(57)【要約】【課題】奥行き方向を持つ２つの画像を同時に表示する際に、より正確で高精度な位置合わせを行うことができる、超音波診断装置および医用画像処理装置を提供する。【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、超音波画像上で指定された目印を含む第１のボリュームデータを収集する収集部と、参照画像上で指定された目印を含む第２のボリュームデータを抽出する抽出部と、前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータとを照合して、その差分に基づいて変換データを生成する生成部と、前記変換データを用いて、前記第２のボリュームデータを前記第１のボリュームデータの位置に変換し、位置を合わせる変換部と、を備える。【選択図】  図１
2017225544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像上で指定された目印を含む第１のボリュームデータを収集する収集部と、
参照画像上で指定された目印を含む第２のボリュームデータを抽出する抽出部と、
前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータとを照合して、その差分に基づいて変換データを生成する生成部と、
前記変換データを用いて、前記第２のボリュームデータを前記第１のボリュームデータの位置に変換し、位置を合わせる変換部と、
を備える超音波診断装置。
【請求項２】
前記生成部は、
前記目印を含む前記第１のボリュームデータにおける解剖学的特徴構造と、前記目印を含む前記第２のボリュームデータにおける解剖学的特徴構造とを照合して、前記変換データを生成する
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記生成部は、
前記第１のボリュームデータが前記第２のボリュームデータとの照合に必要なデータ量を有していない場合、前記超音波画像の前記第１のボリュームデータが不足している旨を操作者に報知する
請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記生成部は、
前記超音波画像の前記第１のボリュームデータが不足している場合、その不足している前記超音波画像の前記第１のボリュームデータの方向を報知する
請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータは、
前記目印の周辺の解剖学的特徴構造も含むボリュームデータである
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータは、
前記目印を中心としたボリュームデータである
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記第１のボリュームデータは、血管を含み、
前記第２のボリュームデータは、血管造影により得られた血管を含み、
前記生成部は、
前記第１のボリュームデータにおける前記血管と、前記第２のボリュームデータにおける前記血管とに基づいて、前記変換データを生成する
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記第１のボリュームデータは、
カラードップラ法により生成される
請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータは、それぞれ骨を含み、
前記生成部は、
前記第１のボリュームデータにおける前記骨と、前記第２のボリュームデータにおける前記骨とに基づいて、前記変換データを生成する
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記生成部は、
前記第１のボリュームデータの前記骨の表面の形状と、前記第２のボリュームデータの前記骨の表面の形状とに基づいて、前記変換データを生成する
請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記変換部は、
前記超音波画像と一致する前記参照画像の断層像を、前記超音波画像を生成するための超音波プローブの傾きに追従して、前記超音波画像とともに表示させる
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
第１の画像上で指定された目印を含む第１のボリュームデータを抽出する第１の抽出部と、
第２の画像上で指定された目印を含む第２のボリュームデータを抽出する第２の抽出部と、
前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータとを照合して、その差分に基づいて変換データを生成する生成部と、
前記変換データを用いて、前記第２のボリュームデータを前記第１のボリュームデータの位置に変換し、位置を合わせる変換部と、
を備える医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置および医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医用画像診断装置として、超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、被検体の体内を示す体内画像を生成し、医師や検査技師などがその体内画像について読影を行う装置である。
【０００３】
このような超音波診断装置において、過去に被検体の体内を撮影した超音波画像以外の画像、例えば、ＣＴ装置やＭＲＩ装置で撮像された画像を参照画像として、この参照画像とこれから被検体の検査を行う超音波画像とを同時に表示する検査方法が検討されている。例えば、３次元画像データに基づく撮影済みの３次元画像の参照画像と、その参照画像に対応する超音波画像を、それぞれ同時に表示することが考えられている。
