三次元エコーデータ取込用超音波探触子
【課題】３Ｄプローブによって三次元空間を形成し、その三次元空間内に設定された切断面に相当する断層画像を表示する場合に、３Ｄプローブ（あるいは三次元空間）と、切断面との対応関係を容易に認識できるようにする。
【解決手段】３Ｄプローブ１０にはθ方向に対応して第１物理マーク１８が設けられ、φ方向に対応して第２物理マーク２０が設けられる。三次元空間Ｖ内において設定された切断面を断層画像として表示する場合には、第１物理マーク１８に対応する第１表示マークが表示され、第２物理マーク２０に対応する第２表示マークが表示される。それらの表示マークにより断層画像の観察において切断面の位置、向きを直感的に認識できる。第１物理マークは、θ方向の基準点に対応し、あるいは、θ方向を含む切断面の向きに対応する。第２物理マークは、φ方向の基準点に対応し、あるいは、φ方向を含む切断面の向きに対応する。
【解決手段】３Ｄプローブ１０にはθ方向に対応して第１物理マーク１８が設けられ、φ方向に対応して第２物理マーク２０が設けられる。三次元空間Ｖ内において設定された切断面を断層画像として表示する場合には、第１物理マーク１８に対応する第１表示マークが表示され、第２物理マーク２０に対応する第２表示マークが表示される。それらの表示マークにより断層画像の観察において切断面の位置、向きを直感的に認識できる。第１物理マークは、θ方向の基準点に対応し、あるいは、θ方向を含む切断面の向きに対応する。第２物理マークは、φ方向の基準点に対応し、あるいは、φ方向を含む切断面の向きに対応する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三次元エコーデータ取込用超音波探触子に関し、特に三次元エコーデータを取り込んで超音波画像を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元エコーデータ取込用超音波探触子（３Ｄプローブ）は、生体内に三次元エコーデータ取込空間（三次元空間）を形成するためのプローブである。その３Ｄプローブは、生体組織の三次元画像を形成する場合や三次元空間内に設定された切断面に相当する断層画像（組織画像、血流画像）などを形成する場合に用いられる。３Ｄプローブとしては、２Ｄアレイ振動子（スパースアレイ型を含む）を用いて超音波ビームを２次元走査するもの、１Ｄアレイ振動子を機械的に走査するもの、単振動子を機械的に２次元走査するもの、などが知られている。
【０００３】
ところで、三次元空間内の切断面に相当する断層画像を形成し、それを表示する場合には、その表示された断層画像から、三次元空間（あるいは３Ｄプローブ）と断層画像（つまり切断面）との位置的関係を直感的に認識するのは困難である。具体的には、切断面と超音波ビームの第１及び第２走査方向との関係を理解するのが困難である。また、切断面の視点がその手前側にあるのか奥側にあるのかを理解するのが困難である。この問題は三次元画像を表示する場合にも生じ得る。いずれにしても、三次元空間に対する超音波診断において、ユーザーの画像観察上の便宜を図ることが要望されている。
【０００４】
なお、従来の１Ｄアレイ振動子を有するローブにおいては、一般に、１Ｄアレイ振動子の一方端（電子走査の開始点に相当する基準端）に対応するケース側面に突起状の物理マーカーが設けられている。また、断層画像を表示する場合には、断層画像における基準端に相当する側（右側又は左側）に、物理マーカーに対応する表示マーカーが表示される。表示マーカーが表示された側を特定することにより、断層画像の視点が手前側にあるのか奥側にあるのかを把握できる。しかし、３Ｄプローブ及びそれを利用した断層画像表示においては、ユーザーの画像観察上の便宜が十分に図られていない現状にある。本願に関連する技術が以下の特許文献１−３に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６９３３７号公報
【特許文献２】特開平０７−２１３４５２１号公報
【特許文献３】特開平１１−０７０１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、三次元エコーデータ取込空間内において取り込まれたデータに基づいて超音波画像を形成する場合に、その画像観察上の便宜を図ることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、３Ｄプローブと超音波画像との位置的関係を容易に理解できるようにすることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、３Ｄプローブにおいて２つの走査方向を直感的に理解できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の好適な実施形態に係る超音波診断装置は、超音波ビームを第１走査方向及び第２走査方向に走査し、三次元エコーデータ取込空間を形成する三次元エコーデータ取込用超音波探触子と、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子の外表面に設けられ、前記第１走査方向及び前記第２走査方向を特定するための物理マーカー部と、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子からの受信信号に基づいて、超音波画像を形成する画像形成手段と、前記超音波画像と共に、前記物理マーカー部に対応付けられた表示マーカー部を表示する表示処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、三次元エコーデータ取込用超音波探触子（３Ｄプローブ）の外表面に物理マーカー部が設けられ、超音波画像を表示する際には、物理マーカーに対応付けられた表示マーカー部が表示される。これにより、超音波画像の観察に当たって、３Ｄプローブとの位置的関係（あるいは、三次元エコーデータ取込空間（第１走査方向と第２走査方向）との位置的関係）を容易に把握できる。
【００１１】
上記の３Ｄプローブはユーザによって把持され、体表面上に当接されるものであるのが望ましいが、体腔内に挿入されるものに応用することができる。上記の超音波画像は、切断面に相当する組織画像又は血流画像であるのが望ましい。但し、三次元画像を表示する場合にも上記構成を適用可能であり、その場合には、三次元画像と共に第１走査方向及び第２走査方向に対応する位置に表示マーカーが表示される。
【００１２】
上記構成において、物理マーカー部は複数の物理マーカーによって構成されるのが望ましく、その場合には互いにその形態（色、形など）を異ならせるのが望ましい。また、表示マーカー部を、物理マーカー部の構成に合わせて、複数の表示マーカーによって構成するのが望ましく、その場合には、各表示マーカーの形態を、対応する物理マーカーの形態と同一又は類似にするのが望ましい。
【００１３】
望ましくは、前記物理マーカー部は、前記第１走査方向に対応付けられた第１物理マーカーと、前記第２走査方向に対応付けられ、前記第１物理マーカーとは視覚的に異なる形態を有する第２物理マーカーと、で構成される。
【００１４】
望ましくは、前記表示マーカー部は、前記第１物理マーカーに対応付けられた第１表示マーカーと、前記第２物理マーカーに対応付けられた第２表示マーカーと、で構成される。
【００１５】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、前記第１走査方向に直交する第１側面と、前記第２走査方向に直交する第２側面と、を有し、前記第１物理マーカーは前記第１側面に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第２側面に設けられる。
【００１６】
望ましくは、前記第１側面は前記第１走査方向の基準端側の側面であり、前記第２側面は前記第２走査方向の基準端側の側面である。各側面は完全な平面でなくてもよく、もちろん曲面あるいは傾斜面であってもよい。各物理マーカーは、３Ｄプローブの下部（把持状態で露出する可能性が高い部位）に設けるのが望ましいが、その上部に設けることも可能である。各基準端は、電子走査（又は機械走査）の原点であるのが望ましい。もちろん、基準端とは反対側の端（終端）に対応して物理マークを設けるようにしてもよい。
【００１７】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、前記第１走査方向に広がった第２側面と、前記第２走査方向に広がった第１側面と、を有し、前記第１物理マーカーは前記第２側面に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第１側面に設けられる。第２側面は第２走査方向に直交し且つ第１走査方向と略平行な面であり、第１側面は第1走査方向に直交し且つ第２走査方向と略平行な面である。上記構成によれば、３Ｄプローブの各側面と各走査方向（あるいは各走査面）との対応関係を直感的に認識できる。
【００１８】
望ましくは、前記第１物理マーカーは前記第１走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第２走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられる。この構成によれば、各物理マーカーの変位方向によって各走査方向の基準端を容易に認識することが可能である。
【００１９】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、水平断面が略矩形の形状を有し、これにより４つの角部が構成され、前記４つの角部の内で特定の角部に前記物理マーカー部が設けられる。ここで、望ましくは、前記物理マーカー部は、前記第１走査方向の基準端及び前記第２走査方向の基準端の両方に対応する角部に設けられる。
【００２０】
望ましくは、前記特定の角部は第１側面及び第２側面の連結によって構成され、前記物理マーカー部は、前記第１側面上に存在する一方の物理マーカーと、前記第２側面上に存在する他方の物理マーカーと、で構成される。一方の物理マーカーは、第１走査方向の基準端に対応する側面あるいは第１走査方向に平行な側面であることを表し、他方の物理マーカーは、第１走査方向の基準端に対応する側面あるいは第１走査方向に平行な側面であることを表す。つまり、２つの物理マーカーは別体で分離配置してもよいし一体的に結合してもよい。
【００２１】
望ましくは、前記画像形成手段は、前記三次元エコーデータ取込空間内に設定された切断面の断層画像を形成し、前記表示マーカー部は、前記切断面と前記各走査方向との位置的関係に応じて、前記断層画像の近傍に又はその上に表示される。切断面は、第１走査方向、第２走査方向及び深さ方向の中から選択される２つの方向によって規定される面であるのが望ましい。但し、任意切断面を設定する場合にも本発明を応用することができる。
【００２２】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は二次元配列された複数の振動素子からなる二次元アレイ振動子を含む。また、望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は前記第１走査方向に配列された複数の振動素子からなる一次元アレイ振動子及びその一次元アレイ振動子を前記第２走査方向に走査する機械走査機構を有する。
【００２３】
（２）本発明の好適な実施形態に係る超音波診断装置は、超音波ビームを第１走査方向及び第２走査方向に走査し、三次元エコーデータ取込空間を形成する三次元エコーデータ取込用超音波探触子と、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子の外表面に設けられ、前記第１走査方向に対応付けられた第１物理マーカーと、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子の外表面に設けられ、前記第２走査方向に対応付けられた第２物理マーカーと、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子からの受信信号に基づいて、前記三次元エコーデータ取込空間に設定された切断面の断層画像を形成する画像形成手段と、前記第１物理マーカーに対応付けられた第１表示マーカーと前記第２物理マーカーに対応付けられた第２表示マーカーとを表示する手段であって、前記切断面と前記第１及び第２走査方向との位置的関係に応じて、前記断層画像と共に、前記第１表示マーカー及び前記第２表示マーカーの一方又は双方を表示する表示処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
望ましくは、前記第１物理マーカーの形態と前記第１表示マーカーの形態とが対応付けられ、前記第２物理マーカーの形態と前記第２表示マーカーの形態とが対応付けられる。
