(57)【要約】【課題】超音波診断装置及び医用画像処理装置において、複数の２次元画像データに基づいて表示される３次元画像による診断能を向上させること。【解決手段】本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブに超音波を送波させると共に、前記超音波プローブで受波された超音波に基づく信号を受信する送受信手段と、前記信号に基づいて、時系列で複数の２次元画像データを生成する生成手段と、前記超音波プローブの３次元における複数の位置情報を収集する収集手段と、メモリと、前記複数の位置情報に従って前記メモリに配列される前記複数の２次元画像データが前記メモリのメモリ空間にほぼ収まるような処理を行う処理手段と、前記処理後の複数の２次元画像データに基づいて、前記メモリ空間にボリュームデータを生成するボリューム生成手段と、を有する。【選択図】  図１
2017213345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブに超音波を送波させると共に、前記超音波プローブで受波された超音波に基づく信号を受信する送受信手段と、
前記信号に基づいて、時系列で複数の２次元画像データを生成する生成手段と、
前記超音波プローブの３次元における複数の位置情報を収集する収集手段と、
メモリと、
前記複数の位置情報に従って前記メモリに配列される前記複数の２次元画像データが前記メモリのメモリ空間にほぼ収まるような処理を行う処理手段と、
前記処理後の複数の２次元画像データに基づいて、前記メモリ空間にボリュームデータを生成するボリューム生成手段と、
を有する超音波診断装置。
【請求項２】
前記処理手段は、前記複数の２次元画像データが前記メモリ空間にほぼ収まるような前記複数の２次元画像データの拡大率又は縮小率を算出し、前記拡大率又は前記縮小率にて前記複数の２次元画像データの拡大処理又は縮小処理を行う、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記処理手段は、前記複数の２次元画像データが前記メモリ空間にほぼ収まるような前記複数の２次元画像データの向きを算出し、前記向きに従って、前記複数の２次元画像データの向き変更処理を行う、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記処理手段は、
前記複数の２次元画像データの向きを算出し、前記向きに従って、前記複数の２次元画像データの向き変更処理を行い、
前記向き変更処理後の複数の２次元画像データが前記メモリ空間にほぼ収まるような拡大率又は縮小率を算出し、前記拡大率又は前記縮小率にて前記向き変更処理後の複数の２次元画像データの拡大処理又は縮小処理を行う、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記処理手段は、前記複数の２次元画像データのうち１個の２次元画像データの向きを前記メモリ空間の向きに合わせることで、前記複数の２次元画像データの向きを算出する、
請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記処理手段は、前記複数の２次元画像データから選択された中央のフレームに係る２次元画像データを前記１個の２次元画像データとする、
請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記処理手段は、前記複数の２次元画像データから選択された複数の２次元画像データの向きの平均の向きを前記メモリ空間の向きに合わせることで、前記複数の２次元画像データの向きを算出する、
請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記処理手段は、
前記複数の２次元画像データのうち離間する複数の２次元画像データに基づいて前記離間する複数の２次元画像データに関する複数の向きをそれぞれ決定し、
前記複数の向きに従って前記複数の２次元画像データの向き変更処理を行った場合の複数の拡大率をそれぞれ算出し、
前記複数の拡大率のうち最大値を前記拡大率として採用し、前記最大値に相当する向きに従って前記複数の２次元画像データの向き変更処理を行うと共に、前記最大値に相当する拡大率にて前記複数の２次元画像データの拡大処理を行う、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記処理手段は、
前記複数の２次元画像データのうち離間する複数の２次元画像データに基づいて前記離間する複数の２次元画像データに関する複数の向きをそれぞれ決定し、
前記複数の向きに従って前記複数の２次元画像データの向き変更処理を行った場合の複数の縮小率をそれぞれ算出し、
前記複数の縮小率のうち最小値を前記縮小率として採用し、前記最小値に相当する向きに従って前記複数の２次元画像データの向き変更処理を行うと共に、前記最小値に相当する縮小率にて前記複数の２次元画像データの縮小処理を行う、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記ボリュームデータに基づいて３次元画像データを生成し、前記３次元画像データを３次元画像として表示部に表示させる３次元画像生成手段をさらに有する、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記３次元画像生成手段は、前記複数の２次元画像データの収集を行いながら、生成された前記３次元画像を前記表示部に表示させる、
請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記収集手段は、前記超音波プローブに取り付けられたセンサから前記複数の位置情報を収集する、
請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記処理手段は、前記複数の位置情報に従って前記メモリに配列される前記複数の２次元画像データの全部が、前記メモリ空間に収まるような処理を行う、
請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記処理手段は、前記複数の２次元画像データから所定の複数の２次元画像データを選択し、前記複数の位置情報に従って前記メモリに配列される前記所定の複数の２次元画像データの全部が前記メモリ空間に収まるような処理を行う、
請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
超音波の送受信に基づく、位置情報が対応付けられた各２次元画像データを処理する医用画像処理装置であって、
メモリと、
前記複数の位置情報に従って前記メモリに配列される前記複数の２次元画像データが前記メモリのメモリ空間にほぼ収まるような処理を行う処理手段と、
前記処理後の複数の２次元画像データに基づいて、前記メモリ空間にボリュームデータを生成するボリューム生成手段と、
を有す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、超音波診断装置及び医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用分野では、超音波プローブの複数の振動子（圧電振動子）を用いて発生させた超音波を利用して、被検体内部を画像化する超音波診断装置が使用されている。超音波診断装置は、超音波診断装置に接続された超音波プローブから被検体内に超音波を送信させ、反射波に基づく受信信号を生成し、画像処理によって所望の超音波画像を得る。
【０００３】