【０００４】
しかしながら、表示される参照画像と超音波画像は、ともに２次元的な平面画像として表示されるため、平面的な位置合わせを行うことができても、奥行き方向に関しては位置合わせを行うことが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４４５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、奥行き方向を持つ２つの画像を同時に表示する際に、より正確で高精度な位置合わせを行うことができる、超音波診断装置および医用画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の超音波診断装置は、超音波画像上で指定された目印を含む第１のボリュームデータを収集する収集部と、参照画像上で指定された目印を含む第２のボリュームデータを抽出する抽出部と、前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータとを照合して、その差分に基づいて変換データを生成する生成部と、前記変換データを用いて、前記第２のボリュームデータを前記第１のボリュームデータの位置に変換し、位置を合わせる変換部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態の超音波診断装置の概略の構成の一例を示した概略構成図。
【図２】本実施形態に係る超音波診断装置が、位置合わせ処理を行って参照画像と超音波画像とを同期させて表示する処理を示したフローチャート。
【図３】本実施形態に係る超音波診断装置が、ＣＴ画像とＵＬ画像とをディスプレイに表示させている例を示す説明図。
【図４】本実施形態に係る超音波診断装置の処理回路が、超音波ボリュームデータから第１のボリュームデータを収集する概念を示した説明図。
【図５】本実施形態に係る超音波診断装置の処理回路が、ＣＴボリュームデータから第２のボリュームデータを抽出する概念を示した説明図。
【図６】第１のボリュームデータが照合に必要なデータ量を有していない場合の概念を示した説明図。
【図７】ディスプレイに被検体のモデルを表示し、操作者に対し超音波プローブを方向に沿って超音波スキャンを実行させることを促す例を示す説明図。
【図８】本実施形態に係る超音波診断装置が、剣状突起を含むＵＬ画像と剣状突起を含むＣＴ画像とをディスプレイに表示させている例を示す説明図。
【図９】第２の実施形態の医用画像処理装置の概略の構成の一例を示した概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態の超音波診断装置について、添付図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の超音波診断装置１００の概略の構成の一例を示した概略構成図である。
【００１１】
図１に示すように、第１の実施形態の超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０、超音波診断装置本体２０、磁気センサ３０、磁気発生装置３１、および位置情報収集装置３２を備えている。
【００１２】
超音波プローブ１０は、超音波振動素子を備えて構成されている。超音波振動素子は、送信時には電気的な駆動信号を送信超音波に変換する一方、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気的な受信信号に変換する機能を備えている。なお、超音波プローブ１０には、磁気センサ３０が設けられている。
【００１３】
超音波プローブ１０は、超音波振動素子が２Ｄ（dimension）配列されて、走査が電子的に行われるようになっている。例えば、Ｆｕｓｉｏｎ３Ｄと呼ばれるアプリケーションによる表示方法では、３次元画像が得られる超音波プローブ１０を用いてスキャンし、スキャンによって得られた臓器の３次元画像と血流の３次元画像とを重ねて表示し、縦・横・斜め等所定の断面表示が可能となっている。なお、断面表示された画像のことを超音波断層像ともいう。
【００１４】
超音波診断装置本体２０は、送受信回路２１、画像生成回路２２、画像処理回路２３、ボリュームデータ生成回路２４、処理回路２５、記憶回路２６、入力回路２７、ディスプレイ２８およびネットワークインターフェース２９を備えている。
【００１５】
送受信回路２１は、送信回路と受信回路とを備えている。送信回路は、被検体の所定方向に対し、送信超音波を放射するための駆動信号を超音波プローブ１０に供給する機能を備えている。受信回路は、位相検波回路とビーム形成回路とを備えて実現されている。位相検波回路は、超音波プローブ１０から受信した複数チャンネルの受信信号のそれぞれを、ベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）と、直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに分解し、さらにデジタル信号に変換する。ビーム形成回路は、各チャンネルの信号（Ｉ信号及びＱ信号）に所定の遅延を与えた後に加算してビームを形成する。そして、受信回路は、形成したビームをビーム信号として画像生成回路２２に入力する。
【００１６】
また、送受信回路２１は、形成したビームをボリュームデータ生成回路２４に送信することもできる。例えば、送受信回路２１は、位相検波回路において複数チャンネルの受信信号をデジタル信号に変換する際、または、ビーム形成回路においてビームを形成する際に、処理回路２５からの制御を受け付ける。そして、送受信回路２１は、形成したビーム信号を画像生成回路２２に入力するだけでなく、そのビーム信号をボリュームデータ生成回路２４にも入力することができる。
