(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の３次元画像を表示する超音波診断装置であって、
前記３次元画像の元データとして拍動性識別画像用のデータを用いるかについて操作者に問い合わせ、前記拍動性識別画像用のデータ、又は、ＣＦＭ(Color Flow Mapping)画像用のデータもしくはＰＤＩ(Power Doppler Imaging)画像用のデータを用いることを決定する決定手段と、
前記被検体へ超音波を送信し前記被検体から超音波を受信するとともに、前記被検体に対するプローブを動きに応じて複数組の２次元データに対応する超音波を受信するプローブ及び送受信手段と、
受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出するとともにそのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別する拍動性弁別手段と、
拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成する拍動性識別画像作成手段と、
前記ドプラ成分を抽出するとともにそのドプラ成分からＣＦＭ画像又はＰＤＩ画像を作成するＣＦＭ／ＰＤＩ画像作成手段と、
前記プローブの動きに応じて前記拍動性識別画像、ＣＦＭ画像又はＰＤＩ画像を作成し、その作成された複数の前記拍動性識別画像、ＣＦＭ画像又はＰＤＩ画像から３次元画像データを作成する３次元画像データ作成手段と、
前記３次元画像データに基づいて前記拍動性識別画像、ＣＦＭ画像又はＰＤＩ画像の３次元画像を作成する３次元画像作成手段とを具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記３次元画像作成手段は、ＭＩＰ(Maximum/Minimum Intensity projection)法による３次元画像、サーフェイスレンダリングによる３次元画像又は内視鏡像に相当する３次元画像を作成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
被検体の３次元画像を表示する超音波診断装置であって、
前記被検体へ超音波を送信し前記被検体から超音波を受信するとともに、前記被検体に対するプローブを動きに応じて複数組の２次元データに対応する超音波を受信するプローブ及び送受信手段と、
受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出するとともにそのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別する拍動性弁別手段と、
拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成する拍動性識別画像作成手段と、
前記ドプラ成分を抽出するとともにそのドプラ成分からＰＤＩ(Power Doppler Imaging)画像を作成するＰＤＩ画像作成手段と、
前記プローブの動きに応じて前記拍動性識別画像及びＰＤＩ画像を作成し、その作成された複数の前記拍動性識別画像及びＰＤＩ画像から３次元画像データを作成する３次元画像データ作成手段と、
前記３次元画像データに基づいてＰＤＩ画像データによる内視鏡モード像における血管に拍動性識別情報として色を付加した内視鏡モード系拍動性識別情報付加３次元画像を作成する３次元画像作成手段とを具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置において、
前記３次元画像作成手段は、前記３次元画像データ作成手段から受け取った前記３次元画像データに対してフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理が行われた３次元画像データを基づいて３次元画像を作成することを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元画像作成方法および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、動脈系血管と静脈系血管とを識別可能な３次元画像を作成できる３次元画像作成方法および超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の３次元画像作成機能を有する超音波診断装置の一例のブロック図である。
