医用画像診断装置及び画像処理装置
【課題】立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避すること。
【解決手段】実施形態の医用画像診断装置としての超音波診断装置は、レンダリング処理部１７ｂと、モニタ２と、制御部１８とを備える。レンダリング処理部１７ｂ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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成する。モニタ２は、視差画像群を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。制御部１８は、モニタ２において視差画像群を表示する第１領域と、モニタ２において視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる視差画像群と情報画像との合成画像群がモニタ２に表示されるように制御する。
【解決手段】実施形態の医用画像診断装置としての超音波診断装置は、レンダリング処理部１７ｂと、モニタ２と、制御部１８とを備える。レンダリング処理部１７ｂ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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成する。モニタ２は、視差画像群を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。制御部１８は、モニタ２において視差画像群を表示する第１領域と、モニタ２において視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる視差画像群と情報画像との合成画像群がモニタ２に表示されるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像診断装置及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、両眼視差を用いた投影方法により、人間が３次元空間として認識できる立体画像を表示するディスプレイ装置が実用化されている。かかるディスプレイ装置としては、例えば、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）を表示することで、観察者が裸眼にて立体視できる立体画像を表示するモニタ等がある。
【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。
【０００４】
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。しかし、汎用モニタにて２次元の表示面上に表示されるボリュームレンダリング画像には、奥行き感が不足し、観察者は、自身が着目する部位が手前にあるものなのか奥にあるものか区別がつかないことがある。
【０００５】
そこで、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、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、医用画像は、コントラストのある画質が求められるため、一般的には、医用画像の背景色を黒色にすることが多い。一方、医用画像とともに表示される文字等の情報の背景色も、一般的には、黒色である。このため、立体視される医用画像の奥行き感は、低減してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−７８６１１号公報
【特許文献２】特開２００１−３２６９４７号公報
【特許文献３】特開２００４−３５４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避することができる医用画像診断装置及び画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の医用画像診断装置は、レンダリング処理部と、表示部と、制御部とを備える。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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成する。表示部は、前記レンダリング処理部により生成された前記視差画像群を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。制御部は、前記表示部において前記視差画像群を表示する第１領域と、前記表示部において前記視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる前記視差画像群と前記情報画像との合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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２】図２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】図３は、第１の実施形態に係る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４】図４は、従来技術の課題を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実施形態に係る合成画像群の一例を説明するための図（１）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の実施形態に係る合成画像群の一例を説明するための図（２）である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施形態に係る合成画像群の別の一例を説明するための図（１）である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１の実施形態に係る合成画像群の別の一例を説明するための図（２）である。
【図７】図７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８Ａ】図８Ａは、第２の実施形態に係る合成画像群を説明するための図（１）である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第２の実施形態に係る合成画像群を説明するための図（２）である。
【図９】図９は、第２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１０Ａ】図１０Ａは、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図（１）である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図（２）である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図（３）である。
【図１１】図１１は、第３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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、医用画像診断装置及び画像処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、医用画像診断装置として超音波診断装置を一例に挙げて説明する。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。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、本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。また、装置本体１０は、ネットワーク１００を介して外部装置４と接続される。
【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が有する送受信部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、後述するインターフェース部１９を介して装置本体１０と接続される。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、立体視可能なモニタ（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。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や、偏光メガネ方式により立体表示を行なう装置、視差バリア方式により立体表示を行なう装置等がある。
【００２０】
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。
【００２１】
図２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２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２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。
【００２２】
表示面２００には、図２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２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。
【００２３】
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。これにより、観察者は、例えば、図２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２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２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。以下、図２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。
【００２４】
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。
【００２５】
図１に戻って、外部装置４は、後述するインターフェース部１９を介して装置本体１０と接続される装置である。例えば、外部装置４は、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto-Optical disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶装置である。或いは、外部装置４は、病院内に勤務する医師や検査技師により操作されるＰＣ（Personal Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等の端末装置に接続されるプリンターや上記の汎用モニタである。
【００２６】
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（以下、ボリュームデータと記載する）を生成可能な装置である。
【００２７】
装置本体１０は、図１に示すように、送受信部１１と、Ｂモード処理部１２と、ドプラ処理部１３と、２次元データ処理部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、ボリュームデータ処理部１７と、制御部１８と、インターフェース部１９とを有する。
【００２８】
送受信部１１は、トリガ発生回路、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、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。
【００２９】
なお、送受信部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。
【００３０】
また、送受信部１１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。
【００３１】
このように、送受信部１１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。
【００３２】
ここで、第１の実施形態に係る送受信部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、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。
【００３３】
Ｂモード処理部１２は、送受信部１１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。
【００３４】
ドプラ処理部１３は、送受信部１１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。
【００３５】
なお、第１の実施形態に係るＢモード処理部１２及びドプラ処理部１３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１２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１３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。
【００３６】
２次元データ処理部１４は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成した２次元データから「表示用の超音波画像データ」を生成する。すなわち、２次元データ処理部１４は、Ｂモード処理部１２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２次元のＢモード画像データを生成する。また、２次元データ処理部１４は、ドプラ処理部１３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２次元のカラードプラ画像データを生成する。