【００２５】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、前記第１走査方向に直交する側面であって前記第１走査方向の基準端に対応する第１側面と、前記第２走査方向に直交する側面であって前記第２走査方向の基準端に対応する第２側面と、を有し、前記第１側面に前記第１物理マーカーが設けられ、前記第２側面に前記第２物理マーカーが設けられる。
【００２６】
上記構成において、望ましくは、前記切断面が前記第１走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第１基準端に相当する側に、前記第１表示マーカーが表示される。また望ましくは、前記切断面が前記第２走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第２基準端に相当する側に、前記第２表示マーカーが表示される。更に望ましくは、前記切断面が前記第１走査方向及び第２走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第１基準端に相当する側に、前記第１表示マーカーが表示され、かつ、前記断層画像に対して前記第２基準端に相当する側に、前記第２表示マーカーが表示される。望ましくは、前記第１走査方向の基準端は前記超音波ビームの走査の始点又は終点であり、前記第２走査方向の基準端は前記超音波ビームの走査の始点又は終点である。
【００２７】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、前記第１走査方向に広がる第２側面と、前記第２走査方向に広がる第１側面と、を有し、前記第２側面において前記第１走査方向の基準端側へ変位した位置に前記第１物理マーカーが設けられ、前記第１側面において前記第２走査方向の基準端側へ変位した位置に前記第２物理マーカーが設けられる。各物理マークの変位によって各走査方向の基準点を容易に特定でき、断層画像を表示する場合においても、表面と裏面を容易に区別できる。
【００２８】
上記構成において、望ましくは、前記切断面が前記第１走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第１走査方向の基準端に相当する側に、前記第１表示マーカーが表示される。望ましくは、前記切断面が前記第２走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第２走査方向の基準端に相当する側に、前記第２表示マーカーが表示される。望ましくは、前記切断面が前記第１走査方向及び第２走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第１走査方向の基準端に相当する側に、前記第１表示マーカーが表示され、かつ、前記断層画像に対して前記第２走査方向の基準端に相当する側に、前記第２表示マーカーが表示される。望ましくは、前記第１走査方向の基準端は前記超音波ビームの走査の始点又は終点であり、前記第２走査方向の基準端は前記超音波ビームの走査の始点又は終点である。
【００２９】
（３）本発明に係る三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、超音波ビームを第１走査方向及び第２走査方向に走査し、三次元エコーデータ取込空間を形成する手段であって、二次元配列された複数の振動素子からなる二次元アレイ振動子を有する手段として、又は、前記第１走査方向に配列された複数の振動素子からなる一次元アレイ振動子及び当該一次元アレイ振動子を前記第２走査方向に走査する機械走査機構を有する手段として構成された送受波手段と、前記送受波手段を収容したケースと、前記三次元エコーデータ取込空間内を表す断層画像又は三次元画像と共に表示される第１表示マーカーに対応付けられる物理マーカーであって、前記ケースに設けられ、前記第１走査方向を識別するための第１物理マーカーと、前記三次元エコーデータ取込空間内を表す断層画像又は三次元画像と共に表示される第２表示マーカーに対応付けられる物理マーカーであって、前記ケースに設けられ、前記第２走査方向を識別するための第２物理マーカーと、を含むことを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、第１物理マーカーと第２物理マーカーとによって、第１走査方向と第２走査方向とを容易に識別できる。
【００３１】
望ましくは、前記ケースは、前記第１走査方向に直交する側面であって前記第１走査方向の基準端に対応する第１側面と、前記第２走査方向に直交する側面であって前記第２走査方向の基準端に対応する第２側面と、を有し、前記第１物理マーカーは前記第１側面に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第２側面に設けられる。
【００３２】
望ましくは、前記ケースは、前記第１走査方向に広がる第２側面と、前記第２走査方向に広がる第１側面と、を有し、前記第１物理マーカーは前記第２側面に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第１側面に設けられる。望ましくは、前記第１物理マーカーは前記第２側面における前記第１走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第１側面における前記第２走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられる。
【００３３】
望ましくは、前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーは色及び形の少なくとも一方が互いに異なる。また、望ましくは、前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーの内の一方は隆起形状を有し、前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーの内の他方は窪み形状を有する。凹凸を利用して区別すれば、触感によっても各走査方向を容易に認識できる。
【００３４】
望ましくは、前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーは、前記ケースの第１側面と前記第２側面に跨って一体形成される。
【００３５】
望ましくは、前記ケースと前記第１及び第２物理マーカーは互いに色が異なる。この構成によれば、ケースの背景色に対して物理マーカー部の視認性を向上できる。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、ユーザーに対して超音波画像を観察する場合においてその便宜を図ることができ、特に３Ｄプローブと超音波画像との位置的関係を容易に認識することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。３Ｄプローブ１０は、三次元エコーデータ取込用超音波探触子である。すなわち、超音波ビームＢをθ方向（第１走査方向）及びφ方向（第２走査方向）の両方向に走査し、これにより三次元エコーデータ取込空間（三次元空間）Ｖを形成するものである。
【００３９】
図１においては、深さ方向がｒで表されており、超音波ビームＢの電子走査によって形成される走査面がＳで示されている。
【００４０】
本実施形態において３Ｄプローブ１０は複数の振動素子を二次元配列してなる２Ｄアレイ振動子を有している。すなわち、θ方向及びφ方向の両方向に超音波ビームを電子走査することができる。２Ｄアレイ振動子として、いわゆるスパース型２Ｄアレイ振動子を用いてもよい。また、１Ｄアレイ振動子とそれを機械走査する機構とを設けて、三次元空間Ｖを形成するようにしてもよい。
【００４１】
３Ｄプローブ１０のケース１２内には上記の２Ｄアレイ振動子（図示せず）が設けられている。その２Ｄアレイ振動子は、具体的には、送受波面１３の近傍に設けられている。送受波面１３は体表面上に当接される面である。なお、本発明は上記のように体表面上に当接して用いられる３Ｄプローブに適用するのが特に望ましいが、体腔内に挿入される３Ｄプローブに対しても適用することが可能である。その場合には、後述する各物理マークをＸ線などによって観察できるように各物理マークにＸ線造影剤を含ませるようにするのが望ましい。
【００４２】
ケース１２の下部（生体側の端部）には、図１に示されるように、物理マーク部１６が形成されている。この物理マーク部１６は本実施形態において第１物理マーク１８と第２物理マーク２０とによって構成されている。図１に示す実施形態においては、第１物理マーク１８は、ケース１２における４つの側面の内で、θ方向の原点（走査の原則的な開始点）に対応する側面（原点に最も近く走査方向に直交する側面）に設けられている。第２物理マーク２０は４つの側面の内で、φ方向の原点に対応する側面に設けられている。
【００４３】
第１物理マーク１８と第２物理マーク２０は、本実施形態において色及び形が相違しており、例えば第１物理マーク１８は四角形の形状を有し、その色はオレンジであり、第２物理マーク２０の円形の形状を有し、その色は緑である。もちろん、物理マーク１８，２０は、それぞれ視覚的に容易に識別できる限りにおいてそれらの形態としては各種のものを採用できる。
【００４４】
例えば、後に図２を用いて説明するように、２つの物理マーク１８，２０の内で、一方を隆起状とし、他方を凹部とするようにしてもよい。
【００４５】
図１においては、各物理マーク１８，２０が側面における下端部の中央部に設けられているが、他の部位に設けることも可能である。ただし、ケース１２を把持した状態において、それらの物理マーク１８，２０が操作者の手によって隠蔽されない位置に各物理マーク１８，２０を設けるのが望ましい。
【００４６】
したがって、以上の説明から明らかなように、本実施形態では、第１物理マーク１８は第１走査方向であるθ方向に対応付けられており、しかもその基準端である原点に対応付けられている。これと同様に、第２物理マーク２０は、第２走査方向であるφ方向に対応付けられており、しかもその基準端である原点に対応付けられている。
【００４７】
なお、ケース１２は一般に白色あるいはグレーといった色彩を有しているが、そのケース１２の色彩に対して各物理マーク１８，２０の色を異ならせるのが望ましい。各物理マーク１８，２０としては、例えばゴム材などを利用し、樹脂などで構成されるケース１２と質感を異ならせるのが望ましい。
【００４８】
送信部３０は、送信ビームフォーマーとして機能し、アレイ振動子を構成する複数の振動素子に対して所定の遅延関係をもって送信信号を供給する。これにより３Ｄプローブ１０において送信ビームが形成される。また、受信部３２は、複数の振動素子から出力される受信信号に対して整相加算を実行する受信ビームフォーマーとして機能する。送信部３０及び受信部３２の両方とも、超音波ビームを二次元的に電子走査する機能を備えている。
【００４９】
この超音波ビームの二次元の走査により、上述した三次元空間Ｖが構成される。この場合においては、θ方向に超音波ビームを走査し、これによって形成される走査面Ｓをφ方向の各位置に形成するようにしてもよい。
【００５０】
信号処理部３４は、例えば検波器や対数変換器など有している。もちろん、ドプラ信号処理を行う場合には直交検波器や自己相関回路などを設ければよい。いずれにしても、信号処理部３４によって処理された受信信号（エコーデータ）は３Ｄメモリ３６上に格納される。
【００５１】
その格納にあたっては、３Ｄメモリ３６のアドレスがφ，θ，ｒに対応付けられており、各エコーデータは三次元空間Ｖ内における三次元座標に対応付けられたアドレスに格納される。ただし、三次元画像形成や断層画像形成を順次実行可能な場合には、３Ｄメモリ３６を除外することもでき、あるいはそれに代えてフレームメモリやラインメモリなどを設けるようにしてもよい。なお、３Ｄメモリ３６へのデータの格納に際しては、上記のような極座標系ではなく、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）で格納するようにしてもよい。いずれにしても、３Ｄメモリ３６の書き込み時あるいは読み出し時に座標変換が行われるのが望ましい。三次元画像形成部３８は、積算投影法やボリュームレンダリング法などの手法を利用して三次元空間Ｖを三次元画像として形成するものである。その場合においては、３Ｄメモリ３６内に格納された各エコーデータが読み出され、それらのエコーデータを利用して三次元画像が形成される。
【００５２】