【００１７】
画像生成回路２２は、送受信回路２１の受信回路からビーム信号を取得する。画像生成回路２２は、例えば、Ｂモードでは、ビーム信号の包絡線を検出してＢモード画像を生成する。また、カラードップラモードでは、ビーム信号に自己相関等の処理を施してカラードップラ画像の画像データを生成する。また、パルスドップラモードや連続波ドップラーモードでは、ビーム信号にＦＦＴ法（高速フーリエ変換法：Fast Fourier Transform method）を用いて、ドップラー画像の画像データを生成する。
【００１８】
以下、画像生成回路２２において生成したＢモード画像、カラードップラ画像の画像データ、連続波ドップラー画像の画像データなどを、超音波画像データともいう。なお、画像生成回路２２は、生成した超音波画像データを画像処理回路２３やボリュームデータ生成回路２４に供給したり、または、処理回路２５を介して記憶回路２６に超音波画像データを記憶させる。
【００１９】
画像処理回路２３は、画像生成回路２２で生成された超音波画像データに対し、被検体の撮影断面に座標系を合わせる座標変換処理を行う機能を備えている。画像処理回路２３は、例えば、超音波画像データを、スキャン方式の座標系からテレビ方式の座標系に変換する。また、画像処理回路２３は、座標変換された超音波画像データに対し、画像表示に適した諧調設定や、解像度またはフレームレートを変更する画像処理を施す機能を備えている。
【００２０】
ボリュームデータ生成回路２４は、超音波画像データから、超音波ボリュームデータを構築するようになっている。超音波ボリュームデータは、例えば、超音波画像データがスキャン面に直交する方向に移動され、それによって順次得られる複数の超音波断層像によって構築される。また、複数の超音波断層像のそれぞれは、超音波プローブ１０に設けられた磁気センサ３０からの信号に基づいて、位置情報が対応づけられるようになっており、操作者が超音波プローブ１０を超音波のスキャン面に直交する方向に移動させることにより、画像生成回路２２で各スキャン面における超音波断層像が生成され、これらの超音波断層像がボリュームデータ生成回路２４に入力される。そして、ボリュームデータ生成回路２４で生成された超音波ボリュームデータは、処理回路２５を介して記憶回路２６に記憶される。
【００２１】
また、ボリュームデータ生成回路２４は、送受信回路２１から入力されたビーム信号に基づいて、超音波ボリュームデータを構築することもできる。例えば、ボリュームデータ生成回路２４は、処理回路２５の指示を受け付けて、ビーム信号から、超音波ボリュームデータを直接生成する。このため、ボリュームデータ生成回路２４は、超音波画像データから超音波ボリュームデータを構築することができるだけでなく、ビーム信号からでも、超音波ボリュームデータを構築することができる。
【００２２】
処理回路２５は、超音波診断装置１００を統括的に制御する機能を備えている。例えば、処理回路２５は、プログラムを記憶回路２６から読み出し、実行することにより、プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。また、処理回路２５は、プログラムを読み出し、収集機能、抽出機能、生成機能および変換機能を実現する。
【００２３】
収集機能とは、超音波画像上で指定された目印を含む第１のボリュームデータを収集する機能のことである。なお、第１のボリュームデータは、超音波診断装置１００によって収集される超音波ボリュームデータを指すものとする。第１のボリュームデータは、例えば、磁気発生装置３１の位置を原点とする座標系（以下、超音波装置座標系と呼ぶ。）で表すことができる。
【００２４】
抽出機能とは、参照画像上で指定された目印を含む第２のボリュームデータを抽出する機能のことである。なお、第２のボリュームデータは、ＣＴボリュームデータや、ＭＲＩボリュームデータを指し、参照画像は、ＣＴ（Computed Tomography）ボリュームデータやＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）ボリュームデータから得られる断層像を指すものとする。また、参照画像は、ＣＴボリュームデータの断層像でもＭＲＩボリュームデータの断層像でもよい。なお、ＣＴボリュームデータやＭＲＩボリュームデータは、記憶回路２６に記憶されているものとする。第２のボリュームデータは、収集した装置に対応した座標系、例えば、ＣＴ装置座標系や、ＭＲＩ装置座標系で表わすことができる。
【００２５】
生成機能とは、第１のボリュームデータと第２のボリュームデータとを照合して、その差分に基づいて変換データを生成する機能のことである。変換データは、例えば、超音波装置座標系とＣＴ装置座標系（或いは、ＭＲＩ装置座標系）との間の変換マトリクスとして表現することができる。
【００２６】
変換機能とは、生成された変換データを用いて、第２のボリュームデータを第１のボリュームデータの位置に変換し、位置を合わせる機能のことである。
【００２７】
なお、本実施形態における収集機能、抽出機能、生成機能および変換機能は、それぞれ特許請求の範囲における収集部、抽出部、生成部および変換部の一例である。
【００２８】
また、処理回路２５は、送受信回路２１を制御する機能を備えている。例えば、処理回路２５は、送受信回路２１に対し、後述する第１の変形例において不足する超音波断層像を、自動的に取得する制御を行うことができる。さらに処理回路２５は、送受信回路２１に対し、画像生成回路２２において生成する超音波画像データの制御を行うことができるだけでなく、ボリュームデータ生成回路２４に対し、超音波ボリュームデータを構築する際の制御を行うこともできる。
【００２９】
