超音波診断装置及び画像データ生成装置
【課題】良好な空間分解能とＳ／Ｎを有した重畳ＭＰＲ画像データの生成。
【解決手段】ＭＰＲ断面設定部６は、当該被検体の診断対象部位を含む３次元領域にて収集したボリュームデータに基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のサブＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、ＭＰＲ画像データ生成部７は、これらのＭＰＲ断面に対応したボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、位置ズレ検出部８は、得られたＭＰＲ画像データに対し相互相関処理等の演算処理を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物（臓器）の画像データ間における位置ズレを検出し、ＭＰＲ画像データ合成部１０は、検出された位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【解決手段】ＭＰＲ断面設定部６は、当該被検体の診断対象部位を含む３次元領域にて収集したボリュームデータに基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のサブＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、ＭＰＲ画像データ生成部７は、これらのＭＰＲ断面に対応したボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、位置ズレ検出部８は、得られたＭＰＲ画像データに対し相互相関処理等の演算処理を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物（臓器）の画像データ間における位置ズレを検出し、ＭＰＲ画像データ合成部１０は、検出された位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置及び画像データ生成装置に係り、特に、被検体に対する３次元走査によって収集されたボリュームデータに基づいて所望領域のＭＰＲ画像データを生成する超音波診断装置及び画像データ生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに設けられた振動素子から発生する超音波を被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射波を前記振動素子により受信して生体情報を収集するものであり、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で超音波画像データのリアルタイム表示が可能となるため、各種臓器の形態診断や機能診断に広く用いられている。
【０００３】
特に、近年では、複数の振動素子が一次元配列された超音波プローブを機械的に移動させる方法や複数の振動素子が二次元配列された超音波プローブを用いる方法により被検体の３次元データ（ボリュームデータ）を収集する方法が開発され、このボリュームデータをレンダリング処理して得られる３次元画像データや前記ボリュームデータにおける所望スライス断面の画素を抽出することによって得られる２次元的なＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データ等の観察により更に高度な診断や治療が可能となっている。
【０００４】
ところで、上述のＭＰＲ画像データを生成する際、ボリュームデータの好適な位置に複数のスライス断面（ＭＰＲ断面）を所定間隔で設定し、各々のＭＰＲ断面において生成したＭＰＲ画像データを加算合成することによってＳ／Ｎに優れたＭＰＲ画像データ（以下、重畳ＭＰＲ画像データと呼ぶ。）を生成する方法が行なわれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように近接した複数のＭＰＲ断面にて生成したＭＰＲ画像データを加算合成することにより各々のＭＰＲ画像データに含まれているノイズ成分は相対的に減少するため、良好なＳ／Ｎを有した重畳ＭＰＲ画像データを収集することができる。しかしながら、心臓や膀胱等の中腔臓器あるいは消化管等の管腔臓器に対して上述の方法を適用する際、複数のＭＰＲ断面が臓器の長軸方向（中心軸方向）に対し垂直になるように設定されていない場合にはこれらのＭＰＲ断面にて生成されたＭＰＲ画像データに示される臓器（以下、構造物と呼ぶ。）に位置ズレが発生し、従って、これらのＭＰＲ画像データをそのまま加算合成して生成された重畳ＭＰＲ画像データにおける構造物の空間分解能は著しく劣化するという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することが可能な超音波診断装置及び画像データ生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対する３次元走査によって収集したボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する超音波診断装置において、基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定手段と、前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、前記位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを合成し重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
又、請求項２に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対する３次元走査によって収集したボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する超音波診断装置において、前記ボリュームデータに対して設定された基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、前記位置ズレに基づいて臓器の軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する軸方向ベクトル設定手段と、前記軸方向ベクトルに対し垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面の位置や方向を更新して新たな基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を設定するＭＰＲ断面設定手段と、新たに設定された前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対して前記ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した複数のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する重畳ＭＰＲ画像データ生成手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
一方、請求項９に係る本発明の画像データ生成装置は、医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する画像データ生成装置において、基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定手段と、前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、前記位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを合成し重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