【００３７】
そして、２次元データ処理部１４は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビ等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）することで、２次元のＢモード画像データや２次元のカラードプラ画像データから「表示用の超音波画像データ」を生成し、モニタ２に出力する。具体的には、２次元データ処理部１４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。
【００３８】
ここで、２次元データ処理部１４は、表示用の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した合成画像を生成し、ビデオ信号としてモニタ２に出力する。以下では、表示用の超音波画像に対して合成される「種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等」により構成される画像を「情報画像」と記載する。
【００３９】
画像メモリ１５は、２次元データ処理部１４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１５は、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。
【００４０】
内部記憶部１６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１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。
【００４１】
ボリュームデータ処理部１７は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成した３次元のデータから表示用の超音波画像データを生成する。ボリュームデータ処理部１７は、図１に示すように、ボリュームデータ生成部１７ａ、レンダリング処理部１７ｂ及び合成部１７ｃを有する。
【００４２】
ボリュームデータ生成部１７ａは、Ｂモード処理部１２が生成した３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３次元のＢモード画像データを生成する。また、ボリュームデータ生成部１７ａは、ドプラ処理部１３が生成した３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３次元のカラードプラ画像データを生成する。更に、ボリュームデータ生成部１７ａ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、３次元の超音波画像データである「ボリュームデータ」を生成する。
【００４３】
レンダリング処理部１７ｂ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１７ｂ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１７ｂ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。
【００４４】
更に、レンダリング処理部１７ｂ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次元画像を生成するボリュームレンダリング処理がある。
【００４５】
これらのレンダリング機能を用いることで、レンダリング処理部１７ｂ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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成する。具体的には、レンダリング処理部１７ｂは、ボリュームデータに対して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。より具体的には、レンダリング処理部１７ｂ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つの視差画像である９視差画像を生成する。
【００４６】
例えば、レンダリング処理部１７ｂは、後述する制御部１８の制御の下、図３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３は、第１の実施形態に係る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。
【００４７】
例えば、レンダリング処理部１７ｂが、図３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、基準の視点位置（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１７ｂ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１７ｂ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。
【００４８】
或いは、レンダリング処理部１７ｂが、図３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、基準の視点位置（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１７ｂ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１７ｂ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。
【００４９】
なお、レンダリング処理部１７ｂ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。
【００５０】
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。第１の実施形態において、９つの視差画像は、後述する制御部１８により所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換され、立体表示モニタとしてのモニタ２に出力される。
【００５１】
制御部１８の制御の下、モニタ２は、レンダリング処理部１７ｂにより生成された視差画像群を表示することで、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する。
【００５２】
ここで、ボリュームデータ処理部１７は、２次元データ処理部１４と同様に、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）を示す「情報画像」を合成した合成画像群を生成し、ビデオ信号としてモニタ２に出力する。
【００５３】
図１に示す合成部１７ｃは、合成画像群を生成するために、ボリュームデータ処理部１７に設置される処理部である。なお、合成部１７ｃの処理については、後に詳述する。
【００５４】
ボリュームデータ処理部１７の処理により生成された各種画像データは、画像メモリ１５や内部記憶部１６に格納される。
【００５５】
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１６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、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３、２次元データ処理部１４及びボリュームデータ処理部１７の処理を制御する。また、制御部１８は、画像メモリ１５や内部記憶部１６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。また、制御部１８は、表示用の超音波画像データがインターフェース部１９及びネットワーク１００を介して外部装置４に出力されるように制御する。
【００５６】
インターフェース部１９は、入力装置３、ネットワーク１００及び外部装置４に対するインターフェースである。入力装置３が受け付けた操作者からの各種設定情報及び各種指示は、インターフェース部１９により、制御部１８に転送される。また、制御部１８の制御により出力された画像データは、インターフェース部１９から、ネットワーク１００を介して外部装置４に出力される。
【００５７】
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。
【００５８】
ここで、実際にモニタ２に表示される画像群は、視差画像群を構成する視差画像それぞれと情報画像とを合成した合成画像群である。しかし、立体表示モニタであるモニタ２を参照することで観察者が認識する立体画像の奥行き感は、以下に説明する要因により低減してしまう。図４は、従来技術の課題を説明するための図である。なお、以下に説明する課題は、超音波診断装置が生成したボリュームデータに基づく視差画像群により認識される立体画像だけでなく、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の医用画像診断装置が生成したボリュームデータに基づく視差画像群により認識される立体画像においても同様に生じる課題である。
【００５９】
医用画像は、コントラストのある画質が求められるため、一般的には、医用画像の背景色を黒色にすることが多い。一方、医用画像とともに表示される情報画像の背景色も、一般的には、黒色である。すなわち、視差画像群及び情報画像それぞれの背景色は、同じ黒色となる。このため、観察者は、図４の右図に示すように、モニタ２の表面（以下、モニタ表面と記載する）において、黒色の背景内で文字等の情報とともに立体画像を認識することとなる。
【００６０】
ここで、視差画像群は、図４の左上図に示すように、モニタ表面から観察者側に飛び出した位置からモニタ表面の後ろ側の位置（図中のＡを参照）までの奥行きを持つ立体画像として観察者に認識されるように生成された画像群である。
【００６１】
しかし、一般的に、人間は、黒色の場所が最も奥に位置する場所として認識する。このため、実際に観察者により認識される立体画像は、図４の左下図に示すように、モニタ表面から観察者側に飛び出した位置からモニタ表面の位置（図中のａを参照）までの奥行きしか持たない立体画像となる。すなわち、観察者は、立体画像のＡの位置をａの位置として認識するため、立体画像の奥行きは、図４に示すように、圧縮された状態となる。
【００６２】
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、以下に説明する制御を行なうことで、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避する。すなわち、制御部１８は、モニタ２において視差画像群を表示する第１領域と、モニタ２において視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる「視差画像群と情報画像との合成画像群」がモニタ２に表示されるように制御する。具体的には、制御部１８は、第１領域の背景色と第２領域との背景色とが異なる色となる合成画像群がモニタ２に表示されるように制御する。
【００６３】
より具体的には、制御部１８は、第１領域と第２領域とを識別可能な視差画像群と情報画像との合成画像群として、第１領域の背景色と第２領域との背景色とが異なる色となる合成画像群を合成部１７ｃに生成させるように制御する。
【００６４】
以下、制御部１８の制御の下、第１の実施形態に係る合成部１７ｃが生成する合成画像群の具体例について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、第１の実施形態に係る合成画像群の一例を説明するための図である。また、図６Ａ及び図６Ｂは、第１の実施形態に係る合成画像群別の一例を説明するための図である。
【００６５】
例えば、制御部１８は、第１領域の背景色を黒色とし、第２領域の背景色を灰色とする合成画像群がモニタ２に表示されるように制御する。かかる制御により、合成部１７ｃは、図５Ａに示すように、背景色が黒色となる視差画像Ｕ１０と背景色が灰色となる情報画像Ｏ１０との合成画像を生成する。なお、図５Ａに例示する視差画像Ｕ１０は、画像間の視差角が例えば「１度」となる９つの視差画像の中の１つの視差画像を示しており、実際には、合成部１７ｃは、背景色が黒色となる９つの視差画像それぞれと背景色が灰色となる情報画像Ｏ１０との合成画像を９つ生成する。
【００６６】
まず、合成部１７ｃは、第１領域にて表示される９つの視差画像それぞれの背景色を黒色とする。ここで、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像それぞれの背景色が黒色である場合、合成部１７ｃは、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像をそのまま後段の処理に用いる。また、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像それぞれの背景色が黒色でない場合、合成部１７ｃは、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像の背景色を黒色として後段の処理に用いる。
【００６７】
そして、合成部１７ｃは、第１領域を取り囲むように設定される第２領域において、文字情報等の情報が配置され、情報以外の背景部分の色が灰色となる情報画像を生成する。そして、合成部１７ｃは、背景色が黒色である９つの視差画像それぞれと背景色が灰色である情報画像とを合成することで９つの合成画像から構成される合成画像群を生成する。
【００６８】
