超音波診断装置及びその制御プログラム
【課題】観察対象について、内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像を得ることができる超音波診断装置を提供する。
【解決手段】被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面Ｐ上の各画素のデータＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，・・・を得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、三次元弾性画像データ作成部は、前記各画素のデータＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，・・・として、前記視線方向における所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じたデータを得ることを特徴とする。
【解決手段】被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面Ｐ上の各画素のデータＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，・・・を得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、三次元弾性画像データ作成部は、前記各画素のデータＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，・・・として、前記視線方向における所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じたデータを得ることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を表示する超音波診断装置及びその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のＢモード画像と、生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像とを合成して表示させる超音波診断装置が、例えば特許文献１などに開示されている。この種の超音波診断装置において、弾性画像は次のようにして作成される。先ず、生体組織に対し、例えば超音波プローブによる圧迫とその弛緩を繰り返すなどして生体組織を変形させながら超音波の送受信を行なってエコーを取得する。そして、得られたエコーデータに基づいて、生体組織の弾性に関する物理量を算出し、この物理量を色情報に変換してカラーの弾性画像を作成する。ちなみに、生体組織の弾性に関する物理量としては、例えば生体組織の歪みなどを算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３２４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記特許文献１において、前記Ｂモード画像と前記弾性画像とが合成されて得られた合成画像は二次元の画像である。このため、例えば腫瘍など観察対象の立体的な形状を把握することが困難である。従って、観察対象の立体的な形状を把握できる三次元の弾性画像を表示する超音波診断装置が望まれている。
【０００５】
ここで、腫瘤は周りの正常組織よりも硬くなっている。しかし、腫瘤の内部全体が一様に硬くなってはおらず、一部に軟らかい部分を含んでいる場合もある。従って、腫瘤の内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像が表示されることが診断上有用である。以上のことから、所定の弾性の範囲の観察対象について内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像を表示することができる超音波診断装置及びその制御プログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するためになされた一の観点の発明は、被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、この三次元弾性画像データ作成部は、前記各画素のデータとして、前記視線方向における所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じたデータを得ることを特徴とする超音波診断装置である。
【０００７】
また、他の観点の発明は、被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、この三次元弾性画像データ作成部は、所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータを前記所定の視線方向に累積演算して、前記各画素のデータを得ることを特徴とする超音波診断装置である。
【発明の効果】
【０００８】
上記一の観点の発明によれば、ボリュームレンダリング処理における二次元投影面上の各画素のデータとして、所定の弾性の範囲の物理量に関するデータの数に応じたデータが得られるので、観察対象について、内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像を得ることができる。
【０００９】
上記他の観点の発明によれば、所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータを所定の視線方向に累積演算することにより、ボリュームレンダリング処理における投影面上の各画素のデータが得られるので、観察対象について、内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の実施形態の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す超音波診断装置における表示制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】互いに直交する三つの断面を示す説明図である。
【図４】実施形態における超音波診断装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図５】互いに直交する三断面についての超音波画像が表示された表示部の一例を示す図である。
【図６】互いに直交する三断面についての超音波画像に領域が設定された状態の表示部の一例を示す図である。
【図７】三次元領域を説明するための図である。
【図８】三次元領域を説明するための図である。
【図９】三次元領域を説明するための図である。
【図１０】領域の設定を説明するための図である。
【図１１】互いに直交する三断面についての超音波画像とともに、三次元弾性画像が表示された表示部の一例を示す図である。
【図１２】所定の弾性の範囲を説明するための図である。
【図１３】ボリュームレンダリング処理の説明図である。
【図１４】カラー弾性画像データの数と明度の関係を示す図である。
【図１５】ボリュームレンダリング処理の説明図である。
【図１６】第二実施形態において、階調値の逆数の加算値と明度の関係を示す図である。
【図１７】第二実施形態の第一変形例において、階調値の加算値と明度の関係を示す図である。
【図１８】第二実施形態の第一変形例において、階調値の加算値と明度の関係の他例を示す図である。
【図１９】第二実施形態の第二変形例において、階調値の逆数を二乗した値の加算値と明度の関係を示す図である。
【図２０】第二実施形態の第二変形例の効果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について図１〜図１５に基づいて説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、Ｂモードデータ処理部４、物理量データ処理部５、表示制御部６、表示部７、操作部８、制御部９及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１０を備える。
【００１２】
前記超音波プローブ２は、生体組織に対して超音波を送信しそのエコーを受信する。この超音波プローブ２は、三次元領域についての超音波の送受信を行なってボリュームデータを取得可能な超音波プローブである。具体的には、前記超音波プローブ２は、機械的に三次元領域の走査を行なう所謂メカニカル３Ｄプローブや、電子的に三次元領域の走査を行なう３Ｄプローブなどで構成される。前記超音波プローブ２を生体組織の表面に当接させた状態で圧迫と弛緩を繰り返したり、この超音波プローブ２から生体組織へ音響放射圧を加えたりして、生体組織を変形させながら超音波の送受信を行なって取得されたエコーデータに基づいて、後述のように弾性画像が作成される。
【００１３】
前記送受信部３は、前記制御部９からの制御信号に基づいて前記超音波プローブ２を所定の走査条件で駆動させて音線毎の超音波の走査を行なう。また、送受信部３は、前記超音波プローブ２で受信したエコーについて、整相加算処理等の信号処理を行なう。前記送受信部３で信号処理されたエコーデータは、前記Ｂモードデータ処理部４及び前記物理量データ処理部５に出力される。
【００１４】
前記Ｂモードデータ処理部４は、前記送受信部３から出力されたエコーデータに対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のＢモード処理を行い、Ｂモードデータを作成する。Ｂモードデータは、前記Ｂモードデータ処理部４から前記表示制御部６へ出力される。
【００１５】
前記物理量データ処理部５は、前記送受信部３から出力されたエコーデータに基づいて、生体組織における各部の弾性に関する物理量のデータ（物理量データ）を作成する（物理量算出機能）。前記物理量データ処理部５は、例えば特開２００８−１２６０７９号公報に記載されているように、一の走査面における同一音線上の時間的に異なるエコーデータに相関ウィンドウを設定し、この相関ウィンドウ間で相関演算を行なって前記弾性に関する物理量を算出し前記物理量データを作成する。前記弾性に関する物理量としては、例えば歪みが挙げられる。前記物理量データ処理部５は、本発明における物理量算出部の実施の形態の一例であり、また前記物理量算出機能は本発明における物理量算出機能の実施の形態の一例である。
【００１６】
前記表示制御部６には、前記Ｂモードデータ処理部４からのＢモードデータ及び前記物理量データ処理部５からの物理量データが入力されるようになっている。前記表示制御部６は、図２に示すようにメモリ６１、Ｂモード画像データ作成部６２、弾性画像データ作成部６３、断面画像表示制御部６４、領域設定部６５、三次元弾性画像表示制御部６６を有している。
【００１７】
前記メモリ６１には、前記超音波プローブ２によって超音波の走査を行なった三次元領域内の各走査面についてのＢモードデータ及び物理量データが記憶される。従って、前記メモリ６１に記憶されるＢモードデータ及び物理量データは、ボリュームデータである。前記Ｂモードデータ及び前記物理量データは、音線毎のデータとして前記メモリ６１に記憶される。
【００１８】
前記メモリ６１は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリで構成されている。ちなみに、前記Ｂモードデータ及び前記物理量データは、前記ＨＤＤ１０にも記憶されるようになっていてもよい。
【００１９】
ここで、超音波の送受信によって得られたエコーデータであって、後述のＢモード画像データ及びカラー弾性画像データに変換される前のデータをローデータ（Ｒａｗ Ｄａｔａ）と云うものとする。前記メモリ６１に記憶されるＢモードデータ及び物理量データは、ローデータである。
【００２０】
前記Ｂモード画像データ作成部６２は、前記Ｂモードデータを、エコーの信号強度に応じた輝度情報を有するＢモード画像データＢＤに変換する。また、前記弾性画像データ作成部６３は、前記物理量データを歪みに応じた色情報を有するカラー弾性画像データＥＤに変換する。ちなみに、前記Ｂモード画像データＢＤにおける輝度情報及び前記カラー弾性画像データＥＤにおける色情報は所定の階調（例えば２５６階調）からなる。前記カラー弾性画像データＥＤは、本発明における階調化データの実施の形態の一例であり、本発明における物理量に関するデータの実施の形態の一例である。本発明における物理量に関するデータには、物理量データそのものの他、前記カラー弾性画像データＥＤのように、物理量データに基づいて作成されたデータが含まれる。
【００２１】
前記断面画像表示制御部６４は、弾性画像ＥＧとＢモード画像ＢＧとが合成された超音波画像Ｇを前記表示部７に表示させる。具体的には、前記断面画像表示制御部６４は、前記Ｂモード画像データＢＤ及び前記カラー弾性画像データＥＤを加算処理することによって合成し、前記表示部７に表示する二次元の超音波画像の画像データを作成する。この画像データは、白黒のＢモード画像ＢＧとカラーの弾性画像ＥＧとが合成された二次元の超音波画像Ｇとして前記表示部７に表示される。前記弾性画像ＥＧは、半透明で（背景のＢモード画像が透けた状態で）表示される。