又、請求項１０に係る本発明の画像データ生成装置は、医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する画像データ生成装置において、前記ボリュームデータに対して設定された基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、前記位置ズレに基づいて臓器の軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する軸方向ベクトル設定手段と、前記軸方向ベクトルに対し垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面の位置や方向を更新して新たな基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を設定するＭＰＲ断面設定手段と、新たに設定された前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対して前記ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した複数のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する重畳ＭＰＲ画像データ生成手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。このため、疾患部位の詳細な観察が可能となり診断精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の３次元走査における超音波送受信方向を説明するための図。
【図４】同実施例の超音波診断装置が備えるボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図。
【図５】同実施例の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面とこれらのＭＰＲ断面において生成されるＭＰＲ画像データを模式的に示す図。
【図６】同実施例における位置ズレ検出の具体的な方法を示す図。
【図７】同実施例におけるＭＰＲ画像データの位置補正を説明するための図。
【図８】同実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の第２の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図１０】同実施例におけるＭＰＲ断面の更新と更新後のＭＰＲ断面にて生成されるＭＰＲ画像データを説明するための図。
【図１１】同実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図１２】本発明の第３の実施例における画像データ生成装置の全体構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の第４の実施例における画像データ生成装置の全体構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の第１の実施例における超音波診断装置は、当該被検体の診断対象部位を含む３次元領域から収集したボリュームデータに基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、これらのＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、これらのＭＰＲ画像データに対し相互相関演算あるいは差分和演算を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、得られた位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００１５】
尚、以下の実施例では、複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブを用いて当該被検体の診断対象部位に対し３次元走査を行なう場合について述べるが、複数の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動させることによって前記診断対象部位に対する３次元走査を行なってもよい。又、被検体から得られる受信信号を処理して超音波データとしてのＢモードデータを生成し、このＢモードデータに基づいてボリュームデータを生成する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、カラードプラデータ等の他の超音波データに基づいてボリュームデータを生成しても構わない。
【００１６】
（装置の構成と機能）
本発明の実施例における超音波診断装置の構成と機能につき図１乃至図７を用いて説明する。尚、図１は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２及び図４は、この超音波診断装置が備える送受信部／受信信号処理部及びボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示す超音波診断装置１００は、被検体の診断対象部位を含む３次元領域に対して超音波パルス（送信超音波）を送信し、この送信によって得られた超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する複数個の振動素子が２次元配列された超音波プローブ３と、前記被検体の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を前記振動素子に供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部２と、整相加算後の受信信号を処理してＢモードデータを生成する受信信号処理部４と、上述の超音波による３次元走査によって得られたＢモードデータを超音波送受信方向に対応させて配列することによりボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部５を備えている。
【００１８】
又、超音波診断装置１００は、前記３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とした複数のサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定部６と、基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部７と、これらＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出部８と、ＭＰＲ画像データ生成部７が生成したＭＰＲ画像データの位置座標を位置ズレ検出部８が検出した構造物の位置ズレに基づいて補正し、補正後のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成部１０を備え、更に、得られた重畳ＭＰＲ画像データを表示する表示部１１と、被検体情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１２と、上述の３次元領域における超音波の送受信方向を制御する走査制御部１３と、超音波診断装置１００が有する上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４を備えている。
【００１９】
超音波プローブ３は、２次元配列されたＭ個の図示しない振動素子をその先端部に有し、前記先端部を被検体の体表面に接触させて超音波の送受信を行なう。振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、又、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気的な受信信号に変換する機能を有している。そして、これら振動素子の各々は、図示しないＭチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部２に接続されている。尚、本実施例では、Ｍ個の振動素子が２次元配列されたセクタ走査用の超音波プローブ３を用いた超音波診断装置１００について述べるが、リニア走査やコンベックス走査等に対応した超音波プローブを用いても構わない。
【００２０】
次に、図２に示す送受信部２は、超音波プローブ３の振動素子に対して駆動信号を供給する送信部２１と、振動素子から得られた受信信号に対して整相加算（位相を一致させて加算）を行なう受信部２２を備えている。
【００２１】
送信部２１は、レートパルス発生器２１１、送信遅延回路２１２及び駆動回路２１３を備え、レートパルス発生器２１１は、送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成して送信遅延回路２１２に供給する。送信遅延回路２１２は、送信に使用されるＭｔ個の振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信超音波を撮影領域内の所定の深さに集束するための集束用遅延時間と所定方向（θｐ、φｑ）に送信するための偏向用遅延時間を上記レートパルスに与えて駆動回路２１３へ供給する。駆動回路２１３は、送信遅延回路２１２と同数の独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ３にて２次元配列されたＭ個の振動素子の中から送信用として選択されたＭｔ個の振動素子を駆動し、被検体の体内に送信超音波を放射する。