制御部１８は、合成画像群を上述した中間画像に変換して、モニタ２に表示させる。モニタ２の観察者は、図５Ｂに示すように、灰色の背景色にて情報画像Ｏ１０に描出される文字情報等を認識する。そして、モニタ２の観察者は、図５Ｂに示すように、視差画像群により表示される立体画像を黒色の背景色にて認識する。観察者は、灰色を黒色より自身に近い位置にあると認識するため、背景色が黒色である立体画像の奥行きは、維持されることとなる。
【００６９】
なお、合成部１７ｃにより生成される合成画像群は、図５Ａ及び図５Ｂに例示した合成画像群に限定されるものではない。例えば、制御部１８の制御により、合成部１７ｃは、図６Ａに示すように、情報画像の背景色は黒色のままとし、視差画像群の背景色を視差画像群の色「Ｂ」の補色「ＣＢ」とする場合であっても良い。視差画像群の背景色を補色とすることで、観察者は、立体画像と情報画像とを識別することができる。
【００７０】
また、制御部１８の制御により、合成部１７ｃは、更に、図６Ｂに示すように、視差画像群の背景色を視差画像群の色「Ｂ」の補色「ＣＢ」とするとともに、視差画像群の輪郭を黒色で強調した合成画像群とする場合であっても良い。視差画像群の背景色を補色とし、視差画像群の輪郭を黒色とすることで、観察者は、第１領域における立体画像の輪郭をモニタ表面より奥まった位置にあると認識することができ、立体画像と情報画像とを識別することができる。
【００７１】
また、図６Ａや図６Ｂに示す一例の合成画像群は、更に、情報画像が表示される第２領域の背景色を、「Ｂ」及び「ＣＢ」の中間色として生成される場合であっても良い。かかる合成画像群を表示することでも、観察者は、立体画像と情報画像とを識別することができる。
【００７２】
次に、図７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７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、図７では、ボリュームデータが生成され、更に、ボリュームデータに対する視点位置、視差数及び視差角等の視差画像群の生成条件が設定された後の処理について説明する。
【００７３】
図７に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して立体画像の表示要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、表示要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、表示要求を受けるまで待機する。
【００７４】
一方、表示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１７ｂは、背景色を黒色とする視差画像群を生成し（ステップＳ１０２）、合成部１７ｃは、背景色を灰色とする情報画像を生成する（ステップＳ１０３）。具体的には、合成部１７ｃは、第２領域の形状に合わせて背景色を灰色とする情報画像を生成する。
【００７５】
その後、合成部１７ｃは、第１領域のサイズに合わせた視差画像群それぞれと情報画像との合成画像群を生成する（ステップＳ１０４）。そして、モニタ２は、制御部１８の制御により、合成画像群を表示し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。
【００７６】
上述してきたように、第１の実施形態では、制御部１８は、モニタ２において視差画像群を表示する第１領域と、モニタ２において視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる「視差画像群と情報画像との合成画像群」を表示させる。すなわち、第１の実施形態では、制御部１８は、第１領域と第２領域とを識別可能な視差画像群と情報画像との合成画像群として、第１領域の背景色と第２領域との背景色とが異なる色となる合成画像群を合成部１７ｃに生成させるように制御し、モニタ２に表示させる。
【００７７】
具体的には、制御部１８は、第１領域と第２領域とを識別可能な視差画像群と情報画像との合成画像群として、第１領域の背景色が黒色であり、第２領域との背景色と灰色である合成画像群を合成部１７ｃに生成させるように制御し、モニタ２に表示させる。
【００７８】
かかる制御により、観察者は、第２領域に表示される情報画像がモニタ表面に位置するように感じ、第１領域に表示される立体画像の背景がモニタ表面より奥にあるように感じることができる。従って、第１の実施形態では、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避することができる。なお、第１の実施形態に係る合成部１７ｃの処理は、２次元データ処理部１４により実行される場合であっても良い。
【００７９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なる方法により合成画像群が生成される場合について説明する。
【００８０】
第２の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成されるが、制御部１８の合成部１７ｃに対する制御処理が第１の実施形態とは異なる。以下、これを中心に説明する。
【００８１】
第２の実施形態に係る制御部１８は、第１領域と第２領域との境界を囲む枠線が描画された合成画像群がモニタ２に表示されるように制御する。図８Ａ及び図８Ｂは、第２の実施形態に係る合成画像群を説明するための図である。
【００８２】
一例を挙げると、合成部１７ｃは、制御部１８の制御により、図８Ａに示すように、第１領域と第２領域との境界が白色の２重線により囲まれた枠線を描画した合成画像群を生成する。
【００８３】
ここで、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像それぞれの背景色が黒色である場合、合成部１７ｃは、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像をそのまま後段の処理に用いる。また、合成部１７ｃは、第２領域において、文字情報等が配置され、文字情報以外の背景部分の色が従来と同様に黒色となる情報画像を生成する。そして、合成部１７ｃは、９つの視差画像それぞれと情報画像とを合成し、更に、９つの視差画像それぞれの輪郭を囲む白色の２重線を描画することで、９つの合成画像から構成される合成画像群を生成する。
【００８４】
制御部１８は、合成画像群を中間画像に変換して、モニタ２に表示させる。これにより、モニタ２の観察者は、図８Ｂに示すように、枠線で区切られた情報画像に描出される文字情報等を認識する。そして、モニタ２の観察者は、図８Ｂに示すように、枠線で区切られた立体画像を黒色の背景色にて認識する。観察者は、枠線により情報画像と立体画像とを識別することができるので、立体画像の奥行きは維持されることとなる。
【００８５】
かかる枠線による識別効果は、張り付き効果や額縁効果と呼ばれるものである。ただし、立体再現される対象が画枠（枠線）で区切られると、左右眼への映像部分に違いが生じ、不安定な見えになる視野闘争が生じたり、対象が枠線に張り付いて立体感が抑えられて対象が変形したように見えたりする場合がある。
【００８６】
このため、制御部１８は、モニタ表示面と画枠（枠線）とが異なった位置に見えるように画枠（枠線）を設定したり、枠の存在を弱め、表示面位置を不確定な状態とする画面サイズの拡張を行なったり、空中像・空間像方式に基づく制御を行なっても良い。なお、空中像とは、表示像を空中に結像した映像のことであり、空中像を観察すると、表示面の存在位置が不確定になり、再現空間が表示面に固定されなくなるという効果がある。また、空間像とは、多層表示面や像面移動等で形成された映像であり、空間像を観察すると、空中像を観察する場合と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
次に、図９を用いて、第２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９は、第２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、図９では、ボリュームデータが生成され、更に、ボリュームデータに対する視点位置、視差数及び視差角等の視差画像群の生成条件が設定された後の処理について説明する。
【００８８】
図９に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して立体画像の表示要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、表示要求を受け付けない場合（ステップＳ２０１否定）、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、表示要求を受けるまで待機する。
【００８９】
一方、表示要求を受け付けた場合（ステップＳ２０２肯定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１７ｂは、背景色を黒色とする視差画像群を生成し（ステップＳ２０２）、合成部１７ｃは、背景色を黒色とする情報画像を生成する（ステップＳ２０３）。具体的には、合成部１７ｃは、第２領域の形状に合わせて背景色を黒色とする情報画像を生成する。
【００９０】
その後、合成部１７ｃは、第１領域のサイズに合わせた視差画像群であり、境界に枠線が描画された視差画像群それぞれと情報画像との合成画像群を生成する（ステップＳ２０４）。そして、モニタ２は、制御部１８の制御により、合成画像群を表示し（ステップＳ２０５）、処理を終了する。
【００９１】
上述してきたように、第２の実施形態では、制御部１８は、第１領域と第２領域との境界を囲む枠線が描画された合成画像群を合成部１７ｃに生成させるように制御し、モニタ２に表示させる。
【００９２】
かかる制御により、観察者は、第１領域と第２領域とを線で区別することができる。すなわち、第２の実施形態では、背景色が同色であっても、立体画像と情報画像とが同じ奥行き位置にあると観察者が認識することを防ぐことができる。従って、第２の実施形態でも、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避することができる。なお、第２の実施形態に係る合成部１７ｃの処理は、２次元データ処理部１４により実行される場合であっても良い。
【００９３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、視差画像群を印刷用に出力したり、汎用モニタにて表示用に出力したりする際に行なわれる処理について説明する。
【００９４】
観察者が立体画像を観察した際に、観察した画像を２次元データとして出力したい場合がある。しかし、立体画像は、複数の視差画像を表示することで認識される画像である。複数の視差画像を、汎用モニタで再生したり印刷すると、出力される画像が２重に見えたり、ボケたりする。すなわち、複数の視差画像は、出力用の画像として好ましくない。従って、印刷用に出力したり、汎用モニタで観察するために出力したりするためには、視差画像群が重畳されない画像が必要となる。
【００９５】
そこで、第３の実施形態に係る制御部１８は、立体画像として認識される視差画像群から所定視点の画像データを抽出して外部装置４に出力するように制御する。
【００９６】
制御部１８が行なう出力制御としては、以下の２つが挙げられる。すなわち、第１の出力制御において、制御部１８は、視差画像群の生成時に用いられた全視点の中心に位置している視点からの視差画像のデータを、所定視点の画像データとして抽出する。或いは、第２の出力制御において、制御部１８は、モニタ２を参照する観察者が観察する立体画像に該当する視差画像を、所定視点の画像データとして抽出する。
【００９７】
ここで、制御部１８は、所定視点の画像データに該当する画像のデータが視差画像群に存在する場合、当該該当する画像データを選択して外部装置４に出力する。一方、制御部１８は、所定視点の画像データに該当する画像データが視差画像群に存在しない場合、所定視点の画像データをレンダリング処理部１７ｂに生成させて、外部装置４に出力する。
【００９８】
以下、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃを用いて第３の実施形態に係る制御部１８が行なう出力制御の具体例について説明する。図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図である。
【００９９】
例えば、第１の出力制御を実行する場合、制御部１８は、図１０Ａに示すように、立体画像として認識される９視差画像の中から、全視点の中心位置にある視点Ｓの視差画像を抽出し、視点Ｓの視差画像のデータを外部装置４に出力する。
【０１００】
ここで、第１の出力制御を行なう場合、図１０Ａに示すように、モニタ２が９視差モニタであり、視差数が奇数であるならば、制御部１８が実行する抽出処理は、既存の視差画像群からの選択により実行することができる。しかし、モニタ２が２視差モニタでのように、視差数が偶数である場合、全視点の中心位置にある視点の視差画像は、存在しないこととなる。
【０１０１】
かかる場合、制御部１８は、図１０Ｂに示すように、全視点の中心位置に隣接する視点Ｓ１及び視点Ｓ２の間に視点Ｓを設定する。そして、制御部１８は、図１０Ｂに示すように、視点Ｓからの視差画像を、ボリュームデータからボリュームレンダリング処理を行なって生成するようにレンダリング処理部１７ｂを制御する。そして、制御部１８は、新規に生成させた視点Ｓの視差画像のデータを外部装置４に出力する。
【０１０２】
また、第２の出力制御を行なう場合、モニタ２を参照する観察者が観察する立体画像に該当する視差画像を特定するために、制御部１８は、図１０Ｃに示すように、モニタ２に対する観察者の視線方向を取得する。例えば、制御部１８は、モニタ２に対する観察者の視線方向を、モニタ２に取り付けられた顔認識機能を有するカメラを用いて取得する。例えば、カメラは、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、認識した顔の方向から観察者のモニタ２に対する視線方向を決定する。カメラが取得した視線方向は、制御部１８に転送される。