一方、断層画像形成部４０は、ユーザーによって設定された切断面に対応にする断層画像を形成するモジュールである。すなわち、その切断面上における各エコーデータは３Ｄメモリ３６から読み出され、それらのエコーデータによって断層画像が形成される。この場合においては、その切断面上に存在するエコーデータのみを利用して断層画像を形成するようにしてもよいし、その切断面の近傍に存在するエコーデータを考慮し、補間演算などを実行して断層画像を形成するようにしてもよい。あるいは、切断面に一定の有限な厚み（スラブ）を設け、その厚み内のエコーデータから断層画像を形成するようにしてもよい。いずれにしても断層画像の形成方法としては各種のものを利用可能である。
【００５３】
制御部４８は、図１に示される各構成の動作制御を行っている。その制御部４８には操作パネル５０が接続されている。この操作パネル５０は例えばトラックボールやキーボードなどによって構成され、その操作パネル５０を用いて、ユーザーは三次元画像の形成条件や断層画像の形成条件などを入力することができる。特に、操作パネル５０を利用して後述するトリプレーン表示における各切断面の位置の設定が行われる。そのように設定された１つの切断面あるいは複数の切断面の座標情報が断層画像形成部４０に出力され、断層画像形成部４０は設定された各切断面に対応する断層画像を形成する。また、制御部４８はグラフィック画像形成部４２の動作制御を行っている。グラフィック画像形成部４２は、三次元画像あるいは断層画像に重ねて表示されるグラフィック画像を形成するモジュールである。後述するように、グラフィック画像には第１表示マーク及び第２表示マークの少なくとも一方が含まれ、ここで、第１表示マークは上記の第１物理マーク１８に対応し、第２表示マークは上記の第２物理マーク２０に対応する。すなわち、それらの対応関係によって、断層画像を表示した場合において、その断層画像について、三次元空間内における位置やその視点の向きなどを容易に認識することができる。したがって、制御部４８はグラフィック画像形成部４２が表示マークを含むグラフィック画像を形成できるように必要な情報を与えている。
【００５４】
表示処理部４４は画像合成機能などを有し、三次元画像や断層画像に対してグラフィック画像を合成し、その合成された画像データを表示部４６へ出力する。表示部４６には、本実施形態において三次元画像を含む合成画像が表示され、あるいは直交三断面に相当するトリプレーン画像がグラフィックと共に表示される。もちろんその表示形態としては各種のものを採用することができ、例えば１つの断層画像をグラフィックと共に表示するようにしてもよい。
【００５５】
図２は、図１に示した３Ｄプローブ１０の斜視図である。上述したように、３Ｄプローブ１０におけるケース１２の外表面上には第１物理マーク１８及び第２物理マーク２０が設けられている。ケース１２は４つの側面１２Ａ〜１２Ｄを有し、本実施形態では、第１物理マーク１８が第１側面１２Ａに設けられ、第２物理マーク２０は第２側面１２Ｂに設けられている。ここで、第１側面１２Ａは第１走査方向であるθ方向の基準端（原点）に対応した側面（θ方向に直交し且つφ方向に略平行な側面）であり、第２側面１２Ｂは第２走査方向であるφ方向の基準端に対応した側面（φ方向に直交し且つθ方向に略平行な側面）である。送受波面１３は体表面上に当接されるものであり、その奥側には上述した２Ｄアレイ振動子１３Ａが設けられている。
【００５６】
図２に示されるように、この例では、第１物理マーク１８が四角形の形態を有しており、しかもそれは窪みとして形成されている。一方、第２物理マーク２０は隆起した突起状の形態を有し、その全体形状はおよそ円形あるいは楕円形である。このような凸凹関係によりユーザーは触感により各物理マークを認識することができる。また、視覚的に観察する場合においてもそのような凹凸は極めて識別性が高い。なお、第１物理マークを第１側面及び第３側面に設け、第２物理マークを第２側面及び第４側面に設けることも可能である。その場合に、２つの第１物理マークの形態を変えるようにするのが望ましい。同様に、２つの第２物理マークの形態を変えるようにするのが望ましい。これにより、各物理マークを識別することが可能となる。このような場合には、各物理マークごとに同じ形態をもって表示マークが表示される。
【００５７】
図３には、物理マーク部の変形例が示されている。図３において、３Ｄプローブ６０のケース６２は図２に示したものと同様に水平断面がおよそ矩形の形状を有しており、すなわちその側周囲に４つの角部が合成されている。その角部の内、θ方向の基準端及びφ方向の基準端の両者に対応する角部（上記第１側面と第２側面とが交わる角部）７０に物理マーク部６８が形成されている。この物理マーク部６８は、角部７０の稜線を間においた第１側面６２Ａに存在する部分６４と第２側面６２Ｂに存在する部分６６とによって構成されている。すなわち、それらの部分６４，６６が一体的に連結し、２つの側面にまたがって物理マーク部６８が存在している。このような実施形態においても後述するように各断層画像を表示した場合においてそれぞれの走査方向及び走査向きを認識することが可能となる。
【００５８】
本実施形態では、第１物理マークが第１走査方向の原点の位置を特定し、第２物理マークが第２走査方向の原点の位置を特定するという、基準点特定型のマーク付与ルールが採用されていたが、後述する他の実施形態では、第１物理マークが第１走査面の面の向き（あるいは第１走査面と略平行な側面）を特定し、第２物理マークが第２走査面の面の向き（あるいは第２走査面と略平行な側面）を特定するという、面の向き特定型のマーク付与ルールが採用される。後者の場合において、図３に示したような３Ｄプローブ６０を用いる場合には、部分６６が第１物理マークに相当し、部分６４が第２物理マークに相当する。実際に採用されるマーク付与ルールについては超音波画像を観察するユーザーが理解する必要がある。
【００５９】
図３に示す実施形態においては、送受波面６３の奥側には２Ｄアレイ振動子６３Ａが設けられている。なお、物理マーク部６８の部分６６は、図２に示した第１物理マーク２０に相当し、部分６４は図２に示した第１物理マーク１８に相当している。よってそれらの部分６４，６６を互いに異なる色で、形成するようにしてもよい。また、図３に示す３Ｄプローブ６０において、角部７０としての稜線の全体にわたって例えば着色を施し、その着色をもって物理マーク部６８とするようにしてもよい。
【００６０】
次に、図４〜図１１を用いて図１に示した表示部４６に表示される画像の例について説明する。なお、以下に示す各画像の内容は、実施形態を説明するためのもので、実際の心臓の構造とは必ずしも対応していない。
【００６１】
図４には、３Ｄプローブ１０と生体内の臓器としての心臓１００との位置的な関係が示されている。ここで、符号１０２は設定された切断面を表しており、すなわちその切断面１０２に相当する走査面が形成されている。
【００６２】
このような切断面の設定を行った場合、図５に示すような画像が表示される。すなわち、表示画面１０４上には電子セクタ走査によって形成された扇状の断層画像１０６が表示され、その断層画像１０６の上部にはその近傍に第２表示マーク２０Ａが表示される。この第２表示マーク２０Ａは第２物理マーク２０に対応した色及び形を有している。具体的には、その第２表示マーク２０Ａではオレンジの色を有している。よって、図２に示すような表示によれば、ユーザーは、その断層画像がｒ−φの平面に対応したものであることを直感的に理解でき、しかもφ方向における基準端を直感的に理解することができる。すなわち、図４において符号２００で示されるように断層画像の観察方向すなわち視点の向きを容易に把握することができる。
【００６３】
また、図６に示すように心臓１００に対してθ方向に切断面１０８が設定された場合には、図７に示すような画像が表示される。すなわち表示画面１０４上において、Ｒ−θ面に相当する断層画像１１０が表示される。その場合においては、θ方向の基準端に相当する側に第１表示マーク１８Ａが表示される。すなわち、扇状の断層画像１１０の上部の右側に第１表示マーク１８Ａが表示される。その第１表示マーク１８Ａは、３Ｄプローブ１０における第１物理マーク１８と同様の形及び色を有している。具体的にはその形は四角形であり、その色は例えば緑である。
【００６４】
結果、ユーザーは、この図７に示すような表示を観察することにより、断層画像の三次元空間内における位置を容易に認識でき、しかも走査方向の基準端を容易に認識できる。すなわち手前から見た断層画像であるのか奥側から見た断層画像であるのかを容易に認識できる。図６には、符号２０２によって視点の向きが示されている。
【００６５】
また、図８に示されるように、三次元空間Ｖ内において水平方向の切断面１１２が設定された場合には、図９に示すような画像が表示される。ここで、その切断面１１２はφ−θ面に相当し、あるいは深さ方向をｚ方向としてｘ−ｙ面に相当する。
【００６６】
図９において、表示画面１０４においては図８に示した切断面１１２に相当する断層画像１１４が表示されているが、その場合においてそれぞれの物理マーク１８，２０に対応して２つの表示マーク１８Ａ，２０Ａが表示されている。この場合においては断層画像１１４の２つの辺の中央部の近傍にそれぞれの表示マーク１８Ａ，２０Ａが表示されている。よって、この場合においても、ユーザーはそれらの表示マーク１８Ａ，２０Ａの位置を把握することにより、断層画像１１４と３Ｄプローブ１０との位置的な関係を直感的に認識することができる。この場合においては図８に示すように視点の向きは符号２０４で示されるとおりである。
【００６７】
また、図１０に示すように、表示画面１０４上に直交三断面としてのトリプレーン表示を行うこともできる。すなわち図５、図７及び図９に示した各断層画像を並べて表示し、それに伴って対応する表示マーク１８Ａ，２０Ａを表示したものである。ここで、左下の部分に例えば３Ｄプローブを模式的に表す図形及び三次元空間を模式的に表す図形を表示するようにしてもよい。その場合においては３Ｄプローブを模式的に表す図形上に２つの物理マークを表示してもよく、また三次元空間を模式的に表す図形上に各切断面の位置をワイヤなどによって表現するようにしてもよい。
【００６８】
また、図３に示すような３Ｄプローブ６０が用いられる場合には、図１１に示すようなトリプレーン表示を行ってもよい。すなわち表示画面１０４上においては各断層画像１０６，１１０，１１４が表示されているが、それぞれの近傍には図３に示した物理マーク６８に対応付けられた表示マーク部１２０が表示されている。
【００６９】
したがって、このような表示によっても各断層画像１０６，１１０，１１４の向きなどを容易に認識することが可能となる。
【００７０】
次に、図１２〜図２０を用いて他の実施形態について説明する。なお、各図において、上記実施形態と同様の構成には同一符号を付すことにする。
【００７１】
この他の実施形態も上記実施形態と同様に、第１物理マーク及び第２物理マークと第１表示マーク及び第２表示マークとを対応付けることによって、超音波画像を観察する際に、第１走査方向及び第２走査方向を視覚的に容易に特定できるようにするものである。
【００７２】
但し、上記実施形態では、第１物理マークが第１走査方向と直交関係にある第１側面に設けられ、第２物理マークが第２走査方向と直交関係にある第２側面に設けられていたが、この実施形態では、以下に詳述するように、第１物理マークが第１走査面と平行的関係にある第２側面に設けられ、第２物理マークが第２走査面と平行的関係にある第１側面に設けられている。このような違いはあるものの、プローブ座標系と表示画像の座標系とを対応付ける原理面で両者は共通である。具体的に以下に説明する。
【００７３】
図１２には、この実施形態に係る３Ｄプローブ１０が示されている。ケース１２には、互いにほぼ直交する関係にある４つの側面１２Ａ〜１２Ｄが形成されている。その内で、第２側面１２Ｂの下部には、第１物理マーク３００が形成され、第１側面１２Ａの下部には、第２物理マーク３０２が形成されている。第１物理マーク３００は、第１走査方向（θ方向）の走査原点側へ変位した位置に設けられ、第２物理マーク３０２は、第２走査方向（φ方向）の走査終点側へ変位した位置に設けられている。もちろん、第１物理マーク３００が第１走査方向の終点側へ変位した位置に設けられてもよく、第２物理マーク３０２が第２走査方向の原点側へ変位した位置に設けられてもよい。いずれにしても、ユーザーに対して、走査面、物理マーク、表示マークの関係をあらかじめ理解させておくべきである。各実施形態ではマーク付与ルールが異なるが、実施されたルールをユーザーが理解していれば画像把握上の混乱が生じることはない。
【００７４】
第１物理マーク３００は例えば円形の凸形をもったオレンジ色のマークであり（説明の便宜上、上記実施形態の第２物理マーク２０と同じ形態で表現してある）、第２物理マーク３０２は例えば矩形で凹形をもった緑色のマークである（説明の便宜上、上記実施形態の第１物理マーク１８と同じ形態で表現してある）。上記実施形態と同様に、第１物理マーク３００と第２物理マークは、形、凹凸、色などを互いに異ならせるのが望ましい。後述する第１表示マークは第１物理マーク３００と同じ形及び色を有し、第２表示マークは第２物理マーク３０２と同じ形及び色を有する。
