医用画像診断装置、画像処理装置及び超音波診断装置
【課題】３次元の医用画像データを広範囲で同時に立体的に観察すること。
【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、モニタ２と、レンダリング処理部１６ａと、制御部１８とを備える。モニタ２は、所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。レンダリング処理部１６ａは、ボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで視差画像群を生成する。制御部１８は、基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。そして、制御部１８は、複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、モニタ２の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。
【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、モニタ２と、レンダリング処理部１６ａと、制御部１８とを備える。モニタ２は、所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。レンダリング処理部１６ａは、ボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで視差画像群を生成する。制御部１８は、基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。そして、制御部１８は、複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、モニタ２の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像診断装置、画像処理装置及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの視点から撮影された２つの視差画像をモニタに表示することで、例えば、立体視用メガネ等の専用機器を用いた観察者が立体的に認識できる立体画像を表示する技術がある。また、近年、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いて、複数の視点から撮影された多視差画像（例えば、９つの視差画像）をモニタに表示することで、裸眼の観察者に立体画像を表示する技術がある。
【０００３】
一方、超音波診断装置やＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等の医用画像診断装置では、３次元の医用画像データ（ボリュームデータ）を生成可能な装置が実用化されている。従来、かかる医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、種々の画像処理（レンダリング処理）により２次元画像（レンダリング画像）とされ、汎用モニタ上にて２次元表示される。例えば、医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、ボリュームレンダリングにより３次元の情報を反映した２次元画像（ボリュームレンダリング画像）とされ、汎用モニタ上にて２次元表示される。
【０００４】
また、医用画像診断装置により生成されたボリュームデータに対して多視点からボリュームレンダリングすることで生成されたボリュームレンダリング画像を、上記の立体視可能なモニタにて立体的に表示させることが検討されている。しかし、立体視可能なモニタで立体視される立体画像は、所定視差数の視差画像群を用いているため、ボリュームデータを広範囲で同時に観察することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８６４１４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、３次元の医用画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる医用画像診断装置、画像処理装置及び超音波診断装置提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の医用画像診断装置は、表示部と、レンダリング処理部と、第１制御部と、第２制御部とを備える。表示部は、画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。レンダリング処理部は、３次元の医用画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで前記視差画像群を生成する。第１制御部は、前記基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させる。第２制御部は、前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。
【図２Ａ】図２Ａは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図（１）である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図（２）である。
【図３】図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、視差画像群を生成するためのボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、基準視点の位置の変更を受け付ける方法の一例を説明するための図（１）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、基準視点の位置の変更を受け付ける方法の一例を説明するための図（２）である。
【図６】図６は、モニタの表示領域の分割例を説明するための図である。
【図７】図７は、基準視点の定義に用いる用語を説明するための図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（１）である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（２）である。
【図９Ａ】図９Ａは、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（３）である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（４）である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（５）である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（６）である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、表示領域の分割に係る変形例を説明するための図（１）である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、表示領域の分割に係る変形例を説明するための図（２）である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、表示領域の分割に係る変形例を説明するための図（３）である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第２の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、第２の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、第２の実施形態を説明するための図（３）である。
【図１６】図１６は、第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例を説明するための図（１）である。
【図１７】図１７は、第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
最初に、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置とボリュームデータによって表される空間内の所定位置（例えば、空間の中心）とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「９視差画像」とは、９つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「２視差画像」とは、２つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、「立体画像」とは、「視差画像群」を表示する立体表示モニタを参照する観察者により立体視される画像のことである。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。
【００１２】
超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。
【００１３】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１４】
ここで、第１の実施形態に係る超音波プローブ１は、超音波により被検体Ｐを２次元で走査するとともに、被検体Ｐを３次元で走査することが可能な超音波プローブである。具体的には、第１の実施形態に係る超音波プローブ１は、被検体Ｐを２次元で走査する複数の超音波振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカルスキャンプローブである。或いは、第１の実施形態に係る超音波プローブ１は、複数の超音波振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２次元超音波プローブである。なお、２次元超音波プローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Ｐを２次元で走査することも可能である。
【００１５】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１６】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像等を表示したりする。
【００１７】
ここで、第１の実施形態に係るモニタ２は、画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示するモニタ（以下、立体表示モニタ）である。以下、立体表示モニタについて説明する。
【００１８】
現在最も普及している一般的な汎用モニタは、２次元画像を２次元で表示するものであり、２次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な２視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【００１９】
一方、立体表示モニタとしては、２視差画像（両眼視差画像とも称する）を表示することで、両眼視差による立体視を可能とするモニタ（以下、２視差モニタと記載する）がある。
【００２０】
図２Ａ及び図２Ｂは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図２Ａ及び図２Ｂに示す一例は、シャッター方式により立体表示を行なう立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて２視差画像を交互に出射する。例えば、図２Ａに示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、１２０Ｈｚにて交互に出射する。ここで、モニタには、図２Ａに示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【００２１】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図２Ａに示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【００２２】
各シャッターは、図２Ｂに示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図２Ｂに示すように、互いに直交している。ここで、図２Ｂに示すように、電圧が印加されていない「ＯＦＦ」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により９０度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２３】
一方、図２Ｂに示すように、電圧が印加された「ＯＮ」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２４】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図２Ａに示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図２Ａ及び図２Ｂに示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。
【００２５】
なお、２視差モニタとしては、シャッター方式により立体表示を行なう装置以外にも、偏光メガネ方式により立体表示を行なう装置や、視差バリア方式により立体表示を行なう装置等がある。
【００２６】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、９視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【００２７】
図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図３に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面２００の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図３に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート２０１が表示面２００の前面に貼り付けられている。なお、図３に示す一例では、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が前面となるように貼り付けられているが、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が表示面２００に対向するように貼り付けられる場合であっても良い。
【００２８】
表示面２００には、図３に示すように、縦横比が３：１であり、縦方向にサブ画素である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つが配置された画素２０２がマトリクス状に配置される。図３に示す立体表示モニタは、９つの画像により構成される９視差画像を、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換したうえで、表示面２００に出力する。すなわち、図３に示す立体表示モニタは、９視差画像にて同一位置にある９つの画素それぞれを、９列の画素２０２に割り振って出力させる。９列の画素２０２は、視点位置の異なる９つの画像を同時に表示する単位画素群２０３となる。
【００２９】
表示面２００において単位画素群２０３として同時に出力された９視差画像は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート２０１により、多方向に放射される。９視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置（視点の位置）に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図３に示す９つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図３に示す「５」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図３に示す「５」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図３に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。９視差画像を表示する立体表示モニタは、図３に示すように、「ＲＲＲ・・・、ＧＧＧ・・・、ＢＢＢ・・・」の横ストライプ液晶である場合であっても良いし、「ＲＧＢＲＧＢ・・・」の縦ストライプ液晶である場合であっても良い。また、図３に示す立体表示モニタは、図３に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であっても良いし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であっても良い。以下、図３を用いて説明した立体表示モニタを９視差モニタと記載する。
【００３０】
すなわち、２視差モニタは、画像間の視差角が所定角度となる２つの視差画像である視差画像群（２視差画像）を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表示モニタである。また、９視差モニタは、画像間の視差角が所定角度となる９つの視差画像である視差画像群（９視差画像）を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表モニタである。
【００３１】
なお、第１の実施形態は、モニタ２が２視差モニタである場合であっても、９視差モニタである場合であっても適用可能である。以下では、モニタ２が９視差モニタである場合について説明する。
【００３２】
図１に戻って、装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像データを生成する装置である。具体的には、第１の実施形態に係る装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元の超音波画像データを生成可能な装置である。以下、３次元の超音波画像データを「ボリュームデータ」と記載する。
【００３３】
装置本体１０は、図１に示すように、送信部１１と、受信部１２と、Ｂモード処理部１３と、ドプラ処理部１４と、画像生成部１５と、ボリュームデータ処理部１６と、画像メモリ１７と、制御部１８と、内部記憶部１９とを有する。