【０１０３】
そして、制御部１８は、観察者の視線方向に該当する視差画像を視差画像群から抽出する。ここで、観察者の視線方向に該当する視点Ｓ’（図１０Ｃを参照）からの視差画像が表示されている視差画像群に存在する場合、該当する視差画像のデータを選択して外部装置４に出力する。一方、視点Ｓ’の視差画像が表示されている視差画像群に存在しない場合、制御部１８は、視点Ｓ’をボリュームデータに対して設定する。そして、制御部１８は、新規に設定した視点Ｓ’からの視差画像を、ボリュームデータからボリュームレンダリング処理を行なって生成するようにレンダリング処理部１７ｂを制御する。そして、制御部１８は、新規に生成させた視点Ｓ’の視差画像のデータを外部装置４に出力する。
【０１０４】
なお、第３の実施形態に係る制御部１８は、出力用の視差画像データの抽出対象を、第１の実施形態又は第２の実施形態にて説明した合成画像群とする場合であっても良い。かかる場合、制御部１８は、所定視点の合成画像が存在しないならば、レンダリング処理部１７ｂに所定視点の視差画像を新規に生成させ、更に、合成部１７ｃに所定視点の視差画像と情報画像との合成画像を新規に生成させる。
【０１０５】
次に、図１１を用いて、第３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１１は、第３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。
【０１０６】
図１１に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して汎用モニタ用の出力要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここで、出力要求を受け付けない場合（ステップＳ３０１否定）、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、出力要求を受けるまで待機する。
【０１０７】
一方、出力要求を受け付けた場合（ステップＳ３０１肯定）、制御部１８は、出力用の画像データに該当するデータが存在するか否かを判定する（ステップＳ３０２）。ここで、存在する場合（ステップＳ３０２肯定）、制御部１８は、出力用の画像データに該当するデータを選択する（ステップＳ３０３）。なお、合成画像群が抽出対象である場合、ステップＳ３０３で選択されるデータは、合成画像のデータである。
【０１０８】
一方、存在しない場合（ステップＳ３０２否定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１７ｂは、出力用の画像データに該当するデータを生成する（ステップＳ３０４）。なお、合成画像群が抽出対象である場合、ステップＳ３０４においては、レンダリング処理部１７ｂ及び合成部１７ｃにより、新規の合成画像データが生成される。
【０１０９】
ステップＳ３０３又はステップＳ３０４の処理の後、制御部１８は、出力用の画像データを外部装置４に出力し（ステップＳ３０５）、処理を終了する。
【０１１０】
上述してきたように、第３の実施形態では、制御部１８は、立体画像として認識される視差画像群から所定視点の画像データを抽出して外部装置４に出力するように制御する。従って、第３の実施形態では、多視点からの視差画像群が画像でなく、１つの視点からの画像を出力することができる。
【０１１１】
なお、上記では、所定視点の画像データが、１つの視点における１つの視差画像又は１つの合成画像である場合について説明した。しかし、第３の実施形態に係る制御部１８の処理により、外部装置４に出力される画像データは、複数の視差画像や、複数の合成画像である場合であっても良い。すなわち、第３の実施形態は、所定視点が、１つの視点で構成される場合だけでなく、複数の視点で構成される場合であっても良い。
【０１１２】
例えば、モニタ２が９視差モニタであり、外部装置４に接続されるモニタが９視差モニタであるとする。かかる場合、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像を、所定視点の画像データとして、外部装置４に出力する。或いは、例えば、モニタ２が９視差モニタであり、外部装置４に接続されるモニタが５つの視差画像を表示することで立体画像を表示する５視差モニタであるとする。かかる場合、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像から選択した５つの画像データを、所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。一例として、制御部１８は、図１０Ａに例示する視点Ｓを中心とする５つの視点からの視差画像群を、所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。或いは、一例として、制御部１８は、図１０Ｂに例示する視点Ｓ’を中心とする５つの視点からの視差画像群を、所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。或いは、制御部１８は、５視差モニタで立体画像として表示される５視差画像や５つの合成画像を、ボリュームデータ処理部１７に新規に生成させた後に、外部装置４に出力する。
【０１１３】
或いは、例えば、モニタ２が９視差モニタであり、外部装置４に接続されるモニタが２視差モニタであるとする。かかる場合、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像から選択した２つの画像データを、所定視点の画像データとして、外部装置４に出力する。一例として、制御部１８は、図１０Ａに例示する視点Ｓからの視差画像と、視点Ｓの右側に位置する視点からの視差画像とを所定視点の画像データとして、外部装置４に出力する。或いは、制御部１８は、２視差モニタで立体画像として表示される２視差画像や２つの合成画像を、ボリュームデータ処理部１７に新規に生成させた後に、外部装置４に出力する。
【０１１４】
或いは、例えば、モニタ２が９視差モニタであり、外部装置４に接続されるモニタが１８個の視差画像を表示することで立体画像を表示する１８視差モニタであるとする。かかる場合、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像を選択する。更に、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像の生成に用いた視点に加えて、９つの視点の位置を新たに設定する。そして、制御部１８は、新たに設定した９つの視点を用いた９つの視差画像や９つの合成画像を、ボリュームデータ処理部１７に生成させる。そして、制御部１８は、１８個の視差画像や１８個の合成画像を、所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。なお、制御部１８は、外部装置４から外部装置４に接続されるモニタの立体視様式の情報を、外部装置４や外部装置４の操作者から取得することで、上記の処理を行なう。
【０１１５】
更には、例えば、外部装置４に接続されるモニタが９視差モニタであり、外部装置４の操作者から基準の視点位置を受け付けたとする。ここで、受け付けた基準の視点位置を中心とする９視差画像や９つの合成画像が生成済みの場合、制御部１８は、これらの画像データを所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。一方、外部装置４の操作者の要求に合致する画像データが生成済みでない場合、制御部１８は、外部装置４の操作者から受け付けた基準の視点位置を中心とする９視差画像や９つの合成画像をボリュームデータ処理部１７に生成させた後、外部装置４に出力する。なお、外部装置４の操作者から受け付ける基準の視点位置は、複数である場合であっても良い。また、外部装置４の操作者から受け付ける情報は、基準の視点位置の他に、視差角の情報が含まれる場合であっても良い。
【０１１６】
このように、第３の実施形態に係る制御部１８は、外部装置４の操作者から受け付けた条件に合致する画像データが装置本体１０において生成済みである場合は、これらの画像データを所定視点の画像データとして出力する。また、制御部１８は、外部装置４の操作者から受け付けた条件に合致する画像データが装置本体１０において生成済みでない場合は、該当する画像データをボリュームデータ処理部１７に生成させて、外部装置４に出力する。
【０１１７】
なお、上述した第１の実施形態〜第３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の実施形態〜第３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。
【０１１８】
また、上述した第１の実施形態〜第３の実施形態では、モニタ２に表示される画像がボリュームレンダリング画像であ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３の実施形態は、モニタ２に表示される画像がボリュームデータからＭＰＲにより生成されたＭＰＲ画像である場合であっても、適用可能である。
【０１１９】
また、上述した第１の実施形態〜第３の実施形態では、医用画像診断装置である超音波診断装置において、奥行き感を低減させないための合成画像群を表示したり、立体画像の出力用データを抽出したりす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３の実施形態で説明した処理は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等のボリュームデータを生成可能な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。
【０１２０】
また、第１の実施形態〜第３の実施形態で説明した処理は、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１７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３の実施形態で説明した処理を行なう場合であってもよい。
【０１２１】
以上、説明したとおり、第１の実施形態〜第３の実施形態によれば、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避することができる。
【０１２２】
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】
【０１２３】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
４ 外部装置
１０ 装置本体
１１ 送受信部
１２ Ｂモード処理部
１３ ドプラ処理部
１４ ２次元データ処理部
１５ 画像メモリ
１６ 内部記憶部
１７ ボリュームデータ処理部
１７ａ ボリュームデータ生成部
１７ｂ レンダリング部
１７ｃ 合成部
１８ 制御部
１００ ネットワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像診断装置及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、両眼視差を用いた投影方法により、人間が３次元空間として認識できる立体画像を表示するディスプレイ装置が実用化されている。かかるディスプレイ装置としては、例えば、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）を表示することで、観察者が裸眼にて立体視できる立体画像を表示するモニタ等がある。
【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。
【０００４】
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。しかし、汎用モニタにて２次元の表示面上に表示されるボリュームレンダリング画像には、奥行き感が不足し、観察者は、自身が着目する部位が手前にあるものなのか奥にあるものか区別がつかないことがある。
【０００５】
そこで、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、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、医用画像は、コントラストのある画質が求められるため、一般的には、医用画像の背景色を黒色にすることが多い。一方、医用画像とともに表示される文字等の情報の背景色も、一般的には、黒色である。このため、立体視される医用画像の奥行き感は、低減してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−７８６１１号公報
【特許文献２】特開２００１−３２６９４７号公報
【特許文献３】特開２００４−３５４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避することができる医用画像診断装置及び画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の医用画像診断装置は、レンダリング処理部と、表示部と、制御部とを備える。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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成する。表示部は、前記レンダリング処理部により生成された前記視差画像群を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。制御部は、前記表示部において前記視差画像群を表示する第１領域と、前記表示部において前記視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる前記視差画像群と前記情報画像との合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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２】図２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】図３は、第１の実施形態に係る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４】図４は、従来技術の課題を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実施形態に係る合成画像群の一例を説明するための図（１）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の実施形態に係る合成画像群の一例を説明するための図（２）である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施形態に係る合成画像群の別の一例を説明するための図（１）である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１の実施形態に係る合成画像群の別の一例を説明するための図（２）である。