この超音波診断装置５００は、プローブ１と、そのプローブ１で送波パルスを送信すると共に超音波エコーを受信しビームフォーミングを行い受信エコー信号を生成する送受信部３と、前記受信エコー信号からＣＦＭ（Color Flow Mapping）データやＰＤＩ（Power Dopplar Imaging）データやＢモードデータを作成するＣＦＭ／ＰＤＩ／Ｂモード処理部３と、前記ＣＦＭデータやＰＤＩデータやＢモードデータからＣＦＭ画像やＰＤＩ画像やＢモード画像を生成するＤＳＣ（Digital Scan Converter）５と、前記ＣＦＭ画像やＰＤＩ画像やＢモード画像を作成することをプローブ１を動かしながら繰り返して得られた複数のＣＦＭ画像やＰＤＩ画像やＢモード画像を３次元データとして記憶する画像メモリ６と、その画像メモリ６に記憶した３次元データから３次元画像を作成する３Ｄ処理部８と、前記ＣＦＭ画像や前記ＰＤＩ画像や前記Ｂモード画像や前記３次元画像を表示するＣＲＴ９と、操作者がコマンド入力などを行う入力部１０とを具備している。
【０００３】
図１２は、複数のＣＦＭ画像を３次元データとし、その３次元データから作成した３次元画像Ｐ（Ｔ）の例示図である。
この３次元画像Ｐ（Ｔ）では、腫瘍Ａに繋がる血管Ｖ１〜Ｖ４が描出されている。また、血管Ｖ１〜Ｖ４は、血流方向により色分けされている。すなわち、プローブ１に近づく血流方向は赤色、プローブ１から遠ざかる血流方向は青色に色分けされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＦＭ画像を基にした３次元画像では、血流方向により血管が色分けされているが、ここでいう血流方向はプローブ１の位置を基準とした相対的な方向であり、プローブ１の位置を変えれば色分けも変化する。
従って、例えば図１２において、血管Ｖ１〜Ｖ２が動脈系血管（つまり、腫瘍Ａに流れ込む血流の栄養血管）なのか静脈系血管（つまり、腫瘍Ａから流れ出す血流の血管）なのかを知りたい場合、色を見ても判らない問題点があった。
なお、３次元画像におけるプローブ１の位置を操作者が認識していれば腫瘍Ａに対する流れ方向を推定可能と思われるが、３次元画像を回転させたりするため、実際上、３次元画像におけるプローブ１の位置を操作者が認識することは困難であり、従って、推定も実際上不可能であった。
【０００５】
他方、ＰＤＩ画像を基にした３次元画像では、血管の有無は判るが、血流方向は全く判らないので、例えば図１２において、血管Ｖ１〜Ｖ２が動脈系血管なのか静脈系血管なのかが全く判らない問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、動脈系血管と静脈系血管とを識別可能な３次元画像を作成できる３次元画像作成方法および超音波診断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出し、そのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別し、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成することをプローブを動かしながら繰り返し、得られた複数の拍動性識別画像から３次元データを作成し、その３次元データを基に３次元画像を作成することを特徴とする３次元画像作成方法を提供する。
上記第１の観点による３次元画像作成方法では、ドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別し、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を基にして３次元画像を作成する。拍動性識別画像において、動脈系血管は拍動性の動き部分であり、静脈系血管は非拍動性の動き部分であるため、動脈系血管と静脈系血管を識別可能である。よって、動脈系血管と静脈系血管とを識別可能な３次元画像を作成できることとなる。
なお、上述の拍動性の弁別方法については、例えば特開平８−１５４９３９号公報に記載されている。
【０００８】
第２の観点では、本発明は、被検体へ超音波を送信し被検体からの超音波を受信するプローブおよび送受信手段と、受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出すると共にそのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別する拍動性弁別手段と、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成する拍動性識別画像作成手段と、前記拍動性識別画像を作成することをプローブを動かしながら繰り返して得られた複数の拍動性識別画像から３次元データを作成する３次元データ作成手段と、前記３次元データを基に３次元画像を作成する３次元画像作成手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第２の観点の超音波診断装置では、上記第１の観点の３次元画像作成方法を好適に実施できる。