【００３４】
送信部１１は、トリガ発生回路、送信遅延回路及びパルサ回路等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００３５】
なお、送信部１１は、後述する制御部１８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００３６】
受信部１２は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００３７】
このように、送信部１１及び受信部１２は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。
【００３８】
ここで、第１の実施形態に係る送信部１１は、超音波プローブ１から被検体Ｐに対して３次元の超音波ビームを送信させる。そして、第１の実施形態に係る受信部１２は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
【００３９】
Ｂモード処理部１３は、受信部１２から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。
【００４０】
ドプラ処理部１４は、受信部１２から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００４１】
なお、第１の実施形態に係るＢモード処理部１３及びドプラ処理部１４は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１３は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理部１４は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。
【００４２】
画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３及びドプラ処理部１４が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成部１５は、ドプラ処理部１４が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像データを生成する。
【００４３】
ここで、画像生成部１５は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１５は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１５は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。
【００４４】
更に、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のＢモード画像データを生成する。また、画像生成部１５は、ドプラ処理部１４が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のカラードプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成部１５は、「３次元のＢモード画像データや３次元のカラードプラ画像データ」を「３次元の超音波画像データであるボリュームデータ」として生成する。
【００４５】
ボリュームデータ処理部１６は、画像生成部１５が生成したボリュームデータから表示用の超音波画像データを生成する。
【００４６】
具体的には、ボリュームデータ処理部１６は、図１に示すように、レンダリング処理部１６ａ及び視差画像合成部１６ｂを有する。
【００４７】
レンダリング処理部１６ａは、ボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種画像（２次元画像）を生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう処理部である。レンダリング処理部１６ａが行なうレンダリング処理としては、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行なってボリュームデータからＭＰＲ画像を再構成する処理がある。また、レンダリング処理部１６ａが行なうレンダリング処理としては、ボリュームデータに対して「Curved MPR」を行なう処理や、ボリュームデータに対して「Intensity Projection」を行なう処理がある。
【００４８】
更に、レンダリング処理部１６ａが行なうレンダリング処理としては、３次元の情報を反映した２次元画像（ボリュームレンダリング画像）を生成するボリュームレンダリング処理がある。すなわち、レンダリング処理部１６ａは、３次元の超音波画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで視差画像群を生成する。具体的には、レンダリング処理部１６ａは、モニタ２が９視差モニタであることから、ボリュームデータに対して基準視点を中心とする９つの視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで、９視差画像を生成する。
【００４９】
レンダリング処理部１６ａは、後述する制御部１８の制御の下、図４に示すボリュームレンダリング処理を行なうことで９視差画像を生成する。図４は、視差画像群を生成するためのボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【００５０】
例えば、レンダリング処理部１６ａが、図４の「９視差画像生成方式（１）」に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準視点の位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、レンダリング処理部１６ａは、視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に平行移動して、平行投影法により視差角（視線方向間の角度）が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、平行投影法を行なう場合、レンダリング処理部１６ａは、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定する。
【００５１】
或いは、レンダリング処理部１６ａが、図４の「９視差画像生成方式（２）」に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準視点の位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、レンダリング処理部１６ａは、ボリュームデータの中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に回転移動して、透視投影法により視差角が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行なう場合、レンダリング処理部１６ａは、視線方向を中心に光を３次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。また、透視投影法を行なう場合、レンダリング条件によっては、視点（１）〜（９）は、平行移動される場合であってもよい。
【００５２】
なお、レンダリング処理部１６ａは、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を２次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行なってもよい。
【００５３】
このようにして生成された９つの視差画像が、視差画像群である。すなわち、視差画像群は、ボリュームデータから生成された立体表示用の超音波画像群である。
【００５４】
なお、モニタ２が２視差モニタである場合、レンダリング処理部１６ａは、基準視点を中心にして、例えば、視差角が「１度」となる２つの視点を設定することで、２視差画像を生成する。
【００５５】
ここで、画像生成部１５は、表示用の視差画像群に、視差画像群以外の情報（文字情報、目盛り、ボディーマーク等）を合成し、制御部１８の制御の下、ビデオ信号としてモニタ２に出力する。
【００５６】
また、図１に示す視差画像合成部１６ｂは、レンダリング処理部１６ａが異なる基準視点を用いて生成した複数の視差画像群を合成することで、視差画像群として用いられる合成画像群を生成する。なお、視差画像合成部１６ｂについては、後に詳述する。
【００５７】
画像メモリ１７は、画像生成部１５及びボリュームデータ処理部１６が生成した画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１７は、Ｂモード処理部１３やドプラ処理部１４が生成したデータを記憶することも可能である。
【００５８】
内部記憶部１９は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１９は、必要に応じて、画像メモリ１７が記憶する画像データの保管等にも使用される。
【００５９】
制御部１８は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１９から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３、ドプラ処理部１４、画像生成部１５及びボリュームデータ処理部１６の処理を制御する。
【００６０】
また、制御部１８は、画像メモリ１７や内部記憶部１９が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ２にて表示するように制御する。具体的には、第１の実施形態に係る制御部１８は、９視差画像を所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換し、立体表示モニタとしてのモニタ２に出力することで、観察者（超音波診断装置の操作者）により立体的に認識される立体画像を表示させる。
【００６１】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、３次元の超音波画像データであるボリュームデータを生成し、生成した超音波ボリュームデータから視差画像群を生成する。そして、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、モニタ２にて視差画像群を表示する。これにより、超音波診断装置の操作者である観察者は、３次元の超音波画像データを立体的に観察することができる。
【００６２】
しかし、立体視モニタであるモニタ２で立体視される立体画像は、９視差画像のように、所定視差数の視差画像群を用いているため、ボリュームデータを広範囲で同時に観察することができなかった。
【００６３】
そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、３次元の超音波画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができるように、以下に説明する制御を行なう。
【００６４】
すなわち、第１の実施形態に係る制御部１８は、第１制御において、基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。以下に説明する第１の実施形態では、制御部１８は、基準視点の位置の変更を時系列に沿って順次受け付けることで、複数の基準視点の位置を受け付ける。従って、第１の実施形態に係る制御部１８は、第１制御として、基準視点の位置の変更を受け付けるごとに、当該受け付けた変更後の基準視点に基づく視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。
【００６５】
第１制御において、制御部１８が基準視点の位置の変更を受け付ける方法について、図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、基準視点の位置の変更を受け付ける方法の一例を説明するための図である。
【００６６】
図５Ａに示す一例は、観察者の移動を検出する検出部として、モニタ２に取り付けたカメラ２ａを用いる方法である。すなわち、カメラ２ａは、図５Ａに示すように、観察者を撮影することで、観察者の移動を検出する。そして、制御部１８は、図５Ａに示すように、検出部であるカメラ２ａが検出した観察者のモニタ２に対する移動（移動量及び移動方向）に基づいて、基準視点の位置の変更を受け付ける。
【００６７】
具体的には、カメラ２ａは、顔認識機能を有する。そして、カメラ２ａは、実空間における観察者の顔を顔認識機能により追跡（トラッキング）し、更に、認識した観察者の顔のモニタ２に対する移動量及び移動方向を制御部１８に転送する。制御部１８は、観察者の顔のモニタ２に対する移動量及び移動方向に応じて、ボリュームデータに対する基準視点の位置を変更する。
【００６８】
一方、図５Ｂに示す一例は、入力装置３が有するジョイスティックを用いる方法である。すなわち、入力装置３が有するジョイスティックは、図５Ｂに示すように、基準視点の位置を変更する操作を受け付ける。具体的には、ジョイスティックは、モニタ２の観察者から基準視点の位置を変更する操作を受け付ける。そして、制御部１８は、図５Ｂに示すように、入力装置３が有するジョイスティックが受け付けた観察者の操作情報に基づいて、基準視点の位置の変更を受け付ける。
【００６９】
具体的には、観察者は、自身が観察したい位置に基準視点の位置を変更させるために、ジョイスティックを移動させる。ジョイスティックは、自装置の移動方向及び移動量を制御部１８に転送する。制御部１８は、ジョイスティックの移動量及び移動方向に応じて、ボリュームデータに対する基準視点の位置を変更する。なお、ジョイスティックはあくまでも一例であり、観察者の操作情報により基準視点の位置の変更を受け付ける場合に用いられる入力装置３は、トラックボールやマウス等であっても良い。
【００７０】
かかる方法により基準視点の位置の変更を受け付けることで、制御部１８は、変更後の基準視点に基づく視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。
【００７１】
そして、第１の実施形態に係る制御部１８は、第２制御として、複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、モニタ２の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。基準視点の位置の変更を時系列に沿って順次受け付ける第１の実施形態では、制御部１８は、第２制御として、変更後の基準視点に基づく視差画像群と変更前の基準視点に基づく視差画像群とを、モニタ２の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。なお、以下では、変更後の基準視点に基づく視差画像群を「第１の視差画像群」と記載し、変更前の基準視点に基づく視差画像群を「第２の視差画像群」と記載する場合がある。
【００７２】
具体的には、第１の実施形態に係る制御部１８は、第２制御として、第１の視差画像群と第２の視差画像群とを同時に表示するために、モニタ２の表示領域を複数の領域に分割する。そして、第１の実施形態に係る制御部１８は、第２制御として、第１の視差画像群と第２の視差画像群との合成画像群を、表示領域の分割パターンに応じて、視差画像合成部１６ｂに生成させる。そして、第１の実施形態に係る制御部１８は、視差画像合成部１６ｂが生成した合成画像群をモニタ２に表示させる。
【００７３】
第２制御において、制御部１８がモニタ２の表示領域を分割する一例について、図６を用いて説明する。図６は、モニタの表示領域の分割例を説明するための図である。
【００７４】
例えば、制御部１８は、図６に示すように、モニタ２の表示領域を、横方向に２つに分割した「領域Ａ」及び「領域Ｂ」を設定する。かかる設定により、視差画像合成部１６ｂは、第１の視差画像群と第２の視差画像群とを横方向に並列して合成した合成画像群を生成する。すなわち、制御部１８は、視差画像合成部１６ｂに合成画像群を生成させることで、第１の視差画像群と第２の視差画像群とを複数の領域それぞれに割り振る。
【００７５】
上述した制御部１８が実行する第１制御及び第２制御について、図７、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０及び図１１を用いて、より詳細に説明する。図７は、基準視点の定義に用いる用語を説明するための図であり、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０及び図１１は、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図である。
【００７６】
以下では、基準視点の位置を説明するために、図７に示す定義を用いる。図７に示す一例では、ボリュームデータを立方体で示している。そして、図７に示す一例では、ボリュームデータの手前に位置する面を「ａ」と定義し、面「ａ」に隣り合う面のうち右側にある面を「ｂ」と定義し、面「ａ」に向かい合う面を「ｃ」と定義する。また、図７に示す一例では、面「ａ」に隣り合う面のうち左側にある面を「ｄ」と定義する。また、図７に示す一例では、面「ａ」に隣り合う面のうち上側にある面を「ｅ」と定義し、面「ａ」に隣り合う面のうち下側にある面を「ｆ」と定義する。
【００７７】
そして、面「ａ」に正対する位置から面「ａ」に向かう方向の視点を「視点ａ」と定義する。同様に、面「ｂ」に正対する位置から面「ｂ」に向かう方向の視点を「視点ｂ」と定義する。同様に、面「ｃ」に正対する位置から面「ｃ」に向かう方向の視点を「視点ｃ」と定義する。同様に、面「ｄ」に正対する位置から面「ｄ」に向かう方向の視点を「視点ｄ」と定義する。同様に、面「ｅ」に正対する位置から面「ｅ」に向かう方向の視点を「視点ｅ」と定義する。同様に、面「ｆ」に正対する位置から面「ｆ」に向かう方向の視点を「視点ｆ」と定義する。
【００７８】
まず、制御部１８が、図８Ａに示すように、基準視点として「視点ａ」を最初に受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ａを中心として９つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」を生成させる。そして、制御部１８は、図８の（Ａ）に示すように、視差画像合成部１６ｂに、９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」それぞれを横方向に重複して合成した合成画像群（９つの合成画像）を生成させる。すなわち、視差画像合成部１６ｂは、図８の（Ａ）に示すように、『合成画像「ａ（１），ａ（１）」、合成画像「ａ（２），ａ（２）」、・・・、合成画像「ａ（９），ａ（９）」』を生成する。