【００２２】
一方、受信部２２は、超音波プローブ３に内蔵されたＭ個の振動素子の中から受信用として選択されたＭｒ個の振動素子に対応するＭｒチャンネルのＡ／Ｄ変換器２２１及び受信遅延回路２２２と加算器２２３を備えており、受信用の振動素子から供給されたＭｒチャンネルの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２２１にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路２２２に送られる。
【００２３】
受信遅延回路２２２は、撮影領域内の所定深さにて反射した受信超音波を集束するための集束用遅延時間と、所定方向（θｐ、φｑ）に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換器２２１から出力されるＭｒチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器２２３は、受信遅延回路２２２からの受信信号を加算する。即ち、受信遅延回路２２２と加算器２２３により、所定方向から得られた受信信号は整相加算される。又、受信部２２の受信遅延回路２２２及び加算器２２３は、その遅延時間の制御によって複数方向に対する受信指向性を同時に形成する所謂並列同時受信を可能とし、並列同時受信の適用により３次元走査に要する時間は大幅に短縮される。尚、上述の送受信部２が備える送信部２１及び受信部２２の一部は超音波プローブ３の内部に設けられていても構わない。
【００２４】
図３は、超音波プローブ３の中心軸をｚ軸とした直交座標（ｘ−ｙ−ｚ）における超音波送受信方向（θｐ、φｑ）を示したものであり、振動素子はｘ軸方向及びｙ軸方向に２次元配列され、θｐ及びφｑは、ｘ−ｚ平面及びｙ−ｚ平面に投影された超音波送受信方向のｚ軸に対する角度を示している。そして、走査制御部１３から供給される走査制御信号に従って送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２における遅延時間が制御され、被検体内の３次元領域に対する超音波走査が行なわれる。
【００２５】
図２へ戻って、受信信号処理部４は、超音波データとしてのＢモードデータを生成する機能を有し包絡線検波器４１と対数変換器４２を備えている。包絡線検波器４１は、受信部２２の加算器２２３から供給される整相加算後の受信信号を包絡線検波し、対数変換器４２は、包絡線検波された受信信号の振幅を対数変換してＢモードデータを生成する。尚、包絡線検波器４１と対数変換器４２は順序を入れ替えて構成してもよい。
【００２６】
次に、図１に示したボリュームデータ生成部５の具体的な構成につき図４のブロック図を用いて説明する。
【００２７】
ボリュームデータ生成部５は、図４に示すように、超音波データ記憶部５１、補間処理部５２及びボリュームデータ記憶部５３を備え、超音波データ記憶部５１には、当該被検体に対する３次元走査によって得られた受信信号に基づき受信信号処理部４が生成したＢモードデータが超音波送受信方向（θｐ、φｑ）を付帯情報として順次保存される。
【００２８】
一方、補間処理部５２は、超音波データ記憶部５１から読み出したＢモードデータを超音波送受信方向（θｐ、φｑ）に対応させて配列することにより３次元Ｂモードデータを形成し、更に、この３次元Ｂモードデータを補間処理してボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータはボリュームデータ記憶部５３に保存される。
【００２９】
図１へ戻って、ＭＰＲ断面設定部６は、当該被検体の３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とする１つあるいは複数のサブＭＰＲ断面をボリュームデータに対して設定し、ＭＰＲ画像データ生成部７は、上述の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。尚、上述の基準ＭＰＲ断面は、通常、図３に示した超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）に垂直な方向に自動設定されるが、超音波診断装置１００の操作者等が検査に先立って任意の方向に設定してもよい。
【００３０】
図５は、ＭＰＲ断面設定部６が上述の基準ＭＰＲ断面に基づいて設定するサブＭＰＲ断面と、これらの基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面においてＭＰＲ画像データ生成部７が生成するＭＰＲ画像データを模式的に示したものであり、以下では、説明を簡単にするために基準ＭＰＲ断面を中心に、この基準ＭＰＲ断面に平行な４つのサブＭＰＲ断面を等間隔で設定する場合について述べるが、サブＭＰＲ断面数は４つに限定されるものではなく、又、ＭＰＲ断面の間隔は不等間隔であっても構わない。
【００３１】
即ち、図５に示すように、例えば、当該被検体の心尖部近傍に超音波プローブ３の先端部を配置してボリュームデータが収集された場合、先ず、超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）に対して略垂直な方向に基準ＭＰＲ断面Ｓｏが自動設定される。次いで、ＭＰＲ断面設定部６は、上述のボリュームデータに対し、基準ＭＰＲ断面Ｓｏとこの基準ＭＰＲ断面Ｓｏに平行なサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を所定間隔Δｄで設定する。そして、ＭＰＲ画像データ生成部７は、上述の基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４に対応したボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データＤｏ及びＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を生成する。
【００３２】
再び図１へ戻って、位置ズレ検出部８は、図示しない演算回路を備え、ＭＰＲ画像データ生成部７において生成された基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を受信する。そして、ＭＰＲ画像データＤｏに所定サイズの２次元演算領域（テンプレート）を設定し、このテンプレートから抽出されるＭＰＲ画像データＤｏの画素値とＭＰＲ画像データＤｓ１の画素値との演算処理によりＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出する。
【００３３】
更に、同様の手順によりＭＰＲ画像データＤｏとＭＰＲ画像データＤｓ２乃至Ｄｓ４との演算処理を行なってＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ２乃至ＤＳ４における位置ズレ（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を検出する。
【００３４】
次に、ＭＰＲ画像データＤｏとＭＰＲ画像データＤｓ１との相互相関演算による位置ズレ検出の具体例につき図６を用いて更に詳しく説明する。図６において、位置ズレ検出部８は、基準ＭＰＲ断面Ｓｏにて生成されたＭＰＲ画像データＤｏの任意の位置に関心点Ｃｇを設定し、この関心点Ｃｇを中心とした所定サイズのテンプレートを設定する。次いで、このテンプレートにおける画像情報をＭＰＲ画像データＤｓ１に対して相対的に移動させながら対応する画素間での相互相関演算を行ない、相互相関値が最大となる関心点Ｃｇの移動方向及び移動距離を検出することによりＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出する。
【００３５】
即ち、ＭＰＲ画像データＤｏの関心点Ｃｇを中心として設定された画素数Ｎｏ（Ｎｏ＝ＰｘＱｙ）を有するテンプレートＴｇの画素値をｆ１（ｐｘ、ｑｙ）、ＭＰＲ画像データＤｓ１の画素値をｆ２（ｐｘ、ｑｙ）とすれば、相互相関値γ１２（ｋ、ｓ）を次式（１）によって算出することによりＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出することができる。