操作者が超音波プローブを移動させながら時系列で複数の２次元画像データを収集すると共に超音波プローブの複数の位置情報を収集する場合がある。その場合、超音波診断装置は、複数の位置情報に基づいて複数の２次元画像データを配列して３次元再構成することで、３次元画像データを生成して表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３３２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、複数の２次元画像データに基づいて表示される３次元画像による診断能を向上させることができる超音波診断装置及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】
【０００６】
本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブに超音波を送波させると共に、前記超音波プローブで受波された超音波に基づく信号を受信する送受信手段と、前記信号に基づいて、時系列で複数の２次元画像データを生成する生成手段と、前記超音波プローブの３次元における複数の位置情報を収集する収集手段と、メモリと、前記複数の位置情報に従って前記メモリに配列される前記複数の２次元画像データが前記メモリのメモリ空間にほぼ収まるような処理を行う処理手段と、前記処理後の複数の２次元画像データに基づいて、前記メモリ空間にボリュームデータを生成するボリューム生成手段と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す概略図。
【図２】超音波プローブの走査面を説明するための図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は、任意の複数の２次元画像データの選択方法の例を示す図。
【図４】３次元メモリ空間とボリュームデータとの関係を示す図。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、超音波プローブによるスイープ形式の種類を示す図。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は、処理回路による縮小処理の概要を示す図。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は、２次元画像データセットの縮小率を説明するための図。
【図８】３次元メモリ空間のＺ軸方向の縮小処理を説明するための図。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、処理回路による向き変更処理の概要を示す図。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は、処理回路による向き変更処理と縮小処理との組み合わせ処理の概要を示す図。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は、組み合わせ処理における２次元画像データセットの向きの設定方法を説明するための図。
【図１２】本実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。
【図１３】２次元画像データセットのうち離間する複数の２次元画像データを示す図。
【図１４】本実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示す概略図。
【図１５】本実施形態に係る医用画像処理装置の機能を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施形態に係る超音波診断装置及び医用画像処理装置について、添付図面を参照して説明する。
【０００９】
１．本実施形態に係る超音波診断装置
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す概略図である。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１０を示す。超音波診断装置１０は、超音波プローブ１１、磁場送信器１２、及びセンサ１３、装置本体１４を備える。なお、装置本体１４のみを超音波診断装置と称する場合もあり、その場合、超音波診断装置は、超音波診断装置の外部に設けられる超音波プローブ、磁場送信器、及びセンサと接続される。
【００１１】
超音波プローブ１１は、被検体（例えば、患者）に対して超音波の送受波を行う。超音波プローブ１１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波を行うものであり、１次元（１Ｄ）又は２次元（２Ｄ）に配列された複数個の微小な振動子（圧電素子）をその先端部に有している。この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を超音波パルスに変換し、又、受信時には反射波を電気信号（受信信号）に変換する機能を有している。
【００１２】
超音波プローブ１１は小型、軽量に構成されており、ケーブルを介して装置本体１４に接続される。超音波プローブ１１の種類としては、１Ｄアレイプローブや、メカ４Ｄプローブや、２Ｄアレイプローブ等が挙げられる。１Ｄアレイプローブは、複数の振動子が１次元的に配列された構成を有する。ここで、１Ｄアレイプローブは、エレベーション方向に少数の振動子が配列された構成も含む。
【００１３】
図２は、超音波プローブ１１の走査面を説明するための図である。
【００１４】
図２は、操作者が超音波プローブ１１としての１Ｄアレイプローブを移動操作する場合の走査面Ｐの移動を示す。この場合、センサ１３も走査面Ｐも１Ｄアレイプローブ１１に対して位置が固定されているので、センサ１３から走査面Ｐまでの幾何学的位置関係を換算すれば、センサ１３の位置情報から走査面Ｐの位置情報を得ることができる。操作者が１Ｄアレイプローブ１１を走査面Ｐと交差する方向に移動させることで、いわゆる３次元走査が行われる。１Ｄアレイプローブ１１の移動（動かす）には、平行移動・煽り・回転等が含まれ、以下同様である。
【００１５】
図１の説明に戻って、磁場送信器１２は、センサ１３が磁場送信器１２から発生する磁場の有効範囲内に入るように、超音波プローブ１１の近傍に配置される。磁場送信器１２は、装置本体１４による制御により、磁場を発生する。
【００１６】
センサ１３は、超音波プローブ１１の、時系列に複数の位置情報を検知して、装置本体１４に出力する。センサ１３としては、超音波プローブ１１に取り付けられるタイプのセンサと、超音波プローブ１１とは別体で設けられるタイプのセンサとがある。後者のセンサは、光学式センサであり、測定対象である超音波プローブ１１の特徴点を複数位置から撮影し、三角測量の原理で超音波プローブ１１の各位置を検出する。以下、センサ１３が前者のセンサである場合について説明する。
【００１７】
センサ１３は、超音波プローブ１１に取り付けられ、自身の位置情報を検知して、装置本体１４に出力する。センサ１３の位置情報を、超音波プローブ１１の位置情報と見なすこともできる。超音波プローブ１１の位置情報は、超音波プローブ１１の位置及び姿勢（傾き角）を含む。例えば、磁場送信器１２が３軸の磁場を順次送信しその磁場をセンサ１３で順次受信することにより超音波プローブ１１の姿勢が検知され得る。また、センサ１３は、３次元空間における３軸の角速度を検知する３軸ジャイロセンサ、３次元空間における３軸の加速度を検知する３軸加速度センサ、３次元空間における３軸の地磁気を検知する３軸地磁気センサのうち少なくともいずれかを含む、いわゆる９軸センサであってもよい。
【００１８】
装置本体１４は、送受信回路２１、２次元画像生成回路２２、２次元メモリ２３、位置情報収集回路２４、位置情報対応付け回路２５、処理回路２６、ボリューム生成回路２７、３次元メモリ２８、３次元画像生成回路２９、制御回路３０、記憶回路３１、入力回路３２、及びディスプレイ３３を備える。送受信回路２１、２次元画像生成回路２２、位置情報収集回路２４、位置情報対応付け回路２５、処理回路２６、ボリューム生成回路２７、３次元画像生成回路２９は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）等によって構成される。
