ｅ面をマルチビュー表示の基準断面として設定した際に、構造物１００の中心線を軸として基準断面を回転させる場合の表示部１３の画面表示例を示す図である。中心線を軸として基準断面を回転させることにより、内壁面に沿った基準断面の設定を容易に行うことができる。なお、図１３においてはＥ面を基準断面とする例を示したが、Ｆ面においても同様の手法により基準断面を変更するものであっても構わない。また、フライスルー像中に表示されたガイドライン２１０、２１１、２１２を用いて基準断面を再設定する動作について説明したが、フライスルー像と共に表示されるガイドライン２２０の重畳表示された断層像に対して、入力部１１を用いてガイドライン２２０を移動させることによりマルチビュー表示の各断面の位置を移動させる制御を行っても構わない。
【００４４】
使用者はマルチビュー表示された各断面及びフライスルー像を確認して構造物１００及び特定部位１０１の診断を行うと、処理を終了する（ステップ２００９）。以上に述べた一連の処理により、使用者はフライスルー像を用いて特定部位１０１の位置を確認し、特定部位１０１を含む位置に容易に関心点２０１を設定することができる。また、関心点２０１に基づいて断層像生成部１５がＤ面、Ｅ面及びＦ面の断層像を表示し、使用者はこれらの断面を基にマルチビュー表示を行う断面の方向を設定することにより、マルチビュー表示される断面の方向を事前に確認して設定することができる。
【００４５】
（マルチビュー表示における断層像生成範囲の表示）
先の実施例においては、フライスルー像あるいは断層像中に断層像に対応した線を複数表示するガイドライン２２０を重畳表示することで、マルチビュー表示された断層像の各断面の位置を示す動作について述べた。しかし、各断面の位置を示す方法はこれに限られるものではない。
【００４６】
図１４は、マルチビュー表示された断層像の断面の分布を示す、表示部１３の別の画面表示例を示す図である。図１４においては図面を分かりやすく示すため、ガイドライン２１１、２１２については表示を省略する。断層像生成部１５はステップ２００７において入力部１１による基準断面の設定が行われると、基準断面に基づいてマルチビュー表示を行う複数の断面の位置を設定する。断層像生成部１５は複数の断面の位置を設定すると、両端の断面の位置を投影像生成部１４に出力する。投影像生成部１４は両端の断面に基づいて、マルチビュー表示された断層像の断面の分布を示すガイドライン２３０を表示する。ガイドライン２３０は具体的には、両端の断面によって挟まれる構造物１００の内壁面を色付けして表示する図形により構成される。使用者はガイドライン２３０を視認することにより、マルチビュー表示された断層像の断面の分布を容易に視認することができる。
【００４７】
図１５は、Ｄ面においてマルチビュー表示された断層像のうち、基準断面が何枚目の断層像に対応する位置にあるかを示す、表示部１３の別の画面表示例を示す図である。図１５においては図面を分かりやすく示すため、ガイドライン２１１、２１２については表示を省略する。断層像生成部１５はステップ２００７において入力部１１による基準断面の設定が行われると、基準断面に基づいてマルチビュー表示を行う複数の断面の位置を設定する。断層像生成部１５がマルチビュー表示を行うとともに、投影像生成部１４はフライスルー像中に基準断面の位置を示すガイドライン２１０と、マルチビュー表示される複数の断面の位置を示すガイドライン２２０を重畳表示する。そして、投影像生成部１４は各ガイドラインに加えて、基準断面がマルチビュー表示された断面のうち何枚目の断面に相当するかを示すインジケータ２４０を表示する。インジケータ２４０は例えば、フライスルー像の左上側に表示される、画像が重なっている様に見せかけるための直線として表示される。例えば図１５に示す表示例においては、インジケータ２４０が表示されることにより、使用者にとってはフライスルー像が４枚重なっているかのように視認される。使用者はこのインジケータ２４０により、表示された基準断面が複数断面のうち４枚目の位置に対応することを容易に視認することができる。
【００４８】
図１６は、Ｄ面においてマルチビュー表示された断層像のうち、基準断面の表示位置における断層像をフライスルー像の背景として表示する、表示部１３の別の画面表示例を示す図である。図１６においては図面を分かりやすく示すため、ガイドライン２１１、２１２については表示を省略する。断層像生成部１５はステップ２００７において入力部１１による基準断面の設定が行われると、基準断面に基づいてマルチビュー表示を行う複数の断面の位置を設定する。断層像生成部１５は各断面の位置を設定すると、断層像生成部１５がマルチビュー表示を行うとともに、基準断面における断層像を投影像生成部１４に出力する。投影像生成部１４は基準断面における断層像を、フライスルー像に表示された構造物１００の背景として重畳表示する。使用者は重畳表示された断層像を確認することにより、スキャン範囲内における基準断面の位置を容易に把握することができる。
【００４９】
以上の実施例によれば、超音波診断装置１はフライスルー像中に関心点２０１を設定することでマルチビュー表示の各断面の位置及び方向を設定する。これにより、構造物１００の内壁面に分布する特定部位１０１の位置を把握して、マルチビュー表示の断面に特定部位１０１が含まれるように各断面の位置を設定することが容易に行える。
【００５０】
また、以上の実施例によれば、超音波診断装置１はフライスルー像中にガイドライン２１０、２１１、２１２を表示し、またＤ面、Ｅ面及びＦ面を断面とする断層像を表示して、ガイドライン２１０、２１１、２１２及び各断層像を選択することでマルチビュー表示における断面の方向を設定する。これにより、マルチビュー表示される断面に特定部位１０１が分布することを予め確認して、診断に容易な断面の方向を設定することができる。
【００５１】
また、以上の実施例によれば、超音波診断装置１はマルチビュー表示された各断面の位置を示すガイドライン２２０をフライスルー像中に重畳して表示する。これにより、特定部位１０１の位置を把握しやすいフライスルー像中で、各断面がどのように位置しているのかを容易に把握することができる。
【００５２】
以上に本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１      超音波診断装置
１０    システム制御部
１１    入力部
１２    記憶部
１３    表示部
１４    投影像生成部
１５    断層像生成部
１６    ボリュームデータ生成部
１７    送受信部
１８    Ｂモード処理部
１９    ドプラ処理部
２０    超音波プローブ
２１    超音波振動子
１００  構造物
１０１  特定部位
２００  マーカ
２０１  関心点
２１０  ガイドライン
２１１  ガイドライン
２１２  ガイドライン
２２０  ガイドライン
２３０  インジケータ
【図１】
2012040207.tif 000003
【図２】
2012040207.tif 000004
【図３】
2012040207.tif 000005
【図４】
2012040207.tif 000006
【図５】
2012040207.tif 000007
【図６】
2012040207.tif 000008
【図７】
2012040207.tif 000009
【図８】
2012040207.tif 000010
【図９】
2012040207.tif 000011
【図１０】
2012040207.tif 000012
【図１１】
2012040207.tif 000013
【図１２】
2012040207.tif 000014
【図１３】
2012040207.tif 000015
【図１４】
2012040207.tif 000016
【図１５】
2012040207.tif 000017
【図１６】
2012040207.tif 000018