【数１】
【００３６】
但し、上記Ｐｘ及びＱｙは、テンプレートＴｇのｐｘ方向（ｘ方向）及びｑｙ方向（ｙ方向）における画素数であり、ＭＰＲ画像データＤｏに設定した関心点Ｃｇは、通常、テンプレートＴｇの略中央部に位置する。そして、上式（１）に基づく相互相関演算の結果、ｋ＝ｋ１（図６（ｂ）参照）及びｓ＝ｓ１（図示せず）において相互相関値γ１２（ｋ、ｓ）が最大値をもつ場合、ＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物に対しＭＰＲ画像データＤｓ１に示された構造物はｘ方向に対してｋ１画素分に対応するΔｘ１、ｙ方向に対してｓ１画素分に相当するΔｙ１だけ位置ズレしていると判定する。
【００３７】
以上、相互相関演算により画像データ間における構造物の位置ズレを検出する方法について述べたが、位置ズレ検出方法は相互相関演算に限定されるものではなく、例えば、画像データ間の差分和に基づいて行なうことも可能である。この場合も図６に示した相互相関演算の場合と同様にして、基準ＭＰＲ断面Ｓｏにて生成されたＭＰＲ画像データＤｏの任意の位置に関心点Ｃｇを設定し、この関心点Ｃｇを中心とした所定サイズのテンプレートを設定する。次いで、このテンプレートにおける画像情報をＭＰＲ画像データＤｓ１に対し相対的に移動させながら対応する画素に対し下式（２）に基づく差分和演算を行ない、差分和値（差分値の絶対値の総和）β１２（ｋ、ｓ）が最小となる関心点Ｃｇの移動方向及び移動距離を検出することによりＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出する。
【数２】
【００３８】
そして、上式（２）に基づく差分和演算の結果、ｋ＝ｋ１及びｓ＝ｓ１において差分和値γ１２（ｋ、ｓ）が最大値をもつ場合、ＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物に対しＭＰＲ画像データＤｓ１に示された構造物はｘ方向に対してｋ１画素分に対応するΔｘ１、ｙ方向に対してｓ１画素分に相当するΔｙ１だけ位置ズレしていると判定する。
【００３９】
ＭＰＲ画像データＤｏとＭＰＲ画像データＤｓ１との相互相関演算あるいは差分和演算によりＭＰＲ画像データＤｓ１における構造物の位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出したならば、同様の手順によりＭＰＲ画像データＤｏとＭＰＲ画像データＤｓ２乃至ＤＳ４との相互相関演算あるいは差分和演算を行なってＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ２乃至ＤＳ４における位置ズレ（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を夫々検出する。
【００４０】
次に、図１に示したＭＰＲ画像データ合成部１０は、ＭＰＲ画像データ生成部７から供給された基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４と位置ズレ検出部８から供給されたＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４における構造物の位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）、（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を受信する。そして、上述の位置ズレに基づいてＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を位置補正し、補正後のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４と上述のＭＰＲ画像データＤｏとを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００４１】
具体的には、位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）に基づいてＭＰＲ画像データＤＳ１をｘ方向に−Δｘ１、ｙ方向に−Δｙ１だけ位置補正（シフト）し、同様にして、ＭＰＲ画像データＤＳ２乃至ＤＳ４をｐｘ方向に−Δｘ２、−Δｘ３、−Δｘ４、ｑｙ方向に−Δｙ２、−Δｙ３、−ｙｘ４だけ位置補正する。
【００４２】
図７は、ＭＰＲ画像データ合成部１０によって生成される重畳ＭＰＲ画像データについて示したものであり、ここでは説明を簡単にするために、基準ＭＰＲ断面Ｓｏにて生成されたＭＰＲ画像データＤｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１において生成されたＭＰＲ画像データＤｓ１との重畳について述べる。
【００４３】
即ち、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、既に図５において示したように基準ＭＰＲ断面において収集されたＭＰＲ画像データＤｏと、このＭＰＲ画像データＤｏの構造物Ａｏに対しｘ方向にΔｘ１、ｙ方向にΔｙ１だけ位置ズレした構造物Ａｓ１を有するＭＰＲ画像データＤｓ１を示している。一方、図７（ｃ）は、ＭＰＲ画像データ合成部１０において生成される重畳ＭＰＲ画像データＤｘを示しており、ＭＰＲ画像データ合成部１０は、位置ズレ検出部８が検出したＭＰＲ画像データＤｓ１における構造物Ａｓ１の位置ズレΔｘ１及びΔｙ１に基づいてＭＰＲ画像データＤｓ１の位置座標を補正し、補正後のＭＰＲ画像データＤｓ１をＭＰＲ画像データＤｏと加算合成することにより良好な空間分解能とＳ／Ｎを有する重畳ＭＰＲ画像データＤｘを生成することができる。
【００４４】
次に、表示部１１は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備え、ＭＰＲ画像データ合成部１０が生成した重畳ＭＰＲ画像データのリアルタイム表示を行なう。又、ＭＰＲ画像データ生成部７が生成した基準ＭＰＲ断面やサブＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを必要に応じて表示することも可能である。
【００４５】
即ち、表示部１１の表示データ生成部は、ＭＰＲ画像データ合成部１０が生成した重畳ＭＰＲ画像データやＭＰＲ画像データ生成部７が生成したＭＰＲ画像データに被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成する。そして、前記データ変換部は、前記表示データ生成部によって生成された表示データに対し表示フォーマット変換とＤ／Ａ変換を行なって前記モニタにリアルタイム表示する。
【００４６】
入力部１２は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、位置ズレ検出方法の選択、ＭＰＲ画像データ生成条件及び重畳ＭＰＲ画像データ生成条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう。
【００４７】
走査制御部１３は、当該被検体の診断対象部位を含む３次元領域に対し超音波走査を行なうための遅延時間制御を送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２に対して行なう。
【００４８】
一方、システム制御部１４は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力部１２において入力／設定／選択された上述の各種情報が保存される。そして、前記ＣＰＵは、上述の入力情報、設定情報及び選択情報に基づいて超音波診断装置１００の各ユニットを統括的に制御することにより当該被検体のボリュームデータを収集し、更に、得られたボリュームデータに基づいて重畳ＭＰＲ画像データの生成とその表示を行なう。
【００４９】
（重畳ＭＰＲ画像データの生成手順）
次に、本実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順につき図８のフローチャートを用いて説明する。尚、ここでも説明を簡単にするために、基準ＭＰＲ断面Ｓｏを中心に４つのサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を設定する場合について述べるが、これに限定されない。
【００５０】