【００１９】
送受信回路２１は、制御回路３０からの制御信号に従って、超音波プローブ１１に超音波を送波させると共に、超音波プローブで受波された超音波に基づく信号（受信信号）を受信する。送受信回路２１は、超音波プローブ１１から送信波を放射させるための駆動信号を生成する送信回路と、超音波プローブ１１からの受信信号に対して整相加算を行う受信回路を備える。
【００２０】
送信回路は、レートパルス発生器、送信遅延回路、及びパルサを備える。レートパルス発生器は、送信波の繰り返し周期を決定するレートパルスを、基準信号発生回路から供給される連続波又は矩形波を分周することによって生成し、このレートパルスを送信遅延回路に供給する。送信遅延回路は、送信に使用される振動子と同数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で送信波を収束するための遅延時間と所定の方向に送信波を放射するための遅延時間をレートパルスに与え、レートパルスをパルサに供給する。パルサは、独立な駆動回路を有し、超音波プローブ１１に内蔵された振動子を駆動するための駆動パルスをレートパルスに基づいて生成する。
【００２１】
送受信回路２１の受信回路は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（analog to digital）変換回路、受信遅延回路、及び加算回路を備える。プリアンプは、振動子によって電気的な受信信号に変換された微小信号を増幅して十分なＳ／Ｎを確保する。プリアンプにおいて所定の大きさに増幅された受信信号は、Ａ／Ｄ変換回路にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路に送られる。受信遅延回路は、所定の深さからの反射波を集束するための集束用遅延時間と、所定方向に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換回路から出力される受信信号に与える。加算回路は、受信遅延回路からの受信信号を整相加算（所定の方向から得られた受信信号の位相を合わせて加算）する。
【００２２】
２次元画像生成回路２２は、制御回路３０からの制御信号に従って、送受信回路２１の受信回路から入力された受信信号に基づいて、時系列で複数の２次元画像データ、つまり、複数フレームに係る２次元画像データを生成する。２次元画像データの種類としては、Ｂモード画像データ、カラーモード画像データ、エラストグラフィー等のアプリケーションモード画像データ、等が挙げられる。
【００２３】
２次元画像データの形態としては、ある時相に係る走査面Ｐ（図２に図示）内の複数のラスタデータから成るローデータ（Raw Data）や、ローデータがスキャンコンバージョン（ＳＣ：Scan Conversion）処理された後のＳＣデータが挙げられる。以下、２次元画像データが、ローデータがスキャンコンバージョン処理された後のＳＣデータである場合について説明する。
【００２４】
２次元メモリ２３は、１フレーム当たり２軸方向に複数のメモリセルを備え、それを複数フレーム分備えた記憶回路である。２次元メモリ２３は、２次元画像生成回路２２によって生成された時系列で複数の２次元画像データを記憶する。超音波プローブ１１は操作者によって移動操作されるので、時系列で複数の２次元画像データは、すなわち、複数位置におけるデータである。各２次元画像データがローデータである場合、各ローデータを構成する各ラスタデータには、システムタイマーを用いて、ラスタデータ収集に係る時刻データが付帯される。
【００２５】
位置情報収集回路２４は、磁場送信器１２を制御して磁場送信器１２から磁場を送信させると共に、センサ１３から超音波プローブ１１の時系列で複数の位置情報を収集する。位置情報収集回路２４は、各位置情報を、２次元画像データの位置情報、つまり、２次元画像データに係る走査面の位置情報として収集する。走査面の位置情報は、走査面の位置及び姿勢を含む。
【００２６】
位置情報収集回路２４は、２次元画像データに係る走査面の各点までの幾何学的位置関係に基づいて、センサ１３の位置情報を２次元画像データに係る走査面の位置情報に換算することができる。
【００２７】
位置情報対応付け回路２５は、２次元画像生成回路２２によって生成された複数の２次元画像データのそれぞれに、位置情報収集回路２４によって収集された位置情報を対応付ける。位置情報対応付け回路２５は、複数の２次元画像データのそれぞれに付帯された時刻データと、複数の位置情報にそれぞれ付帯された時刻データとを比較し、各２次元画像データの時刻に最近接、直前、又は直後の時刻をもつ位置情報を当該２次元画像データに対応付ける。ここで、各２次元画像データがローデータである場合、各ローデータの時刻は、各ローデータを構成する複数のラスタデータのうち最初のラスタデータに付帯された時刻であってもよいし、中央のラスタデータに付帯された時刻であってもよいし、複数のラスタデータの平均時刻であってもよい。
【００２８】
なお、複数の２次元画像データと複数の位置情報との時刻を合わせる方法は、上記の場合に限定されるものではない。例えば、センサ１３及び位置情報収集回路２４による位置情報の収集を２次元画像データの収集に同期させることで、位置情報が、対応する２次元画像データに対応付けられてもよい。
【００２９】
位置情報対応付け回路２５は、複数の２次元画像データのそれぞれに位置情報を対応付けるために、複数の２次元画像データのそれぞれに位置情報を付帯させることができる。例えば、位置情報対応付け回路２５は、各２次元画像データのヘッダやフッタ等に位置情報を書込む。位置情報が付帯された複数の２次元画像データは２次元メモリ２３に記憶される。
【００３０】
又は、位置情報対応付け回路２５は、複数の２次元画像データのそれぞれに位置情報を対応付けるために、２次元画像データと位置情報とを対応テーブルに書込んでもよい。以下、複数の２次元画像データのそれぞれに位置情報を対応付けるために、複数の２次元画像データのそれぞれに位置情報が付帯される場合を例にとって説明する。
【００３１】
処理回路２６は、複数の位置情報に従って３次元メモリ２８に配列される複数の２次元画像データが３次元メモリ２８のメモリ空間にほぼ収まるような処理を行う。ここで、当該処理は、（１）２次元メモリ２３に記憶された複数の２次元画像データの全部が３次元メモリ２８のメモリ空間に収まるような処理であるか、又は、（２）２次元メモリ２３に記憶された複数の２次元画像データから選択された複数の２次元画像データの全部が３次元メモリ２８のメモリ空間に収まるような処理である。
【００３２】
上記（２）の場合、２次元メモリ２３に記憶された複数の２次元画像データは、選択される複数の２次元画像データと、非選択の１又は複数の２次元画像データとを含む（図３（Ｂ）に図示）。上記（２）の場合、非選択の２次元画像データは、当該処理によって、３次元メモリ２８のメモリ空間に収まらなくてもよい。また、上記（２）の場合、処理回路２６は、２次元メモリ２３に記憶された複数の２次元画像データをディスプレイ３３に複数の２次元画像として表示し、後述する入力回路３２からの操作信号に従って、表示された複数の２次元画像から任意の複数の２次元画像データを選択する。
【００３３】
図３（Ａ），（Ｂ）は、任意の複数の２次元画像データの選択方法の例を示す図である。
【００３４】
図３（Ａ）に示すように、ディスプレイ３３に、記憶された複数の２次元画像データが奥行方向に重ねられた状態で複数の２次元画像（断層画像）として表示される。表示される複数の２次元画像は、ローデータがスキャンコンバージョン処理された後のＳＣデータに基づく。また、ディスプレイ３３に、記憶された複数の２次元画像データの中の、最前面の２次元画像データの位置（フレーム）を示すバーを含むスクロールバーが表示される。
【００３５】
操作者は、入力回路３２（図１に図示）としてのトラックボール及びハードウェアボタンを使って、選択幅の始点（始点フレーム）及び終点（終点フレーム）を確定させる。