【００２２】
前記超音波画像Ｇは、図３に示すように、互いに直交する断面ＸＹ、断面ＹＺ、断面ＺＸの三断面についての超音波画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３である（図５等参照）。すなわち、前記断面画像表示制御部６４は、前記各断面ＸＹ，ＹＺ，ＺＸについて、前記Ｂモード画像データＢＤ及び前記カラー弾性画像データＥＤを合成して画像データを作成し、超音波画像Ｇ１〜Ｇ３を表示させる。前記断面画像表示制御部６４は、本発明における断面画像表示制御部の実施の形態の一例である。
【００２３】
ただし、前記断面画像表示制御部６４は、前記超音波画像Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）として、前記カラー弾性画像データＥＤに基づく弾性画像ＥＧ（ＥＧ１〜ＥＧ３）のみを表示してもよい。
【００２４】
前記領域設定部６５は、前記超音波画像Ｇ１〜Ｇ３に領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（図６参照）を設定する。前記領域設定部６５は、前記操作部８からの入力に基づいて前記領域Ｒ１〜Ｒ３を設定する。詳細は後述する。前記領域設定部６５及び前記操作部８は、本発明における領域設定部の実施の形態の一例である。
【００２５】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄのデータ（三次元弾性画像データ）を作成する三次元弾性画像データ作成機能を実行する。また、三次元弾性画像表示制御部６６は、前記三次元弾性画像データに基づいて、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを前記表示部７に表示させる。前記三次元画像表示制御部６６は、前記超音波画像Ｇ１〜Ｇ３において設定された領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に基づいて特定される設定三次元領域Ｒ３Ｄについて、前記三次元弾性画像データを作成し三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示させる。詳細は後述する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、本発明における三次元弾性画像データ作成部の実施の形態の一例であり、また前記三次元弾性画像データ作成機能は、本発明における三次元弾性画像データ作成機能の実施の形態の一例である。
【００２６】
前記表示部７は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などで構成される。前記操作部８は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。
【００２７】
前記制御部９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有して構成され、前記ＨＤＤ１０に記憶された制御プログラムを読み出し、前記物理量算出機能、三次元弾性画像データ作成機能などをはじめとする前記超音波診断装置１の各部における機能を実行させる。
【００２８】
さて、本例の超音波診断装置１の作用について図４のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１では、超音波の送受信を行なってボリュームデータを取得する。具体的に説明すると、前記送受信部３は、前記超音波プローブ２から被検体の生体組織へ超音波を送信させ、そのエコー信号を取得する。この時、生体組織を変形させながら三次元領域について超音波の送受信を行なう。
【００２９】
エコー信号が取得されると、前記Ｂモードデータ処理部４が前記Ｂモードデータを作成し、また前記物理量データ処理部５が前記物理量データを作成する。さらに、前記Ｂモード画像データ作成部６２が前記Ｂモードデータに基づいてＢモード画像データＢＤを作成し、前記弾性画像データ作成部６３が前記物理量データに基づいてカラー弾性画像データＥＤを作成する。そして、超音波の走査を行なった三次元領域についての前記Ｂモード画像データＢＤ及び前記カラー弾性画像データＥＤが、前記メモリ６１又は前記ＨＤＤ１０に記憶される。
【００３０】
次に、ステップＳ２では、前記メモリ６１又は前記ＨＤＤ１０に記憶された前記Ｂモード画像データＢＤ及び前記カラー弾性画像データＥＤに基づいて、前記断面画像表示制御部６４が、互いに直交する断面ＸＹ、断面ＹＺ、断面ＺＸ（図３参照）についての超音波画像Ｇ１〜Ｇ３を、図５に示すように前記表示部７に表示させる。前記超音波画像Ｇ１は、前記断面ＸＹについての画像で、Ｂモード画像ＢＧ１と弾性画像ＥＧ１とが合成された画像であり、また前記超音波画像Ｇ２は、前記断面ＹＺについての画像で、Ｂモード画像ＢＧ２と弾性画像ＥＧ２とが合成された画像である。さらに、前記超音波画像Ｇ３は、断面ＺＸについての画像で、Ｂモード画像ＢＧ３と弾性画像ＥＧ３とが合成された画像である。
【００３１】
前記弾性画像ＥＧ１〜ＥＧ３は、前記カラー弾性画像データＥＤの階調値に応じた色相を有する画像である。図５において、前記弾性画像ＥＧ１〜ＥＧ３の色相はドット（ｄｏｔ）の濃さで示されている。この弾性画像ＥＧ１〜ＥＧ３において、観察対象である腫瘤Ｃは、周囲よりもドット（ｄｏｔ）の密度が高い部分ｄｈとこの部分ｄｈよりもドットの密度が低い部分ｄｌとからなる。前記部分ｄｈは周囲の正常組織よりも硬い部分であり、前記部分ｄｌは前記部分ｄｈよりも軟らかい部分である。
【００３２】
次に、ステップＳ３では、図６に示すように前記各超音波画像Ｇ１〜Ｇ３（前記弾性画像ＥＧ１〜ＥＧ３）において領域Ｒ１〜領域Ｒ３を設定する。具体的には、操作者は前記各超音波画像Ｇ１〜Ｇ３を見ながら、これら各超音波画像Ｇ１〜Ｇ３における所望の位置に前記領域Ｒ１〜Ｒ３が設定されるように、前記操作部８において指示入力を行なう。そして、操作部８における指示入力があると、前記領域設定部６５が前記領域Ｒ１〜Ｒ３を設定する。
【００３３】
前記領域Ｒ１〜Ｒ３は、前記各超音波画像Ｇ１〜Ｇ３において、観察対象である腫瘤Ｃの周囲に設定される。そして、前記領域Ｒ１〜Ｒ３が設定されることにより、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの作成対象となる三次元領域Ｒ３Ｄ（図示せず）が特定される。
【００３４】
ここで、前記領域Ｒ１〜Ｒ３の設定による前記三次元領域Ｒ３Ｄの特定について説明する。断面ＸＹについての領域Ｒ１が設定されると、図７に示すように、前記領域Ｒ１を断面としｚ軸方向を奥行とする四角柱の領域ＲＰ１が想定され、また断面ＹＺについての領域Ｒ２が設定されると、図８に示すように前記領域Ｒ２を断面としｘ軸方向を奥行とする四角柱の領域ＲＰ２が想定される。さらに、断面ＺＸについての領域Ｒ３が設定されると、図９に示すように前記領域Ｒ３を断面としｙ軸方向を奥行とする四角柱の領域ＲＰ３が想定される。そして、前記四角柱の領域ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３が重なり合う領域が前記三次元領域Ｒ３Ｄとなる。
【００３５】
ちなみに、例えば生体組織に対して送信された超音波が十分に届かなかった場合や、超音波送受信時における生体組織に対する圧迫とその弛緩の条件が不適切なものであった場合、弾性画像ＥＧにおいてノイズ（ｎｏｉｓｅ）が生じる場合がある。弾性画像ＥＧにおいてこのようなノイズが存在している場合、前記領域Ｒ１〜Ｒ３は、ノイズを避けるように設定することが好ましい（ただし、図６においてノイズは図示省略）。具体的に説明する。図１０には超音波画像Ｇ１が示されており、この超音波画像Ｇ１の弾性画像ＥＧ１において、符号ｎは、正常組織ではあるが腫瘤Ｃと同じ弾性として表示されているノイズの部分を示す。領域Ｒ１は、ノイズｎを避けるようにして腫瘤Ｃの周囲に設定する。このようにして前記各領域Ｒ１〜Ｒ３を設定することにより、腫瘤Ｃを観察しやすい三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示することができる。
【００３６】
次に、ステップＳ４では、前記三次元弾性画像表示制御部６６が三次元弾性画像データを作成し、図１１に示すように三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示する。この三次元弾性画像ＥＧ３Ｄは、前記超音波画像Ｇ１〜Ｇ３とともに、前記表示部７に表示される。ちなみに、前記超音波画像Ｇ１〜Ｇ３において前記領域Ｒ１〜Ｒ３は表示されていても表示されていなくてもよい。図１１では前記領域Ｒ１〜Ｒ３は表示されていない。
【００３７】
三次元弾性画像データの作成について詳細に説明する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記領域Ｒ１〜Ｒ３に基づいて特定される前記三次元領域Ｒ３Ｄにおけるカラー弾性画像データ（ボリュームデータ：ｖｏｌｕｍｅ ｄａｔａ）ＥＤのうち、予め設定された所定の弾性の範囲のカラー弾性画像データＥＤを用いて三次元弾性画像データを作成する。
【００３８】
ここで、所定の弾性の範囲について詳細に説明する。本例では、カラー弾性画像データＥＤは、０〜２５５までの２５６階調のデータである。従って、前記弾性画像データ作成部６３により、前記物理量データは２５６階調に階調化されてカラー弾性画像データＥＤになる。
【００３９】
前記所定の弾性の範囲は、前記２５６階調の階調値において設定される。具体的に図１２に基づいて説明する。この図１２に示す数直線ｌは、階調値０〜２５５の２５６階調を表す数直線であるものとする。この数直線ｌにおいて、階調値が小さいほど（階調値０側）、歪みが小さく生体組織が硬い（生体組織の弾性が大きい）ものとし、階調値が大きくなるほど（階調値２５５側）、歪みが大きく生体組織が軟らかい（生体組織の弾性が小さい）ものとする。
【００４０】
前記所定の弾性の範囲は、２５６階調において、階調値０〜階調値Ｎ１の範囲Ｓ１に設定される。このように、前記範囲Ｓ１は硬い側に設定され、階調値Ｎ１は、前記範囲Ｓ１が腫瘤Ｃにおける前記部分ｄｈの弾性を含む階調値になっている。一方、前記部分ｄｌは前記範囲Ｓ１には含まれない。
【００４１】
前記所定の弾性の範囲は、操作者が前記操作部８において設定するようになっていてもよいし、デフォルトとして設定されていてもよい。また、前記階調値Ｎ１を前記操作部８において任意に入力できるようになっていてもよい。
【００４２】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１３に示すように、前記三次元領域Ｒ３Ｄにおけるカラー弾性画像データＥＤからなるボリュームデータＶＤに対してボリュームレンダリング処理を行なって三次元弾性画像データを作成する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記ボリュームデータＶＤのうち前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤからなるボリュームデータＶＤを対象にしてボリュームレンダリング処理を行なって三次元弾性画像データを作成する。具体的には、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記三次元領域Ｒ３Ｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤを、投影面Ｐに対して所定の視線方向ｅｄに投影して前記投影面Ｐ上の各画素のデータ（画素値）を得る。この投影面Ｐ上の画素データが三次元弾性画像データである。
【００４３】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記投影面Ｐにおける各画素のデータとして、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数に応じた画素値のデータを得る。
【００４４】
ここで、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄは、単一の色相で、前記投影面Ｐにおける画素データの画素値に応じて異なる明度（輝度）を有する画像である。あるいは、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄは、無彩色（白黒）で、前記画素値に応じて異なる明度を有する画像であってもよい。
【００４５】