記憶回路２６は、メモリとして、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。記憶回路２６は、上記のプログラムを記憶する他、ＩＰＬ（Initial Program Loading）、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）のデータを記憶したり、処理回路２６のワークメモリや、超音波画像データの記憶に用いたりする。また、超音波画像データは、超音波画像としての画像データに該当する。記憶回路２６は、ボリュームデータ生成回路２４で生成された超音波ボリュームデータ、ＣＴボリュームデータ、およびＭＲＩボリュームデータなどを記憶する。
【００３０】
入力回路２７は、医師や検査技師などの操作者によって操作が可能なポインティングデバイス（マウスなど）やキーボードなどの入力デバイスからの信号を入力する回路であり、ここでは、入力デバイス自体も入力回路２７に含まれるものとする。この場合、操作に従った入力信号が、入力回路２７から処理回路２５に送られる。
【００３１】
ディスプレイ２８は、超音波プローブ１０で撮影した被検体の超音波画像データを画像として表示する機能を備えている。ディスプレイ２８は、例えば、液晶ディスプレイやモニタなどにより構成されている。本実施形態では、ディスプレイ２８は、超音波画像だけでなく参照画像も同時に表示することができる。また、ディスプレイ２８は、超音波画像と位置合わせが行われた参照画像を、超音波プローブ１０の動きに合わせて超音波画像とそれぞれ同時に表示することができる。
【００３２】
ネットワークインターフェース２９は、通信規格に応じた通信制御を行ない、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠した無線ＬＡＮ（Local Area Network）、近距離無線通信又は電話回線等を通じて、超音波診断装置本体２０を外部のネットワークに接続する機能を有している。
【００３３】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、専用又は汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）などの回路を意味する。
【００３４】
プロセッサは、メモリとしての記憶回路２６に保存された、もしくはプロセッサの回路内に直接組み込まれたプログラムを読み出し、実行することで各機能を実現する。プロセッサが複数設けられ場合、プログラムを記憶するメモリは、プロセッサごとに個別に設けられるものであっても構わないし、或いは、例えば、図１の記憶回路２６がプロセッサの機能に対応するプログラムを記憶するものであっても構わない。
【００３５】
次に、磁気センサ３０、磁気発生装置３１、および位置情報収集装置３２について説明する。
【００３６】
磁気センサ３０は、超音波プローブ１０に設けられており、磁気発生装置３１が発生する磁気を利用して、超音波プローブ１０が被検体の体表上を当接した位置と姿勢に関する情報（位置データ）を計測するようになっている。例えば、三次元の位置の座標（ｘ、ｙ、ｚ）と、姿勢（Ｐｉｔｃｈ、Ｙａｗ、Ｒｏｌｌ）のデータとでなる６自由度の位置データを取得して、超音波プローブ１０の位置を計測する。
【００３７】
磁気発生装置３１は、被検体の近くに配置され、磁気センサ３０に位置を計測させるための磁力を発生させるようになっている。
【００３８】
位置情報収集装置３２は、磁気発生装置３１に磁界を発生させ、その発生させた磁力を磁気センサ３０に計測させる各種制御を行うようになっている。
【００３９】
次に、図１に示した、画像サーバ２００と、ネットワーク３００とについて説明する。
【００４０】
画像サーバ２００は、撮影装置や他の画像診断装置で取得された、医用画像を管理するための管理サーバである。画像サーバ２００は、例えば、医用画像を保管、閲覧及び管理する医用画像管理システム（ＰＡＣＳ：Picture Archiving and Communication System）の一部を構成する。画像サーバ２００は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置（磁気共鳴診断装置）、超音波診断装置、核医学診断装置などで撮影された画像を形成する、ボリュームデータを管理する。なお、本実施形態では、画像サーバ２００は、ＣＴボリュームデータやＭＲＩボリュームデータなどを管理するものとし、ボリュームデータの種類には、限定されるものではない。
【００４１】
ネットワーク３００は、超音波診断装置１００の超音波診断装置本体２０と画像サーバ２００とを接続する機能を有している。例えば、超音波診断装置１００は、ネットワーク３００を介して、画像サーバ２００に接続することができ、ネットワーク３００とネットワークインターフェース２９とを介して、画像サーバ２００からボリュームデータを取得し、記憶回路２６に記憶させる。
【００４２】
本実施形態は、参照画像と超音波画像の位置合わせ処理を行うようになっており、特に、ボリュームデータによる照合を行って位置合わせ処理を行うようになっている。
【００４３】
（同期表示処理）
第１の実施形態の超音波診断装置１００が実行する、参照画像と超音波画像の同期表示処理について説明する。本実施形態では、一例として、位置合わせ処理を実行することにより、参照画像と超音波画像の同期表示処理を実現するようになっている。
【００４４】
図２は、本実施形態に係る超音波診断装置１００が、位置合わせ処理を行って参照画像と超音波画像とを同期させて表示する処理を示したフローチャートである。図２において、Ｓに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示している。
【００４５】