【００３６】
具体的には、操作者は、トラックボールを操作して複数の２次元画像を奥行方向にスクロールさせることで、最前面の２次元画像を変更する。操作者は、ディスプレイ３３の最前面に表示された２次元画像が始点として適切であると判断すると、ハードウェアボタンを押下して始点を確定させる。その後、操作者は、トラックボールを操作して複数の２次元画像を奥行方向にスクロールさせることで、最前面の２次元画像を変更する。操作者は、スクロールの後に新たにディスプレイ３３の最前面に表示された２次元画像が終点として適切であると判断すると、ハードウェアボタンを押下して終点を確定させる。このように確定された始点及び終点に基づいて選択される複数の２次元画像データの概念を図３（Ｂ）に示す。
【００３７】
なお、選択方法は上述した選択方向に限定されるものでない。例えば、操作者は、入力回路３２としてのマウスと、ディスプレイ３３に表示されるスクロールバー及びボタンとを使って、選択幅の始点及び終点を確定させてもよい。その場合、操作者は、マウスを使ってディスプレイ３３上のスクロールバーのバーをスライドさせ複数の２次元画像を奥行方向にスクロールさせることで、最前面の２次元画像を変更する。操作者は、ディスプレイ３３の最前面に表示された２次元画像が始点として適切であると判断すると、マウスを使ってディスプレイ３３上の「始点」ボタンをクリックして始点を確定させる。その後、操作者は、マウスを使ってディスプレイ３３上のスクロールバーのバーをスライドさせ複数の２次元画像を奥行方向にスクロールさせることで、最前面の２次元画像を変更する。操作者は、スクロールの後に新たにディスプレイ３３の最前面に表示された２次元画像が終点として適切であると判断すると、マウスを使ってディスプレイ３３上の「終点」ボタンをクリックして終点を確定させる。確定された始点及び終点に基づいて選択される複数の２次元画像データの概念は図３（Ｂ）に示される。
【００３８】
図１の説明に戻って、処理回路２６は、処理の第１例として、処理対象の複数の２次元画像データが３次元メモリ空間にほぼ収まるような倍率を算出し、当該倍率にて処理対象の複数の２次元画像データの処理を行う。具体的には、処理回路２６は、処理の第１例として、処理対象の複数の２次元画像データが３次元メモリ空間にほぼ収まるような拡大率又は縮小率を算出し、当該拡大率又は縮小率にて処理対象の複数の２次元画像データの拡大処理又は縮小処理を行う。以下、縮小処理の場合を用いて説明するので、縮小率及び縮小処理という用語を用いるが、拡大率及び拡大処理の場合を除外するものではない。ここで、処理対象の複数の２次元画像データとは、２次元メモリ２３に記憶された複数の２次元画像データ（図３（Ｂ）に図示）、又は、２次元メモリ２３に記憶された複数の２次元画像データから選択される複数の２次元画像データ（図３（Ｂ）に図示）であり、以下、「２次元画像データセット」と呼ばれる。
【００３９】
なお、処理回路２６は、２次元画像データセットが３次元メモリ空間に収まり、かつ、２次元画像データセットのサイズ（大きさ）が最大となる場合の縮小率を採用することが好適である。処理回路２６における縮小処理については、主に図６〜図８を用いて後述する。
【００４０】
処理回路２６は、処理の第２例として、２次元画像データセットが３次元メモリ空間にほぼ収まるような２次元画像データセットの向きを算出し、当該向きに従って２次元画像データセットの向き変更処理を行う。なお、処理回路２６は、向き変更処理により２次元画像データセットが３次元メモリ空間に収まる場合、向き変更処理後の２次元画像データセットのサイズが最大となるように２次元画像データセットを拡大してもよい。つまり、処理回路２６は、２次元画像データセットのサイズを優先し、サイズが最大となるような向きを算出してもよい。処理回路２６における向き変更処理については、主に図９（Ａ），（Ｂ）を用いて後述する。
【００４１】
処理回路２６は、処理の第３例として、２次元画像データセットに、向き変更処理と縮小処理とを組み合わせた処理を行う。処理回路２６は、２次元画像データセットの適切な向きを算出し、当該向きに従って２次元画像データセットの向き変更処理を行う。続いて、処理回路２６は、向き変更処理後の２次元画像データセットがメモリ空間にほぼ収まるような縮小率を算出し、当該縮小率にて、向き変更処理後の２次元画像データセットの縮小処理を行う。なお、処理回路２６は、２次元画像データセットのサイズが最大となる縮小率を含む組を採用することが好適である。処理回路２６における向き変更処理と縮小処理との組み合わせ処理については、主に図１０〜図１１を用いて後述する。
【００４２】
ボリューム生成回路２７は、処理回路２６により処理され３次元メモリ２８に配列された２次元画像データセットに対し、必要に応じて補間処理を行う３次元再構成を行うことで、３次元メモリ２８内にボリュームデータを生成する。補間処理方法としては、公知の技術が用いられる。公知の技術として、例えば、非特許文献（Trobaugh, J.W., Trobaugh, D.J., Richard W.D. "Three-Dimensional Imaging with Stereotactic Ultrasonography", Computerized Medical Imaging and Graphics, 18:5, 315-323, 1994.）に記載された技術が挙げられる。
【００４３】
非特許文献の技術は、隣り合う２フレーム分の２次元画像データを、位置情報を用いて空間上に配列し、その間の面上のピクセル値を、近接点（ピクセル）の値から、ニアレストネイバー（nearest neighbor）、バイリニア補間（bilinear interpolation）、バイキュービック補間（bicubic interpolation）、等の補間により求めるものである。ボリューム生成回路２７は、収集された複数の位置情報を処理回路２６による処理に従ってそれぞれ補正し、補正後の複数の位置情報に従って配置された複数の２次元画像データに基づいて、非特許文献の技術を使って、ボリュームデータを生成する。
【００４４】
３次元メモリ２８は、３軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向）に複数のメモリセルを備えた記憶回路である。３次元メモリ２８は、ボリューム生成回路２７によって生成されたボリュームデータを記憶する。
【００４５】
図４は、３次元メモリ空間とボリュームデータとの関係を示す図である。
【００４６】
超音波プローブ１１の走査方式がコンベックスである場合を例にとって説明する。図４の左側に示す２次元画像データは、ローデータであるので、扇状はしていない。ローデータは、複数のラスタデータ、例えば、３００個のラスタデータを有する。
【００４７】
また、図４の右側に示すように、ボリュームデータは、ローデータ形式で、奥行き方向には複数のフレームをもつ。また、ボリュームデータの各フレーム内は、扇形をした、ＳＣデータのような形状をもつ。すなわち、コンベックスの場合に、ボリュームデータは、あたかもリニアプローブのローデータのような形式で、３次元メモリ２８の３次元メモリ空間内にコンベックス形状のデータをもつ。
【００４８】
３次元メモリ空間内のコンベックス形状外でデータの無いメモリセルには、例えば「０」の値が設定される。現存するレンダラが入力としてローデータを読込んでいるので、ボリュームデータをローデータ形式で持つことにより、現存のレンダラをそのまま適用することができ、しかもデータ領域の形状を表示領域と合わせて四角形とすることにより、無駄の無いデータ領域を確保することができる。
【００４９】