【００７９】
制御部１８は、図８Ａに示す９つの合成画像をモニタ２に表示させる。これにより、観察者は、領域Ａ及び領域Ｂそれぞれで、ボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察することができる。
【００８０】
続いて、制御部１８が、図８Ｂに示すように、基準視点が「視点ａ」から、「視点ａ」と「視点ｄ」の中間に位置する「視点ｄａ」に変更されたことを受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ｄａを中心として９つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」を生成させる。そして、制御部１８は、図８Ｂに示すように、視差画像合成部１６ｂに、変更前の９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」を領域Ａに割り振り、変更後の９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」を領域Ｂに割り振って合成した合成画像群（９つの合成画像）を生成させる。すなわち、視差画像合成部１６ｂは、図８Ｂに示すように、『合成画像「ａ（１），ｄａ（１）」、合成画像「ａ（２），ｄａ（２）」、・・・、合成画像「ａ（９），ｄａ（９）」』を生成する。
【００８１】
そして、制御部１８は、図８Ｂに示す９つの合成画像をモニタ２に表示させる。これにより、観察者は、領域Ａでボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ｄａから観察した「立体画像ｄａ」を観察することができる。
【００８２】
続いて、制御部１８が、図９Ａに示すように、基準視点が「視点ｄａ」から、「視点ａ」と「視点ｂ」の中間に位置する「視点ａｂ」に変更されたことを受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ａｂを中心として９つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに９視差画像「ａｂ（１）〜ａｂ（９）」を生成させる。そして、制御部１８は、図９Ａに示すように、視差画像合成部１６ｂに、変更前の９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」を領域Ａに割り振り、変更後の９視差画像「ａｂ（１）〜ａｂ（９）」を領域Ｂに割り振って合成した合成画像群（９つの合成画像）を生成させる。すなわち、視差画像合成部１６ｂは、図９Ａに示すように、『合成画像「ａ（１），ａｂ（１）」、合成画像「ａ（２），ａｂ（２）」、・・・、合成画像「ａ（９），ａｂ（９）」』を生成する。
【００８３】
そして、制御部１８は、図９Ａに示す９つの合成画像をモニタ２に表示させる。これにより、観察者は、領域Ａでボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ａｂから観察した「立体画像ａｂ」を観察することができる。
【００８４】
続いて、制御部１８が、図９Ｂに示すように、基準視点が「視点ａｂ」から「視点ｂ」に変更されたことを受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ｂを中心として９つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに９視差画像「ｂ（１）〜ｂ（９）」を生成させる。そして、制御部１８は、図９Ｂに示すように、視差画像合成部１６ｂに、変更前の９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」を領域Ａに割り振り、変更後の９視差画像「ｂ（１）〜ｂ（９）」を領域Ｂに割り振って合成した合成画像群（９つの合成画像）を生成させる。すなわち、視差画像合成部１６ｂは、図９Ｂに示すように、『合成画像「ａ（１），ｂ（１）」、合成画像「ａ（２），ｂ（２）」、・・・、合成画像「ａ（９），ｂ（９）」』を生成する。
【００８５】
そして、制御部１８は、図９Ｂに示す９つの合成画像をモニタ２に表示させる。これにより、観察者は、領域Ａでボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ｂから観察した「立体画像ｂ」を観察することができる。
【００８６】
なお、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂに示す一例では、第１の視差画像群である変更前の視差画像群を、最初に受け付けた基準視点を用いた視差画像群に固定する場合について説明した。しかし、本実施形態は、制御部１８の制御により、変更前の視差画像群を、基準視点の変更直前に受け付けた基準視点を用いた視差画像群とする場合であっても良い。
【００８７】
具体的には、制御部１８は、変更直前の視差画像群を領域Ａに割り振り、変更後の視差画像群を領域Ｂに割り振るように制御する。例えば、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、「視点ａ」、「視点ｄａ」、「視点ａｂ」、「視点ｂ」の順に基準視点が変更されたとする。かかる場合、制御部１８は、図１０に示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ及び領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ｄａ」への基準視点変更にともない、制御部１８は、図１０に示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ｄａ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【００８８】
そして、「視点ｄａ」から「視点ａｂ」への基準視点変更にともない、制御部１８は、図１０に示すように、「立体画像ｄａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ａｂ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａｂ」から「視点ｂ」への基準視点変更にともない、制御部１８は、図１０に示すように、「立体画像ａｂ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ｂ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【００８９】
また、上記の一例では、表示領域が２つに分割される場合について説明した。しかし、本実施形態は、表示領域が３つ以上に分割される場合であっても良い。例えば、制御部１８は、図１１に示すように、モニタ２の表示領域を左側から右側方向に３つに分割した「領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ」を設定する。３つの領域を設定することで、制御部１８は、図１１に示すような第２制御を行なうことができる。例えば、上記と同様に、「視点ａ」、「視点ｄａ」、「視点ａｂ」、「視点ｂ」の順に基準視点が変更されたとする。
【００９０】
かかる場合、制御部１８は、図１１に示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ｄａ」へと、基準視点が左側に変更されたことにともない、制御部１８は、図１１に示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ｂ及び領域Ｃに割り振り、「立体画像ｄａ」の９視差画像を左側の領域Ａに割り振る。
【００９１】
そして、基準視点が、「視点ｄａ」から「視点ａ」を超えて更に右側の「視点ａｂ」へ変更されたことにともない、制御部１８は、図１１に示すように、「立体画像ｄａ」の９視差画像を左側の領域Ａに割り振り、「立体画像ａ」の９視差画像を中央の領域Ｂに割り振り、「立体画像ａｂ」の９視差画像を左側の領域Ｃに割り振る。
【００９２】
そして、基準視点が、「視点ａｂ」から更に右側の「視点ｂ」へ変更されたことにともない、制御部１８は、図１１に示すように、「立体画像ｄａ」の９視差画像を引き続き左側の領域Ａに割り振り、「立体画像ａｂ」の９視差画像を領域Ｃから中央の領域Ｂに変更して割り振り、「立体画像ｂ」の９視差画像を左側の領域Ｃに割り振る。
【００９３】
ところで、上記の説明では、表示領域の分割方向が横方向であり、基準視点の位置の変更方向が横方向である場合について説明した。かかる場合、表示領域の分割方向と基準視点の位置の変更方向とが一致していることから、観察者にとって、ボリュームデータを違和感無く観察することができる。
【００９４】
しかし、基準視点の位置の変更方向は、横方向だけでなく、例えば、縦方向である場合もある。基準視点の位置の変更方向が縦方向であっても、上記のように、表示領域の分割方向を横方向として、変更後の基準視点に基づく視差画像群と変更前の基準視点に基づく視差画像群とを同時に表示させることで、観察者は、３次元の超音波画像データを広範囲で観察することができる。ただし、表示領域の分割方向が横方向であると、観察者は、基準視点を縦方向に変更させたにも関わらず、変更前後の立体画像が横方向に順次切り替わって表示させるので、違和感がある。
【００９５】
そこで、制御部１８は、第２制御として、以下の変形例を行なっても良い。すなわち、制御部１８は、基準視点の位置の移動方向に応じて、複数の領域の分割方向を変更する。図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、表示領域の分割に係る変形例を説明するための図である。
【００９６】
例えば、基準視点が、「視点ａ」、「視点ａ」と「視点ｅ」の中間に位置する「視点ａｅ」、「視点ｅ」、「視点ｆ」の順に基準視点が縦方向に変更されたとする。かかる場合、制御部１８は、例えば、図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、モニタ２の表示領域を下側から上側方向に２つに分割した「領域Ａ、領域Ｂ」を設定する。
【００９７】
ここで、第１の視差画像群である変更前の視差画像群を、最初に受け付けた基準視点を用いた視差画像群に固定する場合は、制御部は、図１２Ａに示すパターンで第２制御を行なう。すなわち、制御部１８は、図１２Ａに示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ及び領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ａｅ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ａに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「視点ａｅ」の９視差画像である「立体画像ａｅ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【００９８】
そして、「視点ａｅ」から「視点ｅ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ａに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「視点ｅ」の９視差画像である「立体画像ｅ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。そして、「視点ｅ」から「視点ｆ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ａに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「視点ｆ」の９視差画像である「立体画像ｆ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【００９９】
或いは、第１の視差画像群である変更前の視差画像群を変更直前の視差画像群として領域Ａに割り振り、変更後の視差画像群を領域Ｂに割り振る場合は、制御部は、図１２Ｂに示すパターンで第２制御を行なう。すなわち、制御部１８は、図１２Ｂに示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ及び領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ａｅ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｂに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ａｅ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【０１００】
そして、「視点ａｅ」から「視点ｅ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｂに示すように、「立体画像ａｅ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ｅ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。そして、「視点ｅ」から「視点ｆ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｂに示すように、「立体画像ｅ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ｆ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【０１０１】
或いは、第１の視差画像群である変更前の視差画像群を変更直前の視差画像群とし、かつ、視差画像群の割り振りを基準視点の変更方向に応じて行なう場合は、制御部は、図１２Ｃに示すパターンで第２制御を行なう。すなわち、制御部１８は、図１２Ｃ示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ及び領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ａｅ」へと基準視点が上側に変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｃに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を下側の領域Ａに割り振り、「立体画像ａｅ」の９視差画像を上側の領域Ｂに割り振る。
【０１０２】
そして、「視点ａｅ」から「視点ｅ」へと基準視点が上側に変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｃに示すように、「立体画像ａｅ」の９視差画像を下側の領域Ａに割り振り、「立体画像ｅ」の９視差画像を上側の領域Ｂに割り振る。そして、「視点ｅ」から「視点ｆ」へと基準視点が下側に変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｃに示すように、「立体画像ｆ」の９視差画像を下側の領域Ａに割り振り、「立体画像ｅ」の９視差画像を上側の領域Ｂに割り振る。
【０１０３】
なお、図８〜図１２を用いた一例では、基準視点の変更方向が横方向や縦方向である場合について説明したが、本実施形態で説明した制御部１８による制御は、表示領域の分割方向を横方向や縦方向に固定した状態で、基準視点の変更方向が斜め方向である場合であっても実行可能である。また、図８〜図１２を用いた一例では、最初の基準視点の位置に基づく視差画像群を並列させた合成画像群が表示される場合について説明した。しかし、本実施形態は、最初の基準視点の位置に基づく視差画像群をそのままモニタ２の表示領域全体にて表示させる場合であっても良い。
【０１０４】
このように、制御部１８が変更前後の視差画像群を合成した合成画像群を表示領域の分割パターンに応じて生成させて、立体視モニタであるモニタ２に表示させるので、モニタ２の観察者は、３次元の医用画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる。
【０１０５】
次に、図１３を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、最初の基準視点の位置に基づいてボリュームデータから視差画像群が生成されて表示された後の処理について説明する。
【０１０６】
図１３に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、基準視点の変更要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、基準視点の変更要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部１８は、基準視点の変更要求を受け付けるまで待機する。
【０１０７】
一方、基準視点の変更要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６ａは、変更後の基準視点に基づく視差画像群を生成する（ステップＳ１０２）。
【０１０８】
そして、制御部１８の制御により、視差画像合成部１６ｂは、モニタ２の表示領域の分割パターンに基づいて、変更後の視差画像群と変更前の視差画像群との合成画像群を生成する（ステップＳ１０３）。
【０１０９】
そして、制御部１８の制御により、モニタ２は、合成画像群を表示し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。なお、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、基準視点の変更要求を受け付けるたびに、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を繰り返し実行する。
【０１１０】
上述してきたように、第１の実施形態では、制御部１８は、基準視点の位置の変更を受け付け、当該受け付けた変更後の基準視点に基づく視差画像群を生成させる。そして、制御部１８は、変更後の基準視点に基づく第１の視差画像群と変更前の基準視点に基づく第２の視差画像群とを、モニタ２の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させる。具体的には、制御部１８は、変更前後の視差画像群を合成した合成画像群を表示領域の分割パターンに応じて生成させ、合成画像群を立体視モニタであるモニタ２に表示させる。従って、第１の実施形態では、３次元の超音波画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる。例えば、冠動脈のように心臓を取り囲むように走行する血管を観察する際に、かかる制御を行なうことで、観察者は、複数視点を用いた冠動脈の立体画像を、広い視野角で同時に観察することができる。