まず、操作者は、超音波診断装置１００の入力回路２７を操作して、記憶回路２６から被検体のボリュームデータを選択する。超音波診断装置１００は、操作者の指示により、例えば、ＣＴボリュームデータを記憶回路２６から読み込む（ステップＳ００１）。
【００４６】
超音波診断装置１００は、操作者が入力回路２７を操作することにより、ＣＴボリュームデータの断層像を参照画像としてディスプレイ２８に表示する（ステップＳ００３）。例えば、被検体がベッドに寝ている状態を想定し、超音波診断装置１００は、ベッドに対して腹部を垂直に表示させたＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）断層像を表示する。なお、ＣＴボリュームデータの断層像のことを、適宜、ＣＴ画像ともいう。
【００４７】
そして、超音波診断装置１００は、操作者が入力回路２７を操作することにより、表示されたＣＴボリュームデータの断層像上に、位置合わせの目安となる目印を設定する（ステップＳ００５）。この目印は、例えば、ＣＴボリュームデータの断層像上の解剖学的特徴構造に対して設定される。超音波診断装置１００は、例えば、ＣＴボリュームデータの断層像上において、解剖学的特徴構造として特定の血管の分岐点（血管分岐点）や、特定の骨の形状に目印を設定する。
【００４８】
次に、操作者は、被検体の検査対象の体表上の表面に超音波プローブ１０を当接して、超音波スキャンによる検査を開始する（ステップＳ００７）。この場合、超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０の位置と姿勢に関する情報、すなわち超音波プローブ１０の位置データを、超音波プローブ１０の位置情報として磁気センサ３０から取得する。
【００４９】
超音波診断装置１００は、操作者が超音波プローブ１０を操作することにより、超音波プローブ１０によって受波した超音波の受信信号を送受信回路２１から受信し、超音波断層像を生成して、ディスプレイ２８に表示する（ステップＳ００９）。なお、表示された超音波断層像を、適宜、ＵＬ画像ともいう。この超音波断層像は、超音波プローブ１０の位置情報に基づいて、超音波装置座標系で表現することができる。
【００５０】
操作者は、ディスプレイ２８に表示されたＣＴボリュームデータの断層像に対応する超音波断層像が表示されるように超音波プローブ１０を操作する。例えば、被検体がベッドに寝ている状態を基準とした場合、表示されているＣＴボリュームデータの断層像から、被検体に対し、超音波プローブ１０を当接する角度や位置を推定しながら超音波プローブ１０を操作する。
【００５１】
例えば、ＣＴボリュームデータの断層像（参照画像）がベッドに対して垂直の場合、操作者は超音波プローブ１０を被検体に対して垂直に当接しながら、参照画像上に設定された解剖学的特徴構造（例えば、目印が付されている血管分岐点）に対応する解剖学的特徴構造が表示されるように超音波プローブ１０を移動させる。また、ＣＴボリュームデータと被検体との位置関係から、被検体に対し、超音波プローブ１０をどの程度傾ければ良いか、磁気センサ３０を用いて算出するようにしてもよい。
【００５２】
そして、超音波診断装置１００は、操作者が入力回路２７を操作することにより、表示された超音波断層像上に、位置合わせの目安となる目印を設定する（ステップＳ０１１）。この目印は、例えば、参照画像上の目印に対応する超音波断層像上の解剖学的特徴構造に対して設定される。超音波診断装置１００は、例えば、超音波断層像上で、解剖学的特徴構造として特定の血管分岐点や、特定の骨の形状に目印を設定する。
【００５３】
なお、超音波断層像において、解剖学的特徴構造として血管を選択する場合は、血管をより明瞭に描出するために、カラードップラ法を用いて、超音波断層像または超音波ボリュームデータを収集するのが好ましい。
【００５４】
例えば、超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０が操作され、Ｂモード画像などの超音波断層像をディスプレイ２８に表示させるともに、カラードップラスキャンを行って、複数の超音波断層像から超音波画像データを生成する。この場合、ボリュームデータ生成回路２４は、超音波画像データから、位置合わせ用の超音波ボリュームデータを同時に構築することができる。
【００５５】
図３は、本実施形態に係る超音波診断装置１００が、ＣＴ画像ＣＧとＵＬ画像ＵＧとをディスプレイ２８に表示させている例を示す説明図である。
【００５６】
図３に示すように、ディスプレイ２８上の右側には、ＵＬ画像ＵＧが表示されている。また、ディスプレイ２８上の左側には、ＣＴ画像ＣＧが表示されている。ＵＬ画像ＵＧには、解剖学的特徴構造としての血管ＢＤ１が表示されており、血管分岐点には目印である目印ＭＫ１が付されている。一方、ＣＴ画像ＣＧにも、対応する解剖学的特徴構造としての血管ＢＤ２が表示されており、血管分岐点には目印である目印ＭＫ２が付されている。また、ディスプレイ２８上の下部には、照合の開始を示す照合開始ボタンＶＳが設けられている。
【００５７】
本実施形態では、操作者が、照合開始ボタンＶＳをクリックする操作に基づいて、ＵＬ画像ＵＧとＣＴ画像ＣＧの照合を開始する。ＵＬ画像ＵＧとＣＴ画像ＣＧとは厳密に一致している必要はなく、概略、同じ画像として表示されていれば照合開始を行うことができる。
【００５８】
照合開始ボタンＶＳがクリックされると、処理回路２５は、記憶回路２６に記憶する位置合わせ用の超音波ボリュームデータから、ＵＬ画像ＵＧの目印ＭＫ１の血管分岐点を含む第１のボリュームデータを収集する（ステップＳ０１３）。処理回路２５は、例えば、目印ＭＫ１の血管ＢＤ１を含むように、目印ＭＫ１を中心とする血管ＢＤ１を含む第１のボリュームデータを収集する。
【００５９】
図４は、本実施形態に係る超音波診断装置１００の処理回路２５が、超音波ボリュームデータＵＶから第１のボリュームデータＶＤ１を収集する概念を示した説明図である。