以下、説明を分かり易くするため、コンベックス形状内の実際にデータをもつボリュームデータが生成される領域を、３次元再構成を行う前の「２次元画像データセット」と、また、データの無い「０」のメモリセルまで含めた直方体の領域を「３次元メモリ空間」と呼んで区別する。この場合、２次元画像データセットと３次元メモリ空間とのサンプル数、ラスタ数、フレーム数は一般に異なる。例えば、図４では、２次元画像データセットのサンプル数が1024、ラスタ数が300であり、３次元メモリ空間のサンプル数が1024、ラスタ数が1024、フレーム数が300である。１ピクセルのデータ長を１バイト（１Ｂ）とすれば、３次元メモリ空間の容量は300MB(1B*1024sample*1024raster*300fr)となる。
【００５０】
図１の説明に戻って、３次元画像生成回路２９は、３次元メモリ２８に記憶されたボリュームデータに、ＭＰＲ（Multi-Planar Reconstruction）処理、ボリュームレンダリング処理、サーフェスレンダリング処理、及びＭＩＰ（Maximum Intensity Projection）処理等の３次元画像処理を施す。また、３次元画像生成回路２９は、ボリュームデータに３次元画像処理を施すことで、ＭＰＲ画像データ、ボリュームレンダリング画像データ、サーフェスレンダリング画像データ、ＭＩＰ画像データ等の３次元画像データを生成する。そして、３次元画像生成回路２９は、３次元画像データを３次元画像としてディスプレイ３３に表示させる。
【００５１】
制御回路３０は、専用又は汎用のＣＰＵ（central processing unit）、ＭＰＵ（micro processor unit）、又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）の他、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、及び、プログラマブル論理デバイス等を意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：simple programmable logic device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：complex programmable logic device）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）等が挙げられる。制御回路３０は記憶回路３１に記憶された、又は、制御回路３０内に直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、各部２１〜２９，３１〜３３の処理動作を統括的に制御する。
【００５２】
また、制御回路３０は、単一の回路によって構成されてもよいし、複数の独立した回路要素の組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、プログラムを記憶する記憶回路３１は回路要素ごとに個別に設けられてもよいし、単一の記憶回路３１が複数の回路要素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よい。
【００５３】
記憶回路３１は、ＲＡＭ（random access memory）、フラッシュメモリ（flash memory）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等によって構成される。記憶回路３１は、ＵＳＢ（universal serial bus）メモリ及びＤＶＤ（digital video disk）等の可搬型メディアによって構成されてもよい。記憶回路３１は、制御回路３０において用いられる各種処理プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（operating system）等も含まれる）や、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。また、ＯＳに、操作者に対するディスプレイ３３への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力回路３２によって行うことができるＧＵＩ（graphical user interface）を含めることもできる。
【００５４】
入力回路３２は、操作者によって操作が可能な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３２に含まれるものとする。入力デバイスは、ポインティングデバイス（例えばマウス）、キーボード、トラックボール、及び各種ボタン等を含む。操作者により入力デバイスが操作されると、入力回路３２はその操作に応じた入力信号を生成して制御回路３０に出力する。なお、装置本体１４は、入力デバイスがディスプレイ３３と一体に構成されたタッチパネルを備えてもよい。
【００５５】
入力回路３２は、操作者によって設定された送信条件を、制御回路３０に出力する。送信条件とは、例えば超音波プロ−ブ１１を介して送信される超音波の中心周波数等である。中心周波数は、スイープ方式（リニア、コンベックス、及びセクタ等）、被検体の診断対象部位、超音波診断のモード（Ｂモード、ドプラモード、及びカラードプラモード等）、被検体表面から診断対象部位までの距離等によってそれぞれ異なる。
【００５６】
また、入力回路３２は、操作者が操作可能なデータ収集開始のボタンや、データ収集終了のボタンや、処理回路２６による処理を行うか否かを切り替えるスイッチ等を含む。
【００５７】
ディスプレイ３３は、液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（organic light emitting diode）ディスプレイ等の一般的な表示出力装置により構成される。ディスプレイ３３は、制御回路３０の制御に従って３次元画像生成回路２９等によって生成された３次元画像データを３次元画像として表示する。
【００５８】
処理回路２６による処理について、図５〜図１１を用いて説明する。
【００５９】
図５（Ａ）〜（Ｅ）は、超音波プローブ１１によるスイープ形式の種類を示す図である。
【００６０】
図５（Ａ）〜（Ｅ）は、５種類のスイープ形式を示す。これらいずれのスイープが行われても、２次元画像データセットが３次元メモリ２８の３次元メモリ空間内に収まるように、２次元画像データセットに対して３次元的に縮小処理が行われる。
【００６１】
処理回路２６による縮小処理について、図６〜図８を用いて説明する。
【００６２】
図６（Ａ），（Ｂ）は、処理回路２６による縮小処理の概要を示す図である。
【００６３】
以降、理解を容易にするため２次元画像データセットをＳＣデータ形式で図示する。３次元メモリ２８の３次元メモリ空間と、２次元画像データセットの大きさとの関係で、複数の位置情報に従ってそれぞれ配列された２次元画像データセットの一部が、３次元メモリ空間に収まらない場合がある（図６（Ａ））。このような場合、一部のデータが不足した２次元画像データセットに基づくボリュームデータが生成されることになる。これにより、ボリュームデータに基づく３次元画像による診断能が低下してしまう。
【００６４】
そこで、２次元画像データセットの一部が３次元メモリ空間に収まらない場合に、２次元画像データセット全体が３次元メモリ２８の３次元メモリ空間内に収まるような縮小率が算出され、２次元画像データセットに対して当該縮小率にて３次元的な縮小処理が行われる（図６（Ｂ））。これにより、３次元メモリ空間から２次元画像データセットが全くはみ出さなくなる。すなわち、２次元画像データセット全体に基づくボリュームデータに基づく３次元画像を表示できるので、診断能が向上する。
【００６５】
ここで、２次元画像データセットの縮小処理における縮小率について説明する。
【００６６】
図７（Ａ），（Ｂ）は、２次元画像データセットの縮小率を説明するための図である。
【００６７】