【０１１１】
また、第１の実施形態では、観察者から基準視点の位置の変更要求を、カメラ２ａや入力装置３等をインタフェースとして用いることで取得するので、観察者は、任意の複数視点からの立体画像を簡易に観察することができる。
【０１１２】
また、第１の実施形態では、表示領域の分割パターンを基準視点の位置の変更方向に応じて変更することができるので、観察者は、任意の複数視点からの立体画像を違和感なく観察することができる。
【０１１３】
ところで、上記の実施形態では、基準視点が変更されるごとに、例えば、９視差画像を生成する必要があるため、レンダリング処理部１６ａの処理負荷が増大し、合成画像群の表示におけるリアルタイム性が低下してしまう場合がある。そこで、制御部１８は、以下に説明するように、視差数の減少制御を行なっても良い。
【０１１４】
すなわち、第１の実施形態の変形例において、制御部１８は、基準視点に基づく視差画像群の１つとして、当該基準視点を中心とする視差数を所定視差数より減少させた数の視差画像である視差数減少視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。そして、制御部１８は、複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群の少なくとも１つを視差数減少視差画像群として表示させるように制御する。具体的には、制御部１８は、第１の視差画像群と第２の視差画像群の少なくともいずれか一方を視差数減少視差画像群として表示させるように制御する。例えば、制御部１８は、変更後の基準視点に基づく視差数減少視差画像群と変更前の基準視点に基づく視差数減少視差画像群とを、複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。
【０１１５】
図１４は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。例えば、制御部１８は、モニタ２で表示させる９視差画像の視差数を「３」に減少させると設定する。仮に、９視差画像の生成に用いられる視点（１）〜（９）のうち、視点（５）を基準視点とする。かかる場合、制御部１８は、基準視点（５）と、基準視点（５）を中心として視差角が「１度」となる視点（４）及び視点（６）とを用いて３視差の視差画像（３視差画像）をレンダリング処理部１６ａに生成させると設定する。
【０１１６】
更に、制御部１８は、視点（１）〜視点（３）及び視点（７）〜視点（９）を用いた視差画像群に代わる画像として、例えば、全画素の色彩が白となる画像をレンダリング処理部１６ａに生成させると設定する。かかる設定が行なわれた状態で、入力装置３を介して制御部１８が、図１４に示すように、基準視点が「視点ａ」から「視点ｄａ」に変更されたことを受け付けたとする。
【０１１７】
かかる場合、制御部１８は、視点ｄａを中心として３つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに３視差画像「ｄａ（３）、ｄａ（４）、ｄａ（５）」を生成させる。なお、レンダリング処理部１６ａは、視点ａを中心とする３つの視点から３視差画像「ａ（３）、ａ（４）、ａ（５）」を生成している。そして、制御部１８は、図１４に示すように、視差画像合成部１６ｂに、『合成画像「ａ（４），ｄａ（４）」、合成画像「ａ（５），ｄａ（５）」、合成画像「ａ（６），ｄａ（６）」』の合成画像群を生成させる。また、本来、制御部１８は、視点（１）〜視点（３）及び視点（７）〜視点（９）を用いた合成画像群に代わって、全画素の色彩が白となる画像を合成した合成画像群を生成させる。
【０１１８】
このようにして生成された合成画像群を、制御部１８は、モニタ２に表示させる。これにより、観察者は、図１４に示すように、領域Ａでボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ｄａから観察した「立体画像ｄａ」を観察することができる。ただし、観察者が「立体画像ａ」及び「立体画像ｄａ」を同時に観察される領域は、視差数が減少しているため、図１４に示すように狭まることとなる。本変形例では、基準視点の変更要求は、観察者自身の移動をともなわない入力装置３を介して行なわれることが望ましい。なお、視差数減少視差画像群として表示される立体画像は、上記のように、第１の視差画像群及び第２の視差画像群双方の場合であっても良いし、第１の視差画像群又は第２の視差画像群のいずれか一方の場合であっても良い。かかる選択は、操作者により手動で行なわれる場合であっても良いし、例えば、レンダリング処理部１６ａの処理負荷の状況に応じて、制御部１８が自動的に判定して行なう場合であって良い。
【０１１９】
上述してきたように、第１の実施形態の変形例では、視差数を減少させた状態で、基準視点の位置の変更前後の視差画像群を同時に表示するので、複数視点の立体画像の表示におけるリアルタイム性を確保することができる。
【０１２０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、立体表示モニタの観察者が複数である場合に、制御部１８が実行する制御処理について、図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１５Ｃを用いて説明する。図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１５Ｃは、第２の実施形態を説明するための図である。
【０１２１】
例えば、超音波検査時では、検査者とベッドに横臥する被検体Ｐとの位置は、予め決まっている。換言すると、検査者のモニタ２に対する視点位置（観察位置）と、被検体Ｐのモニタ２に対する視点位置（観察位置）とは、図１５Ａに示すように、予め決まっている。そこで、第２の実施形態では、内部記憶部１９に、検査者のモニタ２に対する視点位置と、被検体Ｐのモニタ２に対する視点位置とをプリセット情報として予め格納しておく。そして、第２の実施形態では、検査者と被検体Ｐとが、同時に同じ合成画像群に基づく立体画像を参照できるように、プリセット情報に基づく制御を行なう。
【０１２２】
すなわち、第２の実施形態では、モニタ２を観察する複数の観察者の観察位置が予め設定される場合、制御部１８は、複数の観察者それぞれが各観察位置において参照する画像が同一となる画像群を視差画像群から選択し、当該選択した画像群を複数の領域それぞれにおいて表示させるように制御する。
【０１２３】
例えば、制御部１８は、プリセット情報に基づいて、視点（１）の視差画像〜視点（９）の視差画像の９視差画像のうち「視点（３）の視差画像、視点（４）の視差画像、基準視点（５）の視差画像、視点（６）の視差画像」を表示用の視差画像群として選択する。そして、制御部１８は、検査者及び被検体Ｐそれぞれが観察できるように、表示用の視差画像群を図１５Ｂに示すように配列すると決定する。
【０１２４】
図１５Ｂに示す一例では、制御部１８は、９列の画素２０２（図３を参照）において、表示用の視差画像群を「視点（３）〜視点（６）の視差画像、全画素の色彩が白となる画像（以下、画像Ｗ）、視点（３）〜視点（６）の視差画像」の順に配列すると決定する。
【０１２５】
かかる設定が行なわれた状態で、制御部１８が、基準視点が「視点ａｂ」から「視点ｂ」に変更されたことを受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ｂを中心として４つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに４視差画像「ｂ（３）、ｂ（４）、ｂ（５）、ｂ（６）」を生成させる。なお、レンダリング処理部１６ａは、視点ａｂを中心とする３つの視点から４視差画像「ａｂ（３）、ａｂ（４）、ａｂ（５）、ａｂ（６）」を生成している。そして、制御部１８は、視差画像合成部１６ｂに、『合成画像「ａｂ（３），ｂ（３）」、合成画像「ａｂ（４），ｂ（４）」、合成画像「ａｂ（５），ｂ（５）」、合成画像「ａｂ（６），ｂ（６）」、合成画像「画像Ｗ，画像Ｗ」』を生成させる。
【０１２６】
そして、図１５Ｂで説明した配列に応じて、制御部１８は、図１５Ｃに示すように、『合成画像「ａｂ（３），ｂ（３）」〜合成画像「ａｂ（６），ｂ（６）」、合成画像「画像Ｗ，画像Ｗ」、合成画像「ａｂ（３），ｂ（３）」〜合成画像「ａｂ（６），ｂ（６）」』を、モニタ２に表示させる。これにより、検査者及び被検体Ｐそれぞれは、領域Ａでボリュームデータを視点ａｂから観察した「立体画像ａｂ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ｂから観察した「立体画像ｂ」を観察することができる。
【０１２７】
上述したように、第２の実施形態では、観察者が複数の場合であっても、各観察者が、３次元の超音波画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる。
【０１２８】
なお、上述した第１及び第２の実施形態では、モニタ２が９視差モニタである場合について説明した。しかし、上述した第１及び第２の実施形態は、モニタ２が２視差モニタである場合であっても適用可能である。
【０１２９】
また、上述した第１及び第２の実施形態では、基準視点の位置の変更を時系列に沿って順次受け付けることで、複数の基準視点の位置を受け付ける場合について説明した。しかし、上述した第１及び第２の実施形態は、複数の基準視点の位置を一括して受け付ける場合であっても適用可能である。図１６及び図１７は、第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例を説明するための図である。
【０１３０】
例えば、観察者は、図１６に示すように、ジョイスティックやトラックボール、マウス等を用いて、２つの基準視点として「視点ａ」及び「視点ｄａ」を指定する。これにより、制御部１８は、「視点ａ」及び「視点ｄａ」を２つの基準視点として受け付ける。そして、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６ａは、「視点ａ」を基準視点とする９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」と、「視点ｄａ」を基準視点とする９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」とを生成する。そして、制御部１８の制御により、視差画像合成部１６ｂは、９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」それぞれと、９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」それぞれとを合成した合成画像群を生成する。これにより、モニタ２は、例えば、図１６に示すように、「立体画像ａ」を領域Ａに表示し、「立体画像ｄａ」を領域Ｂに表示する。
【０１３１】
また、本変形例で制御部１８が一括して受け付ける基準視点の位置は、３つ以上である場合であっても良い。例えば、観察者は、図１７に示すように、３つの基準視点として「視点ａ」、「視点ｄａ」及び「視点ａｂ」を指定する。これにより、制御部１８は、「視点ａ」及び「視点ｄａ」を３つの基準視点として受け付ける。そして、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６ａは、「視点ａ」を基準視点とする９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」と、「視点ｄａ」を基準視点とする９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」と、「視点ａｂ」を基準視点とする９視差画像「ａｂ（１）〜ａｂ（９）」とを生成する。そして、制御部１８の制御により、視差画像合成部１６ｂは、９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」それぞれと、９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」それぞれと、９視差画像「ａｂ（１）〜ａｂ（９）」それぞれとを合成した合成画像群を生成する。これにより、モニタ２は、例えば、図１７に示すように、「立体画像ｄａ」を領域Ａに表示し、「立体画像ａ」を領域Ｂに表示し、「立体画像ａｂ」を領域Ｃに表示する。
【０１３２】
また、本変形例で制御部１８が一括して受け付ける基準視点の位置は、上述したように、観察者により指定される場合であっても良いし、予め初期設定されている場合であっても良い。また、本変形例においても、視差数減少視差画像群が用いられる場合であっても良い。
【０１３３】
また、上述した第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例では、医用画像診断装置である超音波診断装置において、３次元の超音波画像データを広範囲で同時に立体的に観察するための制御が行なわれる場合について説明した。しかし、上述した第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例で説明した処理は、超音波診断装置以外にも、３次元の医用画像データであるボリュームデータを生成可能なＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の医用画像診断装置において実行される場合であっても良い。
【０１３４】
また、上述した第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例で説明した処理は、医用画像診断装置とは独立に設置された画像処理装置により実行される場合であっても良い。具体的には、図１に示すボリュームデータ処理部１６及び制御部１８の機能を有する画像処理装置が、各種の医用画像のデータを管理するシステムであるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Systems）のデータベースや、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムのデータベース等から３次元の医用画像データであるボリュームデータを受信して、第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例で説明した処理を行なう場合であってもよい。
【０１３５】
以上、説明したとおり、第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例によれば、３次元の医用画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる。
【０１３６】
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】
【０１３７】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
１０ 装置本体
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ Ｂモード処理部
１４ ドプラ処理部
１５ 画像生成部
１６ ボリュームデータ処理部
１６ａ レンダリング処理部
１６ｂ 視差画像合成部
１７ 画像メモリ
１８ 制御部
１９ 内部記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像診断装置、画像処理装置及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの視点から撮影された２つの視差画像をモニタに表示することで、例えば、立体視用メガネ等の専用機器を用いた観察者が立体的に認識できる立体画像を表示する技術がある。また、近年、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いて、複数の視点から撮影された多視差画像（例えば、９つの視差画像）をモニタに表示することで、裸眼の観察者に立体画像を表示する技術がある。
【０００３】
一方、超音波診断装置やＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等の医用画像診断装置では、３次元の医用画像データ（ボリュームデータ）を生成可能な装置が実用化されている。従来、かかる医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、種々の画像処理（レンダリング処理）により２次元画像（レンダリング画像）とされ、汎用モニタ上にて２次元表示される。例えば、医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、ボリュームレンダリングにより３次元の情報を反映した２次元画像（ボリュームレンダリング画像）とされ、汎用モニタ上にて２次元表示される。
【０００４】
また、医用画像診断装置により生成されたボリュームデータに対して多視点からボリュームレンダリングすることで生成されたボリュームレンダリング画像を、上記の立体視可能なモニタにて立体的に表示させることが検討されている。しかし、立体視可能なモニタで立体視される立体画像は、所定視差数の視差画像群を用いているため、ボリュームデータを広範囲で同時に観察することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８６４１４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、３次元の医用画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる医用画像診断装置、画像処理装置及び超音波診断装置提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の医用画像診断装置は、表示部と、レンダリング処理部と、第１制御部と、第２制御部とを備える。表示部は、画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。レンダリング処理部は、３次元の医用画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで前記視差画像群を生成する。第１制御部は、前記基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させる。第２制御部は、前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。