【００７５】
第１走査方向（θ方向）への超音波ビームの走査により第１走査面が形成され（超音波ビームの二次元走査により形成された３Ｄエコーデータ空間から当該走査面上のデータ抽出を行ってもよい）、その第１走査面と第２側面１２Ｂは平行的関係（略平行関係）にある。第１走査面は第２走査方向における超音波ビームの偏向角度によって傾斜するが、その偏向角度がゼロ度つまり第１走査面が垂直になった状態では、第１走査面と第２側面１２Ｂが平行となる（後に説明する図１５参照）。同様に、第２走査方向（φ方向）への超音波ビームの走査により第２走査面が形成され（超音波ビームの二次元走査により形成された３Ｄエコーデータ空間から当該走査面上のデータ抽出を行ってもよい）、その第２走査面と第１側面１２Ａは平行的関係（略平行関係）にある。第２走査面は第１走査方向における超音波ビームの偏向角度によって傾斜するが、その偏向角度がゼロ度つまり第２走査面が垂直になった状態では、第２走査面と第１側面１２Ａが平行となる（後に説明する図１３参照）。但し、各側面が若干湾曲あるいは傾斜していても、各走査面と各側面との対応関係はユーザにおいて直感的に理解できる。
【００７６】
この実施形態では、後に図１４や図１６に示すように、各物理マークを断層画像へそのまま投影したように各表示マークを表示できるので、上記実施形態よりも、より自然に対応関係を把握できるという利点がある。
【００７７】
なお、図１２に示す３Ｄプローブを有する超音波診断装置の構成は図１に示したものと同様である。
【００７８】
次に、図１３〜図２０を用いて表示部に表示される画像の例について説明する。
【００７９】
図１３には、３Ｄプローブ１０と生体内の臓器としての心臓１００との位置的な関係が示されている。ここで、図４と同様に、符号１０２は設定された切断面を表しており、すなわちその切断面１０２に相当する走査面（第２走査面）が形成されている。
【００８０】
このような切断面の設定を行った場合、図１４に示すような画像が表示される。すなわち、表示画面１０４上には電子セクタ走査によって形成された扇状の断層画像１０６が表示され、その断層画像１０６の上部にはその右側近傍に第２表示マーク３０２Ａが表示される。右側に表示されるのは、３Ｄプローブ１０において、第２物理マーク３０２が第１側面上で右側に変位していることに対応している。つまり、第２表示マーク３０２Ａは第２物理マーク３０２を切断面上に投影したような印象をもって表示される。これは後述するように第１表示マーク３００Ａの表示を行う場合においても同様である。この第２表示マーク３０２Ａは第２物理マーク３０２に対応した色及び形を有している。よって、図２に示すような表示によれば、ユーザーは、その断層画像がｒ−φの平面に対応したものであることを直感的に理解でき、しかもφ方向における基準端を直感的に理解することができる。すなわち、図１３において符号２００で示されるように断層画像の観察方向すなわち視点の向きを容易に把握することができる。
【００８１】
なお、切断面の裏面を表示する場合には、第２表示マーク３０２Ａが断層画像の左側に表示される。その場合において、形状及び色を維持しつつも輝度を落とすなどの処理を適用し、つまり表示形態を若干変化させるようにしてもよい。このことは他の切断面を表示する場合においても同様である。
【００８２】
また、図１５に示すように心臓１００に対してθ方向に切断面（第１走査面に相当）１０８が設定された場合には、図１６に示すような画像が表示される。すなわち表示画面１０４上において、Ｒ−θ面に相当する断層画像１１０が表示される。その場合においては、θ方向の基準端に相当する側に第１表示マーク３００Ａが表示される。すなわち、扇状の断層画像１１０の上部の右側に第１表示マーク３００Ａが表示される。これは、３Ｄプローブ１０において、第２側面の右側に第１物理マーク３００が設けられていることに対応したものである。その第１表示マーク３００Ａは、３Ｄプローブ１０における第１物理マーク１８と同様の形及び色を有している。
【００８３】
その結果、ユーザーは、この図１６に示すような表示を観察することにより、断層画像の三次元空間内における位置を容易に認識でき、しかも走査方向の基準端を容易に認識できる。すなわち手前から見た断層画像であるのか奥側から見た断層画像であるのかを容易に認識できる。図１５には、符号２０２によって視点の向きが示されている。
【００８４】
また、図１７に示されるように、三次元空間Ｖ内において水平方向の切断面１１２が設定された場合には、図１８に示すような画像が表示される。ここで、その切断面１１２はφ−θ面に相当し、あるいは深さ方向をｚ方向としてｘ−ｙ面に相当する。
【００８５】
図１８において、表示画面１０４においては図１７に示した切断面１１２に相当する断層画像１１４が表示されているが、その場合において、それぞれの物理マーク３００，３０２に対応して２つの表示マーク３００Ａ，０３２Ａが表示されている。この場合においては断層画像１１４の特定の２つの辺の右端部にそれぞれの表示マーク３００Ａ，３０２Ａが表示されている。つまり、３Ｄプローブ１０における各物理マーク３００，３０２を上方から見たような配置で、各表示マーク３００Ａ，３０２Ａが表示される。この場合の表示の仕方は、図９に示した場合と同様のルールに立っている。よって、この場合においても、ユーザーはそれらの表示マーク３００Ａ，３０２Ａの位置を把握することにより、断層画像１１４と３Ｄプローブ１０との位置的な関係を直感的に認識することができる。この場合においては図１７に示すように視点の向きは符号２０４で示されるとおりである。
【００８６】
また、本実施形態でも、図１９に示すように、表示画面１０４上に直交三断面としてのトリプレーン表示を行うこともできる。すなわち図１４、図１６及び図１８に示した各断層画像を並べて表示し、それに伴って対応する表示マーク３００Ａ，３０２Ａを表示したものである。ここで、左下の部分に例えば３Ｄプローブを模式的に表す図形及び三次元空間を模式的に表す図形を表示するようにしてもよい。その場合においては３Ｄプローブを模式的に表す図形上に２つの物理マークを表示してもよく、また三次元空間を模式的に表す図形上に各切断面の位置をワイヤなどによって表現するようにしてもよい。
【００８７】
また、図３に示すような３Ｄプローブ６０が用いられる場合には、図２０に示すようなトリプレーン表示を行ってもよい。すなわち表示画面１０４上においては各断層画像１０６，１１０，１１４が表示されているが、それぞれの近傍には図３に示した物理マーク６８に対応付けられた表示マーク部が表示されている。ここで、表示マーク部は、物理マーク６８が設けられている角部の位置を示す例えば矩形の表示マーク４００Ａと、物理マーク６８と同じような形態（Ｌ字形）を有し、角部の位置を示す表示マーク４００Ｂと含む。
【００８８】
したがって、このような表示によっても各断層画像１０６，１１０，１１４の向きなどを容易に認識することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】３Ｄプローブの一例を示す斜視図である。
【図３】３Ｄプローブの他の例を示す斜視図である。
【図４】切断面の設定例を示す図である。
【図５】図４に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図６】切断面の設定例を示す図である。
【図７】図６に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図８】切断面の設定例を示す図である。
【図９】図８に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図１０】トリプレーン表示例を示す図である。
【図１１】他のトリプレーン表示例を示す図である。
【図１２】他の実施形態に係る３Ｄプローブの斜視図である。
【図１３】他の実施形態における、切断面の設定例を示す図である。
【図１４】他の実施形態における、図１３に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図１５】他の実施形態における、切断面の設定例を示す図である。
【図１６】他の実施形態における、図１５に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図１７】他の実施形態における、切断面の設定例を示す図である。
【図１８】他の実施形態における、図１７に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図１９】他の実施形態における、トリプレーン表示例を示す図である。
【図２０】他の実施形態における、他のトリプレーン表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０ ３Ｄプローブ（三次元エコーデータ取込用超音波探触子）、１６ 物理マーク部、１８，３００ 第１物理マーク、２０，３０２ 第２物理マーク、３０ 送信部、３２ 受信部、３４ 信号処理部、３６ ３Ｄメモリ、３８ 三次元画像形成部、４０ 断層画像形成部、４２ グラフィック画像形成部、４４ 表示処理部、４６ 表示部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は三次元エコーデータ取込用超音波探触子に関し、特に三次元エコーデータを取り込んで超音波画像を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元エコーデータ取込用超音波探触子（３Ｄプローブ）は、生体内に三次元エコーデータ取込空間（三次元空間）を形成するためのプローブである。その３Ｄプローブは、生体組織の三次元画像を形成する場合や三次元空間内に設定された切断面に相当する断層画像（組織画像、血流画像）などを形成する場合に用いられる。３Ｄプローブとしては、２Ｄアレイ振動子（スパースアレイ型を含む）を用いて超音波ビームを２次元走査するもの、１Ｄアレイ振動子を機械的に走査するもの、単振動子を機械的に２次元走査するもの、などが知られている。
【０００３】
ところで、三次元空間内の切断面に相当する断層画像を形成し、それを表示する場合には、その表示された断層画像から、三次元空間（あるいは３Ｄプローブ）と断層画像（つまり切断面）との位置的関係を直感的に認識するのは困難である。具体的には、切断面と超音波ビームの第１及び第２走査方向との関係を理解するのが困難である。また、切断面の視点がその手前側にあるのか奥側にあるのかを理解するのが困難である。この問題は三次元画像を表示する場合にも生じ得る。いずれにしても、三次元空間に対する超音波診断において、ユーザーの画像観察上の便宜を図ることが要望されている。
【０００４】
なお、従来の１Ｄアレイ振動子を有するローブにおいては、一般に、１Ｄアレイ振動子の一方端（電子走査の開始点に相当する基準端）に対応するケース側面に突起状の物理マーカーが設けられている。また、断層画像を表示する場合には、断層画像における基準端に相当する側（右側又は左側）に、物理マーカーに対応する表示マーカーが表示される。表示マーカーが表示された側を特定することにより、断層画像の視点が手前側にあるのか奥側にあるのかを把握できる。しかし、３Ｄプローブ及びそれを利用した断層画像表示においては、ユーザーの画像観察上の便宜が十分に図られていない現状にある。本願に関連する技術が以下の特許文献１−３に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６９３３７号公報
【特許文献２】特開平０７−２１３４５２１号公報
【特許文献３】特開平１１−０７０１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、三次元エコーデータ取込空間内において取り込まれたデータに基づいて超音波画像を形成する場合に、その画像観察上の便宜を図ることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、３Ｄプローブと超音波画像との位置的関係を容易に理解できるようにすることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、３Ｄプローブにおいて２つの走査方向を直感的に理解できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の好適な実施形態に係る超音波診断装置は、超音波ビームを第１走査方向及び第２走査方向に走査し、三次元エコーデータ取込空間を形成する三次元エコーデータ取込用超音波探触子と、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子の外表面に設けられ、前記第１走査方向及び前記第２走査方向を特定するための物理マーカー部と、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子からの受信信号に基づいて、超音波画像を形成する画像形成手段と、前記超音波画像と共に、前記物理マーカー部に対応付けられた表示マーカー部を表示する表示処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、三次元エコーデータ取込用超音波探触子（３Ｄプローブ）の外表面に物理マーカー部が設けられ、超音波画像を表示する際には、物理マーカーに対応付けられた表示マーカー部が表示される。これにより、超音波画像の観察に当たって、３Ｄプローブとの位置的関係（あるいは、三次元エコーデータ取込空間（第１走査方向と第２走査方向）との位置的関係）を容易に把握できる。