前記投影面Ｐにおける各画素のデータは、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度の情報を有する。この明度の情報は、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数に応じたものである。具体的には、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１４に示すように、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数が多いほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きくなり、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数が少ないほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さくなるように、前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。図１５に基づいて詳細に説明する。この図１５では、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤ１１，ＥＤ１２，ＥＤ１３，ＥＤ１４，ＥＤ１５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ１を得る。また、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤ２１，ＥＤ２２，ＥＤ２５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ２を得る。さらに、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤ３１，ＥＤ３５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ３を得る。
【００４６】
ちなみに、図１５において破線で示されたカラー弾性画像データＥＤ２３，ＥＤ２４，ＥＤ３２，ＥＤ３３，ＥＤ３４は、前記範囲Ｓ１外のデータである。
【００４７】
前記画素データＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３のうち、最も多いデータに基づいて得られた前記画素データＰＤ１の画素値が示す明度が最も大きく、最も少ないデータに基づいて得られた前記画素データＰＤ３の画素値が示す明度が最も小さい。
【００４８】
なお、図１５においては、前記三次元領域Ｒ３Ｄのボリュームデータの一部のみが図示されているものとする。カラー弾性画像データＥＤの数は説明の便宜上のものであり、これよりも多いデータ数に基づいて各画素の画素値を得る場合もあるものとする。
【００４９】
以上のようにして作成された三次元弾性画像データに基づいて前記表示部７に表示された三次元弾性画像ＥＧ３Ｄにおいては、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数が多いほど、明度が大きくなる。ここで、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数が多いほど、前記視線方向ｅｄにおいて生体組織の弾性が大きい部分が多いことを意味する。従って、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄにおいて、生体組織が硬い部分が集まっている部分の明度が大きくなる。具体的には、前記部分ｄｈの明度は大きく、前記部分ｄｌの明度は小さい。従って、本例の超音波診断装置１によれば、腫瘤Ｃなどの観察対象について、内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示させることができる。
【００５０】
また、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄにおいて、生体組織が硬い部分が集まっている部分の明度を大きくすることにより、硬い部分がどこに分布しているかを容易に把握することができる。これにより、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを参照すれば、例えば腫瘤においてより硬い部分に穿刺針を刺入する時に、刺入位置をより容易に把握することができる。
【００５１】
ちなみに、前記表示部７に表示された前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを回転させることができるようになっていてもよい。これにより、硬い部分がどこに分布しているかを一層容易に把握することができる。
【００５２】
なお、図１４に示すグラフは一例であり、これに限られるものではない。例えば、特に図示しないが、カラー弾性画像データＥＤの数と明度とが、非線形の関係になっていてもよい。
【００５３】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。なお、以下の説明では、第一実施形態と異なる事項について説明する。
【００５４】
本例では、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、ボリュームレンダリング処理において、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤを前記視線方向ｅｄに累積演算して前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。この各画素のデータは、累積演算値に応じた明度の情報を有するデータである。より詳細には、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、カラー弾性画像データＥＤの階調値の逆数を前記視線方向ｅｄに加算して各画素のデータを得る。
【００５５】
具体的に説明する。図１５におけるカラー弾性画像データＥＤ１１の階調値を「ｇ１１」、カラー弾性画像データＥＤ１２の階調値を「ｇ１２」、カラー弾性画像データＥＤ１３の階調値を「ｇ１３」、カラー弾性画像データＥＤ１４の階調値を「ｇ１４」、カラー弾性画像データＥＤ１５の階調値を「ｇ１５」とする。また、同様に前記カラー弾性画像データＥＤ２１，ＥＤ２２，ＥＤ２５の階調値をそれぞれ「ｇ２１」、「ｇ２２」、「ｇ２５」、前記カラー弾性画像データＥＤ３１、ＥＤ３５の階調値をそれぞれ「ｇ３１」、「ｇ３５」とする。
【００５６】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記カラー弾性画像データＥＤ１１〜ＥＤ１５の階調値の逆数の加算値Ａｄｄ１、前記カラー弾性画像データＥＤ２１，ＥＤ２２，ＥＤ２５の階調値の逆数の加算値Ａｄｄ２、前記カラー弾性画像データＥＤ３１，ＥＤ３５の階調値の逆数の加算値Ａｄｄ３を算出する。すなわち、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、下記（式１）〜（式３）により前記加算値Ａｄｄ１〜Ａｄｄ３を算出する。
Ａｄｄ１＝（１／ｇ１１）＋（１／ｇ１２）＋（１／ｇ１３）
＋（１／ｇ１４）＋（１／ｇ１５）・・・（式１）
Ａｄｄ２＝（１／ｇ２１）＋（１／ｇ２２）＋（１／ｇ２５）・・・（式２）
Ａｄｄ３＝（１／ｇ３１）＋（１／ｇ３５）・・・（式３）
【００５７】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１６に示すグラフに従って、前記加算値Ａｄｄ１〜Ａｄｄ３に基づいて前記画素データＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３を得る。すなわち、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１６に示すように、階調値の逆数の加算値が大きいほど前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きく、加算値が小さいほど前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さくなるように、前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。
【００５８】
ここで、階調値が小さいほど生体組織の弾性（弾性率）は大きく（生体組織は硬い）、階調値が大きいほど生体組織の弾性が小さい（生体組織は軟らかい）。従って、前記視線方向ｅｄにおける各カラー弾性画像データＥＤの階調値が小さいほど、階調値の逆数の加算値（累積演算値）は大きくなり、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１内のカラー弾性画像データＥＤの数が多いほど、階調値の逆数の加算値は大きくなる。また、前記視線方向ｅｄにおける各カラー弾性画像データＥＤの階調値が大きいほど、階調値の逆数の加算値は小さくなり、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１内のカラー弾性画像データＥＤの数が少ないほど、階調値の逆数の加算値は小さくなる。以上より、階調値の逆数の加算値が大きいほど、その加算値が得られた視線方向における生体組織の弾性が大きいことを示し、階調値の逆数の加算値が小さいほど、その加算値が得られた視線方向における生体組織の弾性が小さいことを示す。上述のように、階調値の逆数の加算値が大きいほど三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きく、階調値の逆数の加算値が小さいほど三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さいので、生体組織の弾性が大きいほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きくなるように前記各画素のデータが得られ、生体組織の弾性が小さいほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さくなるように前記各画素のデータが得られることになる。
【００５９】
本例の超音波診断装置１によれば、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１内のカラー弾性画像データＥＤの数は、前記部分ｄｌよりも前記部分ｄｈの方が多いので、前記範囲Ｓ１内のカラー弾性画像データＥＤの階調値の逆数の加算値は、前記部分ｄｌよりも前記部分ｄｈの方が大きくなる。従って、第一実施形態と同様に、前記部分ｄｌよりも前記部分ｄｈの方が明度の大きい三次元弾性画像ＥＧ３Ｄが表示され、腫瘤Ｃについて内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示させることができる。
【００６０】
また、第一実施形態と同様に、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄにおいて、生体組織が硬い部分が集まっている部分の明度が大きいので、生体組織が硬い部分がどこに分布しているかを容易に把握することができる。
【００６１】
なお、本例においても図１６に示すグラフは一例であり、これに限られるものではない。
【００６２】
次に、第二実施形態の変形例について説明する。先ず、第一変形例について説明する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの累積演算値（本例では加算値）が示す生体組織の弾性が大きいほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きくなるように、前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得ればよい。例えば、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、カラー弾性画像データＥＤの階調値の逆数ではなく、階調値をそのまま前記視線方向ｅｄに加算してもよい。この場合、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１７に示すグラフに従って、階調値の加算値に基づいて前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。すなわち、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１７に示すように、加算値が小さいほど前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きく、加算値が大きいほど前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さくなるように、前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。
【００６３】
なお、図１７に示すグラフも一例であり、これに限られるものではない。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、例えば図１８に示すグラフに従って、階調値の加算値に基づいて前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得てもよい。