【図２Ａ】図２Ａは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図（１）である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図（２）である。
【図３】図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、視差画像群を生成するためのボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、基準視点の位置の変更を受け付ける方法の一例を説明するための図（１）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、基準視点の位置の変更を受け付ける方法の一例を説明するための図（２）である。
【図６】図６は、モニタの表示領域の分割例を説明するための図である。
【図７】図７は、基準視点の定義に用いる用語を説明するための図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（１）である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（２）である。
【図９Ａ】図９Ａは、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（３）である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（４）である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（５）である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図（６）である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、表示領域の分割に係る変形例を説明するための図（１）である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、表示領域の分割に係る変形例を説明するための図（２）である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、表示領域の分割に係る変形例を説明するための図（３）である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第２の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、第２の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、第２の実施形態を説明するための図（３）である。
【図１６】図１６は、第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例を説明するための図（１）である。
【図１７】図１７は、第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
最初に、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置とボリュームデータによって表される空間内の所定位置（例えば、空間の中心）とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「９視差画像」とは、９つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「２視差画像」とは、２つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、「立体画像」とは、「視差画像群」を表示する立体表示モニタを参照する観察者により立体視される画像のことである。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。
【００１２】
超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。
【００１３】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１４】
ここで、第１の実施形態に係る超音波プローブ１は、超音波により被検体Ｐを２次元で走査するとともに、被検体Ｐを３次元で走査することが可能な超音波プローブである。具体的には、第１の実施形態に係る超音波プローブ１は、被検体Ｐを２次元で走査する複数の超音波振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカルスキャンプローブである。或いは、第１の実施形態に係る超音波プローブ１は、複数の超音波振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２次元超音波プローブである。なお、２次元超音波プローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Ｐを２次元で走査することも可能である。
【００１５】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１６】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像等を表示したりする。
【００１７】
ここで、第１の実施形態に係るモニタ２は、画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示するモニタ（以下、立体表示モニタ）である。以下、立体表示モニタについて説明する。
【００１８】
現在最も普及している一般的な汎用モニタは、２次元画像を２次元で表示するものであり、２次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な２視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【００１９】
一方、立体表示モニタとしては、２視差画像（両眼視差画像とも称する）を表示することで、両眼視差による立体視を可能とするモニタ（以下、２視差モニタと記載する）がある。
【００２０】
図２Ａ及び図２Ｂは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図２Ａ及び図２Ｂに示す一例は、シャッター方式により立体表示を行なう立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて２視差画像を交互に出射する。例えば、図２Ａに示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、１２０Ｈｚにて交互に出射する。ここで、モニタには、図２Ａに示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【００２１】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図２Ａに示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【００２２】
各シャッターは、図２Ｂに示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図２Ｂに示すように、互いに直交している。ここで、図２Ｂに示すように、電圧が印加されていない「ＯＦＦ」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により９０度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２３】
一方、図２Ｂに示すように、電圧が印加された「ＯＮ」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２４】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図２Ａに示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図２Ａ及び図２Ｂに示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。
【００２５】
なお、２視差モニタとしては、シャッター方式により立体表示を行なう装置以外にも、偏光メガネ方式により立体表示を行なう装置や、視差バリア方式により立体表示を行なう装置等がある。
【００２６】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、９視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【００２７】
図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図３に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面２００の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図３に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート２０１が表示面２００の前面に貼り付けられている。なお、図３に示す一例では、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が前面となるように貼り付けられているが、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が表示面２００に対向するように貼り付けられる場合であっても良い。
【００２８】
表示面２００には、図３に示すように、縦横比が３：１であり、縦方向にサブ画素である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つが配置された画素２０２がマトリクス状に配置される。図３に示す立体表示モニタは、９つの画像により構成される９視差画像を、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換したうえで、表示面２００に出力する。すなわち、図３に示す立体表示モニタは、９視差画像にて同一位置にある９つの画素それぞれを、９列の画素２０２に割り振って出力させる。９列の画素２０２は、視点位置の異なる９つの画像を同時に表示する単位画素群２０３となる。
【００２９】
表示面２００において単位画素群２０３として同時に出力された９視差画像は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート２０１により、多方向に放射される。９視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置（視点の位置）に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図３に示す９つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図３に示す「５」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図３に示す「５」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図３に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。９視差画像を表示する立体表示モニタは、図３に示すように、「ＲＲＲ・・・、ＧＧＧ・・・、ＢＢＢ・・・」の横ストライプ液晶である場合であっても良いし、「ＲＧＢＲＧＢ・・・」の縦ストライプ液晶である場合であっても良い。また、図３に示す立体表示モニタは、図３に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であっても良いし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であっても良い。以下、図３を用いて説明した立体表示モニタを９視差モニタと記載する。
【００３０】
すなわち、２視差モニタは、画像間の視差角が所定角度となる２つの視差画像である視差画像群（２視差画像）を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表示モニタである。また、９視差モニタは、画像間の視差角が所定角度となる９つの視差画像である視差画像群（９視差画像）を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表モニタである。
【００３１】
なお、第１の実施形態は、モニタ２が２視差モニタである場合であっても、９視差モニタである場合であっても適用可能である。以下では、モニタ２が９視差モニタである場合について説明する。
【００３２】
図１に戻って、装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像データを生成する装置である。具体的には、第１の実施形態に係る装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元の超音波画像データを生成可能な装置である。以下、３次元の超音波画像データを「ボリュームデータ」と記載する。
【００３３】
装置本体１０は、図１に示すように、送信部１１と、受信部１２と、Ｂモード処理部１３と、ドプラ処理部１４と、画像生成部１５と、ボリュームデータ処理部１６と、画像メモリ１７と、制御部１８と、内部記憶部１９とを有する。
【００３４】
送信部１１は、トリガ発生回路、送信遅延回路及びパルサ回路等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００３５】
なお、送信部１１は、後述する制御部１８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００３６】
受信部１２は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００３７】
このように、送信部１１及び受信部１２は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。
【００３８】
ここで、第１の実施形態に係る送信部１１は、超音波プローブ１から被検体Ｐに対して３次元の超音波ビームを送信させる。そして、第１の実施形態に係る受信部１２は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
【００３９】
Ｂモード処理部１３は、受信部１２から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。
【００４０】
ドプラ処理部１４は、受信部１２から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００４１】
なお、第１の実施形態に係るＢモード処理部１３及びドプラ処理部１４は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１３は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理部１４は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。
【００４２】
画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３及びドプラ処理部１４が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成部１５は、ドプラ処理部１４が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像データを生成する。
【００４３】
ここで、画像生成部１５は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１５は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１５は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。
【００４４】
更に、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のＢモード画像データを生成する。また、画像生成部１５は、ドプラ処理部１４が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のカラードプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成部１５は、「３次元のＢモード画像データや３次元のカラードプラ画像データ」を「３次元の超音波画像データであるボリュームデータ」として生成する。
【００４５】
ボリュームデータ処理部１６は、画像生成部１５が生成したボリュームデータから表示用の超音波画像データを生成する。
【００４６】
具体的には、ボリュームデータ処理部１６は、図１に示すように、レンダリング処理部１６ａ及び視差画像合成部１６ｂを有する。
【００４７】
レンダリング処理部１６ａは、ボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種画像（２次元画像）を生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう処理部である。レンダリング処理部１６ａが行なうレンダリング処理としては、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行なってボリュームデータからＭＰＲ画像を再構成する処理がある。また、レンダリング処理部１６ａが行なうレンダリング処理としては、ボリュームデータに対して「Curved MPR」を行なう処理や、ボリュームデータに対して「Intensity Projection」を行なう処理がある。
【００４８】
更に、レンダリング処理部１６ａが行なうレンダリング処理としては、３次元の情報を反映した２次元画像（ボリュームレンダリング画像）を生成するボリュームレンダリング処理がある。すなわち、レンダリング処理部１６ａは、３次元の超音波画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで視差画像群を生成する。具体的には、レンダリング処理部１６ａは、モニタ２が９視差モニタであることから、ボリュームデータに対して基準視点を中心とする９つの視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで、９視差画像を生成する。
【００４９】