図７（Ａ）は、２次元画像データセットを正面から見た図、すなわち、３次元メモリ空間のＸ−Ｙ面を示す図を示す。図７（Ｂ）は、２次元画像データセットを側面から見た図、すなわち、３次元メモリ空間のＺ−Ｙ面を示す図を示す。図７（Ａ），（Ｂ）において、３次元メモリ空間のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向における、２次元画像データセットの広がりをそれぞれＤｘ，Ｄｙ，Ｄｚと定義する。
【００６８】
図７（Ａ）において、３次元メモリ空間のＸ−Ｙ面内の縮小処理について説明する。３次元メモリ空間のＸ−Ｙ面（フレーム面）のサンプルピッチと、ラスタピッチを同じとする。例えば、Ｄｘ＞Ｄｙならば、Ｄｘのサイズがラスタの両端一杯になるように、２次元画像データセットが、Ｘ軸、Ｙ軸方向において等倍で縮小処理される。この場合、Ｄｙは３次元メモリ空間のＹ軸方向の長さよりも小さいので、上下に空間ができる。なお、各２次元画像データの走査面上の各点の位置は、前述したように、超音波プローブ１１の位置及び姿勢から換算される。
【００６９】
一般には、サンプルピッチとラスタピッチは異なってもよく、Ｄｘ、Ｄｙの縮小処理も等倍でなくてもよい。この場合、Ｄｘのサイズをラスタの両端一杯になるようにし、Ｄｙのサイズを３次元メモリ空間のＹ軸方向の長さになるようにすることができる。
【００７０】
図８は、３次元メモリ空間のＺ軸方向の縮小処理を説明するための図である。
【００７１】
２次元画像データセットを構成する処理対象の複数の２次元画像データから３次元再構成されたボリュームデータのフレームサイズ（枚数）が３次元メモリ２８の３次元メモリ空間におけるＺ軸方向のフレームサイズを超える場合（図８の上段）、フレームピッチが粗くされる。２次元画像データセットのＤｚ（図７（Ｂ））が、３次元メモリ空間のＺ軸方向のフレームサイズを超えないように縮小処理される。例えば、図８の上段において、サンプルピッチが0.146[mm]、深さが15[cm]、1024[個]のサンプル数とする場合、超音波の空間分解能から考えて一般にフレームピッチはサンプルピッチよりも大きくてよいので、フレームピッチを0.146[mm]より小さくしなくてもよい。
【００７２】
初期設定において、ボリュームデータの長さが12[cm]、フレームピッチが0.146[mm]、フレーム数が821[fr(12cm/0.146mm)]である場合、ボリュームデータのサイズは821[MB(1B*1024sample*1024raster*821fr)]となる。この場合、ボリュームデータのサイズ821[MB]が３次元メモリ空間のメモリサイズ300[MB]を越えるので、２次元画像データセットの縮小処理が必要となる。そこで、縮小率を300[MB]/821[MB](= 0.365)として２次元画像データセットが縮小処理されると、縮小処理後の２次元画像データセットを３次元再構成したボリュームデータの長さが12[cm]、フレームピッチが0.400[mm(0.146[mm]/0.365)]、フレーム数が300[fr(821fr*0.365)]となり、ボリュームデータのサイズが300[MB(1B*1024sample*1024raster*300fr)]となる。すなわち、縮小処理後の２次元画像データセットを３次元再構成したボリュームデータのサイズ300[MB]は、３次元メモリ空間のメモリサイズ300[MB]を超えない。
【００７３】
このように、Ｚ軸方向の縮小処理は、Ｘ−Ｙ面内の縮小処理とは独立に行うことができる。一般にＺ軸方向のフレームピッチはＸ−Ｙ面内のサンプルピッチ、ラスタピッチとは異なるが、この３つのピッチを同じにしてもよい。この場合、３つのピッチの内一番粗いピッチを採用することになる。
【００７４】
以上のように、処理回路２６が２次元画像データセットを縮小処理することにより、２次元画像データセットが３次元メモリ空間内に収まるので、データが欠落せず、診断能の高い超音波診断装置を提供することができる。
【００７５】
続いて、処理回路２６による向き変更処理について、図９を用いて説明する。
【００７６】
図９（Ａ），（Ｂ）は、処理回路２６による向き変更処理の概要を示す図である。
【００７７】
３次元メモリ２８の３次元メモリ空間と、２次元画像データセットの大きさとの関係で、複数の位置情報に従ってそれぞれ配列された２次元画像データセットの一部が、３次元メモリ空間に収まらない場合がある（図９（Ａ））。このような場合、一部のデータが不足した２次元画像データセットに基づくボリュームデータが生成されることになる。これにより、ボリュームデータに基づく３次元画像による診断能が低下してしまう。
【００７８】
そこで、２次元画像データセットの一部が３次元メモリ空間に収まらない場合に、２次元画像データセットが３次元メモリ２８の３次元メモリ空間内に収まるような２次元画像データセットの向きが算出され、２次元画像データセットに対して当該向きにて３次元的な向き変更処理が行われる（図９（Ｂ））。すなわち、２次元画像データセットに含まれる先頭フレームに係る２次元画像データの向きＧ１が、向きＧ２に変更されることで２次元画像データセットの向きが変更される。なお、先頭フレームに係る２次元画像データの３次元メモリ２８における向き変更前の位置Ｈ１は、２次元画像データセットが３次元メモリ２８の３次元メモリ空間内に収まるような向きＧ２への向き変更処理によって、位置Ｈ２にシフトされる。これにより、３次元メモリ空間から２次元画像データセットが全くはみ出さなくなる。すなわち、２次元画像データセットの全体に基づくボリュームデータに基づく３次元画像を表示できるので、診断能が向上する。
【００７９】
また、処理回路２６は、上述の向き変更処理を行った後、更に、向き変更処理後の２次元画像データセットに縮小処理を施すこともできる。
【００８０】
続いて、処理回路２６による向き変更処理と縮小処理との組み合わせ処理について、図１０〜図１１を用いて説明する。
【００８１】
図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、処理回路２６による向き変更処理と縮小処理との組み合わせ処理の概要を示す図である。
【００８２】
図１０（Ａ），（Ｂ）は、図６（Ａ），（Ｂ）と同一である。２次元画像データセットの一部が、３次元メモリ２８の３次元メモリ空間に収まらない場合に、２次元画像データセットの向きが３次元的に適切に調整された上で、２次元画像データセットが３次元メモリ空間内に収まるように３次元的に縮小処理される（図１０（Ｃ））。これにより、図１０（Ａ）と比較して３次元メモリ空間から２次元画像データセットがはみ出さなくなり、かつ、図１０（Ｂ）と比較して空間分解能が適切に設定される。すなわち、２次元画像データセットの全体に基づき、適切な空間分解能のボリュームデータに基づく３次元画像を表示できるので、さらに診断能が向上する。
【００８３】
ここで、向き変更処理と縮小処理との組み合わせ処理における、２次元画像データセットの向き変更処理について説明する。
【００８４】
図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、組み合わせ処理における２次元画像データセットの向きの設定方法を説明するための図である。
【００８５】
図１１（Ａ）は、複数の位置情報に従ってそれぞれ配列された２次元画像データセットを示す。２次元画像データセットから中央のフレームの２次元画像データＦｃが選択される。例えば、２００フレーム分の２次元画像データが収集された場合、中央のフレームは第１００フレームである。そして、２次元画像データＦｃの向きが、２次元画像データセットの向きとされる。すなわち、図１１（Ｂ）に示す２次元画像データＦｃのＸｃ，Ｙｃ，Ｚｃ軸が、２次元画像データセットのＸ，Ｙ，Ｚ軸とされ、図１１（Ｃ）に示す３次元メモリ空間のＸ，Ｙ，Ｚ軸とされる。なお、原点は一致しなくてもよい。
【００８６】