【００６０】
図４に示すように、第１のボリュームデータＶＤ１は、目印ＭＫ１を含む血管ＢＤ１を有しており、血管ＢＤ１の血管分岐点や血管構造が含まれている。すなわち、第１のボリュームデータＶＤ１は、超音波ボリュームデータＵＶから、目印ＭＫ１を中心とする所定範囲の血管ＢＤ１が含まれるように収集される。
【００６１】
次に、処理回路２５は、記憶回路２６に記憶するＣＴボリュームデータから、ＣＴ画像ＣＧの目印ＭＫ２の血管分岐点を含む第２のボリュームデータを抽出する（ステップＳ０１５）。処理回路２５は、例えば、目印ＭＫ２の血管ＢＤ２を含むように、目印ＭＫ２を中心とする血管ＢＤ２を含む第２のボリュームデータを抽出する。
【００６２】
図５は、本実施形態に係る超音波診断装置１００の処理回路２５が、ＣＴボリュームデータＣＶから第２のボリュームデータＶＤ２を抽出する概念を示した説明図である。
【００６３】
図５に示すように、第２のボリュームデータＶＤ２は、目印ＭＫ２を含む血管ＢＤ２を有しており、血管ＢＤ２の血管分岐点や血管構造が含まれている。すなわち、第２のボリュームデータＶＤ２は、ＣＴボリュームデータＣＶから、目印ＭＫ２を中心とする所定範囲の血管ＢＤ２が含まれるように抽出される。
【００６４】
次に、処理回路２５は、第１のボリュームデータＶＤ１と、第２のボリュームデータＶＤ２の照合を行う（ステップＳ０１７）。具体的には、第１のボリュームデータＶＤ１に含まれる解剖学的特徴構造（血管分岐点を含む血管ＢＤ１）と、第２のボリュームデータＶＤ２に含まれる解剖学的特徴構造（血管分岐点を含む血管ＢＤ２）とを、公知の照合（Matching）技術を用いて、３次元的に照合する。
【００６５】
従来、例えば、超音波画像上の血管分岐点の表示を、参照画像上の血管分岐点の表示と一致させることで照合完了としていた。この場合、参照画像も２次元画像であり、また、超音波画像も２次元画像である。このため、２次元画像同士の照合となり、奥行き方向の照合や、断層像の断面角度の照合は、必ずしも正確なものとはなっていなかった。
【００６６】
これに対して、本実施形態では、処理回路２５は、第１のボリュームデータＶＤ１の血管ＢＤ１と、第２のボリュームデータＶＤ２の血管ＢＤ２とを照合して、３次元的に照合することができ、ＵＬ画像ＵＧとＣＴ画像ＣＧとの奥行き方向の照合誤差や、断層面角度の照合誤差を排除することが可能となる。
【００６７】
また、処理回路２５は、超音波装置座標系で表現された第１のボリュームデータＶＤ１と、ＣＴ装置座標系で表現された第２のボリュームデータＶＤ２との差分から、変換データを生成する（ステップＳ０１９）。
【００６８】
処理回路２５は、第２のボリュームデータＶＤ２にその変換データを適用することにより、表示されているＵＬ画像ＵＧに正確に対応するＣＴ画像ＣＧを、ディスプレイ２８に表示させる（ステップＳ０２１）。
【００６９】
また、超音波診断装置１００の処理回路２５は、超音波プローブ１０の傾きや位置を移動させた場合においても、超音波プローブ１０の傾きや位置の変化に追従して、ＵＬ画像ＵＧと一致するＣＴ画像ＣＧを、ＵＬ画像ＵＧとともに表示する（ステップＳ０２３）。
【００７０】
以上ステップＳ００１からステップＳ０２１までの処理により、超音波診断装置１００の処理回路２５は、ＣＴボリュームデータの断層像であるＣＴ画像ＣＧと、超音波断層像であるＵＬ画像ＵＧの位置合わせ処理を行うことができる。また、超音波診断装置１００は、第１のボリュームデータＶＤ１の血管ＢＤ１と第２のボリュームデータＶＤ２の血管ＢＤ２とによって３次元的な照合を実行することができるので、第１のボリュームデータＶＤ１と第２のボリュームデータＶＤ２との位置関係を、より正確で高精度な位置合わせを行って、変換データによって引き継ぐことができる。
【００７１】
これにより、超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０の変化に追従させながら、ＵＬ画像ＵＧに対応するＣＴ画像ＣＧを、ＵＬ画像ＵＧとともに同期表示することができる。このように、ＣＴ画像ＣＧとＵＬ画像ＵＧとの同期表示が開始されると、第１の実施形態の超音波診断装置１００は、同期表示処理を終了する。
【００７２】
以上説明したように、第１の実施形態の超音波診断装置１００は、ＵＬ画像ＵＧ上で指定された目印ＭＫ１を含む第１のボリュームデータＶＤ１を収集するとともに、ＣＴ画像ＣＧ上で指定された目印ＭＫ２を含む第２のボリュームデータを抽出する。超音波診断装置１００は、第１のボリュームデータＶＤ１と第２のボリュームデータＶＤ２とを照合し、その差分に基づいて変換データを生成し、その変換データを用いて、第２のボリュームデータＶＤ２を第１のボリュームデータＶＤ１の位置に変換して、位置を合わせる。
【００７３】
これにより、第１の実施形態の超音波診断装置１００は、ＣＴ画像ＣＧがＵＬ画像ＵＧとともに表示される場合に、ＣＴ画像ＣＧとＵＬ画像ＵＧとに対して、より正確で高精度な位置合わせを行うことができる。すなわち、奥行き方向を持つ２つの画像を同時に表示する際に、より正確で高精度な位置合わせを行うことができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、ステップＳ００１からステップＳ００５までの処理において、ＣＴボリュームデータの断層像上に目印を設定した後、ステップＳ００７からステップＳ０１１までの処理において、超音波断層像上に目印を設定するようになっていたが、これに限定されるものではない。
【００７５】
例えば、この目印を設定する順番を入れ替えて、例えば、先に、ステップＳ００７からステップＳ０１１までの処理を行って、超音波断層像上に目印を設定して、そのあとに、ステップＳ００１からステップＳ００５までの処理を行って、ＣＴボリュームデータの断層像上に目印を設定するようにしてもよい。