【図７】図７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８Ａ】図８Ａは、第２の実施形態に係る合成画像群を説明するための図（１）である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第２の実施形態に係る合成画像群を説明するための図（２）である。
【図９】図９は、第２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１０Ａ】図１０Ａは、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図（１）である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図（２）である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図（３）である。
【図１１】図１１は、第３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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、医用画像診断装置及び画像処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、医用画像診断装置として超音波診断装置を一例に挙げて説明する。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。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、本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。また、装置本体１０は、ネットワーク１００を介して外部装置４と接続される。
【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が有する送受信部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、後述するインターフェース部１９を介して装置本体１０と接続される。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、立体視可能なモニタ（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。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や、偏光メガネ方式により立体表示を行なう装置、視差バリア方式により立体表示を行なう装置等がある。
【００２０】
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。
【００２１】
図２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２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２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。
【００２２】
表示面２００には、図２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２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。
【００２３】
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。これにより、観察者は、例えば、図２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２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２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。以下、図２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。
【００２４】
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。
【００２５】
図１に戻って、外部装置４は、後述するインターフェース部１９を介して装置本体１０と接続される装置である。例えば、外部装置４は、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto-Optical disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶装置である。或いは、外部装置４は、病院内に勤務する医師や検査技師により操作されるＰＣ（Personal Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等の端末装置に接続されるプリンターや上記の汎用モニタである。
【００２６】
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（以下、ボリュームデータと記載する）を生成可能な装置である。
【００２７】
装置本体１０は、図１に示すように、送受信部１１と、Ｂモード処理部１２と、ドプラ処理部１３と、２次元データ処理部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、ボリュームデータ処理部１７と、制御部１８と、インターフェース部１９とを有する。
【００２８】
送受信部１１は、トリガ発生回路、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、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。
【００２９】
なお、送受信部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。
【００３０】
また、送受信部１１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。
【００３１】
このように、送受信部１１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。
【００３２】
ここで、第１の実施形態に係る送受信部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、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。
【００３３】
Ｂモード処理部１２は、送受信部１１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。
【００３４】
ドプラ処理部１３は、送受信部１１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。
【００３５】
なお、第１の実施形態に係るＢモード処理部１２及びドプラ処理部１３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１２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１３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。
【００３６】
２次元データ処理部１４は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成した２次元データから「表示用の超音波画像データ」を生成する。すなわち、２次元データ処理部１４は、Ｂモード処理部１２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２次元のＢモード画像データを生成する。また、２次元データ処理部１４は、ドプラ処理部１３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２次元のカラードプラ画像データを生成する。
【００３７】
そして、２次元データ処理部１４は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビ等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）することで、２次元のＢモード画像データや２次元のカラードプラ画像データから「表示用の超音波画像データ」を生成し、モニタ２に出力する。具体的には、２次元データ処理部１４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。
【００３８】
ここで、２次元データ処理部１４は、表示用の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した合成画像を生成し、ビデオ信号としてモニタ２に出力する。以下では、表示用の超音波画像に対して合成される「種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等」により構成される画像を「情報画像」と記載する。
【００３９】
画像メモリ１５は、２次元データ処理部１４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１５は、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。
【００４０】
内部記憶部１６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１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。
【００４１】
ボリュームデータ処理部１７は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成した３次元のデータから表示用の超音波画像データを生成する。ボリュームデータ処理部１７は、図１に示すように、ボリュームデータ生成部１７ａ、レンダリング処理部１７ｂ及び合成部１７ｃを有する。
【００４２】
ボリュームデータ生成部１７ａは、Ｂモード処理部１２が生成した３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３次元のＢモード画像データを生成する。また、ボリュームデータ生成部１７ａは、ドプラ処理部１３が生成した３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３次元のカラードプラ画像データを生成する。更に、ボリュームデータ生成部１７ａ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、３次元の超音波画像データである「ボリュームデータ」を生成する。
【００４３】
レンダリング処理部１７ｂ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１７ｂ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１７ｂ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。
【００４４】
更に、レンダリング処理部１７ｂ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次元画像を生成するボリュームレンダリング処理がある。
【００４５】
これらのレンダリング機能を用いることで、レンダリング処理部１７ｂ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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成する。具体的には、レンダリング処理部１７ｂは、ボリュームデータに対して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。より具体的には、レンダリング処理部１７ｂ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つの視差画像である９視差画像を生成する。
【００４６】
例えば、レンダリング処理部１７ｂは、後述する制御部１８の制御の下、図３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３は、第１の実施形態に係る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。
【００４７】