【０００９】
第３の観点では、本発明は、被検体へ超音波を送信し被検体からの超音波を受信するプローブおよび送受信手段と、受信した超音波に含まれるドプラ成分を抽出すると共にそのドプラ成分からＰＤＩ画像を作成するＰＤＩ画像作成手段と、前記ＰＤＩ画像を作成することをプローブを動かしながら繰り返して得られた複数のＰＤＩ画像からＰＤＩ３次元データを作成するＰＤＩ３次元データ作成手段と、前記ドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別する拍動性弁別手段と、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を作成する拍動性識別画像作成手段と、前記拍動性識別画像を作成することをプローブを動かしながら繰り返して得られた複数の拍動性識別画像から拍動性識別３次元データを作成する拍動性識別３次元データ作成手段と、前記ＰＤＩ３次元データおよび前記拍動性識別３次元データを基に拍動性を識別可能な内視鏡モード画像を作成する内視鏡モード系拍動性識別情報付加３次元画像作成手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第３の観点の超音波診断装置では、血管の内部に在る視点から見た如き内視鏡モード画像上に描出された血管（視点を含む血管および該血管を透過して見える他の血管）が拍動性か非拍動性かを一目で識別可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態の超音波診断装置のブロック図である。
この超音波診断装置１００は、プローブ１と、そのプローブ１で送波パルスを送信すると共に超音波エコーを受信しビームフォーミングを行い受信エコー信号を生成する送受信部３と、前記受信エコー信号からＣＦＭデータやＰＤＩデータやＢモードデータを作成するＣＦＭ／ＰＤＩ処理部３と、前記受信エコー信号に含まれるドプラ成分を抽出すると共にそのドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別し両者を識別可能とした拍動性識別データを作成する拍動性弁別部４と、前記ＣＦＭデータやＰＤＩデータやＢモードデータや前記拍動性識別データからＣＦＭ画像やＰＤＩ画像やＢモード画像や拍動性識別画像を生成するＤＳＣ５と、前記ＣＦＭ画像やＰＤＩ画像やＢモード画像や拍動性識別画像を作成することをプローブ１を動かしながら繰り返して得られた複数のＣＦＭ画像やＰＤＩ画像や拍動性識別画像を３次元データとして記憶する画像メモリ６と、その画像メモリ６に記憶した３次元データに対してメディアンフィルタ（median filter）やモルフォロジー（morphology）演算などのフィルタ処理を行うフィルタ処理部７と、フィルタ処理した３次元データから３次元画像を作成する３Ｄ処理部８と、前記ＣＦＭ画像や前記ＰＤＩ画像や前記Ｂモード画像や前記拍動性識別画像や前記３次元画像を表示するＣＲＴ９と、操作者がコマンド入力などを行う入力部１０とを具備している。
【００１１】
図２は、上記超音波診断装置１００による３次元画像表示処理の動作を示すフロー図である。
ステップＳ１では、３次元画像の元データとして拍動性識別画像を用いるか否かを操作者に問い合わせる。拍動性識別画像を用いるならステップＳ２へ進み、拍動性識別画像を用いないならステップＳ５へ進む。
【００１２】
ステップＳ２では、ＤＳＣ５を拍動性弁別モードにする。すなわち、受信エコー信号に含まれるドプラ成分を抽出し拍動性か非拍動性かを弁別し拍動性識別画像を作成するモードにする。
ステップＳ３では、図３に示すように、プローブ１を平行に移動する。移動する方向Ｍｄは、音線による走査面に直交する方向である。これにより、被検体Ｋの断層像たる複数の拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮが得られる。なお、あおるようにプローブ１を動かしても良い。また、プローブ１を操作者が手で動かしても良いし、何らかのプローブ移動機構により自動で動かしても良い。また、プローブ１の位置・姿勢を検出する検出器を設けるのが好ましい。
ステップＳ４では、図４に示すように、複数の拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを３次元データＶとして画像メモリ６に記憶する。なお、補間演算により、拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮの間のデータを作成するのが好ましい。また、プローブ移動機構によりプローブ１を動かした場合やプローブ１の位置・姿勢を検出器で検出した場合は、３次元データＶを正確な３次元空間配置で作成できるので好ましい。