【００６４】
次に、第二変形例について説明する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、生体組織の弾性がより大きいことを示すカラー弾性画像データ、すなわち階調値がより小さいカラー弾性画像データが強調された累積演算値が得られる累積演算を行なってもよい。例えば、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記カラー弾性画像データＥＤの階調値の逆数を二乗した値を加算してもよい。具体的に説明すると、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記カラー弾性画像データＥＤ１１〜ＥＤ１５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ１′、前記カラー弾性画像データＥＤ２１，ＥＤ２２，ＥＤ２５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ２′、前記カラー弾性画像データＥＤ３１，ＥＤ３５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ３′を算出する。すなわち、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、下記（式１）〜（式３）により前記加算値Ａｄｄ１′〜Ａｄｄ３′を算出する。
Ａｄｄ１′＝（１／ｇ１１）２＋（１／ｇ１２）２＋（１／ｇ１３）２
＋（１／ｇ１４）２＋（１／ｇ１５）２・・・（式１）
Ａｄｄ２′＝（１／ｇ２１）２＋（１／ｇ２２）２＋（１／ｇ２５）２・・・（式２）
Ａｄｄ３′＝（１／ｇ３１）２＋（１／ｇ３５）２・・・（式３）
【００６５】
この第二変形例では、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、得られた加算値に基づいて、図１９に示すグラフに従って前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。
【００６６】
この第二変形例によれば、生体組織の弾性がより大きいことを示すカラー弾性画像データＥＤが強調された加算値が得られる。具体的に図２０に基づいて説明する。この図２０では、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、カラー弾性画像データＥＤ５１，ＥＤ５２，ＥＤ５３，ＥＤ５４，ＥＤ５５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ５を得る。また、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、カラー弾性画像データＥＤ６１，ＥＤ６２，ＥＤ６３，ＥＤ６４，ＥＤ６５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ６を得る。
【００６７】
前記カラー弾性画像データＥＤ５１〜ＥＤ５５の階調値をそれぞれ「ｇ５１」、「ｇ５２」、「ｇ５３」、「ｇ５４」、「ｇ５５」、前記カラー弾性画像データＥＤ６１〜ＥＤ６５の階調値をそれぞれ「ｇ６１」、「ｇ６２」、「ｇ６３」、「ｇ６４」、「ｇ６５」とする。
【００６８】
例えば、ｇ５１＝３、ｇ５２＝４、ｇ５３＝１、ｇ５４＝４、ｇ５５＝３とし、ｇ６１＝３、ｇ６２＝３、ｇ６３＝３、ｇ６４＝３、ｇ６５＝３とする。従って、前記カラー弾性画像データＥＤ５３の階調値ｇ５３は他の階調値と比較してかなり小さくなっている。
【００６９】
仮に、前記階調値ｇ５１〜ｇ５５、ｇ６１〜ｇ６５を単純に加算した場合、ｇ５１＋ｇ５２＋ｇ５３＋ｇ５４＋ｇ５５＝１５となり、ｇ６１＋ｇ６２＋ｇ６３＋ｇ６４＋ｇ６５＝１５となるので、階調値の加算値が等しくなる。従って、階調値を単純に加算して画素データＰＤ５，ＰＤ６を得ると、画素データＰＤ５，ＰＤ６は等しい画素値になる。
【００７０】
しかし、前記カラー弾性画像データＥＤ５１，ＥＤ５２，ＥＤ５３，ＥＤ５４，ＥＤ５５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ５′、前記カラー弾性画像データＥＤ６１，ＥＤ６２，ＥＤ６３，ＥＤ６４，ＥＤ６５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ６′は以下の通りとなる。
Ａｄｄ５′＝（１／３）２＋（１／４）２＋１２＋（１／４）２＋（１／３）２
＝９７／７２
Ａｄｄ６′＝（１／３）２＋（１／３）２＋（１／３）２
＋（１／３）２＋（１／３）２
＝５／９
【００７１】
従って、前記加算値Ａｄｄ５′は前記加算値Ａｄｄ６′よりも十分に大きくなる（Ａｄｄ５′＞＞Ａｄｄ６′）。従って、生体組織の弾性がより大きいことを示す前記カラー弾性画像データＥＤ５３が強調された加算値を得ることができる。
【００７２】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１９に従って画素データを得るので、前記加算値Ａｄｄ５′に基づいて得られる画素データＰＤ５は、前記加算値Ａｄｄ６′に基づいて得られる画素データＰＤ６よりも明度が大きい。以上より、生体組織の弾性がより大きいことを示す前記カラー弾性画像データＥＤ５３を、三次元弾性画像の明度に反映させることができる。
【００７３】
ちなみに、この第二実施形態の第二変形例において、生体組織の弾性がより大きいことを示すカラー弾性画像データＥＤが強調された累積演算値が得られる累積演算であれば、上述の演算に限られるものではない。
【００７４】
以上、本発明を上記各実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、上記各実施形態において、前記所定の弾性の範囲は前記２５６階調の階調値において設定されているが、これに限られるものではなく、前記歪みの値などの物理量において設定されてもよい。この場合、前記所定の弾性の範囲として設定された所定の範囲の物理量についての前記物理量データを対象にしてボリュームレンダリング処理を行ない、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを作成して表示する。ただし、この場合には、電子的に三次元領域の走査を行なって生体組織の変形状態がなるべく同じ状態下においてエコーデータを取得することが望ましい。
【００７５】
また、前記物理量データ作成部５は、生体組織の弾性に関する物理量として、歪みの代わりに生体組織の変形による変位や弾性率などを算出してもよい。また、生体組織に対して音響放射圧を加えることによって生体組織にせん断波（ｓｈｅａｒ ｗａｖｅ）を発生させ、このせん断波の速度に基づいて、生体組織の弾性に関する物理量として、生体組織の硬さ（Ｐａ：パスカル）を算出してもよい。ちなみに、せん断波の速度は、超音波のエコー信号に基づいて算出することができる。さらに、他の公知の手法によって生体組織の弾性に関する物理量を算出してもよい。
【００７６】
さらに、上記実施形態においては、前記三次元弾性画像データＥＧ３Ｄは、前記投影面Ｐ上の画素値に応じた明度を有する画像になっているが、これに限られるものではなく、画素値に応じた色相や不透明度などを有する画像であってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１ 超音波診断装置
５ 物理量データ処理部（物理量算出部）
６４ 断面画像表示制御部
６５ 領域設定部
６６ 三次元弾性画像表示制御部（三次元弾性画像データ作成部）
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３ 超音波画像
ＢＧ１，ＢＧ２，ＢＧ３ Ｂモード画像
ＥＧ１，ＥＧ２，ＥＧ３ 弾性画像
ＥＧ３Ｄ 三次元弾性画像
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を表示する超音波診断装置及びその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のＢモード画像と、生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像とを合成して表示させる超音波診断装置が、例えば特許文献１などに開示されている。この種の超音波診断装置において、弾性画像は次のようにして作成される。先ず、生体組織に対し、例えば超音波プローブによる圧迫とその弛緩を繰り返すなどして生体組織を変形させながら超音波の送受信を行なってエコーを取得する。そして、得られたエコーデータに基づいて、生体組織の弾性に関する物理量を算出し、この物理量を色情報に変換してカラーの弾性画像を作成する。ちなみに、生体組織の弾性に関する物理量としては、例えば生体組織の歪みなどを算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３２４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記特許文献１において、前記Ｂモード画像と前記弾性画像とが合成されて得られた合成画像は二次元の画像である。このため、例えば腫瘍など観察対象の立体的な形状を把握することが困難である。従って、観察対象の立体的な形状を把握できる三次元の弾性画像を表示する超音波診断装置が望まれている。
【０００５】
ここで、腫瘤は周りの正常組織よりも硬くなっている。しかし、腫瘤の内部全体が一様に硬くなってはおらず、一部に軟らかい部分を含んでいる場合もある。従って、腫瘤の内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像が表示されることが診断上有用である。以上のことから、所定の弾性の範囲の観察対象について内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像を表示することができる超音波診断装置及びその制御プログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するためになされた一の観点の発明は、被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、この三次元弾性画像データ作成部は、前記各画素のデータとして、前記視線方向における所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じたデータを得ることを特徴とする超音波診断装置である。
【０００７】
また、他の観点の発明は、被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、この三次元弾性画像データ作成部は、所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータを前記所定の視線方向に累積演算して、前記各画素のデータを得ることを特徴とする超音波診断装置である。
【発明の効果】
【０００８】
上記一の観点の発明によれば、ボリュームレンダリング処理における二次元投影面上の各画素のデータとして、所定の弾性の範囲の物理量に関するデータの数に応じたデータが得られるので、観察対象について、内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像を得ることができる。
【０００９】
上記他の観点の発明によれば、所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータを所定の視線方向に累積演算することにより、ボリュームレンダリング処理における投影面上の各画素のデータが得られるので、観察対象について、内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の実施形態の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す超音波診断装置における表示制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】互いに直交する三つの断面を示す説明図である。
【図４】実施形態における超音波診断装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図５】互いに直交する三断面についての超音波画像が表示された表示部の一例を示す図である。
【図６】互いに直交する三断面についての超音波画像に領域が設定された状態の表示部の一例を示す図である。
【図７】三次元領域を説明するための図である。
【図８】三次元領域を説明するための図である。
【図９】三次元領域を説明するための図である。
【図１０】領域の設定を説明するための図である。
【図１１】互いに直交する三断面についての超音波画像とともに、三次元弾性画像が表示された表示部の一例を示す図である。