例えば、レンダリング処理部１７ｂが、図３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、基準の視点位置（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１７ｂ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１７ｂ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。
【００４８】
或いは、レンダリング処理部１７ｂが、図３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、基準の視点位置（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１７ｂ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１７ｂ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。
【００４９】
なお、レンダリング処理部１７ｂ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。
【００５０】
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。第１の実施形態において、９つの視差画像は、後述する制御部１８により所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換され、立体表示モニタとしてのモニタ２に出力される。
【００５１】
制御部１８の制御の下、モニタ２は、レンダリング処理部１７ｂにより生成された視差画像群を表示することで、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する。
【００５２】
ここで、ボリュームデータ処理部１７は、２次元データ処理部１４と同様に、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）を示す「情報画像」を合成した合成画像群を生成し、ビデオ信号としてモニタ２に出力する。
【００５３】
図１に示す合成部１７ｃは、合成画像群を生成するために、ボリュームデータ処理部１７に設置される処理部である。なお、合成部１７ｃの処理については、後に詳述する。
【００５４】
ボリュームデータ処理部１７の処理により生成された各種画像データは、画像メモリ１５や内部記憶部１６に格納される。
【００５５】
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１６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、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３、２次元データ処理部１４及びボリュームデータ処理部１７の処理を制御する。また、制御部１８は、画像メモリ１５や内部記憶部１６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。また、制御部１８は、表示用の超音波画像データがインターフェース部１９及びネットワーク１００を介して外部装置４に出力されるように制御する。
【００５６】
インターフェース部１９は、入力装置３、ネットワーク１００及び外部装置４に対するインターフェースである。入力装置３が受け付けた操作者からの各種設定情報及び各種指示は、インターフェース部１９により、制御部１８に転送される。また、制御部１８の制御により出力された画像データは、インターフェース部１９から、ネットワーク１００を介して外部装置４に出力される。
【００５７】
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。
【００５８】
ここで、実際にモニタ２に表示される画像群は、視差画像群を構成する視差画像それぞれと情報画像とを合成した合成画像群である。しかし、立体表示モニタであるモニタ２を参照することで観察者が認識する立体画像の奥行き感は、以下に説明する要因により低減してしまう。図４は、従来技術の課題を説明するための図である。なお、以下に説明する課題は、超音波診断装置が生成したボリュームデータに基づく視差画像群により認識される立体画像だけでなく、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の医用画像診断装置が生成したボリュームデータに基づく視差画像群により認識される立体画像においても同様に生じる課題である。
【００５９】
医用画像は、コントラストのある画質が求められるため、一般的には、医用画像の背景色を黒色にすることが多い。一方、医用画像とともに表示される情報画像の背景色も、一般的には、黒色である。すなわち、視差画像群及び情報画像それぞれの背景色は、同じ黒色となる。このため、観察者は、図４の右図に示すように、モニタ２の表面（以下、モニタ表面と記載する）において、黒色の背景内で文字等の情報とともに立体画像を認識することとなる。
【００６０】
ここで、視差画像群は、図４の左上図に示すように、モニタ表面から観察者側に飛び出した位置からモニタ表面の後ろ側の位置（図中のＡを参照）までの奥行きを持つ立体画像として観察者に認識されるように生成された画像群である。
【００６１】
しかし、一般的に、人間は、黒色の場所が最も奥に位置する場所として認識する。このため、実際に観察者により認識される立体画像は、図４の左下図に示すように、モニタ表面から観察者側に飛び出した位置からモニタ表面の位置（図中のａを参照）までの奥行きしか持たない立体画像となる。すなわち、観察者は、立体画像のＡの位置をａの位置として認識するため、立体画像の奥行きは、図４に示すように、圧縮された状態となる。
【００６２】
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、以下に説明する制御を行なうことで、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避する。すなわち、制御部１８は、モニタ２において視差画像群を表示する第１領域と、モニタ２において視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる「視差画像群と情報画像との合成画像群」がモニタ２に表示されるように制御する。具体的には、制御部１８は、第１領域の背景色と第２領域との背景色とが異なる色となる合成画像群がモニタ２に表示されるように制御する。
【００６３】
より具体的には、制御部１８は、第１領域と第２領域とを識別可能な視差画像群と情報画像との合成画像群として、第１領域の背景色と第２領域との背景色とが異なる色となる合成画像群を合成部１７ｃに生成させるように制御する。
【００６４】
以下、制御部１８の制御の下、第１の実施形態に係る合成部１７ｃが生成する合成画像群の具体例について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、第１の実施形態に係る合成画像群の一例を説明するための図である。また、図６Ａ及び図６Ｂは、第１の実施形態に係る合成画像群別の一例を説明するための図である。
【００６５】
例えば、制御部１８は、第１領域の背景色を黒色とし、第２領域の背景色を灰色とする合成画像群がモニタ２に表示されるように制御する。かかる制御により、合成部１７ｃは、図５Ａに示すように、背景色が黒色となる視差画像Ｕ１０と背景色が灰色となる情報画像Ｏ１０との合成画像を生成する。なお、図５Ａに例示する視差画像Ｕ１０は、画像間の視差角が例えば「１度」となる９つの視差画像の中の１つの視差画像を示しており、実際には、合成部１７ｃは、背景色が黒色となる９つの視差画像それぞれと背景色が灰色となる情報画像Ｏ１０との合成画像を９つ生成する。
【００６６】
まず、合成部１７ｃは、第１領域にて表示される９つの視差画像それぞれの背景色を黒色とする。ここで、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像それぞれの背景色が黒色である場合、合成部１７ｃは、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像をそのまま後段の処理に用いる。また、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像それぞれの背景色が黒色でない場合、合成部１７ｃは、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像の背景色を黒色として後段の処理に用いる。
【００６７】
そして、合成部１７ｃは、第１領域を取り囲むように設定される第２領域において、文字情報等の情報が配置され、情報以外の背景部分の色が灰色となる情報画像を生成する。そして、合成部１７ｃは、背景色が黒色である９つの視差画像それぞれと背景色が灰色である情報画像とを合成することで９つの合成画像から構成される合成画像群を生成する。
【００６８】
制御部１８は、合成画像群を上述した中間画像に変換して、モニタ２に表示させる。モニタ２の観察者は、図５Ｂに示すように、灰色の背景色にて情報画像Ｏ１０に描出される文字情報等を認識する。そして、モニタ２の観察者は、図５Ｂに示すように、視差画像群により表示される立体画像を黒色の背景色にて認識する。観察者は、灰色を黒色より自身に近い位置にあると認識するため、背景色が黒色である立体画像の奥行きは、維持されることとなる。
【００６９】
なお、合成部１７ｃにより生成される合成画像群は、図５Ａ及び図５Ｂに例示した合成画像群に限定されるものではない。例えば、制御部１８の制御により、合成部１７ｃは、図６Ａに示すように、情報画像の背景色は黒色のままとし、視差画像群の背景色を視差画像群の色「Ｂ」の補色「ＣＢ」とする場合であっても良い。視差画像群の背景色を補色とすることで、観察者は、立体画像と情報画像とを識別することができる。
【００７０】
また、制御部１８の制御により、合成部１７ｃは、更に、図６Ｂに示すように、視差画像群の背景色を視差画像群の色「Ｂ」の補色「ＣＢ」とするとともに、視差画像群の輪郭を黒色で強調した合成画像群とする場合であっても良い。視差画像群の背景色を補色とし、視差画像群の輪郭を黒色とすることで、観察者は、第１領域における立体画像の輪郭をモニタ表面より奥まった位置にあると認識することができ、立体画像と情報画像とを識別することができる。
【００７１】
また、図６Ａや図６Ｂに示す一例の合成画像群は、更に、情報画像が表示される第２領域の背景色を、「Ｂ」及び「ＣＢ」の中間色として生成される場合であっても良い。かかる合成画像群を表示することでも、観察者は、立体画像と情報画像とを識別することができる。
【００７２】
次に、図７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７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、図７では、ボリュームデータが生成され、更に、ボリュームデータに対する視点位置、視差数及び視差角等の視差画像群の生成条件が設定された後の処理について説明する。
【００７３】
図７に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して立体画像の表示要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、表示要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、表示要求を受けるまで待機する。
【００７４】
一方、表示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１７ｂは、背景色を黒色とする視差画像群を生成し（ステップＳ１０２）、合成部１７ｃは、背景色を灰色とする情報画像を生成する（ステップＳ１０３）。具体的には、合成部１７ｃは、第２領域の形状に合わせて背景色を灰色とする情報画像を生成する。
【００７５】
その後、合成部１７ｃは、第１領域のサイズに合わせた視差画像群それぞれと情報画像との合成画像群を生成する（ステップＳ１０４）。そして、モニタ２は、制御部１８の制御により、合成画像群を表示し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。
【００７６】
上述してきたように、第１の実施形態では、制御部１８は、モニタ２において視差画像群を表示する第１領域と、モニタ２において視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる「視差画像群と情報画像との合成画像群」を表示させる。すなわち、第１の実施形態では、制御部１８は、第１領域と第２領域とを識別可能な視差画像群と情報画像との合成画像群として、第１領域の背景色と第２領域との背景色とが異なる色となる合成画像群を合成部１７ｃに生成させるように制御し、モニタ２に表示させる。
【００７７】
具体的には、制御部１８は、第１領域と第２領域とを識別可能な視差画像群と情報画像との合成画像群として、第１領域の背景色が黒色であり、第２領域との背景色と灰色である合成画像群を合成部１７ｃに生成させるように制御し、モニタ２に表示させる。
【００７８】
かかる制御により、観察者は、第２領域に表示される情報画像がモニタ表面に位置するように感じ、第１領域に表示される立体画像の背景がモニタ表面より奥にあるように感じることができる。従って、第１の実施形態では、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避することができる。なお、第１の実施形態に係る合成部１７ｃの処理は、２次元データ処理部１４により実行される場合であっても良い。
【００７９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なる方法により合成画像群が生成される場合について説明する。
【００８０】
第２の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成されるが、制御部１８の合成部１７ｃに対する制御処理が第１の実施形態とは異なる。以下、これを中心に説明する。