なお、図１１（Ａ）に示す２次元画像データＦｃが手振れ等により、向き変更処理後の２次元画像データセットの向きが適切でない場合もあり得る。２次元画像データＦｃが、超音波プローブ１１が意図せず傾いてしまったときに得られたものである場合等である。そこで、中央のフレームの近傍の数フレーム、例えば７フレーム分の２次元画像データＦｃｓ（図１１（Ｄ））について２次元画像データセットの向きをそれぞれ算出し、それらの向きのメディアンを２次元画像データセットの向きとすればよい。
【００８７】
以上のように、処理回路２６が２次元画像データセットの向きを適切に調整した上で、２次元画像データセットを縮小処理することにより、３次元メモリ空間の空きスペースを減少させ、３次元画像データを大きくでき、３次元画像データの空間分解能を可能な限り高く設定でき、診断能がさらに向上する。
【００８８】
続いて、図１及び図１２を用いて超音波診断装置１０の動作について説明する。
【００８９】
図１２は、超音波診断装置１０の動作を示すフローチャートである。図１２では、処理回路２６が２次元画像データセットに対して縮小処理を行う場合について説明する。
【００９０】
送受信回路２１は、入力回路３２としてのデータ収集開始のボタンが操作者によって押圧されると、超音波プローブ１１を制御して超音波の送受信を実行させ、複数のフレームに係るデータ収集を行う（ステップＳＴ１）。２次元画像生成回路２２は、ステップＳＴ１によって収集されたデータに基づいて、時系列で複数の２次元画像データを生成する（ステップＳＴ２）。
【００９１】
位置情報収集回路２４は、センサ１３から超音波プローブ１１の複数の位置情報を、各２次元画像データの位置情報として収集する（ステップＳＴ３）。位置情報対応付け回路２５は、ステップＳＴ２によって生成された各２次元画像データに、ステップＳＴ３によって収集された位置情報を付帯する（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ４によって位置情報が付帯された複数の２次元画像データは、２次元メモリ２３に記憶される。
【００９２】
処理回路２６は、位置情報対応付け回路２５によって付帯された複数の位置情報に従って３次元メモリ２８に配列される２次元画像データセットが、３次元メモリ２８の３次元メモリ空間に収まるか否かを判断する（ステップＳＴ５）。ステップＳＴ５では、処理回路２６は、２次元画像データセットのうち先頭フレームに係る２次元画像データの向きを３次元メモリ空間に向きに合わせ、後に続くフレームに係る２次元画像データを適宜配列する。そして、処理回路２６は、２次元画像データセットが３次元メモリ空間に収まるか否かを判断する。前述したように、２次元画像データセットとは、処理対象の複数の２次元画像データを指し、２次元メモリ２３に記憶された複数の２次元画像データ（図３（Ｂ）に図示）、又は、２次元メモリ２３に記憶された複数の２次元画像データから選択される複数の２次元画像データ（図３（Ｂ）に図示）を指す。
【００９３】
ステップＳＴ５の判断にてＹＥＳ、すなわち、２次元画像データセットが、３次元メモリ２８の３次元メモリ空間に収まると判断される場合、ボリューム生成回路２７は、従来技術に従って３次元メモリ２８に配列された２次元画像データセットに対し、必要に応じて補間処理を行う３次元再構成を行うことで、３次元メモリ２８内にボリュームデータを生成する（ステップＳＴ６）。
【００９４】
一方、ステップＳＴ５の判断にてＮＯ、すなわち、２次元画像データセットの一部が、３次元メモリ２８の３次元メモリ空間に収まらないと判断される場合、処理回路２６は、２次元画像データセットに縮小処理を施す（ステップＳＴ７）。ステップＳＴ７による縮小処理ついては、図６〜図８を用いて説明したとおりである。
【００９５】
ボリューム生成回路２７は、３次元メモリ２８に配列された縮小処理後の２次元画像データセットに対し、必要に応じて補間処理を行う３次元再構成を行うことで、３次元メモリ２８内にボリュームデータを生成する（ステップＳＴ８）。
【００９６】
３次元画像生成回路２９は、ステップＳＴ６又はＳＴ８によって３次元メモリ２８内に生成されたボリュームデータに３次元画像処理を施すことで、３次元画像データを生成する（ステップＳＴ９）。そして、３次元画像生成回路２９は、３次元画像データを３次元画像としてディスプレイ３３に表示させる（ステップＳＴ１０）。
【００９７】
超音波診断装置１０によると、複数の位置情報に従って３次元メモリ２８に配列される２次元画像データセットが３次元メモリ２８のメモリ空間にほぼ収まるような処理を行うことで、２次元画像データセットに基づいて表示される３次元画像による診断能を向上させることができる。さらに、超音波診断装置１０によると、２次元画像データセットの向きを調整した上で調整後の２次元画像データセットを縮小処理することで、空間分解能が考慮されるので、２次元画像データセットに基づいて表示される３次元画像による診断能をさらに向上させることができる。
【００９８】
２．第１の変形例
図４を用いて説明したように、３次元メモリ２８の３次元メモリ空間のフレームをあたかもリニアプローブのローデータのような形式にしたが、別の方法もある。すなわち、３次元メモリ空間のサンプル数とラスタ数を２次元画像データ（ローデータ）と同じにし、３次元メモリ空間のフレームを２次元画像データと全く同じ扱いにする方法である。この方法の利点は、２次元画像データのヘッダやフッタをそのまま使うことができる点である。ただし、この方法では、３次元メモリ空間のフレームをレンダラで読込んだ際に例えばコンベックス形状に展開するので、表示範囲が展開されたコンベックス領域に制限されることになる。
【００９９】
３．第２の変形例
図１１（Ａ）を用いて、中央のフレームの２次元画像データＦｃに基づいて決定される２次元画像データセットの向きにおいて２次元画像データセットの縮小率が算出される場合について説明した。また、図１１（Ｄ）を用いて、中央のフレームを含む複数のフレームの２次元画像データＦｃｓに基づいて決定される２次元画像データセットの向きにおいて２次元画像データセットの縮小率が算出される場合について説明した。しかしながら、それらの場合に限定されるものではない。処理回路２６は、最小の縮小率（最も縮小をしない）とそれに対応する向きとに基づいて２次元画像データセットの縮小処理及び向き変更処理を行ってもよい。
【０１００】
具体的には、処理回路２６は、２次元画像データセットのうち離間する複数の２次元画像データに関する複数の向きをそれぞれ決定する。処理回路２６は、複数の向きに従って２次元画像データセットの向き変更処理を行った場合の複数の縮小率をそれぞれ算出する。ここで、各縮小率は、２次元画像データセットが３次元メモリ空間に収まる場合における縮小率を意味する。処理回路２６は、複数の縮小率のうち最小値を縮小率として採用し、最小値に相当する向きに従って２次元画像データセットの向き変更処理を行うと共に、最小値に相当する縮小率にて２次元画像データセットの縮小処理を行う。
【０１０１】
図１３は、２次元画像データセットのうち離間する複数の２次元画像データを示す図である。
【０１０２】
図１３に示すように、２次元画像データセットに含まれる離間する４個の２次元画像データＦｃ１〜Ｆｃ４が設定される。４個の２次元画像データＦｃ１〜Ｆｃ４に基づいて決定される２次元画像データセットの４個の向きにおいて、４個の縮小率がそれぞれ算出され、それらの最小値が２次元画像データセットの縮小率として採用される。その場合、最小値に相当するものが２次元画像データセットの向きとして採用される。
【０１０３】
このように、空間分解能がより考慮されるので、２次元画像データセットに基づいて表示される３次元画像による診断能をさらに向上させることができる。
【０１０４】