レンダリング処理部１６ａは、後述する制御部１８の制御の下、図４に示すボリュームレンダリング処理を行なうことで９視差画像を生成する。図４は、視差画像群を生成するためのボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【００５０】
例えば、レンダリング処理部１６ａが、図４の「９視差画像生成方式（１）」に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準視点の位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、レンダリング処理部１６ａは、視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に平行移動して、平行投影法により視差角（視線方向間の角度）が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、平行投影法を行なう場合、レンダリング処理部１６ａは、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定する。
【００５１】
或いは、レンダリング処理部１６ａが、図４の「９視差画像生成方式（２）」に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準視点の位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、レンダリング処理部１６ａは、ボリュームデータの中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に回転移動して、透視投影法により視差角が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行なう場合、レンダリング処理部１６ａは、視線方向を中心に光を３次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。また、透視投影法を行なう場合、レンダリング条件によっては、視点（１）〜（９）は、平行移動される場合であってもよい。
【００５２】
なお、レンダリング処理部１６ａは、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を２次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行なってもよい。
【００５３】
このようにして生成された９つの視差画像が、視差画像群である。すなわち、視差画像群は、ボリュームデータから生成された立体表示用の超音波画像群である。
【００５４】
なお、モニタ２が２視差モニタである場合、レンダリング処理部１６ａは、基準視点を中心にして、例えば、視差角が「１度」となる２つの視点を設定することで、２視差画像を生成する。
【００５５】
ここで、画像生成部１５は、表示用の視差画像群に、視差画像群以外の情報（文字情報、目盛り、ボディーマーク等）を合成し、制御部１８の制御の下、ビデオ信号としてモニタ２に出力する。
【００５６】
また、図１に示す視差画像合成部１６ｂは、レンダリング処理部１６ａが異なる基準視点を用いて生成した複数の視差画像群を合成することで、視差画像群として用いられる合成画像群を生成する。なお、視差画像合成部１６ｂについては、後に詳述する。
【００５７】
画像メモリ１７は、画像生成部１５及びボリュームデータ処理部１６が生成した画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１７は、Ｂモード処理部１３やドプラ処理部１４が生成したデータを記憶することも可能である。
【００５８】
内部記憶部１９は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１９は、必要に応じて、画像メモリ１７が記憶する画像データの保管等にも使用される。
【００５９】
制御部１８は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１９から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３、ドプラ処理部１４、画像生成部１５及びボリュームデータ処理部１６の処理を制御する。
【００６０】
また、制御部１８は、画像メモリ１７や内部記憶部１９が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ２にて表示するように制御する。具体的には、第１の実施形態に係る制御部１８は、９視差画像を所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換し、立体表示モニタとしてのモニタ２に出力することで、観察者（超音波診断装置の操作者）により立体的に認識される立体画像を表示させる。
【００６１】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、３次元の超音波画像データであるボリュームデータを生成し、生成した超音波ボリュームデータから視差画像群を生成する。そして、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、モニタ２にて視差画像群を表示する。これにより、超音波診断装置の操作者である観察者は、３次元の超音波画像データを立体的に観察することができる。
【００６２】
しかし、立体視モニタであるモニタ２で立体視される立体画像は、９視差画像のように、所定視差数の視差画像群を用いているため、ボリュームデータを広範囲で同時に観察することができなかった。
【００６３】
そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、３次元の超音波画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができるように、以下に説明する制御を行なう。
【００６４】
すなわち、第１の実施形態に係る制御部１８は、第１制御において、基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。以下に説明する第１の実施形態では、制御部１８は、基準視点の位置の変更を時系列に沿って順次受け付けることで、複数の基準視点の位置を受け付ける。従って、第１の実施形態に係る制御部１８は、第１制御として、基準視点の位置の変更を受け付けるごとに、当該受け付けた変更後の基準視点に基づく視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。
【００６５】
第１制御において、制御部１８が基準視点の位置の変更を受け付ける方法について、図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、基準視点の位置の変更を受け付ける方法の一例を説明するための図である。
【００６６】
図５Ａに示す一例は、観察者の移動を検出する検出部として、モニタ２に取り付けたカメラ２ａを用いる方法である。すなわち、カメラ２ａは、図５Ａに示すように、観察者を撮影することで、観察者の移動を検出する。そして、制御部１８は、図５Ａに示すように、検出部であるカメラ２ａが検出した観察者のモニタ２に対する移動（移動量及び移動方向）に基づいて、基準視点の位置の変更を受け付ける。
【００６７】
具体的には、カメラ２ａは、顔認識機能を有する。そして、カメラ２ａは、実空間における観察者の顔を顔認識機能により追跡（トラッキング）し、更に、認識した観察者の顔のモニタ２に対する移動量及び移動方向を制御部１８に転送する。制御部１８は、観察者の顔のモニタ２に対する移動量及び移動方向に応じて、ボリュームデータに対する基準視点の位置を変更する。
【００６８】
一方、図５Ｂに示す一例は、入力装置３が有するジョイスティックを用いる方法である。すなわち、入力装置３が有するジョイスティックは、図５Ｂに示すように、基準視点の位置を変更する操作を受け付ける。具体的には、ジョイスティックは、モニタ２の観察者から基準視点の位置を変更する操作を受け付ける。そして、制御部１８は、図５Ｂに示すように、入力装置３が有するジョイスティックが受け付けた観察者の操作情報に基づいて、基準視点の位置の変更を受け付ける。
【００６９】
具体的には、観察者は、自身が観察したい位置に基準視点の位置を変更させるために、ジョイスティックを移動させる。ジョイスティックは、自装置の移動方向及び移動量を制御部１８に転送する。制御部１８は、ジョイスティックの移動量及び移動方向に応じて、ボリュームデータに対する基準視点の位置を変更する。なお、ジョイスティックはあくまでも一例であり、観察者の操作情報により基準視点の位置の変更を受け付ける場合に用いられる入力装置３は、トラックボールやマウス等であっても良い。
【００７０】
かかる方法により基準視点の位置の変更を受け付けることで、制御部１８は、変更後の基準視点に基づく視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。
【００７１】
そして、第１の実施形態に係る制御部１８は、第２制御として、複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、モニタ２の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。基準視点の位置の変更を時系列に沿って順次受け付ける第１の実施形態では、制御部１８は、第２制御として、変更後の基準視点に基づく視差画像群と変更前の基準視点に基づく視差画像群とを、モニタ２の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。なお、以下では、変更後の基準視点に基づく視差画像群を「第１の視差画像群」と記載し、変更前の基準視点に基づく視差画像群を「第２の視差画像群」と記載する場合がある。
【００７２】
具体的には、第１の実施形態に係る制御部１８は、第２制御として、第１の視差画像群と第２の視差画像群とを同時に表示するために、モニタ２の表示領域を複数の領域に分割する。そして、第１の実施形態に係る制御部１８は、第２制御として、第１の視差画像群と第２の視差画像群との合成画像群を、表示領域の分割パターンに応じて、視差画像合成部１６ｂに生成させる。そして、第１の実施形態に係る制御部１８は、視差画像合成部１６ｂが生成した合成画像群をモニタ２に表示させる。
【００７３】
第２制御において、制御部１８がモニタ２の表示領域を分割する一例について、図６を用いて説明する。図６は、モニタの表示領域の分割例を説明するための図である。
【００７４】
例えば、制御部１８は、図６に示すように、モニタ２の表示領域を、横方向に２つに分割した「領域Ａ」及び「領域Ｂ」を設定する。かかる設定により、視差画像合成部１６ｂは、第１の視差画像群と第２の視差画像群とを横方向に並列して合成した合成画像群を生成する。すなわち、制御部１８は、視差画像合成部１６ｂに合成画像群を生成させることで、第１の視差画像群と第２の視差画像群とを複数の領域それぞれに割り振る。
【００７５】
上述した制御部１８が実行する第１制御及び第２制御について、図７、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０及び図１１を用いて、より詳細に説明する。図７は、基準視点の定義に用いる用語を説明するための図であり、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０及び図１１は、第１の実施形態に係る制御部が行なう制御処理の一例を説明するための図である。
【００７６】
以下では、基準視点の位置を説明するために、図７に示す定義を用いる。図７に示す一例では、ボリュームデータを立方体で示している。そして、図７に示す一例では、ボリュームデータの手前に位置する面を「ａ」と定義し、面「ａ」に隣り合う面のうち右側にある面を「ｂ」と定義し、面「ａ」に向かい合う面を「ｃ」と定義する。また、図７に示す一例では、面「ａ」に隣り合う面のうち左側にある面を「ｄ」と定義する。また、図７に示す一例では、面「ａ」に隣り合う面のうち上側にある面を「ｅ」と定義し、面「ａ」に隣り合う面のうち下側にある面を「ｆ」と定義する。
【００７７】
そして、面「ａ」に正対する位置から面「ａ」に向かう方向の視点を「視点ａ」と定義する。同様に、面「ｂ」に正対する位置から面「ｂ」に向かう方向の視点を「視点ｂ」と定義する。同様に、面「ｃ」に正対する位置から面「ｃ」に向かう方向の視点を「視点ｃ」と定義する。同様に、面「ｄ」に正対する位置から面「ｄ」に向かう方向の視点を「視点ｄ」と定義する。同様に、面「ｅ」に正対する位置から面「ｅ」に向かう方向の視点を「視点ｅ」と定義する。同様に、面「ｆ」に正対する位置から面「ｆ」に向かう方向の視点を「視点ｆ」と定義する。
【００７８】
まず、制御部１８が、図８Ａに示すように、基準視点として「視点ａ」を最初に受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ａを中心として９つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」を生成させる。そして、制御部１８は、図８の（Ａ）に示すように、視差画像合成部１６ｂに、９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」それぞれを横方向に重複して合成した合成画像群（９つの合成画像）を生成させる。すなわち、視差画像合成部１６ｂは、図８の（Ａ）に示すように、『合成画像「ａ（１），ａ（１）」、合成画像「ａ（２），ａ（２）」、・・・、合成画像「ａ（９），ａ（９）」』を生成する。
【００７９】
制御部１８は、図８Ａに示す９つの合成画像をモニタ２に表示させる。これにより、観察者は、領域Ａ及び領域Ｂそれぞれで、ボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察することができる。
【００８０】
続いて、制御部１８が、図８Ｂに示すように、基準視点が「視点ａ」から、「視点ａ」と「視点ｄ」の中間に位置する「視点ｄａ」に変更されたことを受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ｄａを中心として９つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」を生成させる。そして、制御部１８は、図８Ｂに示すように、視差画像合成部１６ｂに、変更前の９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」を領域Ａに割り振り、変更後の９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」を領域Ｂに割り振って合成した合成画像群（９つの合成画像）を生成させる。すなわち、視差画像合成部１６ｂは、図８Ｂに示すように、『合成画像「ａ（１），ｄａ（１）」、合成画像「ａ（２），ｄａ（２）」、・・・、合成画像「ａ（９），ｄａ（９）」』を生成する。
【００８１】
そして、制御部１８は、図８Ｂに示す９つの合成画像をモニタ２に表示させる。これにより、観察者は、領域Ａでボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ｄａから観察した「立体画像ｄａ」を観察することができる。
【００８２】
続いて、制御部１８が、図９Ａに示すように、基準視点が「視点ｄａ」から、「視点ａ」と「視点ｂ」の中間に位置する「視点ａｂ」に変更されたことを受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ａｂを中心として９つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに９視差画像「ａｂ（１）〜ａｂ（９）」を生成させる。そして、制御部１８は、図９Ａに示すように、視差画像合成部１６ｂに、変更前の９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」を領域Ａに割り振り、変更後の９視差画像「ａｂ（１）〜ａｂ（９）」を領域Ｂに割り振って合成した合成画像群（９つの合成画像）を生成させる。すなわち、視差画像合成部１６ｂは、図９Ａに示すように、『合成画像「ａ（１），ａｂ（１）」、合成画像「ａ（２），ａｂ（２）」、・・・、合成画像「ａ（９），ａｂ（９）」』を生成する。
【００８３】
そして、制御部１８は、図９Ａに示す９つの合成画像をモニタ２に表示させる。これにより、観察者は、領域Ａでボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ａｂから観察した「立体画像ａｂ」を観察することができる。
【００８４】
続いて、制御部１８が、図９Ｂに示すように、基準視点が「視点ａｂ」から「視点ｂ」に変更されたことを受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ｂを中心として９つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに９視差画像「ｂ（１）〜ｂ（９）」を生成させる。そして、制御部１８は、図９Ｂに示すように、視差画像合成部１６ｂに、変更前の９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」を領域Ａに割り振り、変更後の９視差画像「ｂ（１）〜ｂ（９）」を領域Ｂに割り振って合成した合成画像群（９つの合成画像）を生成させる。すなわち、視差画像合成部１６ｂは、図９Ｂに示すように、『合成画像「ａ（１），ｂ（１）」、合成画像「ａ（２），ｂ（２）」、・・・、合成画像「ａ（９），ｂ（９）」』を生成する。
【００８５】
そして、制御部１８は、図９Ｂに示す９つの合成画像をモニタ２に表示させる。これにより、観察者は、領域Ａでボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ｂから観察した「立体画像ｂ」を観察することができる。
【００８６】
なお、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂに示す一例では、第１の視差画像群である変更前の視差画像群を、最初に受け付けた基準視点を用いた視差画像群に固定する場合について説明した。しかし、本実施形態は、制御部１８の制御により、変更前の視差画像群を、基準視点の変更直前に受け付けた基準視点を用いた視差画像群とする場合であっても良い。
【００８７】