【００８１】
第２の実施形態に係る制御部１８は、第１領域と第２領域との境界を囲む枠線が描画された合成画像群がモニタ２に表示されるように制御する。図８Ａ及び図８Ｂは、第２の実施形態に係る合成画像群を説明するための図である。
【００８２】
一例を挙げると、合成部１７ｃは、制御部１８の制御により、図８Ａに示すように、第１領域と第２領域との境界が白色の２重線により囲まれた枠線を描画した合成画像群を生成する。
【００８３】
ここで、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像それぞれの背景色が黒色である場合、合成部１７ｃは、レンダリング処理部１７ｂが生成した９つの視差画像をそのまま後段の処理に用いる。また、合成部１７ｃは、第２領域において、文字情報等が配置され、文字情報以外の背景部分の色が従来と同様に黒色となる情報画像を生成する。そして、合成部１７ｃは、９つの視差画像それぞれと情報画像とを合成し、更に、９つの視差画像それぞれの輪郭を囲む白色の２重線を描画することで、９つの合成画像から構成される合成画像群を生成する。
【００８４】
制御部１８は、合成画像群を中間画像に変換して、モニタ２に表示させる。これにより、モニタ２の観察者は、図８Ｂに示すように、枠線で区切られた情報画像に描出される文字情報等を認識する。そして、モニタ２の観察者は、図８Ｂに示すように、枠線で区切られた立体画像を黒色の背景色にて認識する。観察者は、枠線により情報画像と立体画像とを識別することができるので、立体画像の奥行きは維持されることとなる。
【００８５】
かかる枠線による識別効果は、張り付き効果や額縁効果と呼ばれるものである。ただし、立体再現される対象が画枠（枠線）で区切られると、左右眼への映像部分に違いが生じ、不安定な見えになる視野闘争が生じたり、対象が枠線に張り付いて立体感が抑えられて対象が変形したように見えたりする場合がある。
【００８６】
このため、制御部１８は、モニタ表示面と画枠（枠線）とが異なった位置に見えるように画枠（枠線）を設定したり、枠の存在を弱め、表示面位置を不確定な状態とする画面サイズの拡張を行なったり、空中像・空間像方式に基づく制御を行なっても良い。なお、空中像とは、表示像を空中に結像した映像のことであり、空中像を観察すると、表示面の存在位置が不確定になり、再現空間が表示面に固定されなくなるという効果がある。また、空間像とは、多層表示面や像面移動等で形成された映像であり、空間像を観察すると、空中像を観察する場合と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
次に、図９を用いて、第２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９は、第２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、図９では、ボリュームデータが生成され、更に、ボリュームデータに対する視点位置、視差数及び視差角等の視差画像群の生成条件が設定された後の処理について説明する。
【００８８】
図９に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して立体画像の表示要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、表示要求を受け付けない場合（ステップＳ２０１否定）、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、表示要求を受けるまで待機する。
【００８９】
一方、表示要求を受け付けた場合（ステップＳ２０２肯定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１７ｂは、背景色を黒色とする視差画像群を生成し（ステップＳ２０２）、合成部１７ｃは、背景色を黒色とする情報画像を生成する（ステップＳ２０３）。具体的には、合成部１７ｃは、第２領域の形状に合わせて背景色を黒色とする情報画像を生成する。
【００９０】
その後、合成部１７ｃは、第１領域のサイズに合わせた視差画像群であり、境界に枠線が描画された視差画像群それぞれと情報画像との合成画像群を生成する（ステップＳ２０４）。そして、モニタ２は、制御部１８の制御により、合成画像群を表示し（ステップＳ２０５）、処理を終了する。
【００９１】
上述してきたように、第２の実施形態では、制御部１８は、第１領域と第２領域との境界を囲む枠線が描画された合成画像群を合成部１７ｃに生成させるように制御し、モニタ２に表示させる。
【００９２】
かかる制御により、観察者は、第１領域と第２領域とを線で区別することができる。すなわち、第２の実施形態では、背景色が同色であっても、立体画像と情報画像とが同じ奥行き位置にあると観察者が認識することを防ぐことができる。従って、第２の実施形態でも、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避することができる。なお、第２の実施形態に係る合成部１７ｃの処理は、２次元データ処理部１４により実行される場合であっても良い。
【００９３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、視差画像群を印刷用に出力したり、汎用モニタにて表示用に出力したりする際に行なわれる処理について説明する。
【００９４】
観察者が立体画像を観察した際に、観察した画像を２次元データとして出力したい場合がある。しかし、立体画像は、複数の視差画像を表示することで認識される画像である。複数の視差画像を、汎用モニタで再生したり印刷すると、出力される画像が２重に見えたり、ボケたりする。すなわち、複数の視差画像は、出力用の画像として好ましくない。従って、印刷用に出力したり、汎用モニタで観察するために出力したりするためには、視差画像群が重畳されない画像が必要となる。
【００９５】
そこで、第３の実施形態に係る制御部１８は、立体画像として認識される視差画像群から所定視点の画像データを抽出して外部装置４に出力するように制御する。
【００９６】
制御部１８が行なう出力制御としては、以下の２つが挙げられる。すなわち、第１の出力制御において、制御部１８は、視差画像群の生成時に用いられた全視点の中心に位置している視点からの視差画像のデータを、所定視点の画像データとして抽出する。或いは、第２の出力制御において、制御部１８は、モニタ２を参照する観察者が観察する立体画像に該当する視差画像を、所定視点の画像データとして抽出する。
【００９７】
ここで、制御部１８は、所定視点の画像データに該当する画像のデータが視差画像群に存在する場合、当該該当する画像データを選択して外部装置４に出力する。一方、制御部１８は、所定視点の画像データに該当する画像データが視差画像群に存在しない場合、所定視点の画像データをレンダリング処理部１７ｂに生成させて、外部装置４に出力する。
【００９８】
以下、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃを用いて第３の実施形態に係る制御部１８が行なう出力制御の具体例について説明する。図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図である。
【００９９】
例えば、第１の出力制御を実行する場合、制御部１８は、図１０Ａに示すように、立体画像として認識される９視差画像の中から、全視点の中心位置にある視点Ｓの視差画像を抽出し、視点Ｓの視差画像のデータを外部装置４に出力する。
【０１００】
ここで、第１の出力制御を行なう場合、図１０Ａに示すように、モニタ２が９視差モニタであり、視差数が奇数であるならば、制御部１８が実行する抽出処理は、既存の視差画像群からの選択により実行することができる。しかし、モニタ２が２視差モニタでのように、視差数が偶数である場合、全視点の中心位置にある視点の視差画像は、存在しないこととなる。
【０１０１】
かかる場合、制御部１８は、図１０Ｂに示すように、全視点の中心位置に隣接する視点Ｓ１及び視点Ｓ２の間に視点Ｓを設定する。そして、制御部１８は、図１０Ｂに示すように、視点Ｓからの視差画像を、ボリュームデータからボリュームレンダリング処理を行なって生成するようにレンダリング処理部１７ｂを制御する。そして、制御部１８は、新規に生成させた視点Ｓの視差画像のデータを外部装置４に出力する。
【０１０２】
また、第２の出力制御を行なう場合、モニタ２を参照する観察者が観察する立体画像に該当する視差画像を特定するために、制御部１８は、図１０Ｃに示すように、モニタ２に対する観察者の視線方向を取得する。例えば、制御部１８は、モニタ２に対する観察者の視線方向を、モニタ２に取り付けられた顔認識機能を有するカメラを用いて取得する。例えば、カメラは、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、認識した顔の方向から観察者のモニタ２に対する視線方向を決定する。カメラが取得した視線方向は、制御部１８に転送される。
【０１０３】
そして、制御部１８は、観察者の視線方向に該当する視差画像を視差画像群から抽出する。ここで、観察者の視線方向に該当する視点Ｓ’（図１０Ｃを参照）からの視差画像が表示されている視差画像群に存在する場合、該当する視差画像のデータを選択して外部装置４に出力する。一方、視点Ｓ’の視差画像が表示されている視差画像群に存在しない場合、制御部１８は、視点Ｓ’をボリュームデータに対して設定する。そして、制御部１８は、新規に設定した視点Ｓ’からの視差画像を、ボリュームデータからボリュームレンダリング処理を行なって生成するようにレンダリング処理部１７ｂを制御する。そして、制御部１８は、新規に生成させた視点Ｓ’の視差画像のデータを外部装置４に出力する。
【０１０４】
なお、第３の実施形態に係る制御部１８は、出力用の視差画像データの抽出対象を、第１の実施形態又は第２の実施形態にて説明した合成画像群とする場合であっても良い。かかる場合、制御部１８は、所定視点の合成画像が存在しないならば、レンダリング処理部１７ｂに所定視点の視差画像を新規に生成させ、更に、合成部１７ｃに所定視点の視差画像と情報画像との合成画像を新規に生成させる。
【０１０５】
次に、図１１を用いて、第３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１１は、第３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。
【０１０６】
図１１に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して汎用モニタ用の出力要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここで、出力要求を受け付けない場合（ステップＳ３０１否定）、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、出力要求を受けるまで待機する。
【０１０７】
一方、出力要求を受け付けた場合（ステップＳ３０１肯定）、制御部１８は、出力用の画像データに該当するデータが存在するか否かを判定する（ステップＳ３０２）。ここで、存在する場合（ステップＳ３０２肯定）、制御部１８は、出力用の画像データに該当するデータを選択する（ステップＳ３０３）。なお、合成画像群が抽出対象である場合、ステップＳ３０３で選択されるデータは、合成画像のデータである。
【０１０８】
一方、存在しない場合（ステップＳ３０２否定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１７ｂは、出力用の画像データに該当するデータを生成する（ステップＳ３０４）。なお、合成画像群が抽出対象である場合、ステップＳ３０４においては、レンダリング処理部１７ｂ及び合成部１７ｃにより、新規の合成画像データが生成される。
【０１０９】
ステップＳ３０３又はステップＳ３０４の処理の後、制御部１８は、出力用の画像データを外部装置４に出力し（ステップＳ３０５）、処理を終了する。
【０１１０】
上述してきたように、第３の実施形態では、制御部１８は、立体画像として認識される視差画像群から所定視点の画像データを抽出して外部装置４に出力するように制御する。従って、第３の実施形態では、多視点からの視差画像群が画像でなく、１つの視点からの画像を出力することができる。
【０１１１】
なお、上記では、所定視点の画像データが、１つの視点における１つの視差画像又は１つの合成画像である場合について説明した。しかし、第３の実施形態に係る制御部１８の処理により、外部装置４に出力される画像データは、複数の視差画像や、複数の合成画像である場合であっても良い。すなわち、第３の実施形態は、所定視点が、１つの視点で構成される場合だけでなく、複数の視点で構成される場合であっても良い。
【０１１２】
例えば、モニタ２が９視差モニタであり、外部装置４に接続されるモニタが９視差モニタであるとする。かかる場合、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像を、所定視点の画像データとして、外部装置４に出力する。或いは、例えば、モニタ２が９視差モニタであり、外部装置４に接続されるモニタが５つの視差画像を表示することで立体画像を表示する５視差モニタであるとする。かかる場合、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像から選択した５つの画像データを、所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。一例として、制御部１８は、図１０Ａに例示する視点Ｓを中心とする５つの視点からの視差画像群を、所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。或いは、一例として、制御部１８は、図１０Ｂに例示する視点Ｓ’を中心とする５つの視点からの視差画像群を、所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。或いは、制御部１８は、５視差モニタで立体画像として表示される５視差画像や５つの合成画像を、ボリュームデータ処理部１７に新規に生成させた後に、外部装置４に出力する。