【００７６】
（第１の変形例）
第１の実施形態では、超音波診断装置１００の処理回路２５は、ステップＳ０１３において、記憶回路２６に記憶する超音波ボリュームデータから、ＵＬ画像ＵＧの目印ＭＫ１の血管分岐点を含む第１のボリュームデータを収集するようになっていた。本実施形態は、これに限定されるものではない。
【００７７】
超音波診断装置１００は、超音波ボリュームデータＵＶから第１のボリュームデータＶＤ１を収集する際に、第１のボリュームデータＶＤ１を収集するだけの超音波ボリュームデータＵＶがないことも想定される。
【００７８】
この場合、例えば、第１のボリュームデータＶＤ１が、第２のボリュームデータＶＤ２との照合に必要なデータ量を有していない場合、超音波診断装置１００は、ＵＬ画像ＵＧの第１のボリュームデータが不足している旨を操作者に報知するようにしてもよい。
【００７９】
図６は、第１のボリュームデータＶＤ１が照合に必要なデータ量を有していない場合の概念を示した説明図である。
【００８０】
図６に示すように、第１のボリュームデータＶＤ３は、所定数の超音波断層像Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３などから構成されており、超音波断層像Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３などには、目印ＭＫ１と血管ＢＤ１が含まれている。ここで、第２のボリュームデータＶＤ２と３次元の照合を行う場合において、例えば、第１のボリュームデータＶＤ３に含まれる血管ＢＤ１の範囲が、第２のボリュームデータＶＤ２に含まれる血管ＢＤ２と照合するのに十分なデータ量を有していない場合は、超音波診断装置１００は、方向Ｓにさらに超音波スキャンを行う必要があることを報知する。
【００８１】
超音波診断装置１００は、例えば、ディスプレイ２８上に、「方向Ｓに沿って、超音波スキャンを実行してください。」と表示を出す、或いは、例えば、音声を出力して、「被検体の下腹部から頭部方向に超音波スキャンを実行してください。」と報知する。
【００８２】
このように、超音波診断装置１００は、ＵＬ画像ＵＧの第１のボリュームデータＶＤ１が不足している場合、その不足しているＵＬ画像ＵＧの第１のボリュームデータの方向を操作者に報知することができる。
【００８３】
また、超音波診断装置１００は、被検体のモデルとなるモデルＰをディスプレイ２８に表示して、具体的に、超音波プローブ１０のガイド表示を行なうようにしてもよい。
【００８４】
図７は、ディスプレイ２８に被検体のモデルＰを表示し、操作者に対し超音波プローブ１０を方向Ｓに沿って超音波スキャンを実行させることを促す例を示す説明図である。
【００８５】
図７に示すように、ディスプレイ２８には、被検体を示すモデルＰが表示されている。また、モデルＰの体表上には、超音波プローブ１０が模式的に示された、超音波プローブ１０Ｓと、そのプローブ１０Ｓを操作する方向Ｓが表示されている。
【００８６】
操作者は、例えば、このようなモデルＰが表示されたディスプレイ２８を見ながら超音波スキャンを実行することにより、不足する超音波断層像を追加的に取得することができ、第１のボリュームデータＶＤ１の不足分を補うことができる。
【００８７】
また、不足する超音波断層像を、超音波プローブ１０が自動的に取得することができる場合には、操作者の操作に関わらず、超音波診断装置１００が、不足する超音波断層像を自動的に取得するようにしてもよい。
【００８８】
（第２の変形例）
上述した第１の実施形態では、ＵＬ画像ＵＧには血管ＢＤ１が表示されており、血管分岐点には目印である目印ＭＫ１が付されていた。また、ＣＴ画像ＣＧには血管ＢＤ２が表示されており、血管分岐点には目印である目印ＭＫ２が付されていた。このように、第１の実施形態の説明では、照合の目印となる解剖学的特徴構造として、血管や血管分岐点を例に挙げて説明してきたが、これに限定されるものではない。
【００８９】
第１の実施形態の第２の変形例では、ＵＬ画像ＵＧの血管ＢＤ１の代わりに、骨を適用した場合について説明する。この場合、第１のボリュームデータＶＤ１と、第２のボリュームデータＶＤ２は、それぞれ骨を含み、超音波診断装置１００の処理回路２５は、第１のボリュームデータＶＤ１における骨と、第２のボリュームデータＶＤ２における骨とに基づいて、変換データを生成する。なお、骨の一例として、剣状突起を適用した場合について、説明する。
【００９０】
例えば、超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０が操作され、剣状突起を表示するための表示用スキャン条件により、ＵＬ画像ＵＧがディスプレイ２８に表示されるともに、表示用スキャン条件とはフォーカス位置などが異なる位置合わせ用のスキャン条件によりスキャンを行って、表示画像であるＵＬ画像ＵＧとは異なる超音波画像データを生成する。この場合、ボリュームデータ生成回路２４は、ＵＬ画像ＵＧとは異なる超音波画像データから、位置合わせ用の超音波ボリュームデータを構築することができる。
【００９１】
図８は、本実施形態に係る超音波診断装置１００が、剣状突起ＳＢ１を含むＵＬ画像ＵＧと、剣状突起ＳＢ２を含むＣＴ画像ＣＧとをディスプレイ２８に表示させている例を示す説明図である。
【００９２】
図８に示すように、ディスプレイ２８上の右側のＵＬ画像ＵＧには、剣状突起を示す剣状突起ＳＢ１が表示されており、また、ディスプレイ２８上の左側のＣＴ画像ＣＧには、剣状突起を示す剣状突起ＳＢ２が表示されている。
【００９３】
第２の変形例では、操作者がディスプレイ２８の照合開始ボタンＶＳをクリックすることにより、位置合わせ用の超音波ボリュームデータから、ＵＬ画像ＵＧの剣状突起ＳＢ１を含む第１のボリュームデータＶＤ１を収集する一方、ＣＴ画像ＣＧの剣状突起ＳＢ２を含む第２のボリュームデータＶＤ２を抽出して、照合を行い、変換データを生成する。