ボリュームデータの収集に先立ち、超音波診断装置１００の操作者は、入力部１２において被検体情報を入力した後、ボリュームデータ生成条件の設定、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、位置ズレ検出方法の選択、ＭＰＲ画像データ生成条件及び重畳ＭＰＲ画像データ生成条件の設定等を行なう。そして、これらの入力情報、設定情報及び選択情報は、システム制御部１４が備える記憶回路に保存される（図８のステップＳ１）。
【００５１】
上述の初期設定が終了したならば、ボリュームデータの収集開始コマンドを入力部１２にて入力し（図８のステップＳ２）、このコマンド信号がシステム制御部１４へ供給されることにより当該被検体の診断対象部位を中心とした３次元領域におけるボリュームデータの収集が開始される。
【００５２】
ボリュームデータの収集に際し、システム制御部１４を介して上述のボリュームデータ生成条件を受信した走査制御部１３は、送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２に対しボリュームデータ生成条件に対応した走査制御信号を供給する。
【００５３】
一方、送信部２１のレートパルス発生器２１１は、レートパルスを生成して送信遅延回路２１２に供給し、送信遅延回路２１２は、走査制御部１３から供給された走査制御信号に基づいて前記３次元領域における所定の深さに超音波を集束するための集束用遅延時間と最初の超音波送受信方向（θ１、φ１）に超音波を送信するための偏向用遅延時間を前記レートパルスに与えてＭｔチャンネルの駆動回路２１３に供給する。次いで、駆動回路２１３は、送信遅延回路２１２から供給されたレートパルスに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ３に設けられたＭｔ個の送信用振動素子に供給して被検体内に送信超音波を放射する。
【００５４】
放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体の臓器境界面や組織にて反射し、超音波プローブ３に設けられたＭｒ個の受信用振動素子によって受信されてＭｒチャンネルの電気的な受信信号に変換される。次いで、この受信信号は、受信部２２のＡ／Ｄ変換器２２１においてデジタル信号に変換され、更に、Ｍｒチャンネルの受信遅延回路２２２において所定の深さからの受信超音波を収束するための集束用遅延時間と超音波送受信方向（θ１、φ１）からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間が走査制御部１３から供給された上述の走査制御信号に基づいて与えられた後加算器２２３にて整相加算される。そして、整相加算後の受信信号が供給された受信信号処理部４の包絡線検波器４１及び対数変換器４２は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってＢモードデータを生成し、得られたＢモードデータは、超音波送受信方向（θ１、φ１）を付帯情報としてボリュームデータ生成部５の超音波データ記憶部５１に保存される。
【００５５】
次いで、走査制御部１３は、送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２における遅延時間を制御してθ方向にΔθ、φ方向にΔφずつ順次更新された超音波送受信方向（θｐ、φｑ）（θｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ（ｐ＝１〜Ｐ）、φｑ＝φ１＋（ｑ−１）Δφ（ｑ＝１〜Ｑ）、但し、超音波送受信方向（θ１、φ１）を除く）の各々に対し同様の手順で超音波を送受信して３次元走査を行なう。そして、各々の送受信方向にて得られたＢモードデータも上述の超音波送受信方向を付帯情報としてボリュームデータ生成部５の超音波データ記憶部５１に保存される。
【００５６】
所定３次元領域におけるＢモードデータの生成と保存が終了したならば、ボリュームデータ生成部５の補間処理部５２は、超音波データ記憶部５１から読み出した複数のＢモードデータを超音波送受信方向（θｐ、φｑ）（θｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ（ｐ＝１〜Ｐ）、φｑ＝φ１＋（ｑ−１）Δφ（ｑ＝１〜Ｑ））に対応させて配列することにより３次元Ｂモードデータを形成し、更に、この３次元Ｂモードデータを構成する画素を補間処理してボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータは、ボリュームデータ生成部５に設けられたボリュームデータ記憶部５３に保存される（図８のステップＳ３）。
【００５７】
一方、ＭＰＲ断面設定部６は、当該被検体の３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面Ｓｏとこの基準ＭＰＲ断面Ｓｏを中心に、複数のサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を上述のボリュームデータに対して設定し（図８のステップＳ４）、ＭＰＲ画像データ生成部７は、基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の各々に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データＤｏ及びＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を生成する（図８のステップＳ５）。
【００５８】
次いで、位置ズレ検出部８は、ＭＰＲ画像データ生成部７から供給された基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至ＳＳ４のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を受信する。そして、ＭＰＲ画像データＤｏに対して所定サイズのテンプレートを設定し、このテンプレートから抽出されるＭＰＲ画像データＤｏの画素値とＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４の画素値との相互相関演算あるいは差分和演算により基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）、（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を検出する（図８のステップＳ６）。
【００５９】
次に、ＭＰＲ画像データ合成部１０は、ＭＰＲ画像データ生成部７から供給された基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４と位置ズレ検出部８から供給されたＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４における構造物の位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）、（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を受信する。そして、これらの位置ズレに基づいてＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を位置補正し（図８のステップＳ７）、更に、位置補正したＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４とＭＰＲ画像データＤｏとを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する（図８のステップＳ８）。
【００６０】
そして、表示部１１の表示データ生成部は、ＭＰＲ画像データ合成部１０が生成した重畳ＭＰＲ画像データに被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成し、表示部１１のデータ変換部は、前記表示データ生成部が生成した表示データに対し表示フォーマット変換とＤ／Ａ変換を行なって自己のモニタに表示する（図８のステップＳ９）。
【００６１】
以上述べた本発明の第１の実施例によれば、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。このため、疾患部位の詳細な観察が可能となり診断精度を向上させることができる。
【００６２】
特に、本実施例では、ＭＰＲ画像データ間の相互相関演算あるいは差分和演算によってＭＰＲ画像データにおける構造物の位置ズレを検出し、この検出結果に基づいて位置補正したＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成しているため、後述する第２の実施例と比較して簡単な手順で空間分解能に優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。
