(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高調波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、前記高調波画像用のデータ、又は、Ｂモード画像用のデータもしくはＣＦＭ画像用のデータを用いることを決定する決定手段と、
被検体へ基本周波数を有する超音波を送信し被検体からの超音波を受信するとともに、前記被検体に対してプローブを位置及び姿勢を固定した場合には前記被検体の２次元データに対応する超音波を受信し、前記被検体に対して前記プローブの位置又は姿勢を動かした場合には前記プローブの位置又は姿勢の動きに応じた複数組の２次元データに対応する超音波を受信するプローブおよび送受信手段と、
受信した超音波に含まれる高周波成分を抽出して高調波画像を作成する高調波画像作成手段と、
受信した超音波からＢモード画像又はＣＦＭ画像を作成するＢモード／ＣＦＭ画像作成手段と、
前記プローブの位置又は姿勢の動きに応じて前記高調波画像、Ｂモード画像又はＣＦＭ画像を作成し、その作成された複数の前記高調波画像、Ｂモード画像又はＣＦＭ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高調波画像、Ｂモード画像又はＣＦＭ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した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、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次元画像データに基づいて前記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】
請求項１又は請求項２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。
【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、ノイズやアーチファクトのない３次元画像を作成することができる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８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から基本周波数の送波パルスを送信する基本波送信部２と、前記プローブ１で受信した超音波エコーから受信エコー信号を生成すると共にビームフォーミングを行う受信遅延部３と、前記受信エコー信号からＢモード画像やＣＦＭ（Color Flow Mapping）画像やＭモード画像を作成するＤＳＣ（Digital Scan Converter）５と、前記Ｂモード画像やＣＦＭ画像を作成することを繰り返して得られた複数のＢモード画像やＣＦＭ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Ｂモード画像や前記ＣＦＭ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】
【発明が解決しようとする課題】
図９は、複数のＢモード画像から作成した３次元データを基に作成した３次元画像Ｐ（Ｔ）の例示図である。
空洞部ｈには実際には何もないので、黒く抜けて見えるべきであるが、何かがあるかのようにノイズｎが見えている。
これは、組織の壁面での多重反射によるノイズが元のＢモード画像に含まれていたためである。
【０００４】
図示しないが、複数のＣＦＭ画像から３次元データと作成し、その３次元データを基に作成した３次元画像では、動きのアーチファクトが生じる。
これは、プローブ１を動かすことに起因するドプラ成分が元のＣＦＭ画像に含まれているためである。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記多重反射によるノイズや上記動きのアーチファクトのない３次元画像を作成することができる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。
【０００６】
【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高周波成分を抽出して高調波画像を作成することを繰り返し、得られた複数の高調波画像から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、受信した超音波に含まれる高周波成分を抽出して作成した高調波画像から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。ここで、高調波画像は、多重反射の影響を受けにくいため、多重反射によるノイズを含まない性質を持っている。また、ＣＦＭ画像で生じてしまう動きのアーチファクトを含まない性質を持っている。よって、上記多重反射によるノイズや上記動きのアーチファクトのない３次元画像を作成できることとなる。
なお、上述の高調波画像の性質については、例えば「71-S1-3 Tissue Harmonic Imaging：抜けのよさを生むメカニズム；梅村  晋一郎；J Med Ultrasonics Vol.25 No.4(1998)」や「71-S2-2 消化器疾患診断におけるＴissue Ｈarmonic Imaging：廣岡芳樹，伊藤彰浩，内藤靖夫；J Med Ultrasonics Vol.25 No.4(1998)」に記載されている。
【０００７】
第２の観点では、本発明は、被検体へ基本周波数を有する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高周波成分を抽出して高調波画像を作成する高調波画像作成手段と、前記高調波画像を作成することを繰り返して得られた複数の高調波画像から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。
【０００８】
第３の観点では、本発明は、上記第２の観点の超音波診断装置において、前記複数の高調波画像が、音線による走査面に略直交する方向にプローブを動かしながら得られた複数の高調波画像またはプローブを動かさないで得られた複数の高調波画像のいずれかである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において、プローブを動かしながら得られた複数の高調波画像の場合は、高調波画像面で規定される２空間軸とプローブの移動方向の１空間軸を空間３軸とする３次元データを作成できる。一方、プローブを動かさないで得られた複数の高調波画像の場合は、高調波画像面で規定される２空間軸と時間軸を空間３軸とする３次元データを作成できる（この３次元データを、時間軸を含む平面で切ると、いわば高調波Ｍモード画像となる。）