【図１２】所定の弾性の範囲を説明するための図である。
【図１３】ボリュームレンダリング処理の説明図である。
【図１４】カラー弾性画像データの数と明度の関係を示す図である。
【図１５】ボリュームレンダリング処理の説明図である。
【図１６】第二実施形態において、階調値の逆数の加算値と明度の関係を示す図である。
【図１７】第二実施形態の第一変形例において、階調値の加算値と明度の関係を示す図である。
【図１８】第二実施形態の第一変形例において、階調値の加算値と明度の関係の他例を示す図である。
【図１９】第二実施形態の第二変形例において、階調値の逆数を二乗した値の加算値と明度の関係を示す図である。
【図２０】第二実施形態の第二変形例の効果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について図１〜図１５に基づいて説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、Ｂモードデータ処理部４、物理量データ処理部５、表示制御部６、表示部７、操作部８、制御部９及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１０を備える。
【００１２】
前記超音波プローブ２は、生体組織に対して超音波を送信しそのエコーを受信する。この超音波プローブ２は、三次元領域についての超音波の送受信を行なってボリュームデータを取得可能な超音波プローブである。具体的には、前記超音波プローブ２は、機械的に三次元領域の走査を行なう所謂メカニカル３Ｄプローブや、電子的に三次元領域の走査を行なう３Ｄプローブなどで構成される。前記超音波プローブ２を生体組織の表面に当接させた状態で圧迫と弛緩を繰り返したり、この超音波プローブ２から生体組織へ音響放射圧を加えたりして、生体組織を変形させながら超音波の送受信を行なって取得されたエコーデータに基づいて、後述のように弾性画像が作成される。
【００１３】
前記送受信部３は、前記制御部９からの制御信号に基づいて前記超音波プローブ２を所定の走査条件で駆動させて音線毎の超音波の走査を行なう。また、送受信部３は、前記超音波プローブ２で受信したエコーについて、整相加算処理等の信号処理を行なう。前記送受信部３で信号処理されたエコーデータは、前記Ｂモードデータ処理部４及び前記物理量データ処理部５に出力される。
【００１４】
前記Ｂモードデータ処理部４は、前記送受信部３から出力されたエコーデータに対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のＢモード処理を行い、Ｂモードデータを作成する。Ｂモードデータは、前記Ｂモードデータ処理部４から前記表示制御部６へ出力される。
【００１５】
前記物理量データ処理部５は、前記送受信部３から出力されたエコーデータに基づいて、生体組織における各部の弾性に関する物理量のデータ（物理量データ）を作成する（物理量算出機能）。前記物理量データ処理部５は、例えば特開２００８−１２６０７９号公報に記載されているように、一の走査面における同一音線上の時間的に異なるエコーデータに相関ウィンドウを設定し、この相関ウィンドウ間で相関演算を行なって前記弾性に関する物理量を算出し前記物理量データを作成する。前記弾性に関する物理量としては、例えば歪みが挙げられる。前記物理量データ処理部５は、本発明における物理量算出部の実施の形態の一例であり、また前記物理量算出機能は本発明における物理量算出機能の実施の形態の一例である。
【００１６】
前記表示制御部６には、前記Ｂモードデータ処理部４からのＢモードデータ及び前記物理量データ処理部５からの物理量データが入力されるようになっている。前記表示制御部６は、図２に示すようにメモリ６１、Ｂモード画像データ作成部６２、弾性画像データ作成部６３、断面画像表示制御部６４、領域設定部６５、三次元弾性画像表示制御部６６を有している。
【００１７】
前記メモリ６１には、前記超音波プローブ２によって超音波の走査を行なった三次元領域内の各走査面についてのＢモードデータ及び物理量データが記憶される。従って、前記メモリ６１に記憶されるＢモードデータ及び物理量データは、ボリュームデータである。前記Ｂモードデータ及び前記物理量データは、音線毎のデータとして前記メモリ６１に記憶される。
【００１８】
前記メモリ６１は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリで構成されている。ちなみに、前記Ｂモードデータ及び前記物理量データは、前記ＨＤＤ１０にも記憶されるようになっていてもよい。
【００１９】
ここで、超音波の送受信によって得られたエコーデータであって、後述のＢモード画像データ及びカラー弾性画像データに変換される前のデータをローデータ（Ｒａｗ Ｄａｔａ）と云うものとする。前記メモリ６１に記憶されるＢモードデータ及び物理量データは、ローデータである。
【００２０】
前記Ｂモード画像データ作成部６２は、前記Ｂモードデータを、エコーの信号強度に応じた輝度情報を有するＢモード画像データＢＤに変換する。また、前記弾性画像データ作成部６３は、前記物理量データを歪みに応じた色情報を有するカラー弾性画像データＥＤに変換する。ちなみに、前記Ｂモード画像データＢＤにおける輝度情報及び前記カラー弾性画像データＥＤにおける色情報は所定の階調（例えば２５６階調）からなる。前記カラー弾性画像データＥＤは、本発明における階調化データの実施の形態の一例であり、本発明における物理量に関するデータの実施の形態の一例である。本発明における物理量に関するデータには、物理量データそのものの他、前記カラー弾性画像データＥＤのように、物理量データに基づいて作成されたデータが含まれる。
【００２１】
前記断面画像表示制御部６４は、弾性画像ＥＧとＢモード画像ＢＧとが合成された超音波画像Ｇを前記表示部７に表示させる。具体的には、前記断面画像表示制御部６４は、前記Ｂモード画像データＢＤ及び前記カラー弾性画像データＥＤを加算処理することによって合成し、前記表示部７に表示する二次元の超音波画像の画像データを作成する。この画像データは、白黒のＢモード画像ＢＧとカラーの弾性画像ＥＧとが合成された二次元の超音波画像Ｇとして前記表示部７に表示される。前記弾性画像ＥＧは、半透明で（背景のＢモード画像が透けた状態で）表示される。
【００２２】
前記超音波画像Ｇは、図３に示すように、互いに直交する断面ＸＹ、断面ＹＺ、断面ＺＸの三断面についての超音波画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３である（図５等参照）。すなわち、前記断面画像表示制御部６４は、前記各断面ＸＹ，ＹＺ，ＺＸについて、前記Ｂモード画像データＢＤ及び前記カラー弾性画像データＥＤを合成して画像データを作成し、超音波画像Ｇ１〜Ｇ３を表示させる。前記断面画像表示制御部６４は、本発明における断面画像表示制御部の実施の形態の一例である。
【００２３】
ただし、前記断面画像表示制御部６４は、前記超音波画像Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）として、前記カラー弾性画像データＥＤに基づく弾性画像ＥＧ（ＥＧ１〜ＥＧ３）のみを表示してもよい。
【００２４】
前記領域設定部６５は、前記超音波画像Ｇ１〜Ｇ３に領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（図６参照）を設定する。前記領域設定部６５は、前記操作部８からの入力に基づいて前記領域Ｒ１〜Ｒ３を設定する。詳細は後述する。前記領域設定部６５及び前記操作部８は、本発明における領域設定部の実施の形態の一例である。
【００２５】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄのデータ（三次元弾性画像データ）を作成する三次元弾性画像データ作成機能を実行する。また、三次元弾性画像表示制御部６６は、前記三次元弾性画像データに基づいて、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを前記表示部７に表示させる。前記三次元画像表示制御部６６は、前記超音波画像Ｇ１〜Ｇ３において設定された領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に基づいて特定される設定三次元領域Ｒ３Ｄについて、前記三次元弾性画像データを作成し三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示させる。詳細は後述する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、本発明における三次元弾性画像データ作成部の実施の形態の一例であり、また前記三次元弾性画像データ作成機能は、本発明における三次元弾性画像データ作成機能の実施の形態の一例である。
【００２６】
前記表示部７は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などで構成される。前記操作部８は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。
【００２７】
前記制御部９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有して構成され、前記ＨＤＤ１０に記憶された制御プログラムを読み出し、前記物理量算出機能、三次元弾性画像データ作成機能などをはじめとする前記超音波診断装置１の各部における機能を実行させる。
【００２８】
さて、本例の超音波診断装置１の作用について図４のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１では、超音波の送受信を行なってボリュームデータを取得する。具体的に説明すると、前記送受信部３は、前記超音波プローブ２から被検体の生体組織へ超音波を送信させ、そのエコー信号を取得する。この時、生体組織を変形させながら三次元領域について超音波の送受信を行なう。
【００２９】
エコー信号が取得されると、前記Ｂモードデータ処理部４が前記Ｂモードデータを作成し、また前記物理量データ処理部５が前記物理量データを作成する。さらに、前記Ｂモード画像データ作成部６２が前記Ｂモードデータに基づいてＢモード画像データＢＤを作成し、前記弾性画像データ作成部６３が前記物理量データに基づいてカラー弾性画像データＥＤを作成する。そして、超音波の走査を行なった三次元領域についての前記Ｂモード画像データＢＤ及び前記カラー弾性画像データＥＤが、前記メモリ６１又は前記ＨＤＤ１０に記憶される。
【００３０】
次に、ステップＳ２では、前記メモリ６１又は前記ＨＤＤ１０に記憶された前記Ｂモード画像データＢＤ及び前記カラー弾性画像データＥＤに基づいて、前記断面画像表示制御部６４が、互いに直交する断面ＸＹ、断面ＹＺ、断面ＺＸ（図３参照）についての超音波画像Ｇ１〜Ｇ３を、図５に示すように前記表示部７に表示させる。前記超音波画像Ｇ１は、前記断面ＸＹについての画像で、Ｂモード画像ＢＧ１と弾性画像ＥＧ１とが合成された画像であり、また前記超音波画像Ｇ２は、前記断面ＹＺについての画像で、Ｂモード画像ＢＧ２と弾性画像ＥＧ２とが合成された画像である。さらに、前記超音波画像Ｇ３は、断面ＺＸについての画像で、Ｂモード画像ＢＧ３と弾性画像ＥＧ３とが合成された画像である。
【００３１】
前記弾性画像ＥＧ１〜ＥＧ３は、前記カラー弾性画像データＥＤの階調値に応じた色相を有する画像である。図５において、前記弾性画像ＥＧ１〜ＥＧ３の色相はドット（ｄｏｔ）の濃さで示されている。この弾性画像ＥＧ１〜ＥＧ３において、観察対象である腫瘤Ｃは、周囲よりもドット（ｄｏｔ）の密度が高い部分ｄｈとこの部分ｄｈよりもドットの密度が低い部分ｄｌとからなる。前記部分ｄｈは周囲の正常組織よりも硬い部分であり、前記部分ｄｌは前記部分ｄｈよりも軟らかい部分である。
【００３２】
次に、ステップＳ３では、図６に示すように前記各超音波画像Ｇ１〜Ｇ３（前記弾性画像ＥＧ１〜ＥＧ３）において領域Ｒ１〜領域Ｒ３を設定する。具体的には、操作者は前記各超音波画像Ｇ１〜Ｇ３を見ながら、これら各超音波画像Ｇ１〜Ｇ３における所望の位置に前記領域Ｒ１〜Ｒ３が設定されるように、前記操作部８において指示入力を行なう。そして、操作部８における指示入力があると、前記領域設定部６５が前記領域Ｒ１〜Ｒ３を設定する。
【００３３】
前記領域Ｒ１〜Ｒ３は、前記各超音波画像Ｇ１〜Ｇ３において、観察対象である腫瘤Ｃの周囲に設定される。そして、前記領域Ｒ１〜Ｒ３が設定されることにより、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの作成対象となる三次元領域Ｒ３Ｄ（図示せず）が特定される。
【００３４】