【００９４】
このように、第１の実施形態の第２の変形例では、第１のボリュームデータＶＤ１の剣状突起ＳＢ１と、第２のボリュームデータＶＤ２の剣状突起ＳＢ２とに基づいて、３次元的な照合を行うことにより、変換データを生成することができる。
【００９５】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、超音波診断装置１００が、処理回路２５を備えており、処理回路２５が、収集機能、抽出機能、生成機能および変換機能を備えるようになっていた。しかしながら、本実施形態はこれに限定されるものではない。
【００９６】
第２の実施形態では、例えば、第１の実施形態の超音波診断装置１００として示した各処理や各機能などを医用画像処理装置に適用して、医用画像処理装置において、比較読影を行う場合について説明する。
【００９７】
図９は、第２の実施形態の医用画像処理装置４００の概略の構成の一例を示した概略構成図である。
【００９８】
図９に示すように、第２の実施形態の医用画像処理装置４００は、処理回路４１０、入力回路４２０、ディスプレイ４３０、記憶回路４４０、ネットワークインターフェース４５０および内部バス４６０を備えている。
【００９９】
処理回路４１０は、第１の実施形態の超音波診断装置１００の処理回路２５に相当するプロセッサであり、入力回路４２０は、第１の実施形態の超音波診断装置１００の入力回路２７に相当する入力回路である。また、ディスプレイ４３０は、第１の実施形態の超音波診断装置１００のディスプレイ２８に相当する表示装置であり、記憶回路４４０は、第１の実施形態の超音波診断装置１００の記憶回路２６に相当する記憶回路である。
【０１００】
ネットワークインターフェース４５０は、通信規格に応じた通信制御を行ない、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠した無線ＬＡＮ（Local Area Network）、近距離無線通信又は電話回線等を通じて、医用画像処理装置４００を外部のネットワークに接続する機能を有している。
【０１０１】
内部バス４６０は、処理回路４１０によって医用画像処理装置４００が統括制御されるように、各構成要素に接続されている。
【０１０２】
第２の実施形態の場合は、医用画像処理装置４００は、ネットワークインターフェース４５０を介して、例えば、図１に示す画像サーバ２００から、複数のボリュームデータを取得して、記憶回路４４０に記憶させる。なお、複数のボリュームデータのそれぞれは、断層像を画像として表示可能な画像データとする。
【０１０３】
医用画像処理装置４００は、処理回路４１０により、第１の画像上で指定された目印を含む第１のボリュームデータを抽出する第１の抽出機能と、第２の画像上で指定された目印を含む第２のボリュームデータを抽出する第２の抽出機能と、第１のボリュームデータと第２のボリュームデータとを照合して、その差分に基づいて変換データを生成する生成機能と、その変換データを用いて、第２のボリュームデータを第１のボリュームデータの位置に変換し、位置を合わせる変換機能と、備えるようになっている。
【０１０４】
この場合、第１の画像は、第１の実施形態の超音波画像に相当するものであり、第２の画像は、第１の実施形態の参照画像に相当するものであるが、画像の種類には限定されるものではない。また、第１の抽出機能は、第１の実施形態の収集機能に相当し、第２の抽出機能は、第１の実施形態の抽出機能に相当するが、第１の抽出機能は、第１の実施形態の抽出機能と同等の機能、すなわち、第２の実施形態の第２の抽出機能と実質的に同等の機能を有するものである。
【０１０５】
この場合、第２の実施形態の第１の画像および第２の画像は、いずれも超音波断層像に限定される必要はなく、すでに撮影されたボリュームデータに基づく断層像であれば、医用画像処理装置４００の比較読影に適用することができる。また、医用画像処理装置４００は、第１の画像を構成するボリュームデータと、第２の画像を構成ボリュームデータとを記憶回路４４０から取得さえすれば、第１の画像に基づくボリュームデータと、第２の画像に基づくボリュームデータの変換データを生成することができるので、従来よりも、より正確で高精度な位置合わせを行うことができる。
【０１０６】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、奥行き方向を持つ２つの画像を同時に表示する際に、より正確で高精度な位置合わせを行うことができる。
【０１０７】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…超音波プローブ
２０…超音波診断装置本体
２１…送受信回路
２２…画像生成回路
２３…画像処理回路
２４…ボリュームデータ生成回路
２５…処理回路
２６…記憶回路
２７…入力回路
２８…ディスプレイ
２９…ネットワークインターフェース
３０…磁気センサ
３１…磁気発生装置
３２…位置情報収集装置
４００…医用画像処理装置
４１０…処理回路
４２０…入力回路
４３０…ディスプレイ
４４０…記憶回路
４５０…ネットワークインターフェース
【図１】
2017225544.tif 000003
【図２】
2017225544.tif 000004
【図３】
2017225544.tif 000005
【図４】
2017225544.tif 000006
【図５】
2017225544.tif 000007
【図６】
2017225544.tif 000008
【図７】
2017225544.tif 000009
【図８】
2017225544.tif 000010
【図９】
2017225544.tif 000011