【実施例２】
【００６３】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。この第２の実施例における超音波診断装置は、上述の第１の実施例と同様にして、当該被検体の診断対象部位を含む３次元領域から収集したボリュームデータに基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、これらのＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、これらのＭＰＲ画像データに対し相互相関演算あるいは差分和演算を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、この位置ズレに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルを前記ボリュームデータに対して設定する。そして、軸方向ベクトルに対して垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面の位置や方向を更新し、更新後の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面において新たに生成したＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００６４】
（装置の構成と機能）
次に、本発明の第２の実施例における超音波診断装置の構成と機能につき図９を用いて説明する。図９は、本実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、この図９において、図１に示した超音波診断装置１００のユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００６５】
即ち、図９に示す本実施例の超音波診断装置２００は、被検体の診断対象部位を含む３次元領域に対して超音波パルス（送信超音波）を送信し、この送信によって得られた超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する複数個の振動素子が２次元配列された超音波プローブ３と、前記被検体の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を前記振動素子に供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部２と、整相加算後の受信信号を処理してＢモードデータを生成する受信信号処理部４と、上述の超音波による３次元走査によって得られたＢモードデータを超音波送受信方向に対応させて配列することによりボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部５を備えている。
【００６６】
又、超音波診断装置２００は、前記３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とした複数のサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定し、更に、後述の軸方向ベクトル設定部９から供給される軸方向ベクトルに基づいて上述の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面の位置や方向を更新するＭＰＲ断面設定部６ａと、基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ断面更新前のＭＰＲ画像データ及びＭＰＲ断面更新後のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部７ａと、ＭＰＲ断面更新前のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出部８ａと、位置ズレ検出部８ａが検出した位置ズレに基づいて構造物の長軸方向を示す軸方向ベクトルをボリュームデータに対して設定する軸方向ベクトル設定部９と、ＭＰＲ画像データ生成部７ａが生成したＭＰＲ断面更新後のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成部１０ａを備え、更に、得られた重畳ＭＰＲ画像データを表示する表示部１１と、被検体情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１２と、上述の３次元領域における超音波の送受信方向を制御する走査制御部１３と、超音波診断装置２００が有する上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４ａを備えている。
【００６７】
ＭＰＲ断面設定部６ａは、当該被検体の３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面を基準とする複数のサブＭＰＲ断面をボリュームデータ生成部５によって生成されるボリュームデータに対して設定し、更に、軸方向ベクトル設定部９から供給される軸方向ベクトルに対して垂直な位置に上述の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を更新する。
【００６８】
ＭＰＲ画像データ生成部７ａは、更新前の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応するボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データを生成し、更に、更新された基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応するボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データを生成する。
【００６９】
一方、位置ズレ検出部８ａは、更新前の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、軸方向ベクトル設定部９は、位置ズレ検出部８ａが検出した構造物の位置ズレに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する。そして、ＭＰＲ画像データ合成部１０ａは、ＭＰＲ画像データ生成部７ａが更新後の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対して生成したＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００７０】
次に、超音波診断装置２００が備えた上述の各ユニットによるＭＰＲ断面の更新と更新後のＭＰＲ断面にて生成されるＭＰＲ画像データにつき図１０を用いて説明する。尚、この場合も、超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）に垂直な基準ＭＰＲ断面Ｓｏを中心として４つのサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を設定し、基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物とサブＭＰＲ断面Ｓｓ１のＭＰＲ画像データＤｓ１に示された構造物との位置ズレに基づいて臓器（心臓）の長軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の中から任意に選択した２つ以上のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを用いて軸方向ベクトルを設定しても構わない。
【００７１】
図１０（ａ）は、既に図７において示したように予め設定された基準ＭＰＲ断面Ｓｏと、この基準ＭＰＲ断面Ｓｏに基づいてＭＰＲ断面設定部６ａが設定したサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を示しており、図１０（ｂ）は、基準ＭＰＲ断面Ｓｏにおいて生成されたＭＰＲ画像データＤｏの構造物ＡｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１において生成されたＭＰＲ画像データＤｓ１の構造物Ａｓ１を重畳させて示している。
【００７２】