【００１１】
上記の３Ｄプローブはユーザによって把持され、体表面上に当接されるものであるのが望ましいが、体腔内に挿入されるものに応用することができる。上記の超音波画像は、切断面に相当する組織画像又は血流画像であるのが望ましい。但し、三次元画像を表示する場合にも上記構成を適用可能であり、その場合には、三次元画像と共に第１走査方向及び第２走査方向に対応する位置に表示マーカーが表示される。
【００１２】
上記構成において、物理マーカー部は複数の物理マーカーによって構成されるのが望ましく、その場合には互いにその形態（色、形など）を異ならせるのが望ましい。また、表示マーカー部を、物理マーカー部の構成に合わせて、複数の表示マーカーによって構成するのが望ましく、その場合には、各表示マーカーの形態を、対応する物理マーカーの形態と同一又は類似にするのが望ましい。
【００１３】
望ましくは、前記物理マーカー部は、前記第１走査方向に対応付けられた第１物理マーカーと、前記第２走査方向に対応付けられ、前記第１物理マーカーとは視覚的に異なる形態を有する第２物理マーカーと、で構成される。
【００１４】
望ましくは、前記表示マーカー部は、前記第１物理マーカーに対応付けられた第１表示マーカーと、前記第２物理マーカーに対応付けられた第２表示マーカーと、で構成される。
【００１５】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、前記第１走査方向に直交する第１側面と、前記第２走査方向に直交する第２側面と、を有し、前記第１物理マーカーは前記第１側面に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第２側面に設けられる。
【００１６】
望ましくは、前記第１側面は前記第１走査方向の基準端側の側面であり、前記第２側面は前記第２走査方向の基準端側の側面である。各側面は完全な平面でなくてもよく、もちろん曲面あるいは傾斜面であってもよい。各物理マーカーは、３Ｄプローブの下部（把持状態で露出する可能性が高い部位）に設けるのが望ましいが、その上部に設けることも可能である。各基準端は、電子走査（又は機械走査）の原点であるのが望ましい。もちろん、基準端とは反対側の端（終端）に対応して物理マークを設けるようにしてもよい。
【００１７】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、前記第１走査方向に広がった第２側面と、前記第２走査方向に広がった第１側面と、を有し、前記第１物理マーカーは前記第２側面に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第１側面に設けられる。第２側面は第２走査方向に直交し且つ第１走査方向と略平行な面であり、第１側面は第1走査方向に直交し且つ第２走査方向と略平行な面である。上記構成によれば、３Ｄプローブの各側面と各走査方向（あるいは各走査面）との対応関係を直感的に認識できる。
【００１８】
望ましくは、前記第１物理マーカーは前記第１走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第２走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられる。この構成によれば、各物理マーカーの変位方向によって各走査方向の基準端を容易に認識することが可能である。
【００１９】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、水平断面が略矩形の形状を有し、これにより４つの角部が構成され、前記４つの角部の内で特定の角部に前記物理マーカー部が設けられる。ここで、望ましくは、前記物理マーカー部は、前記第１走査方向の基準端及び前記第２走査方向の基準端の両方に対応する角部に設けられる。
【００２０】
望ましくは、前記特定の角部は第１側面及び第２側面の連結によって構成され、前記物理マーカー部は、前記第１側面上に存在する一方の物理マーカーと、前記第２側面上に存在する他方の物理マーカーと、で構成される。一方の物理マーカーは、第１走査方向の基準端に対応する側面あるいは第１走査方向に平行な側面であることを表し、他方の物理マーカーは、第１走査方向の基準端に対応する側面あるいは第１走査方向に平行な側面であることを表す。つまり、２つの物理マーカーは別体で分離配置してもよいし一体的に結合してもよい。
【００２１】
望ましくは、前記画像形成手段は、前記三次元エコーデータ取込空間内に設定された切断面の断層画像を形成し、前記表示マーカー部は、前記切断面と前記各走査方向との位置的関係に応じて、前記断層画像の近傍に又はその上に表示される。切断面は、第１走査方向、第２走査方向及び深さ方向の中から選択される２つの方向によって規定される面であるのが望ましい。但し、任意切断面を設定する場合にも本発明を応用することができる。
【００２２】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は二次元配列された複数の振動素子からなる二次元アレイ振動子を含む。また、望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は前記第１走査方向に配列された複数の振動素子からなる一次元アレイ振動子及びその一次元アレイ振動子を前記第２走査方向に走査する機械走査機構を有する。
【００２３】
（２）本発明の好適な実施形態に係る超音波診断装置は、超音波ビームを第１走査方向及び第２走査方向に走査し、三次元エコーデータ取込空間を形成する三次元エコーデータ取込用超音波探触子と、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子の外表面に設けられ、前記第１走査方向に対応付けられた第１物理マーカーと、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子の外表面に設けられ、前記第２走査方向に対応付けられた第２物理マーカーと、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子からの受信信号に基づいて、前記三次元エコーデータ取込空間に設定された切断面の断層画像を形成する画像形成手段と、前記第１物理マーカーに対応付けられた第１表示マーカーと前記第２物理マーカーに対応付けられた第２表示マーカーとを表示する手段であって、前記切断面と前記第１及び第２走査方向との位置的関係に応じて、前記断層画像と共に、前記第１表示マーカー及び前記第２表示マーカーの一方又は双方を表示する表示処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
望ましくは、前記第１物理マーカーの形態と前記第１表示マーカーの形態とが対応付けられ、前記第２物理マーカーの形態と前記第２表示マーカーの形態とが対応付けられる。
【００２５】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、前記第１走査方向に直交する側面であって前記第１走査方向の基準端に対応する第１側面と、前記第２走査方向に直交する側面であって前記第２走査方向の基準端に対応する第２側面と、を有し、前記第１側面に前記第１物理マーカーが設けられ、前記第２側面に前記第２物理マーカーが設けられる。
【００２６】
上記構成において、望ましくは、前記切断面が前記第１走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第１基準端に相当する側に、前記第１表示マーカーが表示される。また望ましくは、前記切断面が前記第２走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第２基準端に相当する側に、前記第２表示マーカーが表示される。更に望ましくは、前記切断面が前記第１走査方向及び第２走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第１基準端に相当する側に、前記第１表示マーカーが表示され、かつ、前記断層画像に対して前記第２基準端に相当する側に、前記第２表示マーカーが表示される。望ましくは、前記第１走査方向の基準端は前記超音波ビームの走査の始点又は終点であり、前記第２走査方向の基準端は前記超音波ビームの走査の始点又は終点である。
【００２７】
望ましくは、前記三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、前記第１走査方向に広がる第２側面と、前記第２走査方向に広がる第１側面と、を有し、前記第２側面において前記第１走査方向の基準端側へ変位した位置に前記第１物理マーカーが設けられ、前記第１側面において前記第２走査方向の基準端側へ変位した位置に前記第２物理マーカーが設けられる。各物理マークの変位によって各走査方向の基準点を容易に特定でき、断層画像を表示する場合においても、表面と裏面を容易に区別できる。
【００２８】
上記構成において、望ましくは、前記切断面が前記第１走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第１走査方向の基準端に相当する側に、前記第１表示マーカーが表示される。望ましくは、前記切断面が前記第２走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第２走査方向の基準端に相当する側に、前記第２表示マーカーが表示される。望ましくは、前記切断面が前記第１走査方向及び第２走査方向を含む面である場合に、前記断層画像に対して前記第１走査方向の基準端に相当する側に、前記第１表示マーカーが表示され、かつ、前記断層画像に対して前記第２走査方向の基準端に相当する側に、前記第２表示マーカーが表示される。望ましくは、前記第１走査方向の基準端は前記超音波ビームの走査の始点又は終点であり、前記第２走査方向の基準端は前記超音波ビームの走査の始点又は終点である。
【００２９】
（３）本発明に係る三次元エコーデータ取込用超音波探触子は、超音波ビームを第１走査方向及び第２走査方向に走査し、三次元エコーデータ取込空間を形成する手段であって、二次元配列された複数の振動素子からなる二次元アレイ振動子を有する手段として、又は、前記第１走査方向に配列された複数の振動素子からなる一次元アレイ振動子及び当該一次元アレイ振動子を前記第２走査方向に走査する機械走査機構を有する手段として構成された送受波手段と、前記送受波手段を収容したケースと、前記三次元エコーデータ取込空間内を表す断層画像又は三次元画像と共に表示される第１表示マーカーに対応付けられる物理マーカーであって、前記ケースに設けられ、前記第１走査方向を識別するための第１物理マーカーと、前記三次元エコーデータ取込空間内を表す断層画像又は三次元画像と共に表示される第２表示マーカーに対応付けられる物理マーカーであって、前記ケースに設けられ、前記第２走査方向を識別するための第２物理マーカーと、を含むことを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、第１物理マーカーと第２物理マーカーとによって、第１走査方向と第２走査方向とを容易に識別できる。
【００３１】
望ましくは、前記ケースは、前記第１走査方向に直交する側面であって前記第１走査方向の基準端に対応する第１側面と、前記第２走査方向に直交する側面であって前記第２走査方向の基準端に対応する第２側面と、を有し、前記第１物理マーカーは前記第１側面に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第２側面に設けられる。
【００３２】
望ましくは、前記ケースは、前記第１走査方向に広がる第２側面と、前記第２走査方向に広がる第１側面と、を有し、前記第１物理マーカーは前記第２側面に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第１側面に設けられる。望ましくは、前記第１物理マーカーは前記第２側面における前記第１走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられ、前記第２物理マーカーは前記第１側面における前記第２走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられる。