ここで、前記領域Ｒ１〜Ｒ３の設定による前記三次元領域Ｒ３Ｄの特定について説明する。断面ＸＹについての領域Ｒ１が設定されると、図７に示すように、前記領域Ｒ１を断面としｚ軸方向を奥行とする四角柱の領域ＲＰ１が想定され、また断面ＹＺについての領域Ｒ２が設定されると、図８に示すように前記領域Ｒ２を断面としｘ軸方向を奥行とする四角柱の領域ＲＰ２が想定される。さらに、断面ＺＸについての領域Ｒ３が設定されると、図９に示すように前記領域Ｒ３を断面としｙ軸方向を奥行とする四角柱の領域ＲＰ３が想定される。そして、前記四角柱の領域ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３が重なり合う領域が前記三次元領域Ｒ３Ｄとなる。
【００３５】
ちなみに、例えば生体組織に対して送信された超音波が十分に届かなかった場合や、超音波送受信時における生体組織に対する圧迫とその弛緩の条件が不適切なものであった場合、弾性画像ＥＧにおいてノイズ（ｎｏｉｓｅ）が生じる場合がある。弾性画像ＥＧにおいてこのようなノイズが存在している場合、前記領域Ｒ１〜Ｒ３は、ノイズを避けるように設定することが好ましい（ただし、図６においてノイズは図示省略）。具体的に説明する。図１０には超音波画像Ｇ１が示されており、この超音波画像Ｇ１の弾性画像ＥＧ１において、符号ｎは、正常組織ではあるが腫瘤Ｃと同じ弾性として表示されているノイズの部分を示す。領域Ｒ１は、ノイズｎを避けるようにして腫瘤Ｃの周囲に設定する。このようにして前記各領域Ｒ１〜Ｒ３を設定することにより、腫瘤Ｃを観察しやすい三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示することができる。
【００３６】
次に、ステップＳ４では、前記三次元弾性画像表示制御部６６が三次元弾性画像データを作成し、図１１に示すように三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示する。この三次元弾性画像ＥＧ３Ｄは、前記超音波画像Ｇ１〜Ｇ３とともに、前記表示部７に表示される。ちなみに、前記超音波画像Ｇ１〜Ｇ３において前記領域Ｒ１〜Ｒ３は表示されていても表示されていなくてもよい。図１１では前記領域Ｒ１〜Ｒ３は表示されていない。
【００３７】
三次元弾性画像データの作成について詳細に説明する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記領域Ｒ１〜Ｒ３に基づいて特定される前記三次元領域Ｒ３Ｄにおけるカラー弾性画像データ（ボリュームデータ：ｖｏｌｕｍｅ ｄａｔａ）ＥＤのうち、予め設定された所定の弾性の範囲のカラー弾性画像データＥＤを用いて三次元弾性画像データを作成する。
【００３８】
ここで、所定の弾性の範囲について詳細に説明する。本例では、カラー弾性画像データＥＤは、０〜２５５までの２５６階調のデータである。従って、前記弾性画像データ作成部６３により、前記物理量データは２５６階調に階調化されてカラー弾性画像データＥＤになる。
【００３９】
前記所定の弾性の範囲は、前記２５６階調の階調値において設定される。具体的に図１２に基づいて説明する。この図１２に示す数直線ｌは、階調値０〜２５５の２５６階調を表す数直線であるものとする。この数直線ｌにおいて、階調値が小さいほど（階調値０側）、歪みが小さく生体組織が硬い（生体組織の弾性が大きい）ものとし、階調値が大きくなるほど（階調値２５５側）、歪みが大きく生体組織が軟らかい（生体組織の弾性が小さい）ものとする。
【００４０】
前記所定の弾性の範囲は、２５６階調において、階調値０〜階調値Ｎ１の範囲Ｓ１に設定される。このように、前記範囲Ｓ１は硬い側に設定され、階調値Ｎ１は、前記範囲Ｓ１が腫瘤Ｃにおける前記部分ｄｈの弾性を含む階調値になっている。一方、前記部分ｄｌは前記範囲Ｓ１には含まれない。
【００４１】
前記所定の弾性の範囲は、操作者が前記操作部８において設定するようになっていてもよいし、デフォルトとして設定されていてもよい。また、前記階調値Ｎ１を前記操作部８において任意に入力できるようになっていてもよい。
【００４２】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１３に示すように、前記三次元領域Ｒ３Ｄにおけるカラー弾性画像データＥＤからなるボリュームデータＶＤに対してボリュームレンダリング処理を行なって三次元弾性画像データを作成する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記ボリュームデータＶＤのうち前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤからなるボリュームデータＶＤを対象にしてボリュームレンダリング処理を行なって三次元弾性画像データを作成する。具体的には、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記三次元領域Ｒ３Ｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤを、投影面Ｐに対して所定の視線方向ｅｄに投影して前記投影面Ｐ上の各画素のデータ（画素値）を得る。この投影面Ｐ上の画素データが三次元弾性画像データである。
【００４３】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記投影面Ｐにおける各画素のデータとして、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数に応じた画素値のデータを得る。
【００４４】
ここで、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄは、単一の色相で、前記投影面Ｐにおける画素データの画素値に応じて異なる明度（輝度）を有する画像である。あるいは、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄは、無彩色（白黒）で、前記画素値に応じて異なる明度を有する画像であってもよい。
【００４５】
前記投影面Ｐにおける各画素のデータは、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度の情報を有する。この明度の情報は、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数に応じたものである。具体的には、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１４に示すように、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数が多いほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きくなり、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数が少ないほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さくなるように、前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。図１５に基づいて詳細に説明する。この図１５では、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤ１１，ＥＤ１２，ＥＤ１３，ＥＤ１４，ＥＤ１５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ１を得る。また、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤ２１，ＥＤ２２，ＥＤ２５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ２を得る。さらに、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤ３１，ＥＤ３５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ３を得る。
【００４６】
ちなみに、図１５において破線で示されたカラー弾性画像データＥＤ２３，ＥＤ２４，ＥＤ３２，ＥＤ３３，ＥＤ３４は、前記範囲Ｓ１外のデータである。
【００４７】
前記画素データＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３のうち、最も多いデータに基づいて得られた前記画素データＰＤ１の画素値が示す明度が最も大きく、最も少ないデータに基づいて得られた前記画素データＰＤ３の画素値が示す明度が最も小さい。
【００４８】
なお、図１５においては、前記三次元領域Ｒ３Ｄのボリュームデータの一部のみが図示されているものとする。カラー弾性画像データＥＤの数は説明の便宜上のものであり、これよりも多いデータ数に基づいて各画素の画素値を得る場合もあるものとする。
【００４９】
以上のようにして作成された三次元弾性画像データに基づいて前記表示部７に表示された三次元弾性画像ＥＧ３Ｄにおいては、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数が多いほど、明度が大きくなる。ここで、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの数が多いほど、前記視線方向ｅｄにおいて生体組織の弾性が大きい部分が多いことを意味する。従って、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄにおいて、生体組織が硬い部分が集まっている部分の明度が大きくなる。具体的には、前記部分ｄｈの明度は大きく、前記部分ｄｌの明度は小さい。従って、本例の超音波診断装置１によれば、腫瘤Ｃなどの観察対象について、内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示させることができる。
【００５０】
また、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄにおいて、生体組織が硬い部分が集まっている部分の明度を大きくすることにより、硬い部分がどこに分布しているかを容易に把握することができる。これにより、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを参照すれば、例えば腫瘤においてより硬い部分に穿刺針を刺入する時に、刺入位置をより容易に把握することができる。
【００５１】
ちなみに、前記表示部７に表示された前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを回転させることができるようになっていてもよい。これにより、硬い部分がどこに分布しているかを一層容易に把握することができる。
【００５２】
なお、図１４に示すグラフは一例であり、これに限られるものではない。例えば、特に図示しないが、カラー弾性画像データＥＤの数と明度とが、非線形の関係になっていてもよい。
【００５３】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。なお、以下の説明では、第一実施形態と異なる事項について説明する。
【００５４】
本例では、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、ボリュームレンダリング処理において、前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤを前記視線方向ｅｄに累積演算して前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。この各画素のデータは、累積演算値に応じた明度の情報を有するデータである。より詳細には、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、カラー弾性画像データＥＤの階調値の逆数を前記視線方向ｅｄに加算して各画素のデータを得る。
【００５５】
具体的に説明する。図１５におけるカラー弾性画像データＥＤ１１の階調値を「ｇ１１」、カラー弾性画像データＥＤ１２の階調値を「ｇ１２」、カラー弾性画像データＥＤ１３の階調値を「ｇ１３」、カラー弾性画像データＥＤ１４の階調値を「ｇ１４」、カラー弾性画像データＥＤ１５の階調値を「ｇ１５」とする。また、同様に前記カラー弾性画像データＥＤ２１，ＥＤ２２，ＥＤ２５の階調値をそれぞれ「ｇ２１」、「ｇ２２」、「ｇ２５」、前記カラー弾性画像データＥＤ３１、ＥＤ３５の階調値をそれぞれ「ｇ３１」、「ｇ３５」とする。
【００５６】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記カラー弾性画像データＥＤ１１〜ＥＤ１５の階調値の逆数の加算値Ａｄｄ１、前記カラー弾性画像データＥＤ２１，ＥＤ２２，ＥＤ２５の階調値の逆数の加算値Ａｄｄ２、前記カラー弾性画像データＥＤ３１，ＥＤ３５の階調値の逆数の加算値Ａｄｄ３を算出する。すなわち、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、下記（式１）〜（式３）により前記加算値Ａｄｄ１〜Ａｄｄ３を算出する。
Ａｄｄ１＝（１／ｇ１１）＋（１／ｇ１２）＋（１／ｇ１３）