具体的には、制御部１８は、変更直前の視差画像群を領域Ａに割り振り、変更後の視差画像群を領域Ｂに割り振るように制御する。例えば、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、「視点ａ」、「視点ｄａ」、「視点ａｂ」、「視点ｂ」の順に基準視点が変更されたとする。かかる場合、制御部１８は、図１０に示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ及び領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ｄａ」への基準視点変更にともない、制御部１８は、図１０に示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ｄａ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【００８８】
そして、「視点ｄａ」から「視点ａｂ」への基準視点変更にともない、制御部１８は、図１０に示すように、「立体画像ｄａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ａｂ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａｂ」から「視点ｂ」への基準視点変更にともない、制御部１８は、図１０に示すように、「立体画像ａｂ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ｂ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【００８９】
また、上記の一例では、表示領域が２つに分割される場合について説明した。しかし、本実施形態は、表示領域が３つ以上に分割される場合であっても良い。例えば、制御部１８は、図１１に示すように、モニタ２の表示領域を左側から右側方向に３つに分割した「領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ」を設定する。３つの領域を設定することで、制御部１８は、図１１に示すような第２制御を行なうことができる。例えば、上記と同様に、「視点ａ」、「視点ｄａ」、「視点ａｂ」、「視点ｂ」の順に基準視点が変更されたとする。
【００９０】
かかる場合、制御部１８は、図１１に示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ｄａ」へと、基準視点が左側に変更されたことにともない、制御部１８は、図１１に示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ｂ及び領域Ｃに割り振り、「立体画像ｄａ」の９視差画像を左側の領域Ａに割り振る。
【００９１】
そして、基準視点が、「視点ｄａ」から「視点ａ」を超えて更に右側の「視点ａｂ」へ変更されたことにともない、制御部１８は、図１１に示すように、「立体画像ｄａ」の９視差画像を左側の領域Ａに割り振り、「立体画像ａ」の９視差画像を中央の領域Ｂに割り振り、「立体画像ａｂ」の９視差画像を左側の領域Ｃに割り振る。
【００９２】
そして、基準視点が、「視点ａｂ」から更に右側の「視点ｂ」へ変更されたことにともない、制御部１８は、図１１に示すように、「立体画像ｄａ」の９視差画像を引き続き左側の領域Ａに割り振り、「立体画像ａｂ」の９視差画像を領域Ｃから中央の領域Ｂに変更して割り振り、「立体画像ｂ」の９視差画像を左側の領域Ｃに割り振る。
【００９３】
ところで、上記の説明では、表示領域の分割方向が横方向であり、基準視点の位置の変更方向が横方向である場合について説明した。かかる場合、表示領域の分割方向と基準視点の位置の変更方向とが一致していることから、観察者にとって、ボリュームデータを違和感無く観察することができる。
【００９４】
しかし、基準視点の位置の変更方向は、横方向だけでなく、例えば、縦方向である場合もある。基準視点の位置の変更方向が縦方向であっても、上記のように、表示領域の分割方向を横方向として、変更後の基準視点に基づく視差画像群と変更前の基準視点に基づく視差画像群とを同時に表示させることで、観察者は、３次元の超音波画像データを広範囲で観察することができる。ただし、表示領域の分割方向が横方向であると、観察者は、基準視点を縦方向に変更させたにも関わらず、変更前後の立体画像が横方向に順次切り替わって表示させるので、違和感がある。
【００９５】
そこで、制御部１８は、第２制御として、以下の変形例を行なっても良い。すなわち、制御部１８は、基準視点の位置の移動方向に応じて、複数の領域の分割方向を変更する。図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、表示領域の分割に係る変形例を説明するための図である。
【００９６】
例えば、基準視点が、「視点ａ」、「視点ａ」と「視点ｅ」の中間に位置する「視点ａｅ」、「視点ｅ」、「視点ｆ」の順に基準視点が縦方向に変更されたとする。かかる場合、制御部１８は、例えば、図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、モニタ２の表示領域を下側から上側方向に２つに分割した「領域Ａ、領域Ｂ」を設定する。
【００９７】
ここで、第１の視差画像群である変更前の視差画像群を、最初に受け付けた基準視点を用いた視差画像群に固定する場合は、制御部は、図１２Ａに示すパターンで第２制御を行なう。すなわち、制御部１８は、図１２Ａに示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ及び領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ａｅ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ａに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「視点ａｅ」の９視差画像である「立体画像ａｅ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【００９８】
そして、「視点ａｅ」から「視点ｅ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ａに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「視点ｅ」の９視差画像である「立体画像ｅ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。そして、「視点ｅ」から「視点ｆ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ａに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「視点ｆ」の９視差画像である「立体画像ｆ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【００９９】
或いは、第１の視差画像群である変更前の視差画像群を変更直前の視差画像群として領域Ａに割り振り、変更後の視差画像群を領域Ｂに割り振る場合は、制御部は、図１２Ｂに示すパターンで第２制御を行なう。すなわち、制御部１８は、図１２Ｂに示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ及び領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ａｅ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｂに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ａｅ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【０１００】
そして、「視点ａｅ」から「視点ｅ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｂに示すように、「立体画像ａｅ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ｅ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。そして、「視点ｅ」から「視点ｆ」へと基準視点が変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｂに示すように、「立体画像ｅ」の９視差画像を領域Ａに割り振り、「立体画像ｆ」の９視差画像を領域Ｂに割り振る。
【０１０１】
或いは、第１の視差画像群である変更前の視差画像群を変更直前の視差画像群とし、かつ、視差画像群の割り振りを基準視点の変更方向に応じて行なう場合は、制御部は、図１２Ｃに示すパターンで第２制御を行なう。すなわち、制御部１８は、図１２Ｃ示すように、最初に、「立体画像ａ」の９視差画像を領域Ａ及び領域Ｂに割り振る。そして、「視点ａ」から「視点ａｅ」へと基準視点が上側に変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｃに示すように、「立体画像ａ」の９視差画像を下側の領域Ａに割り振り、「立体画像ａｅ」の９視差画像を上側の領域Ｂに割り振る。
【０１０２】
そして、「視点ａｅ」から「視点ｅ」へと基準視点が上側に変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｃに示すように、「立体画像ａｅ」の９視差画像を下側の領域Ａに割り振り、「立体画像ｅ」の９視差画像を上側の領域Ｂに割り振る。そして、「視点ｅ」から「視点ｆ」へと基準視点が下側に変更されたことにともない、制御部１８は、図１２Ｃに示すように、「立体画像ｆ」の９視差画像を下側の領域Ａに割り振り、「立体画像ｅ」の９視差画像を上側の領域Ｂに割り振る。
【０１０３】
なお、図８〜図１２を用いた一例では、基準視点の変更方向が横方向や縦方向である場合について説明したが、本実施形態で説明した制御部１８による制御は、表示領域の分割方向を横方向や縦方向に固定した状態で、基準視点の変更方向が斜め方向である場合であっても実行可能である。また、図８〜図１２を用いた一例では、最初の基準視点の位置に基づく視差画像群を並列させた合成画像群が表示される場合について説明した。しかし、本実施形態は、最初の基準視点の位置に基づく視差画像群をそのままモニタ２の表示領域全体にて表示させる場合であっても良い。
【０１０４】
このように、制御部１８が変更前後の視差画像群を合成した合成画像群を表示領域の分割パターンに応じて生成させて、立体視モニタであるモニタ２に表示させるので、モニタ２の観察者は、３次元の医用画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる。
【０１０５】
次に、図１３を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、最初の基準視点の位置に基づいてボリュームデータから視差画像群が生成されて表示された後の処理について説明する。
【０１０６】
図１３に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、基準視点の変更要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、基準視点の変更要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部１８は、基準視点の変更要求を受け付けるまで待機する。
【０１０７】
一方、基準視点の変更要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６ａは、変更後の基準視点に基づく視差画像群を生成する（ステップＳ１０２）。
【０１０８】
そして、制御部１８の制御により、視差画像合成部１６ｂは、モニタ２の表示領域の分割パターンに基づいて、変更後の視差画像群と変更前の視差画像群との合成画像群を生成する（ステップＳ１０３）。
【０１０９】
そして、制御部１８の制御により、モニタ２は、合成画像群を表示し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。なお、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、基準視点の変更要求を受け付けるたびに、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を繰り返し実行する。
【０１１０】
上述してきたように、第１の実施形態では、制御部１８は、基準視点の位置の変更を受け付け、当該受け付けた変更後の基準視点に基づく視差画像群を生成させる。そして、制御部１８は、変更後の基準視点に基づく第１の視差画像群と変更前の基準視点に基づく第２の視差画像群とを、モニタ２の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させる。具体的には、制御部１８は、変更前後の視差画像群を合成した合成画像群を表示領域の分割パターンに応じて生成させ、合成画像群を立体視モニタであるモニタ２に表示させる。従って、第１の実施形態では、３次元の超音波画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる。例えば、冠動脈のように心臓を取り囲むように走行する血管を観察する際に、かかる制御を行なうことで、観察者は、複数視点を用いた冠動脈の立体画像を、広い視野角で同時に観察することができる。
【０１１１】
また、第１の実施形態では、観察者から基準視点の位置の変更要求を、カメラ２ａや入力装置３等をインタフェースとして用いることで取得するので、観察者は、任意の複数視点からの立体画像を簡易に観察することができる。
【０１１２】
また、第１の実施形態では、表示領域の分割パターンを基準視点の位置の変更方向に応じて変更することができるので、観察者は、任意の複数視点からの立体画像を違和感なく観察することができる。
【０１１３】
ところで、上記の実施形態では、基準視点が変更されるごとに、例えば、９視差画像を生成する必要があるため、レンダリング処理部１６ａの処理負荷が増大し、合成画像群の表示におけるリアルタイム性が低下してしまう場合がある。そこで、制御部１８は、以下に説明するように、視差数の減少制御を行なっても良い。
【０１１４】
すなわち、第１の実施形態の変形例において、制御部１８は、基準視点に基づく視差画像群の１つとして、当該基準視点を中心とする視差数を所定視差数より減少させた数の視差画像である視差数減少視差画像群をレンダリング処理部１６ａに生成させる。そして、制御部１８は、複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群の少なくとも１つを視差数減少視差画像群として表示させるように制御する。具体的には、制御部１８は、第１の視差画像群と第２の視差画像群の少なくともいずれか一方を視差数減少視差画像群として表示させるように制御する。例えば、制御部１８は、変更後の基準視点に基づく視差数減少視差画像群と変更前の基準視点に基づく視差数減少視差画像群とを、複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する。
【０１１５】
図１４は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。例えば、制御部１８は、モニタ２で表示させる９視差画像の視差数を「３」に減少させると設定する。仮に、９視差画像の生成に用いられる視点（１）〜（９）のうち、視点（５）を基準視点とする。かかる場合、制御部１８は、基準視点（５）と、基準視点（５）を中心として視差角が「１度」となる視点（４）及び視点（６）とを用いて３視差の視差画像（３視差画像）をレンダリング処理部１６ａに生成させると設定する。
【０１１６】
更に、制御部１８は、視点（１）〜視点（３）及び視点（７）〜視点（９）を用いた視差画像群に代わる画像として、例えば、全画素の色彩が白となる画像をレンダリング処理部１６ａに生成させると設定する。かかる設定が行なわれた状態で、入力装置３を介して制御部１８が、図１４に示すように、基準視点が「視点ａ」から「視点ｄａ」に変更されたことを受け付けたとする。
【０１１７】
かかる場合、制御部１８は、視点ｄａを中心として３つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに３視差画像「ｄａ（３）、ｄａ（４）、ｄａ（５）」を生成させる。なお、レンダリング処理部１６ａは、視点ａを中心とする３つの視点から３視差画像「ａ（３）、ａ（４）、ａ（５）」を生成している。そして、制御部１８は、図１４に示すように、視差画像合成部１６ｂに、『合成画像「ａ（４），ｄａ（４）」、合成画像「ａ（５），ｄａ（５）」、合成画像「ａ（６），ｄａ（６）」』の合成画像群を生成させる。また、本来、制御部１８は、視点（１）〜視点（３）及び視点（７）〜視点（９）を用いた合成画像群に代わって、全画素の色彩が白となる画像を合成した合成画像群を生成させる。
【０１１８】
このようにして生成された合成画像群を、制御部１８は、モニタ２に表示させる。これにより、観察者は、図１４に示すように、領域Ａでボリュームデータを視点ａから観察した「立体画像ａ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ｄａから観察した「立体画像ｄａ」を観察することができる。ただし、観察者が「立体画像ａ」及び「立体画像ｄａ」を同時に観察される領域は、視差数が減少しているため、図１４に示すように狭まることとなる。本変形例では、基準視点の変更要求は、観察者自身の移動をともなわない入力装置３を介して行なわれることが望ましい。なお、視差数減少視差画像群として表示される立体画像は、上記のように、第１の視差画像群及び第２の視差画像群双方の場合であっても良いし、第１の視差画像群又は第２の視差画像群のいずれか一方の場合であっても良い。かかる選択は、操作者により手動で行なわれる場合であっても良いし、例えば、レンダリング処理部１６ａの処理負荷の状況に応じて、制御部１８が自動的に判定して行なう場合であって良い。
【０１１９】
上述してきたように、第１の実施形態の変形例では、視差数を減少させた状態で、基準視点の位置の変更前後の視差画像群を同時に表示するので、複数視点の立体画像の表示におけるリアルタイム性を確保することができる。
【０１２０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、立体表示モニタの観察者が複数である場合に、制御部１８が実行する制御処理について、図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１５Ｃを用いて説明する。図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１５Ｃは、第２の実施形態を説明するための図である。
【０１２１】