【０１１３】
或いは、例えば、モニタ２が９視差モニタであり、外部装置４に接続されるモニタが２視差モニタであるとする。かかる場合、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像から選択した２つの画像データを、所定視点の画像データとして、外部装置４に出力する。一例として、制御部１８は、図１０Ａに例示する視点Ｓからの視差画像と、視点Ｓの右側に位置する視点からの視差画像とを所定視点の画像データとして、外部装置４に出力する。或いは、制御部１８は、２視差モニタで立体画像として表示される２視差画像や２つの合成画像を、ボリュームデータ処理部１７に新規に生成させた後に、外部装置４に出力する。
【０１１４】
或いは、例えば、モニタ２が９視差モニタであり、外部装置４に接続されるモニタが１８個の視差画像を表示することで立体画像を表示する１８視差モニタであるとする。かかる場合、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像を選択する。更に、制御部１８は、モニタ２で立体画像として表示された９視差画像や９つの合成画像の生成に用いた視点に加えて、９つの視点の位置を新たに設定する。そして、制御部１８は、新たに設定した９つの視点を用いた９つの視差画像や９つの合成画像を、ボリュームデータ処理部１７に生成させる。そして、制御部１８は、１８個の視差画像や１８個の合成画像を、所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。なお、制御部１８は、外部装置４から外部装置４に接続されるモニタの立体視様式の情報を、外部装置４や外部装置４の操作者から取得することで、上記の処理を行なう。
【０１１５】
更には、例えば、外部装置４に接続されるモニタが９視差モニタであり、外部装置４の操作者から基準の視点位置を受け付けたとする。ここで、受け付けた基準の視点位置を中心とする９視差画像や９つの合成画像が生成済みの場合、制御部１８は、これらの画像データを所定視点の画像データとして外部装置４に出力する。一方、外部装置４の操作者の要求に合致する画像データが生成済みでない場合、制御部１８は、外部装置４の操作者から受け付けた基準の視点位置を中心とする９視差画像や９つの合成画像をボリュームデータ処理部１７に生成させた後、外部装置４に出力する。なお、外部装置４の操作者から受け付ける基準の視点位置は、複数である場合であっても良い。また、外部装置４の操作者から受け付ける情報は、基準の視点位置の他に、視差角の情報が含まれる場合であっても良い。
【０１１６】
このように、第３の実施形態に係る制御部１８は、外部装置４の操作者から受け付けた条件に合致する画像データが装置本体１０において生成済みである場合は、これらの画像データを所定視点の画像データとして出力する。また、制御部１８は、外部装置４の操作者から受け付けた条件に合致する画像データが装置本体１０において生成済みでない場合は、該当する画像データをボリュームデータ処理部１７に生成させて、外部装置４に出力する。
【０１１７】
なお、上述した第１の実施形態〜第３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の実施形態〜第３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。
【０１１８】
また、上述した第１の実施形態〜第３の実施形態では、モニタ２に表示される画像がボリュームレンダリング画像であ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３の実施形態は、モニタ２に表示される画像がボリュームデータからＭＰＲにより生成されたＭＰＲ画像である場合であっても、適用可能である。
【０１１９】
また、上述した第１の実施形態〜第３の実施形態では、医用画像診断装置である超音波診断装置において、奥行き感を低減させないための合成画像群を表示したり、立体画像の出力用データを抽出したりす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３の実施形態で説明した処理は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等のボリュームデータを生成可能な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。
【０１２０】
また、第１の実施形態〜第３の実施形態で説明した処理は、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１７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３の実施形態で説明した処理を行なう場合であってもよい。
【０１２１】
以上、説明したとおり、第１の実施形態〜第３の実施形態によれば、立体視される医用画像の奥行き感が低減することを回避することができる。
【０１２２】
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】
【０１２３】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
４ 外部装置
１０ 装置本体
１１ 送受信部
１２ Ｂモード処理部
１３ ドプラ処理部
１４ ２次元データ処理部
１５ 画像メモリ
１６ 内部記憶部
１７ ボリュームデータ処理部
１７ａ ボリュームデータ生成部
１７ｂ レンダリング部
１７ｃ 合成部
１８ 制御部
１００ ネットワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部により生成された前記視差画像群を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
前記表示部において前記視差画像群を表示する第１領域と、前記表示部において前記視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる前記視差画像群と前記情報画像との合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する制御部と、
を備える、医用画像診断装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記立体画像として認識される前記視差画像群又は前記合成画像群から、少なくとも１つの視点で構成される所定視点の画像データを抽出して所定の外部装置に出力するように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１領域の背景色と前記第２領域との背景色とが異なる色となる合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記第１領域の背景色を黒色とし、前記第２領域の背景色を灰色とする合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する、請求項３に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１領域と前記第２領域との境界を囲む枠線が描画された合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記視差画像群の生成時に用いられた全視点の中心に位置している視点からの視差画像、又は、合成画像の画像データを、前記所定視点の画像データとして抽出する、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記表示部を参照する観察者が観察する立体画像に該当する少なくとも１つの視差画像、又は、少なくとも１つの合成画像の画像データを、前記所定視点の画像データとして抽出する、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記所定視点の画像データに該当する画像のデータが前記視差画像群、又は、前記合成画像群に存在する場合、当該該当するデータを選択して前記所定の外部装置に出力し、前記所定視点の画像データに該当する画像データが前記視差画像群、又は、前記合成画像群に存在しない場合、前記所定視点の画像データを前記レンダリング処理部に生成させて前記所定の外部装置に出力する、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項９】
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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部により生成された前記視差画像群を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
前記表示部において前記視差画像群を表示する第１領域と、前記表示部において前記視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる前記視差画像群と前記情報画像との合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１】
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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部により生成された前記視差画像群を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
前記表示部において前記視差画像群を表示する第１領域と、前記表示部において前記視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる前記視差画像群と前記情報画像との合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する制御部と、
を備える、医用画像診断装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記立体画像として認識される前記視差画像群又は前記合成画像群から、少なくとも１つの視点で構成される所定視点の画像データを抽出して所定の外部装置に出力するように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１領域の背景色と前記第２領域との背景色とが異なる色となる合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記第１領域の背景色を黒色とし、前記第２領域の背景色を灰色とする合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する、請求項３に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１領域と前記第２領域との境界を囲む枠線が描画された合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記視差画像群の生成時に用いられた全視点の中心に位置している視点からの視差画像、又は、合成画像の画像データを、前記所定視点の画像データとして抽出する、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記表示部を参照する観察者が観察する立体画像に該当する少なくとも１つの視差画像、又は、少なくとも１つの合成画像の画像データを、前記所定視点の画像データとして抽出する、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記所定視点の画像データに該当する画像のデータが前記視差画像群、又は、前記合成画像群に存在する場合、当該該当するデータを選択して前記所定の外部装置に出力し、前記所定視点の画像データに該当する画像データが前記視差画像群、又は、前記合成画像群に存在しない場合、前記所定視点の画像データを前記レンダリング処理部に生成させて前記所定の外部装置に出力する、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項９】
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複数視点からレンダリング処理を行なうことで、所定視差数の視差画像である視差画像群を生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部により生成された前記視差画像群を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
前記表示部において前記視差画像群を表示する第１領域と、前記表示部において前記視差画像群以外の情報を示す情報画像を表示する第２領域とが識別可能となる前記視差画像群と前記情報画像との合成画像群が前記表示部に表示されるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２５４２８８（Ｐ２０１２−２５４２８８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０９９６２（Ｐ２０１２−１０９９６２）
【出願日】平成２４年５月１１日（２０１２．５．１１）
【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２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月１１日（２０１２．５．１１）
【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）】
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