＋（１／ｇ１４）＋（１／ｇ１５）・・・（式１）
Ａｄｄ２＝（１／ｇ２１）＋（１／ｇ２２）＋（１／ｇ２５）・・・（式２）
Ａｄｄ３＝（１／ｇ３１）＋（１／ｇ３５）・・・（式３）
【００５７】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１６に示すグラフに従って、前記加算値Ａｄｄ１〜Ａｄｄ３に基づいて前記画素データＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３を得る。すなわち、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１６に示すように、階調値の逆数の加算値が大きいほど前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きく、加算値が小さいほど前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さくなるように、前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。
【００５８】
ここで、階調値が小さいほど生体組織の弾性（弾性率）は大きく（生体組織は硬い）、階調値が大きいほど生体組織の弾性が小さい（生体組織は軟らかい）。従って、前記視線方向ｅｄにおける各カラー弾性画像データＥＤの階調値が小さいほど、階調値の逆数の加算値（累積演算値）は大きくなり、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１内のカラー弾性画像データＥＤの数が多いほど、階調値の逆数の加算値は大きくなる。また、前記視線方向ｅｄにおける各カラー弾性画像データＥＤの階調値が大きいほど、階調値の逆数の加算値は小さくなり、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１内のカラー弾性画像データＥＤの数が少ないほど、階調値の逆数の加算値は小さくなる。以上より、階調値の逆数の加算値が大きいほど、その加算値が得られた視線方向における生体組織の弾性が大きいことを示し、階調値の逆数の加算値が小さいほど、その加算値が得られた視線方向における生体組織の弾性が小さいことを示す。上述のように、階調値の逆数の加算値が大きいほど三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きく、階調値の逆数の加算値が小さいほど三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さいので、生体組織の弾性が大きいほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きくなるように前記各画素のデータが得られ、生体組織の弾性が小さいほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さくなるように前記各画素のデータが得られることになる。
【００５９】
本例の超音波診断装置１によれば、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１内のカラー弾性画像データＥＤの数は、前記部分ｄｌよりも前記部分ｄｈの方が多いので、前記範囲Ｓ１内のカラー弾性画像データＥＤの階調値の逆数の加算値は、前記部分ｄｌよりも前記部分ｄｈの方が大きくなる。従って、第一実施形態と同様に、前記部分ｄｌよりも前記部分ｄｈの方が明度の大きい三次元弾性画像ＥＧ３Ｄが表示され、腫瘤Ｃについて内部の弾性の差異を反映した三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを表示させることができる。
【００６０】
また、第一実施形態と同様に、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄにおいて、生体組織が硬い部分が集まっている部分の明度が大きいので、生体組織が硬い部分がどこに分布しているかを容易に把握することができる。
【００６１】
なお、本例においても図１６に示すグラフは一例であり、これに限られるものではない。
【００６２】
次に、第二実施形態の変形例について説明する。先ず、第一変形例について説明する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記視線方向ｅｄにおける前記範囲Ｓ１のカラー弾性画像データＥＤの累積演算値（本例では加算値）が示す生体組織の弾性が大きいほど、前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きくなるように、前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得ればよい。例えば、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、カラー弾性画像データＥＤの階調値の逆数ではなく、階調値をそのまま前記視線方向ｅｄに加算してもよい。この場合、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１７に示すグラフに従って、階調値の加算値に基づいて前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。すなわち、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１７に示すように、加算値が小さいほど前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が大きく、加算値が大きいほど前記三次元弾性画像ＥＧ３Ｄの明度が小さくなるように、前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。
【００６３】
なお、図１７に示すグラフも一例であり、これに限られるものではない。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、例えば図１８に示すグラフに従って、階調値の加算値に基づいて前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得てもよい。
【００６４】
次に、第二変形例について説明する。前記三次元弾性画像表示制御部６６は、生体組織の弾性がより大きいことを示すカラー弾性画像データ、すなわち階調値がより小さいカラー弾性画像データが強調された累積演算値が得られる累積演算を行なってもよい。例えば、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記カラー弾性画像データＥＤの階調値の逆数を二乗した値を加算してもよい。具体的に説明すると、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、前記カラー弾性画像データＥＤ１１〜ＥＤ１５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ１′、前記カラー弾性画像データＥＤ２１，ＥＤ２２，ＥＤ２５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ２′、前記カラー弾性画像データＥＤ３１，ＥＤ３５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ３′を算出する。すなわち、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、下記（式１）〜（式３）により前記加算値Ａｄｄ１′〜Ａｄｄ３′を算出する。
Ａｄｄ１′＝（１／ｇ１１）２＋（１／ｇ１２）２＋（１／ｇ１３）２
＋（１／ｇ１４）２＋（１／ｇ１５）２・・・（式１）
Ａｄｄ２′＝（１／ｇ２１）２＋（１／ｇ２２）２＋（１／ｇ２５）２・・・（式２）
Ａｄｄ３′＝（１／ｇ３１）２＋（１／ｇ３５）２・・・（式３）
【００６５】
この第二変形例では、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、得られた加算値に基づいて、図１９に示すグラフに従って前記投影面Ｐ上の各画素のデータを得る。
【００６６】
この第二変形例によれば、生体組織の弾性がより大きいことを示すカラー弾性画像データＥＤが強調された加算値が得られる。具体的に図２０に基づいて説明する。この図２０では、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、カラー弾性画像データＥＤ５１，ＥＤ５２，ＥＤ５３，ＥＤ５４，ＥＤ５５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ５を得る。また、前記三次元弾性画像表示制御部６６は、カラー弾性画像データＥＤ６１，ＥＤ６２，ＥＤ６３，ＥＤ６４，ＥＤ６５を前記投影面Ｐに投影して画素データＰＤ６を得る。
【００６７】
前記カラー弾性画像データＥＤ５１〜ＥＤ５５の階調値をそれぞれ「ｇ５１」、「ｇ５２」、「ｇ５３」、「ｇ５４」、「ｇ５５」、前記カラー弾性画像データＥＤ６１〜ＥＤ６５の階調値をそれぞれ「ｇ６１」、「ｇ６２」、「ｇ６３」、「ｇ６４」、「ｇ６５」とする。
【００６８】
例えば、ｇ５１＝３、ｇ５２＝４、ｇ５３＝１、ｇ５４＝４、ｇ５５＝３とし、ｇ６１＝３、ｇ６２＝３、ｇ６３＝３、ｇ６４＝３、ｇ６５＝３とする。従って、前記カラー弾性画像データＥＤ５３の階調値ｇ５３は他の階調値と比較してかなり小さくなっている。
【００６９】
仮に、前記階調値ｇ５１〜ｇ５５、ｇ６１〜ｇ６５を単純に加算した場合、ｇ５１＋ｇ５２＋ｇ５３＋ｇ５４＋ｇ５５＝１５となり、ｇ６１＋ｇ６２＋ｇ６３＋ｇ６４＋ｇ６５＝１５となるので、階調値の加算値が等しくなる。従って、階調値を単純に加算して画素データＰＤ５，ＰＤ６を得ると、画素データＰＤ５，ＰＤ６は等しい画素値になる。
【００７０】
しかし、前記カラー弾性画像データＥＤ５１，ＥＤ５２，ＥＤ５３，ＥＤ５４，ＥＤ５５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ５′、前記カラー弾性画像データＥＤ６１，ＥＤ６２，ＥＤ６３，ＥＤ６４，ＥＤ６５の階調値の逆数を二乗した値の加算値Ａｄｄ６′は以下の通りとなる。
Ａｄｄ５′＝（１／３）２＋（１／４）２＋１２＋（１／４）２＋（１／３）２
＝９７／７２
Ａｄｄ６′＝（１／３）２＋（１／３）２＋（１／３）２
＋（１／３）２＋（１／３）２
＝５／９
【００７１】
従って、前記加算値Ａｄｄ５′は前記加算値Ａｄｄ６′よりも十分に大きくなる（Ａｄｄ５′＞＞Ａｄｄ６′）。従って、生体組織の弾性がより大きいことを示す前記カラー弾性画像データＥＤ５３が強調された加算値を得ることができる。
【００７２】
前記三次元弾性画像表示制御部６６は、図１９に従って画素データを得るので、前記加算値Ａｄｄ５′に基づいて得られる画素データＰＤ５は、前記加算値Ａｄｄ６′に基づいて得られる画素データＰＤ６よりも明度が大きい。以上より、生体組織の弾性がより大きいことを示す前記カラー弾性画像データＥＤ５３を、三次元弾性画像の明度に反映させることができる。
【００７３】
ちなみに、この第二実施形態の第二変形例において、生体組織の弾性がより大きいことを示すカラー弾性画像データＥＤが強調された累積演算値が得られる累積演算であれば、上述の演算に限られるものではない。
【００７４】
以上、本発明を上記各実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、上記各実施形態において、前記所定の弾性の範囲は前記２５６階調の階調値において設定されているが、これに限られるものではなく、前記歪みの値などの物理量において設定されてもよい。この場合、前記所定の弾性の範囲として設定された所定の範囲の物理量についての前記物理量データを対象にしてボリュームレンダリング処理を行ない、三次元弾性画像ＥＧ３Ｄを作成して表示する。ただし、この場合には、電子的に三次元領域の走査を行なって生体組織の変形状態がなるべく同じ状態下においてエコーデータを取得することが望ましい。
【００７５】
また、前記物理量データ作成部５は、生体組織の弾性に関する物理量として、歪みの代わりに生体組織の変形による変位や弾性率などを算出してもよい。また、生体組織に対して音響放射圧を加えることによって生体組織にせん断波（ｓｈｅａｒ ｗａｖｅ）を発生させ、このせん断波の速度に基づいて、生体組織の弾性に関する物理量として、生体組織の硬さ（Ｐａ：パスカル）を算出してもよい。ちなみに、せん断波の速度は、超音波のエコー信号に基づいて算出することができる。さらに、他の公知の手法によって生体組織の弾性に関する物理量を算出してもよい。
【００７６】
さらに、上記実施形態においては、前記三次元弾性画像データＥＧ３Ｄは、前記投影面Ｐ上の画素値に応じた明度を有する画像になっているが、これに限られるものではなく、画素値に応じた色相や不透明度などを有する画像であってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１ 超音波診断装置