そして、ステップＳ８へ進む。
【００１３】
ステップＳ５では、ＤＳＣ５をＣＦＭモードまたはＰＤＩモードにする。
ステップＳ６では、プローブ１を動かす。
ステップＳ７では、複数のＣＦＭ画像またはＰＤＩ画像を３次元データＶとして画像メモリ６に記憶する。
そして、ステップＳ８へ進む。
【００１４】
ステップＳ８では、３次元データＶに対してメディアンフィルタやモルフォロジー演算などのフィルタ処理を行い、ノイズを抑制する。
ステップＳ９では、フィルタ処理した３次元データＶから３次元画像を作成する。例えば、図５に示すように、指定された視線方向Ｔに沿ってＭＩＰ（Ｍaximum／Ｍinimum Intensity Ｐrojection）法により投影して３次元画像Ｐ（Ｔ）を作成する。あるいは、組織部と血管部を分離できる閾値を与えて、サーフェイスレンダリング（Ｓurface Ｒendering）により３次元画像を作成する。さらに、３次元データＶの内部に視点を置いて投影することで、内視鏡像のような３次元画像を作成する。
ステップＳ１０では、３次元画像をＣＲＴ９に表示する。
そして、３次元画像表示処理を終了する。
【００１５】
図６は、複数の拍動性識別画像を３次元データとし、その３次元データから作成した３次元画像Ｐ（Ｔ）の例示図である。
血管Ｖ１，Ｖ２は、拍動性であり、例えば拍動性の強さに応じた明るさの赤色で表示され、動脈系血管（腫瘍Ａの栄養血管）であることが判る。一方、血管Ｖ３，Ｖ４は、非拍動性であり、例えば青色で表示され、静脈系血管であることが判る。
【００１６】
図７は、上記超音波診断装置１００による拍動性識別情報付加３次元画像表示処理の動作を示すフロー図である。
ステップＷ１では、ＰＤＩまたはＢモードと拍動識別モードとを並列に起動する。
ステップＷ３では、図３に示すように、プローブ１を平行に移動する。移動する方向Ｍｄは、音線による走査面に直交する方向である。これにより、被検体Ｋの断層像たる複数のＰＤＩ画像またはＢモード画像と拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮとが得られる。なお、煽るようにプローブ１を動かしても良い。また、プローブ１を操作者が手で動かしても良いし、何らかのプローブ移動機構により自動で動かしても良い。また、プローブ１の位置・姿勢を検出する検出器を設けるのが好ましい。
【００１７】
ステップＷ４では、複数のＰＤＩ画像またはＢモード画像を３次元データとして画像メモリ６に記憶する。同時に、図４に示すように、複数の拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを３次元データＶとして画像メモリ６に記憶する。なお、補間演算により、複数のＰＤＩ画像またはＢモード画像の間および拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮの間のデータを作成するのが好ましい。また、プローブ移動機構によりプローブ１を動かした場合やプローブ１の位置・姿勢を検出器で検出した場合は、３次元データＶを正確な３次元空間配置で作成できるので好ましい。
【００１８】
ステップＷ８では、ＰＤＩ画像またはＢモード画像を基にした３次元データおよび拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを基にした３次元データＶに対してメディアンフィルタやモルフォロジー演算などのフィルタ処理を行い、ノイズを抑制する。
ステップＷ９では、フィルタ処理した後のＰＤＩ画像またはＢモード画像を基にした３次元データおよび拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを基にした３次元データＶから３次元画像を作成する。
ステップＷ１０では、３次元画像をＣＲＴ９に表示する。
そして、３次元画像表示処理を終了する。
【００１９】
図８は、ＰＤＩ画像を基にした３次元データおよび拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを基にした３次元データＶから作成したＰＤＩ系拍動性識別情報付加３次元画像Ｄ（Ｔ）の例示図である。
血管Ｖ５は、赤で表示され、動脈系血管であることが判る。また、血管Ｖ６は、青で表示され、静脈系血管であることが判る。
この３次元画像Ｄ（Ｔ）は、ＰＤＩ画像を基にした３次元データから３次元画像を作成すると共に、拍動性の強さを適当な閾値で２値化することにより拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを基にした３次元データＶから拍動性の有／無で赤／青に２色化した３次元画像を作成し、それらを重ねた画像である。