一方、図１０（ｃ）は、位置ズレ検出部８ａによって検出されたＭＰＲ画像データＤｏの構造物ＡｏとＭＰＲ画像データＤｓ１の構造物Ａｓ１との位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）及び基準ＭＰＲ断面ＳｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１との間隔Δｄｘに基づいて軸方向ベクトル設定部９が設定する軸方向ベクトルＶｏと、ＭＰＲ断面設定部６ａが軸方向ベクトルＶｏに対して垂直になるように基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の位置及び方向を更新して新たに設定した基準ＭＰＲ断面Ｓｃｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｃ１乃至Ｓｃ４を示している。尚、軸方向ベクトルＶｏと超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）とのなす角度αは、次式（３）によって算出することができる。
【数３】
【００７３】
そして、図１０（ｄ）は、更新後の基準ＭＰＲ断面Ｓｃにおいて生成されたＭＰＲ画像データＤｃの構造物ＡｃｏとサブＭＰＲ断面Ｓｃ１において生成されたＭＰＲ画像データＤｃ１の構造物Ａｃ１を重畳させて示しており、この図１０（ｄ）におけるＭＰＲ画像データＤｃの構造物ＡｃｏとＭＰＲ画像データＤｃ１の構造物Ａｃ１との位置ズレは、図１０（ｂ）に示したＭＰＲ画像データＤｏの構造物ＡｏとＭＰＲ画像データＤｓ１の構造物Ａｓ１との位置ズレと比較して顕著に低減される。
【００７４】
即ち、図１０に示したように、臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルＶｏに垂直な複数のＭＰＲ断面にて生成されたＭＰＲ画像データを合成することにより空間分解能に優れた重畳ＭＰＲ画像データを得ることができる。
【００７５】
（重畳ＭＰＲ画像データの生成手順）
次に、本実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順につき図１１のフローチャートを用いて説明する。但し、図１１において、図８に示した重畳ＭＰＲ画像データの生成手順と同一の手順を示すステップは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００７６】
即ち、図８のステップＳ１乃至Ｓ５と同様の手順によって当該被検体に対するボリュームデータの収集、基準ＭＰＲ断面Ｓｏを基準としたサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の設定、更には、基準ＭＰＲ断面ＳｏにおけるＭＰＲ画像データＤｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４におけるＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４の収集を行なう（図１１のステップＳ１乃至Ｓ５）。
【００７７】
次いで、位置ズレ検出部８ａは、例えば、ＭＰＲ画像データ生成部７ａから供給される基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏにおける構造物とサブＭＰＲ断面Ｓｓ１のＭＰＲ画像データＤｓ１における構造物との位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出し（図１１のステップＳ１６）、軸方向ベクトル設定部９は、位置ズレ検出部８ａが検出した画像データ間における構造物の位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）及び基準ＭＰＲ断面ＳｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１との間隔Δｄｘに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルＶｏをボリュームデータ生成部５が生成したボリュームデータに対して設定する（図１１のステップＳ１７）。
【００７８】
一方、ＭＰＲ断面設定部６ａは、軸方向ベクトル設定部９によって設定された軸方向ベクトルＶｏに基づいて基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の位置及び方向を更新し、軸方向ベクトルＶｏに垂直な基準ＭＰＲ断面Ｓｃｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｃ１乃至Ｓｃ４を前記ボリュームデータに対して新たに設定する（図１１のステップＳ１８）。
【００７９】
そして、ＭＰＲ画像データ生成部７ａは、更新後の基準ＭＰＲ断面Ｓｃｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｃ１乃至Ｓｃ４の各々に対応するボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データＤｃｏ及びＭＰＲ画像データＤｃ１乃至Ｄｃ４を生成する（図１１のステップＳ１９）。
【００８０】
次いで、ＭＰＲ画像データ合成部１０ａは、上述のＭＰＲ画像データＤｃｏ及びＭＰＲ画像データＤｃ１乃至Ｄｃ４を加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成し（図１１のステップＳ２０）、表示部１１は、ＭＰＲ画像データ合成部１０ａから供給された重畳ＭＰＲ画像データに対し所定の変換処理を行なって自己のモニタに表示する（図１１のステップＳ２１）。
【００８１】
以上述べた本発明の第２の実施例によれば、上述の第１の実施例と同様にして、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。このため、疾患部位の詳細な観察が可能となり診断精度を向上させることができる。
【００８２】
特に、本実施例では、ＭＰＲ画像データ間の相互相関演算あるいは差分和演算によって検出した前記ＭＰＲ画像データにおける構造物の位置ズレに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルを上述のボリュームデータに対して設定し、新たに設定した前記軸方向ベクトルに垂直な基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面において重畳ＭＰＲ画像データの生成に用いるＭＰＲ画像データを生成している。このため、本実施例によれば、上述の第１の実施例と比較して優れた空間分解能を有するＭＰＲ画像データを収集することができ、従って、これらのＭＰＲ画像データを加算合成して得られる重畳ＭＰＲ画像データも優れた空間分解能を有している。
【実施例３】
【００８３】
次に、本発明の第３の実施例における画像データ生成装置ついて説明する。この第３の実施例における画像データ生成装置は、超音波診断装置やＸ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置によって予め収集された当該被検体のボリュームデータに対して基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、これらのＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、上述の第１の実施例と同様にして、得られたＭＰＲ画像データに対し相互相関処理あるいは差分和処理を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、この位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００８４】
（装置の構成）
本実施例における画像データ生成装置の構成につき図１２を用いて説明する。尚、図１２は、前記画像データ生成装置の全体構成を示すブロック図であり、図１に示した第１の実施例における超音波診断装置１００のユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００８５】
即ち、図１２に示す画像データ生成装置３００は、別途設置された医用画像診断装置からネットワークあるいは記憶媒体を介して供給される当該被検体のボリュームデータを保管するボリュームデータ保管部１５と、予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とした複数のサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定部６と、基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部７と、これらＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出部８を備えている。