【００３３】
望ましくは、前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーは色及び形の少なくとも一方が互いに異なる。また、望ましくは、前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーの内の一方は隆起形状を有し、前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーの内の他方は窪み形状を有する。凹凸を利用して区別すれば、触感によっても各走査方向を容易に認識できる。
【００３４】
望ましくは、前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーは、前記ケースの第１側面と前記第２側面に跨って一体形成される。
【００３５】
望ましくは、前記ケースと前記第１及び第２物理マーカーは互いに色が異なる。この構成によれば、ケースの背景色に対して物理マーカー部の視認性を向上できる。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、ユーザーに対して超音波画像を観察する場合においてその便宜を図ることができ、特に３Ｄプローブと超音波画像との位置的関係を容易に認識することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。３Ｄプローブ１０は、三次元エコーデータ取込用超音波探触子である。すなわち、超音波ビームＢをθ方向（第１走査方向）及びφ方向（第２走査方向）の両方向に走査し、これにより三次元エコーデータ取込空間（三次元空間）Ｖを形成するものである。
【００３９】
図１においては、深さ方向がｒで表されており、超音波ビームＢの電子走査によって形成される走査面がＳで示されている。
【００４０】
本実施形態において３Ｄプローブ１０は複数の振動素子を二次元配列してなる２Ｄアレイ振動子を有している。すなわち、θ方向及びφ方向の両方向に超音波ビームを電子走査することができる。２Ｄアレイ振動子として、いわゆるスパース型２Ｄアレイ振動子を用いてもよい。また、１Ｄアレイ振動子とそれを機械走査する機構とを設けて、三次元空間Ｖを形成するようにしてもよい。
【００４１】
３Ｄプローブ１０のケース１２内には上記の２Ｄアレイ振動子（図示せず）が設けられている。その２Ｄアレイ振動子は、具体的には、送受波面１３の近傍に設けられている。送受波面１３は体表面上に当接される面である。なお、本発明は上記のように体表面上に当接して用いられる３Ｄプローブに適用するのが特に望ましいが、体腔内に挿入される３Ｄプローブに対しても適用することが可能である。その場合には、後述する各物理マークをＸ線などによって観察できるように各物理マークにＸ線造影剤を含ませるようにするのが望ましい。
【００４２】
ケース１２の下部（生体側の端部）には、図１に示されるように、物理マーク部１６が形成されている。この物理マーク部１６は本実施形態において第１物理マーク１８と第２物理マーク２０とによって構成されている。図１に示す実施形態においては、第１物理マーク１８は、ケース１２における４つの側面の内で、θ方向の原点（走査の原則的な開始点）に対応する側面（原点に最も近く走査方向に直交する側面）に設けられている。第２物理マーク２０は４つの側面の内で、φ方向の原点に対応する側面に設けられている。
【００４３】
第１物理マーク１８と第２物理マーク２０は、本実施形態において色及び形が相違しており、例えば第１物理マーク１８は四角形の形状を有し、その色はオレンジであり、第２物理マーク２０の円形の形状を有し、その色は緑である。もちろん、物理マーク１８，２０は、それぞれ視覚的に容易に識別できる限りにおいてそれらの形態としては各種のものを採用できる。
【００４４】
例えば、後に図２を用いて説明するように、２つの物理マーク１８，２０の内で、一方を隆起状とし、他方を凹部とするようにしてもよい。
【００４５】
図１においては、各物理マーク１８，２０が側面における下端部の中央部に設けられているが、他の部位に設けることも可能である。ただし、ケース１２を把持した状態において、それらの物理マーク１８，２０が操作者の手によって隠蔽されない位置に各物理マーク１８，２０を設けるのが望ましい。
【００４６】
したがって、以上の説明から明らかなように、本実施形態では、第１物理マーク１８は第１走査方向であるθ方向に対応付けられており、しかもその基準端である原点に対応付けられている。これと同様に、第２物理マーク２０は、第２走査方向であるφ方向に対応付けられており、しかもその基準端である原点に対応付けられている。
【００４７】
なお、ケース１２は一般に白色あるいはグレーといった色彩を有しているが、そのケース１２の色彩に対して各物理マーク１８，２０の色を異ならせるのが望ましい。各物理マーク１８，２０としては、例えばゴム材などを利用し、樹脂などで構成されるケース１２と質感を異ならせるのが望ましい。
【００４８】
送信部３０は、送信ビームフォーマーとして機能し、アレイ振動子を構成する複数の振動素子に対して所定の遅延関係をもって送信信号を供給する。これにより３Ｄプローブ１０において送信ビームが形成される。また、受信部３２は、複数の振動素子から出力される受信信号に対して整相加算を実行する受信ビームフォーマーとして機能する。送信部３０及び受信部３２の両方とも、超音波ビームを二次元的に電子走査する機能を備えている。
【００４９】
この超音波ビームの二次元の走査により、上述した三次元空間Ｖが構成される。この場合においては、θ方向に超音波ビームを走査し、これによって形成される走査面Ｓをφ方向の各位置に形成するようにしてもよい。
【００５０】
信号処理部３４は、例えば検波器や対数変換器など有している。もちろん、ドプラ信号処理を行う場合には直交検波器や自己相関回路などを設ければよい。いずれにしても、信号処理部３４によって処理された受信信号（エコーデータ）は３Ｄメモリ３６上に格納される。
【００５１】
その格納にあたっては、３Ｄメモリ３６のアドレスがφ，θ，ｒに対応付けられており、各エコーデータは三次元空間Ｖ内における三次元座標に対応付けられたアドレスに格納される。ただし、三次元画像形成や断層画像形成を順次実行可能な場合には、３Ｄメモリ３６を除外することもでき、あるいはそれに代えてフレームメモリやラインメモリなどを設けるようにしてもよい。なお、３Ｄメモリ３６へのデータの格納に際しては、上記のような極座標系ではなく、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）で格納するようにしてもよい。いずれにしても、３Ｄメモリ３６の書き込み時あるいは読み出し時に座標変換が行われるのが望ましい。三次元画像形成部３８は、積算投影法やボリュームレンダリング法などの手法を利用して三次元空間Ｖを三次元画像として形成するものである。その場合においては、３Ｄメモリ３６内に格納された各エコーデータが読み出され、それらのエコーデータを利用して三次元画像が形成される。
【００５２】
一方、断層画像形成部４０は、ユーザーによって設定された切断面に対応にする断層画像を形成するモジュールである。すなわち、その切断面上における各エコーデータは３Ｄメモリ３６から読み出され、それらのエコーデータによって断層画像が形成される。この場合においては、その切断面上に存在するエコーデータのみを利用して断層画像を形成するようにしてもよいし、その切断面の近傍に存在するエコーデータを考慮し、補間演算などを実行して断層画像を形成するようにしてもよい。あるいは、切断面に一定の有限な厚み（スラブ）を設け、その厚み内のエコーデータから断層画像を形成するようにしてもよい。いずれにしても断層画像の形成方法としては各種のものを利用可能である。
【００５３】
制御部４８は、図１に示される各構成の動作制御を行っている。その制御部４８には操作パネル５０が接続されている。この操作パネル５０は例えばトラックボールやキーボードなどによって構成され、その操作パネル５０を用いて、ユーザーは三次元画像の形成条件や断層画像の形成条件などを入力することができる。特に、操作パネル５０を利用して後述するトリプレーン表示における各切断面の位置の設定が行われる。そのように設定された１つの切断面あるいは複数の切断面の座標情報が断層画像形成部４０に出力され、断層画像形成部４０は設定された各切断面に対応する断層画像を形成する。また、制御部４８はグラフィック画像形成部４２の動作制御を行っている。グラフィック画像形成部４２は、三次元画像あるいは断層画像に重ねて表示されるグラフィック画像を形成するモジュールである。後述するように、グラフィック画像には第１表示マーク及び第２表示マークの少なくとも一方が含まれ、ここで、第１表示マークは上記の第１物理マーク１８に対応し、第２表示マークは上記の第２物理マーク２０に対応する。すなわち、それらの対応関係によって、断層画像を表示した場合において、その断層画像について、三次元空間内における位置やその視点の向きなどを容易に認識することができる。したがって、制御部４８はグラフィック画像形成部４２が表示マークを含むグラフィック画像を形成できるように必要な情報を与えている。
【００５４】
表示処理部４４は画像合成機能などを有し、三次元画像や断層画像に対してグラフィック画像を合成し、その合成された画像データを表示部４６へ出力する。表示部４６には、本実施形態において三次元画像を含む合成画像が表示され、あるいは直交三断面に相当するトリプレーン画像がグラフィックと共に表示される。もちろんその表示形態としては各種のものを採用することができ、例えば１つの断層画像をグラフィックと共に表示するようにしてもよい。
【００５５】
図２は、図１に示した３Ｄプローブ１０の斜視図である。上述したように、３Ｄプローブ１０におけるケース１２の外表面上には第１物理マーク１８及び第２物理マーク２０が設けられている。ケース１２は４つの側面１２Ａ〜１２Ｄを有し、本実施形態では、第１物理マーク１８が第１側面１２Ａに設けられ、第２物理マーク２０は第２側面１２Ｂに設けられている。ここで、第１側面１２Ａは第１走査方向であるθ方向の基準端（原点）に対応した側面（θ方向に直交し且つφ方向に略平行な側面）であり、第２側面１２Ｂは第２走査方向であるφ方向の基準端に対応した側面（φ方向に直交し且つθ方向に略平行な側面）である。送受波面１３は体表面上に当接されるものであり、その奥側には上述した２Ｄアレイ振動子１３Ａが設けられている。
【００５６】
図２に示されるように、この例では、第１物理マーク１８が四角形の形態を有しており、しかもそれは窪みとして形成されている。一方、第２物理マーク２０は隆起した突起状の形態を有し、その全体形状はおよそ円形あるいは楕円形である。このような凸凹関係によりユーザーは触感により各物理マークを認識することができる。また、視覚的に観察する場合においてもそのような凹凸は極めて識別性が高い。なお、第１物理マークを第１側面及び第３側面に設け、第２物理マークを第２側面及び第４側面に設けることも可能である。その場合に、２つの第１物理マークの形態を変えるようにするのが望ましい。同様に、２つの第２物理マークの形態を変えるようにするのが望ましい。これにより、各物理マークを識別することが可能となる。このような場合には、各物理マークごとに同じ形態をもって表示マークが表示される。
【００５７】
図３には、物理マーク部の変形例が示されている。図３において、３Ｄプローブ６０のケース６２は図２に示したものと同様に水平断面がおよそ矩形の形状を有しており、すなわちその側周囲に４つの角部が合成されている。その角部の内、θ方向の基準端及びφ方向の基準端の両者に対応する角部（上記第１側面と第２側面とが交わる角部）７０に物理マーク部６８が形成されている。この物理マーク部６８は、角部７０の稜線を間においた第１側面６２Ａに存在する部分６４と第２側面６２Ｂに存在する部分６６とによって構成されている。すなわち、それらの部分６４，６６が一体的に連結し、２つの側面にまたがって物理マーク部６８が存在している。このような実施形態においても後述するように各断層画像を表示した場合においてそれぞれの走査方向及び走査向きを認識することが可能となる。
【００５８】
本実施形態では、第１物理マークが第１走査方向の原点の位置を特定し、第２物理マークが第２走査方向の原点の位置を特定するという、基準点特定型のマーク付与ルールが採用されていたが、後述する他の実施形態では、第１物理マークが第１走査面の面の向き（あるいは第１走査面と略平行な側面）を特定し、第２物理マークが第２走査面の面の向き（あるいは第２走査面と略平行な側面）を特定するという、面の向き特定型のマーク付与ルールが採用される。後者の場合において、図３に示したような３Ｄプローブ６０を用いる場合には、部分６６が第１物理マークに相当し、部分６４が第２物理マークに相当する。実際に採用されるマーク付与ルールについては超音波画像を観察するユーザーが理解する必要がある。