【００２０】
図９は、Ｂモード画像を基にした３次元データおよび拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを基にした３次元データＶから作成したＢモード系拍動性識別情報付加３次元画像Ｂ（Ｔ）の例示図である。
腫瘍Ａに連結している血管Ｖ１，Ｖ２は、拍動性であり、例えば拍動性の強さに応じた明るさの赤色で表示され、腫瘍Ａの栄養血管であることが判る。一方、腫瘍Ａに連結している血管Ｖ３，Ｖ４は、非拍動性であり、例えば青色で表示され、静脈系血管であることが判る。
この３次元画像Ｂ（Ｔ）は、Ｂモード画像を基にした３次元データから３次元画像を作成すると共に、拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを基にした３次元データＶから拍動性の強さで色付けした３次元画像を作成し、それらを重ねた画像である。
なお、Ｂモード画像と前記拍動性の強さで色付けした３次元画像とを重ねて表示しても良い。この場合、Ｂモード画像の位置を手動またはセンサから入力し、その位置に対応する前記３次元画像を作成すればよい。
【００２１】
図１０は、ＰＤＩ画像を基にした３次元データおよび拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを基にした３次元データＶから作成した内視鏡モード系拍動性識別情報付加３次元画像Ｅ（Ｔ）の例示図である。
血管の内部から見た如き内視鏡モード像として見えている血管Ｖ７は、非拍動性であり、例えば青色で表示され、静脈系血管であることが判る。一方、血管Ｖ７を透過して見えている血管Ｖ８は、拍動性であり、例えば動性の強さに応じた明るさの赤色で表示され、動脈系血管であることが判る。
この３次元画像Ｅ（Ｔ）は、ＰＤＩ画像を基にした３次元データから内視鏡モード像を作成すると共に、拍動性の強さを適当な閾値で２値化することにより拍動性識別画像Ｆ１〜ＦＮを基にした３次元データＶから拍動性の有／無で赤／青に２色化した３次元画像を作成し、それらを重ねた画像である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の３次元画像作成方法および超音波診断装置によれば、受信した超音波に含まれるドプラ成分が拍動性か非拍動性かを弁別し、拍動性の動き部分と非拍動性の動き部分とを識別可能とした拍動性識別画像を基にして３次元画像を作成するため、動脈系血管と静脈系血管とを識別可能な３次元画像を作成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる超音波診断装置のブロック図である。
【図２】３次元画像表示処理の動作を示すフロー図である。
【図３】プローブを動かす状態の例示図である。
【図４】複数の拍動性識別画像と３次元データの概念図である。
【図５】ＭＩＰによる３次元画像の作成を示す概念図である。
【図６】本発明にかかる３次元画像の例示図である。
【図７】拍動性識別情報付加３次元画像表示処理の動作を示すフロー図である。
【図８】本発明にかかるＰＤＩ系拍動性識別情報付加３次元画像の例示図である。
【図９】本発明にかかるＢモード系拍動性識別情報付加３次元画像の例示図である。
【図１０】本発明にかかる内視鏡モード系拍動性識別情報付加３次元画像の例示図である。
【図１１】従来の超音波診断装置の一例のブロック図である。
【図１２】従来の３次元画像の例示図である。
【符号の説明】
１００          超音波診断装置
１              プローブ
２              送受信部
３              ＣＦＭ／ＰＤＩ／Ｂモード処理部
４              拍動性弁別部
５              ＤＳＣ
６              画像メモリ
７              フィルタ処理部
８              ３Ｄ処理部
９              ＣＲＴ
【図１】
0004259672.tif 000002
【図２】
0004259672.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004259672.tif 000008
【図８】
0004259672.tif 000009
【図９】
0004259672.tif 000010
【図１０】
0004259672.tif 000011
【図１１】
0004259672.tif 000012
【図１２】
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