なお、処理回路２６は、最大の拡大率（最も拡大する）とそれに対応する向きとに基づいて２次元画像データセットの拡大処理及び向き変更処理を行ってもよい。その場合、処理回路２６は、２次元画像データセットのうち離間する複数の２次元画像データに関する複数の向きをそれぞれ決定する。処理回路２６は、複数の向きに従って２次元画像データセットの向き変更処理を行った場合の複数の拡大率をそれぞれ算出する。ここで、各拡大率は、２次元画像データセットが３次元メモリ空間に収まる場合における拡大率を意味する。処理回路２６は、複数の拡大率のうち最大値を拡大率として採用し、最大値に相当する向きに従って２次元画像データセットの向き変更処理を行うと共に、最大値に相当する拡大率にて２次元画像データセットの拡大処理を行う。
【０１０５】
４．第３の変形例
以上は、２次元画像データの収集終了後、縮小処理を行い、ボリュームデータを生成し、表示する場合を想定して記述したが、その場合に限定されるものではない。例えば、２次元画像データ収集を行いながら、縮小処理を行い、ボリュームデータを生成し、リアルタイムで表示することもできる。この場合、収集中の各時点で収集済みの２次元画像データを用いて本発明の処理を行うことになる。
【０１０６】
１つの方法として、２次元画像データのフレームが追加される度に本発明の処理を更新する方法がある。ただし、装置の負荷が大きくなるので、簡略な方法として、図１０（Ａ）の３次元メモリ空間のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の枠から２次元画像データがはみ出したとき更新する方法がある。さらに簡略な方法としては、Ｚ軸方向の枠から２次元画像データがはみ出したとき縮小率を最適化せず大きくしてＺ軸方向のメモリに余裕がある状態を作って継続する方法がある。
【０１０７】
５．本実施形態に係る医用画像処理装置
図１４は、本実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示す概略図である。
【０１０８】
図１４は、本実施形態に係る医用画像処理装置５０を示す。医用画像処理装置５０は、図示しない医用画像管理装置（画像サーバ）や、ワークステーションや、図示しない読影端末等であり、ネットワークを介して接続された医用画像システム上に設けられる。また、医用画像処理装置５０は、オフラインの装置であってもよい。
【０１０９】
医用画像処理装置５０は、制御回路５１、記憶回路５２、入力回路５３、ディスプレイ５４、通信制御回路５５、２次元メモリ５６、及び３次元メモリ５７を備える。
【０１１０】
制御回路５１は、図１に示す制御回路３０と同等の構成を備える。制御回路５１は、記憶回路５２に記憶された、又は、制御回路５１内に直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、各部５２〜５７の処理動作を統括的に制御する。
【０１１１】
記憶回路５２は、図１に示す記憶回路３１と同等の構成を備える。記憶回路５２は、制御回路５１において用いられる各種処理プログラムや、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。また、ＯＳに、操作者に対するディスプレイ５４への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力回路５３によって行うことができるＧＵＩを含めることもできる。
【０１１２】
入力回路５３は、図１に示す入力回路３２と同等の構成を備える。操作者により入力デバイスが操作されると、入力回路５３はその操作に応じた入力信号を生成して制御回路５１に出力する。なお、医用画像処理装置５０は、入力デバイスがディスプレイ５４と一体に構成されたタッチパネルを備えてもよい。
【０１１３】
ディスプレイ５４は、図１に示すディスプレイ３３と同等の構成を備える。ディスプレイ５４は、制御回路５１の制御に従って生成された３次元画像データ等を３次元画像として表示する。
【０１１４】
通信制御回路５５は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成される。通信制御回路５５は、各規格に応じた通信制御を行い、電話回線を通じてネットワークに接続することができる機能を有しており、これにより、医用画像処理装置５０をネットワークに接続させる。
【０１１５】
２次元メモリ５６は、図１に示す２次元メモリ２３と同等の構成を備える。２次元メモリ５６は、通信制御回路５５を介して送信された、位置情報が付帯された各２次元画像データを記憶する。
【０１１６】
３次元メモリ５７は、図１に示す３次元メモリ２８と同等の構成を備える。制御回路５１によって生成されたボリュームデータを記憶する。
【０１１７】
続いて、本実施形態に係る医用画像処理装置５０の機能について説明する。
【０１１８】
図１５は、本実施形態に係る医用画像処理装置５０の機能を示すブロック図である。
【０１１９】
制御回路５１がプログラムを実行することによって、医用画像処理装置５０は、処理機能６１、ボリューム生成機能６２、及び３次元画像生成機能６３として機能する。なお、機能６１〜６３がソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、それら機能６１〜６３の一部又は全部は、医用画像処理装置５０にハードウェア的にそれぞれ設けられるものであってもよい。
【０１２０】
処理機能６１は、図１に示す処理回路２６が行う機能と同等の機能を有する。
【０１２１】
ボリューム生成機能６２は、図１に示すボリューム生成回路２７が行う機能と同等の機能を有する。
【０１２２】
３次元画像生成機能６５は、図１に示す３次元画像生成回路２９が行う機能と同等の機能を有する。
【０１２３】
医用画像処理装置５０によると、複数の位置情報に従って３次元メモリ５７に配列される２次元画像データセットが３次元メモリ５７のメモリ空間にほぼ収まるような処理を行うことで、２次元画像データセットに基づいて表示される３次元画像による診断能を向上させることができる。さらに、医用画像処理装置５０によると、２次元画像データセットの向きを調整した上で調整後の２次元画像データセットを縮小処理することで、空間分解能が考慮されるので、２次元画像データセットに基づいて表示される３次元画像による診断能をさらに向上させることができる。
【０１２４】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の超音波診断装置及び医用画像処理装置によれば、複数の２次元画像データに基づいて表示される３次元画像による診断能を向上させることができる。
【０１２５】
以上、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。これらの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】
【０１２６】
１０…超音波診断装置
２１…送受信回路
２２…２次元画像生成回路
２３…２次元メモリ
２４…位置情報収集回路
２５…位置情報対応付け回路
２６…処理回路
２７…ボリューム生成回路
２８…３次元メモリ
２９…３次元画像生成回路
３３…ディスプレイ
５０…医用画像処理装置
５１…制御回路
５４…ディスプレイ
５６…２次元メモリ
５７…３次元メモリ
６１…処理機能
６２…ボリューム生成機能
６３…３次元画像生成機能
【図１】
2017213345.tif 000003
【図２】
2017213345.tif 000004
【図３】
2017213345.tif 000005
【図４】
2017213345.tif 000006
【図５】
2017213345.tif 000007
【図６】
2017213345.tif 000008
【図７】
2017213345.tif 000009
【図８】
2017213345.tif 000010
【図９】
2017213345.tif 000011
【図１０】
2017213345.tif 000012
【図１１】
2017213345.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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