【００５９】
図３に示す実施形態においては、送受波面６３の奥側には２Ｄアレイ振動子６３Ａが設けられている。なお、物理マーク部６８の部分６６は、図２に示した第１物理マーク２０に相当し、部分６４は図２に示した第１物理マーク１８に相当している。よってそれらの部分６４，６６を互いに異なる色で、形成するようにしてもよい。また、図３に示す３Ｄプローブ６０において、角部７０としての稜線の全体にわたって例えば着色を施し、その着色をもって物理マーク部６８とするようにしてもよい。
【００６０】
次に、図４〜図１１を用いて図１に示した表示部４６に表示される画像の例について説明する。なお、以下に示す各画像の内容は、実施形態を説明するためのもので、実際の心臓の構造とは必ずしも対応していない。
【００６１】
図４には、３Ｄプローブ１０と生体内の臓器としての心臓１００との位置的な関係が示されている。ここで、符号１０２は設定された切断面を表しており、すなわちその切断面１０２に相当する走査面が形成されている。
【００６２】
このような切断面の設定を行った場合、図５に示すような画像が表示される。すなわち、表示画面１０４上には電子セクタ走査によって形成された扇状の断層画像１０６が表示され、その断層画像１０６の上部にはその近傍に第２表示マーク２０Ａが表示される。この第２表示マーク２０Ａは第２物理マーク２０に対応した色及び形を有している。具体的には、その第２表示マーク２０Ａではオレンジの色を有している。よって、図２に示すような表示によれば、ユーザーは、その断層画像がｒ−φの平面に対応したものであることを直感的に理解でき、しかもφ方向における基準端を直感的に理解することができる。すなわち、図４において符号２００で示されるように断層画像の観察方向すなわち視点の向きを容易に把握することができる。
【００６３】
また、図６に示すように心臓１００に対してθ方向に切断面１０８が設定された場合には、図７に示すような画像が表示される。すなわち表示画面１０４上において、Ｒ−θ面に相当する断層画像１１０が表示される。その場合においては、θ方向の基準端に相当する側に第１表示マーク１８Ａが表示される。すなわち、扇状の断層画像１１０の上部の右側に第１表示マーク１８Ａが表示される。その第１表示マーク１８Ａは、３Ｄプローブ１０における第１物理マーク１８と同様の形及び色を有している。具体的にはその形は四角形であり、その色は例えば緑である。
【００６４】
結果、ユーザーは、この図７に示すような表示を観察することにより、断層画像の三次元空間内における位置を容易に認識でき、しかも走査方向の基準端を容易に認識できる。すなわち手前から見た断層画像であるのか奥側から見た断層画像であるのかを容易に認識できる。図６には、符号２０２によって視点の向きが示されている。
【００６５】
また、図８に示されるように、三次元空間Ｖ内において水平方向の切断面１１２が設定された場合には、図９に示すような画像が表示される。ここで、その切断面１１２はφ−θ面に相当し、あるいは深さ方向をｚ方向としてｘ−ｙ面に相当する。
【００６６】
図９において、表示画面１０４においては図８に示した切断面１１２に相当する断層画像１１４が表示されているが、その場合においてそれぞれの物理マーク１８，２０に対応して２つの表示マーク１８Ａ，２０Ａが表示されている。この場合においては断層画像１１４の２つの辺の中央部の近傍にそれぞれの表示マーク１８Ａ，２０Ａが表示されている。よって、この場合においても、ユーザーはそれらの表示マーク１８Ａ，２０Ａの位置を把握することにより、断層画像１１４と３Ｄプローブ１０との位置的な関係を直感的に認識することができる。この場合においては図８に示すように視点の向きは符号２０４で示されるとおりである。
【００６７】
また、図１０に示すように、表示画面１０４上に直交三断面としてのトリプレーン表示を行うこともできる。すなわち図５、図７及び図９に示した各断層画像を並べて表示し、それに伴って対応する表示マーク１８Ａ，２０Ａを表示したものである。ここで、左下の部分に例えば３Ｄプローブを模式的に表す図形及び三次元空間を模式的に表す図形を表示するようにしてもよい。その場合においては３Ｄプローブを模式的に表す図形上に２つの物理マークを表示してもよく、また三次元空間を模式的に表す図形上に各切断面の位置をワイヤなどによって表現するようにしてもよい。
【００６８】
また、図３に示すような３Ｄプローブ６０が用いられる場合には、図１１に示すようなトリプレーン表示を行ってもよい。すなわち表示画面１０４上においては各断層画像１０６，１１０，１１４が表示されているが、それぞれの近傍には図３に示した物理マーク６８に対応付けられた表示マーク部１２０が表示されている。
【００６９】
したがって、このような表示によっても各断層画像１０６，１１０，１１４の向きなどを容易に認識することが可能となる。
【００７０】
次に、図１２〜図２０を用いて他の実施形態について説明する。なお、各図において、上記実施形態と同様の構成には同一符号を付すことにする。
【００７１】
この他の実施形態も上記実施形態と同様に、第１物理マーク及び第２物理マークと第１表示マーク及び第２表示マークとを対応付けることによって、超音波画像を観察する際に、第１走査方向及び第２走査方向を視覚的に容易に特定できるようにするものである。
【００７２】
但し、上記実施形態では、第１物理マークが第１走査方向と直交関係にある第１側面に設けられ、第２物理マークが第２走査方向と直交関係にある第２側面に設けられていたが、この実施形態では、以下に詳述するように、第１物理マークが第１走査面と平行的関係にある第２側面に設けられ、第２物理マークが第２走査面と平行的関係にある第１側面に設けられている。このような違いはあるものの、プローブ座標系と表示画像の座標系とを対応付ける原理面で両者は共通である。具体的に以下に説明する。
【００７３】
図１２には、この実施形態に係る３Ｄプローブ１０が示されている。ケース１２には、互いにほぼ直交する関係にある４つの側面１２Ａ〜１２Ｄが形成されている。その内で、第２側面１２Ｂの下部には、第１物理マーク３００が形成され、第１側面１２Ａの下部には、第２物理マーク３０２が形成されている。第１物理マーク３００は、第１走査方向（θ方向）の走査原点側へ変位した位置に設けられ、第２物理マーク３０２は、第２走査方向（φ方向）の走査終点側へ変位した位置に設けられている。もちろん、第１物理マーク３００が第１走査方向の終点側へ変位した位置に設けられてもよく、第２物理マーク３０２が第２走査方向の原点側へ変位した位置に設けられてもよい。いずれにしても、ユーザーに対して、走査面、物理マーク、表示マークの関係をあらかじめ理解させておくべきである。各実施形態ではマーク付与ルールが異なるが、実施されたルールをユーザーが理解していれば画像把握上の混乱が生じることはない。
【００７４】
第１物理マーク３００は例えば円形の凸形をもったオレンジ色のマークであり（説明の便宜上、上記実施形態の第２物理マーク２０と同じ形態で表現してある）、第２物理マーク３０２は例えば矩形で凹形をもった緑色のマークである（説明の便宜上、上記実施形態の第１物理マーク１８と同じ形態で表現してある）。上記実施形態と同様に、第１物理マーク３００と第２物理マークは、形、凹凸、色などを互いに異ならせるのが望ましい。後述する第１表示マークは第１物理マーク３００と同じ形及び色を有し、第２表示マークは第２物理マーク３０２と同じ形及び色を有する。
【００７５】
第１走査方向（θ方向）への超音波ビームの走査により第１走査面が形成され（超音波ビームの二次元走査により形成された３Ｄエコーデータ空間から当該走査面上のデータ抽出を行ってもよい）、その第１走査面と第２側面１２Ｂは平行的関係（略平行関係）にある。第１走査面は第２走査方向における超音波ビームの偏向角度によって傾斜するが、その偏向角度がゼロ度つまり第１走査面が垂直になった状態では、第１走査面と第２側面１２Ｂが平行となる（後に説明する図１５参照）。同様に、第２走査方向（φ方向）への超音波ビームの走査により第２走査面が形成され（超音波ビームの二次元走査により形成された３Ｄエコーデータ空間から当該走査面上のデータ抽出を行ってもよい）、その第２走査面と第１側面１２Ａは平行的関係（略平行関係）にある。第２走査面は第１走査方向における超音波ビームの偏向角度によって傾斜するが、その偏向角度がゼロ度つまり第２走査面が垂直になった状態では、第２走査面と第１側面１２Ａが平行となる（後に説明する図１３参照）。但し、各側面が若干湾曲あるいは傾斜していても、各走査面と各側面との対応関係はユーザにおいて直感的に理解できる。
【００７６】
この実施形態では、後に図１４や図１６に示すように、各物理マークを断層画像へそのまま投影したように各表示マークを表示できるので、上記実施形態よりも、より自然に対応関係を把握できるという利点がある。
【００７７】
なお、図１２に示す３Ｄプローブを有する超音波診断装置の構成は図１に示したものと同様である。
【００７８】
次に、図１３〜図２０を用いて表示部に表示される画像の例について説明する。
【００７９】
図１３には、３Ｄプローブ１０と生体内の臓器としての心臓１００との位置的な関係が示されている。ここで、図４と同様に、符号１０２は設定された切断面を表しており、すなわちその切断面１０２に相当する走査面（第２走査面）が形成されている。
【００８０】
このような切断面の設定を行った場合、図１４に示すような画像が表示される。すなわち、表示画面１０４上には電子セクタ走査によって形成された扇状の断層画像１０６が表示され、その断層画像１０６の上部にはその右側近傍に第２表示マーク３０２Ａが表示される。右側に表示されるのは、３Ｄプローブ１０において、第２物理マーク３０２が第１側面上で右側に変位していることに対応している。つまり、第２表示マーク３０２Ａは第２物理マーク３０２を切断面上に投影したような印象をもって表示される。これは後述するように第１表示マーク３００Ａの表示を行う場合においても同様である。この第２表示マーク３０２Ａは第２物理マーク３０２に対応した色及び形を有している。よって、図２に示すような表示によれば、ユーザーは、その断層画像がｒ−φの平面に対応したものであることを直感的に理解でき、しかもφ方向における基準端を直感的に理解することができる。すなわち、図１３において符号２００で示されるように断層画像の観察方向すなわち視点の向きを容易に把握することができる。
【００８１】
なお、切断面の裏面を表示する場合には、第２表示マーク３０２Ａが断層画像の左側に表示される。その場合において、形状及び色を維持しつつも輝度を落とすなどの処理を適用し、つまり表示形態を若干変化させるようにしてもよい。このことは他の切断面を表示する場合においても同様である。
【００８２】
また、図１５に示すように心臓１００に対してθ方向に切断面（第１走査面に相当）１０８が設定された場合には、図１６に示すような画像が表示される。すなわち表示画面１０４上において、Ｒ−θ面に相当する断層画像１１０が表示される。その場合においては、θ方向の基準端に相当する側に第１表示マーク３００Ａが表示される。すなわち、扇状の断層画像１１０の上部の右側に第１表示マーク３００Ａが表示される。これは、３Ｄプローブ１０において、第２側面の右側に第１物理マーク３００が設けられていることに対応したものである。その第１表示マーク３００Ａは、３Ｄプローブ１０における第１物理マーク１８と同様の形及び色を有している。
【００８３】
その結果、ユーザーは、この図１６に示すような表示を観察することにより、断層画像の三次元空間内における位置を容易に認識でき、しかも走査方向の基準端を容易に認識できる。すなわち手前から見た断層画像であるのか奥側から見た断層画像であるのかを容易に認識できる。図１５には、符号２０２によって視点の向きが示されている。
【００８４】
また、図１７に示されるように、三次元空間Ｖ内において水平方向の切断面１１２が設定された場合には、図１８に示すような画像が表示される。ここで、その切断面１１２はφ−θ面に相当し、あるいは深さ方向をｚ方向としてｘ−ｙ面に相当する。
【００８５】
図１８において、表示画面１０４においては図１７に示した切断面１１２に相当する断層画像１１４が表示されているが、その場合において、それぞれの物理マーク３００，３０２に対応して２つの表示マーク３００Ａ，０３２Ａが表示されている。この場合においては断層画像１１４の特定の２つの辺の右端部にそれぞれの表示マーク３００Ａ，３０２Ａが表示されている。つまり、３Ｄプローブ１０における各物理マーク３００，３０２を上方から見たような配置で、各表示マーク３００Ａ，３０２Ａが表示される。この場合の表示の仕方は、図９に示した場合と同様のルールに立っている。よって、この場合においても、ユーザーはそれらの表示マーク３００Ａ，３０２Ａの位置を把握することにより、断層画像１１４と３Ｄプローブ１０との位置的な関係を直感的に認識することができる。この場合においては図１７に示すように視点の向きは符号２０４で示されるとおりである。