例えば、超音波検査時では、検査者とベッドに横臥する被検体Ｐとの位置は、予め決まっている。換言すると、検査者のモニタ２に対する視点位置（観察位置）と、被検体Ｐのモニタ２に対する視点位置（観察位置）とは、図１５Ａに示すように、予め決まっている。そこで、第２の実施形態では、内部記憶部１９に、検査者のモニタ２に対する視点位置と、被検体Ｐのモニタ２に対する視点位置とをプリセット情報として予め格納しておく。そして、第２の実施形態では、検査者と被検体Ｐとが、同時に同じ合成画像群に基づく立体画像を参照できるように、プリセット情報に基づく制御を行なう。
【０１２２】
すなわち、第２の実施形態では、モニタ２を観察する複数の観察者の観察位置が予め設定される場合、制御部１８は、複数の観察者それぞれが各観察位置において参照する画像が同一となる画像群を視差画像群から選択し、当該選択した画像群を複数の領域それぞれにおいて表示させるように制御する。
【０１２３】
例えば、制御部１８は、プリセット情報に基づいて、視点（１）の視差画像〜視点（９）の視差画像の９視差画像のうち「視点（３）の視差画像、視点（４）の視差画像、基準視点（５）の視差画像、視点（６）の視差画像」を表示用の視差画像群として選択する。そして、制御部１８は、検査者及び被検体Ｐそれぞれが観察できるように、表示用の視差画像群を図１５Ｂに示すように配列すると決定する。
【０１２４】
図１５Ｂに示す一例では、制御部１８は、９列の画素２０２（図３を参照）において、表示用の視差画像群を「視点（３）〜視点（６）の視差画像、全画素の色彩が白となる画像（以下、画像Ｗ）、視点（３）〜視点（６）の視差画像」の順に配列すると決定する。
【０１２５】
かかる設定が行なわれた状態で、制御部１８が、基準視点が「視点ａｂ」から「視点ｂ」に変更されたことを受け付けたとする。かかる場合、制御部１８は、視点ｂを中心として４つの視点を設定することで、レンダリング処理部１６ａに４視差画像「ｂ（３）、ｂ（４）、ｂ（５）、ｂ（６）」を生成させる。なお、レンダリング処理部１６ａは、視点ａｂを中心とする３つの視点から４視差画像「ａｂ（３）、ａｂ（４）、ａｂ（５）、ａｂ（６）」を生成している。そして、制御部１８は、視差画像合成部１６ｂに、『合成画像「ａｂ（３），ｂ（３）」、合成画像「ａｂ（４），ｂ（４）」、合成画像「ａｂ（５），ｂ（５）」、合成画像「ａｂ（６），ｂ（６）」、合成画像「画像Ｗ，画像Ｗ」』を生成させる。
【０１２６】
そして、図１５Ｂで説明した配列に応じて、制御部１８は、図１５Ｃに示すように、『合成画像「ａｂ（３），ｂ（３）」〜合成画像「ａｂ（６），ｂ（６）」、合成画像「画像Ｗ，画像Ｗ」、合成画像「ａｂ（３），ｂ（３）」〜合成画像「ａｂ（６），ｂ（６）」』を、モニタ２に表示させる。これにより、検査者及び被検体Ｐそれぞれは、領域Ａでボリュームデータを視点ａｂから観察した「立体画像ａｂ」を観察し、領域Ｂでボリュームデータを視点ｂから観察した「立体画像ｂ」を観察することができる。
【０１２７】
上述したように、第２の実施形態では、観察者が複数の場合であっても、各観察者が、３次元の超音波画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる。
【０１２８】
なお、上述した第１及び第２の実施形態では、モニタ２が９視差モニタである場合について説明した。しかし、上述した第１及び第２の実施形態は、モニタ２が２視差モニタである場合であっても適用可能である。
【０１２９】
また、上述した第１及び第２の実施形態では、基準視点の位置の変更を時系列に沿って順次受け付けることで、複数の基準視点の位置を受け付ける場合について説明した。しかし、上述した第１及び第２の実施形態は、複数の基準視点の位置を一括して受け付ける場合であっても適用可能である。図１６及び図１７は、第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例を説明するための図である。
【０１３０】
例えば、観察者は、図１６に示すように、ジョイスティックやトラックボール、マウス等を用いて、２つの基準視点として「視点ａ」及び「視点ｄａ」を指定する。これにより、制御部１８は、「視点ａ」及び「視点ｄａ」を２つの基準視点として受け付ける。そして、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６ａは、「視点ａ」を基準視点とする９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」と、「視点ｄａ」を基準視点とする９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」とを生成する。そして、制御部１８の制御により、視差画像合成部１６ｂは、９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」それぞれと、９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」それぞれとを合成した合成画像群を生成する。これにより、モニタ２は、例えば、図１６に示すように、「立体画像ａ」を領域Ａに表示し、「立体画像ｄａ」を領域Ｂに表示する。
【０１３１】
また、本変形例で制御部１８が一括して受け付ける基準視点の位置は、３つ以上である場合であっても良い。例えば、観察者は、図１７に示すように、３つの基準視点として「視点ａ」、「視点ｄａ」及び「視点ａｂ」を指定する。これにより、制御部１８は、「視点ａ」及び「視点ｄａ」を３つの基準視点として受け付ける。そして、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６ａは、「視点ａ」を基準視点とする９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」と、「視点ｄａ」を基準視点とする９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」と、「視点ａｂ」を基準視点とする９視差画像「ａｂ（１）〜ａｂ（９）」とを生成する。そして、制御部１８の制御により、視差画像合成部１６ｂは、９視差画像「ａ（１）〜ａ（９）」それぞれと、９視差画像「ｄａ（１）〜ｄａ（９）」それぞれと、９視差画像「ａｂ（１）〜ａｂ（９）」それぞれとを合成した合成画像群を生成する。これにより、モニタ２は、例えば、図１７に示すように、「立体画像ｄａ」を領域Ａに表示し、「立体画像ａ」を領域Ｂに表示し、「立体画像ａｂ」を領域Ｃに表示する。
【０１３２】
また、本変形例で制御部１８が一括して受け付ける基準視点の位置は、上述したように、観察者により指定される場合であっても良いし、予め初期設定されている場合であっても良い。また、本変形例においても、視差数減少視差画像群が用いられる場合であっても良い。
【０１３３】
また、上述した第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例では、医用画像診断装置である超音波診断装置において、３次元の超音波画像データを広範囲で同時に立体的に観察するための制御が行なわれる場合について説明した。しかし、上述した第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例で説明した処理は、超音波診断装置以外にも、３次元の医用画像データであるボリュームデータを生成可能なＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の医用画像診断装置において実行される場合であっても良い。
【０１３４】
また、上述した第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例で説明した処理は、医用画像診断装置とは独立に設置された画像処理装置により実行される場合であっても良い。具体的には、図１に示すボリュームデータ処理部１６及び制御部１８の機能を有する画像処理装置が、各種の医用画像のデータを管理するシステムであるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Systems）のデータベースや、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムのデータベース等から３次元の医用画像データであるボリュームデータを受信して、第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例で説明した処理を行なう場合であってもよい。
【０１３５】
以上、説明したとおり、第１の実施形態、第２の実施形態及び変形例によれば、３次元の医用画像データを広範囲で同時に立体的に観察することができる。
【０１３６】
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】
【０１３７】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
１０ 装置本体
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ Ｂモード処理部
１４ ドプラ処理部
１５ 画像生成部
１６ ボリュームデータ処理部
１６ａ レンダリング処理部
１６ｂ 視差画像合成部
１７ 画像メモリ
１８ 制御部
１９ 内部記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
３次元の医用画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで前記視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させる第１制御部と、
前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する第２制御部と、
を備える、医用画像診断装置。
【請求項２】
前記基準視点の位置の変更を時系列に沿って順次受け付けることで、前記複数の基準視点の位置を受け付ける場合であって、
前記第１制御部は、基準位置の変更を受け付けるごとに、当該受け付けた変更後の基準視点に基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させ、
前記第２制御部は、前記変更後の基準視点に基づく第１の視差画像群と変更前の基準視点に基づく第２の視差画像群とを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記観察者の移動を検出する検出部、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記検出部が検出した前記観察者の前記表示部に対する移動に基づいて、前記基準視点の位置の変更を受け付ける、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記基準視点の位置を変更する操作を受け付ける入力部、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記入力部が受け付けた前記観察者の操作情報に基づいて、前記基準視点の位置の変更を受け付ける、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記第２制御部は、前記基準視点の位置の移動方向に応じて、前記複数の領域の分割方向を変更する、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記第１制御部は、前記基準視点に基づく視差画像群の１つとして、当該基準視点を中心とする視差数を前記所定視差数より減少させた数の視差画像である視差数減少視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させ、
前記第２制御部は、前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群の少なくとも１つを前記視差数減少視差画像群として表示させるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記表示部を観察する複数の観察者の観察位置が予め設定される場合であって、
前記第２制御部は、
前記複数の観察者それぞれが各観察位置において参照する画像が同一となる画像群を前記視差画像群から選択し、当該選択した画像群を前記複数の領域それぞれにおいて表示させるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
３次元の医用画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで前記視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させる第１制御部と、
前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する第２制御部と、
を備える、画像処理装置。
【請求項９】
画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
３次元の超音波画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで前記視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させる第１制御部と、
前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する第２制御部と、
を備える、超音波診断装置。
【請求項１】
画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
３次元の医用画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで前記視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させる第１制御部と、
前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する第２制御部と、
を備える、医用画像診断装置。
【請求項２】
前記基準視点の位置の変更を時系列に沿って順次受け付けることで、前記複数の基準視点の位置を受け付ける場合であって、
前記第１制御部は、基準位置の変更を受け付けるごとに、当該受け付けた変更後の基準視点に基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させ、
前記第２制御部は、前記変更後の基準視点に基づく第１の視差画像群と変更前の基準視点に基づく第２の視差画像群とを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記観察者の移動を検出する検出部、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記検出部が検出した前記観察者の前記表示部に対する移動に基づいて、前記基準視点の位置の変更を受け付ける、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記基準視点の位置を変更する操作を受け付ける入力部、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記入力部が受け付けた前記観察者の操作情報に基づいて、前記基準視点の位置の変更を受け付ける、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記第２制御部は、前記基準視点の位置の移動方向に応じて、前記複数の領域の分割方向を変更する、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記第１制御部は、前記基準視点に基づく視差画像群の１つとして、当該基準視点を中心とする視差数を前記所定視差数より減少させた数の視差画像である視差数減少視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させ、
前記第２制御部は、前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群の少なくとも１つを前記視差数減少視差画像群として表示させるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記表示部を観察する複数の観察者の観察位置が予め設定される場合であって、
前記第２制御部は、
前記複数の観察者それぞれが各観察位置において参照する画像が同一となる画像群を前記視差画像群から選択し、当該選択した画像群を前記複数の領域それぞれにおいて表示させるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
３次元の医用画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで前記視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させる第１制御部と、
前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する第２制御部と、
を備える、画像処理装置。
【請求項９】
画像間の視差角が所定角度となる所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
３次元の超音波画像データであるボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで前記視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記基準視点の位置として複数の基準視点の位置を受け付け、当該受け付けた複数の基準視点それぞれに基づく視差画像群を前記レンダリング処理部に生成させる第１制御部と、
前記複数の基準視点それぞれに基づく複数の視差画像群それぞれを、前記表示部の表示領域を分割した複数の領域それぞれに割り振って表示させるように制御する第２制御部と、
を備える、超音波診断装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６】
【図１７】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−６０１９（Ｐ２０１３−６０１９Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１２７６７（Ｐ２０１２−１１２７６７）
【出願日】平成２４年５月１６日（２０１２．５．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月１６日（２０１２．５．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]