【０００９】
【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。
【００１０】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態の超音波診断装置を示すブロック図である。この超音波診断装置１００は、プローブ１と、そのプローブ１から基本周波数の送波パルスを送信する基本波送信部２と、前記プローブ１で受信した超音波エコーから受信エコー信号を生成すると共にビームフォーミングを行う受信遅延部３と、前記受信エコー信号に含まれる２次高周波成分を抽出して高調波成分信号を作成する高調波成分抽出部４と、前記受信エコー信号からＢモード画像やＣＦＭ画像を作成すると共に前記高調波成分信号から高調波画像を作成するＤＳＣ５と、前記Ｂモード画像や前記ＣＦＭ画像や前記高調波画像を作成することを繰り返して得られた複数のＢモード画像やＣＦＭ画像や高調波画像を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Ｂモード画像や前記ＣＦＭ画像や前記高調波画像や前記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高調波画像を用いるか否かを操作者に問い合わせる。高調波画像を用いるならステップＳ２へ進み、高調波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ＴＨＩ（Ｔissue Ｈarmonic Ｉmaging）モードにする。すなわち、受信エコー信号に含まれるｎ次高周波成分を抽出して高調波画像を作成するモードにする。ここで、ｎは２以上の整数である。通常は、ｎ＝２である。
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高調波画像Ｆ１〜ＦＮ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。
ステップＳ４では、図４に示すように、複数の高調波画像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、高調波画像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ＢモードまたはＣＦＭ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Ｂモード画像またはＣＦＭ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、関心部位を目立つようにする。例えば、組織部と空洞部のコントラストを大きくする。
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、組織部と空洞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。内視鏡像のような３次元画像を作成すれば、血管内の狭窄や瘤、胆嚢の石やポリープなどを診断するのに有用である。
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、複数の高調波画像を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。
空洞部ｈは黒く抜けて見え、図８で示したようなノイズｎは見えない。また、動きのアーチファクトもない。
これは、元の高調波画像が多重反射によるノイズを含まないためである。また、ＣＦＭ画像で生じてしまう動きのアーチファクトを含まない性質を持っているためである。
【００１６】
−第２の実施形態−
第２の実施形態では、図２のステップＳ３において、プローブ１を動かさない。それ以外は、第１の実施形態と同じである。
この場合、図２のステップＳ４では、図７に示すように、複数の高調波画像Ｆ１〜ＦＮを３次元データＶとして画像メモリ６に記憶するが、この３次元データＶは、高調波画像面で規定される２空間軸と時間軸を空間３軸とする３次元データとなる。この３次元データＶを、時間軸を含む平面で切ると、壁運動の時間変化を観察できるＭモードのような画像いわば高調波Ｍモード画像となる。
従って、この第２の実施形態は、心臓の壁運動の観察に有用である。
【００１７】
【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高周波成分を抽出して作成した高調波画像を基にして３次元画像を作成するため、組織の壁面での多重反射によるノイズや動きのアーチファクトのない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】本発明の第１の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】複数の高調波画像と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】本発明の第１の実施形態にかかる３次元画像の例示図である。
【図７】本発明の第２の実施形態にかかる３次元データの概念図である。
【図８】従来の超音波診断装置の一例のブロック図である。
【図９】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              基本波送信部
３              受信遅延部
４              高調波成分抽出部
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】
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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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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