【００８６】
また、本実施形態でも、図１９に示すように、表示画面１０４上に直交三断面としてのトリプレーン表示を行うこともできる。すなわち図１４、図１６及び図１８に示した各断層画像を並べて表示し、それに伴って対応する表示マーク３００Ａ，３０２Ａを表示したものである。ここで、左下の部分に例えば３Ｄプローブを模式的に表す図形及び三次元空間を模式的に表す図形を表示するようにしてもよい。その場合においては３Ｄプローブを模式的に表す図形上に２つの物理マークを表示してもよく、また三次元空間を模式的に表す図形上に各切断面の位置をワイヤなどによって表現するようにしてもよい。
【００８７】
また、図３に示すような３Ｄプローブ６０が用いられる場合には、図２０に示すようなトリプレーン表示を行ってもよい。すなわち表示画面１０４上においては各断層画像１０６，１１０，１１４が表示されているが、それぞれの近傍には図３に示した物理マーク６８に対応付けられた表示マーク部が表示されている。ここで、表示マーク部は、物理マーク６８が設けられている角部の位置を示す例えば矩形の表示マーク４００Ａと、物理マーク６８と同じような形態（Ｌ字形）を有し、角部の位置を示す表示マーク４００Ｂと含む。
【００８８】
したがって、このような表示によっても各断層画像１０６，１１０，１１４の向きなどを容易に認識することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】３Ｄプローブの一例を示す斜視図である。
【図３】３Ｄプローブの他の例を示す斜視図である。
【図４】切断面の設定例を示す図である。
【図５】図４に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図６】切断面の設定例を示す図である。
【図７】図６に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図８】切断面の設定例を示す図である。
【図９】図８に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図１０】トリプレーン表示例を示す図である。
【図１１】他のトリプレーン表示例を示す図である。
【図１２】他の実施形態に係る３Ｄプローブの斜視図である。
【図１３】他の実施形態における、切断面の設定例を示す図である。
【図１４】他の実施形態における、図１３に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図１５】他の実施形態における、切断面の設定例を示す図である。
【図１６】他の実施形態における、図１５に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図１７】他の実施形態における、切断面の設定例を示す図である。
【図１８】他の実施形態における、図１７に示す切断面に対応する断層画像の表示例を示す図である。
【図１９】他の実施形態における、トリプレーン表示例を示す図である。
【図２０】他の実施形態における、他のトリプレーン表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０ ３Ｄプローブ（三次元エコーデータ取込用超音波探触子）、１６ 物理マーク部、１８，３００ 第１物理マーク、２０，３０２ 第２物理マーク、３０ 送信部、３２ 受信部、３４ 信号処理部、３６ ３Ｄメモリ、３８ 三次元画像形成部、４０ 断層画像形成部、４２ グラフィック画像形成部、４４ 表示処理部、４６ 表示部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波ビームを第１走査方向及び第２走査方向に走査し、三次元エコーデータ取込空間を形成する手段であって、二次元配列された複数の振動素子からなる二次元アレイ振動子を有する手段として、又は、前記第１走査方向に配列された複数の振動素子からなる一次元アレイ振動子及び当該一次元アレイ振動子を前記第２走査方向に走査する機械走査機構を有する手段として構成された送受波手段と、
前記送受波手段を収容したケースと、
前記三次元エコーデータ取込空間内を表す断層画像又は三次元画像と共に表示される第１表示マーカーに対応付けられる物理マーカーであって、前記ケースに設けられ、前記第１走査方向を識別するための第１物理マーカーと、
前記三次元エコーデータ取込空間内を表す断層画像又は三次元画像と共に表示される第２表示マーカーに対応付けられる物理マーカーであって、前記ケースに設けられ、前記第２走査方向を識別するための第２物理マーカーと、
を含むことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項２】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記ケースは、
前記第１走査方向に直交する側面であって前記第１走査方向の基準端に対応する第１側面と、
前記第２走査方向に直交する側面であって前記第２走査方向の基準端に対応する第２側面と、
を有し、
前記第１物理マーカーは前記第１側面に設けられ、
前記第２物理マーカーは前記第２側面に設けられたことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項３】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記ケースは、
前記第１走査方向に広がる第２側面と、
前記第２走査方向に広がる第１側面と、
を有し、
前記第１物理マーカーは前記第２側面に設けられ、
前記第２物理マーカーは前記第１側面に設けられたことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項４】
請求項３記載の超音波探触子において、
前記第１物理マーカーは前記第２側面における前記第１走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられ、
前記第２物理マーカーは前記第１側面における前記第２走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられたことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項５】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーは色及び形の少なくとも一方が互いに異なることを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項６】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーの内の一方は隆起形状を有し、
前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーの内の他方は窪み形状を有することを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項７】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーは、前記ケースの第１側面及び第２側面に跨って一体形成されたことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項８】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記ケースと前記第１及び第２物理マーカーは互いに色が異なることを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項１】
超音波ビームを第１走査方向及び第２走査方向に走査し、三次元エコーデータ取込空間を形成する手段であって、二次元配列された複数の振動素子からなる二次元アレイ振動子を有する手段として、又は、前記第１走査方向に配列された複数の振動素子からなる一次元アレイ振動子及び当該一次元アレイ振動子を前記第２走査方向に走査する機械走査機構を有する手段として構成された送受波手段と、
前記送受波手段を収容したケースと、
前記三次元エコーデータ取込空間内を表す断層画像又は三次元画像と共に表示される第１表示マーカーに対応付けられる物理マーカーであって、前記ケースに設けられ、前記第１走査方向を識別するための第１物理マーカーと、
前記三次元エコーデータ取込空間内を表す断層画像又は三次元画像と共に表示される第２表示マーカーに対応付けられる物理マーカーであって、前記ケースに設けられ、前記第２走査方向を識別するための第２物理マーカーと、
を含むことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項２】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記ケースは、
前記第１走査方向に直交する側面であって前記第１走査方向の基準端に対応する第１側面と、
前記第２走査方向に直交する側面であって前記第２走査方向の基準端に対応する第２側面と、
を有し、
前記第１物理マーカーは前記第１側面に設けられ、
前記第２物理マーカーは前記第２側面に設けられたことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項３】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記ケースは、
前記第１走査方向に広がる第２側面と、
前記第２走査方向に広がる第１側面と、
を有し、
前記第１物理マーカーは前記第２側面に設けられ、
前記第２物理マーカーは前記第１側面に設けられたことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項４】
請求項３記載の超音波探触子において、
前記第１物理マーカーは前記第２側面における前記第１走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられ、
前記第２物理マーカーは前記第１側面における前記第２走査方向の基準端側へ変位した位置に設けられたことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項５】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーは色及び形の少なくとも一方が互いに異なることを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項６】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーの内の一方は隆起形状を有し、
前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーの内の他方は窪み形状を有することを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項７】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記第１物理マーカーと前記第２物理マーカーは、前記ケースの第１側面及び第２側面に跨って一体形成されたことを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【請求項８】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記ケースと前記第１及び第２物理マーカーは互いに色が異なることを特徴とする三次元エコーデータ取込用超音波探触子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００６−１８１３７３（Ｐ２００６−１８１３７３Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４１９４３（Ｐ２００６−４１９４３）
【出願日】平成１８年２月２０日（２００６．２．２０）
【分割の表示】特願２００３−７７８８（Ｐ２００３−７７８８）の分割
【原出願日】平成１５年１月１６日（２００３．１．１６）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２０日（２００６．２．２０）
【分割の表示】特願２００３−７７８８（Ｐ２００３−７７８８）の分割
【原出願日】平成１５年１月１６日（２００３．１．１６）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]