５ 物理量データ処理部（物理量算出部）
６４ 断面画像表示制御部
６５ 領域設定部
６６ 三次元弾性画像表示制御部（三次元弾性画像データ作成部）
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３ 超音波画像
ＢＧ１，ＢＧ２，ＢＧ３ Ｂモード画像
ＥＧ１，ＥＧ２，ＥＧ３ 弾性画像
ＥＧ３Ｄ 三次元弾性画像
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、
被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、
該三次元弾性画像データ作成部は、前記各画素のデータとして、前記視線方向における所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じたデータを得る
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記各画素のデータは、三次元弾性画像の明度の情報を有するものであり、前記視線方向における前記所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じた明度の情報を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記三次元弾性画像データ作成部は、前記視線方向における前記所定の弾性の範囲の前記物理量に対応するデータの数が多いほど、前記三次元弾性画像の明度が高くなるように前記各画素のデータを得ることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、
被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、
該三次元弾性画像データ作成部は、所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータを前記所定の視線方向に累積演算して、前記各画素のデータを得る
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
前記各画素のデータは、前記三次元弾性画像に基づいて表示される三次元弾性画像の明度の情報を有するものであり、前記視線方向における前記所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの累積演算値に応じた明度の情報を有することを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記三次元弾性画像データ作成部は、前記累積演算値が示す生体組織の弾性が大きいほど、三次元弾性画像の明度が大きくなるように前記投影面上の各画素のデータを得ることを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記三次元弾性画像データ作成部は、生体組織の弾性がより大きいことを示す物理量に関するデータが強調された累積値が得られるように前記累積演算を行なうことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記累積演算は加算演算であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記物理量に関するデータは、前記物理量のデータ又は前記物理量を階調化して得られた階調化データであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記所定の弾性の範囲は、前記階調化データにおける階調値において設定されることを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記所定の弾性の範囲は、前記物理量において設定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記物理量に基づいて作成された互いに直交する三断面についての弾性画像を表示させる断面画像表示制御部を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記三断面の各弾性画像において所定の領域を設定する領域設定部を備え、
前記三次元弾性画像データ作成部は、領域設定部によって設定された領域に基づいて特定される三次元領域について前記三次元弾性画像データを作成する
ことを特徴とする請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記断面画像表示制御部は、前記弾性画像をＢモード画像と合成して表示させることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
コンピュータに、
被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出機能と、
被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成機能と、を実行させる超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記三次元弾性画像データ作成機能は、前記各画素のデータとして、前記視線方向における所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じたデータを得るものである
ことを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【請求項１６】
コンピュータに、
被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出機能と、
被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成機能と、を実行させる超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記三次元弾性画像データ作成機能は、所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータを前記所定の視線方向に累積演算して、前記各画素のデータを得るものである
ことを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【請求項１】
被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、
被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、
該三次元弾性画像データ作成部は、前記各画素のデータとして、前記視線方向における所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じたデータを得る
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記各画素のデータは、三次元弾性画像の明度の情報を有するものであり、前記視線方向における前記所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じた明度の情報を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記三次元弾性画像データ作成部は、前記視線方向における前記所定の弾性の範囲の前記物理量に対応するデータの数が多いほど、前記三次元弾性画像の明度が高くなるように前記各画素のデータを得ることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出部と、
被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成部と、を備え、
該三次元弾性画像データ作成部は、所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータを前記所定の視線方向に累積演算して、前記各画素のデータを得る
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
前記各画素のデータは、前記三次元弾性画像に基づいて表示される三次元弾性画像の明度の情報を有するものであり、前記視線方向における前記所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの累積演算値に応じた明度の情報を有することを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記三次元弾性画像データ作成部は、前記累積演算値が示す生体組織の弾性が大きいほど、三次元弾性画像の明度が大きくなるように前記投影面上の各画素のデータを得ることを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記三次元弾性画像データ作成部は、生体組織の弾性がより大きいことを示す物理量に関するデータが強調された累積値が得られるように前記累積演算を行なうことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記累積演算は加算演算であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記物理量に関するデータは、前記物理量のデータ又は前記物理量を階調化して得られた階調化データであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記所定の弾性の範囲は、前記階調化データにおける階調値において設定されることを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記所定の弾性の範囲は、前記物理量において設定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記物理量に基づいて作成された互いに直交する三断面についての弾性画像を表示させる断面画像表示制御部を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記三断面の各弾性画像において所定の領域を設定する領域設定部を備え、
前記三次元弾性画像データ作成部は、領域設定部によって設定された領域に基づいて特定される三次元領域について前記三次元弾性画像データを作成する
ことを特徴とする請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記断面画像表示制御部は、前記弾性画像をＢモード画像と合成して表示させることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
コンピュータに、
被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出機能と、
被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成機能と、を実行させる超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記三次元弾性画像データ作成機能は、前記各画素のデータとして、前記視線方向における所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータの数に応じたデータを得るものである
ことを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【請求項１６】
コンピュータに、
被検体に対する超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて生体組織の弾性に関する物理量を算出する物理量算出機能と、
被検体の三次元領域における前記物理量に関するデータを所定の視線方向に投影して投影面上の各画素のデータを得るボリュームレンダリング処理により、三次元弾性画像データを作成する三次元弾性画像データ作成機能と、を実行させる超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記三次元弾性画像データ作成機能は、所定の弾性の範囲の前記物理量に関するデータを前記所定の視線方向に累積演算して、前記各画素のデータを得るものである
ことを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−２７５１２（Ｐ２０１３−２７５１２Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５０００（Ｐ２０１１−１６５０００）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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