【００８６】
更に、画像データ生成装置３００は、上述のＭＰＲ画像データ生成部７が生成したＭＰＲ画像データの位置座標を位置ズレ検出部８が検出した構造物の位置ズレに基づいて補正し、補正後のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成部１０と、得られた重畳ＭＰＲ画像データを表示する表示部１１と、被検体情報の入力、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１２ｂと、画像データ生成装置３００が有する上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４ｂを備えている。
【００８７】
尚、本実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順は、図８のフローチャートに示したステップＳ４乃至Ｓ９と同様であるため説明は省略する。
【実施例４】
【００８８】
次に、本発明の第４の実施例における画像データ生成装置について説明する。この第４の実施例における画像データ生成装置は、超音波診断装置やＸ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置によって予め収集された当該被検体のボリュームデータに対して基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、これらのＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、上述の第２の実施例と同様にして、得られた複数のＭＰＲ画像データに対し相互相関処理あるいは差分和処理を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、この位置ズレに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルを前記ボリュームデータに対して設定する。そして、この軸方向ベクトルに対して垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面の位置や方向を更新し、更新後の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面において新たに生成した複数のＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００８９】
（装置の構成）
本実施例における画像データ生成装置の構成につき図１３を用いて説明する。尚、図１３は、前記画像データ生成装置の全体構成を示すブロック図であり、図９に示した第２の実施例における超音波診断装置２００のユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００９０】
即ち、図１３に示す画像データ生成装置４００は、別途設置された医用画像診断装置からネットワークあるいは記憶媒体を介して供給される当該被検体のボリュームデータを保管するボリュームデータ保管部１５と、予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とした複数のサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定し、更に、後述の軸方向ベクトル設定部９から供給される軸方向ベクトルに基づいて上述の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面の位置や方向を更新するＭＰＲ断面設定部６ａと、基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ断面更新前のＭＰＲ画像データ及びＭＰＲ断面更新後のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部７ａと、ＭＰＲ断面更新前のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出部８ａを備えている。
【００９１】
更に、画像データ生成装置４００は、位置ズレ検出部８ａが検出した位置ズレに基づいて構造物の長軸方向を示す軸方向ベクトルをボリュームデータに対して設定する軸方向ベクトル設定部９と、ＭＰＲ画像データ生成部７ａが生成したＭＰＲ断面更新後のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成部１０ａと、得られた重畳ＭＰＲ画像データを表示する表示部１１と、被検体情報の入力、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１２ｃと、画像データ生成装置４００が有する上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４ｃを備えている。
【００９２】
尚、本実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順は、図１１のフローチャートに示したステップＳ４及びステップＳ１５乃至Ｓ２１と同様であるため説明は省略する。
【００９３】
以上述べた本発明の第３の実施例及び第４の実施例によれば、上述の第１の実施例及び第２の実施例と同様にして、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。このため、疾患部位の詳細な観察が可能となり診断精度を向上させることができる。
【００９４】
又、別途設置された医用画像診断装置からネットワーク等を介して供給されるボリュームデータを用いて重畳ＭＰＲ画像データの生成と表示を行なうことができるため、操作者は、時間や場所の制約をあまり受けることなく当該被検体に対する診断を効率よく行なうことができる。
【００９５】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、相互相関演算あるいは差分和演算によってＭＰＲ画像データ間における構造物の位置ズレを検出する場合について述べたが、他の方法によって構造物の位置ズレを検出してもよい。
【００９６】
又、基準ＭＰＲ断面は、超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）に対して垂直な方向に自動設定される場合について述べたが、装置の操作者が入力部等において任意に設定してもよい。
【００９７】
尚、上述の実施例では、説明を簡単にするために基準ＭＰＲ断面を中心に４つのサブＭＰＲ断面を所定間隔Δｄで設定する場合について述べたが、サブＭＰＲ断面の数は４つに限定されるものではなく、又、ＭＰＲ断面の間隔は不等間隔であっても構わない。
【００９８】
一方、上述の第１の実施例及び第２の実施例では、複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブ３を用いて当該被検体の診断対象部位に対し３次元走査を行なう場合について述べたが、複数の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動させることによって前記診断対象部位に対する３次元走査を行なってもよい。
【００９９】
又、被検体から得られた受信信号を処理して超音波データとしてのＢモードデータを生成し、このＢモードデータに基づいてボリュームデータを生成する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、カラードプラデータのような他の超音波データに基づいてボリュームデータを生成してもよい。
【０１００】
更に、３次元的に収集した超音波データ（Ｂモードデータ）を補間処理してボリュームデータを生成する場合について述べたが、前記超音波データをそのままボリュームデータとして用いても構わない。
【０１０１】
又、上述の第１の実施例乃至第４の実施例では、重畳ＭＰＲ画像データのみならずＭＰＲ画像データの表示も可能であることを述べたが、第２の実施例及び第４の実施例では、これらのＭＰＲ画像データに軸方向ベクトルを重畳表示してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
２…送受信部
２１…送信部
２２…受信部
３…超音波プローブ
４…受信信号処理部
５…ボリュームデータ生成部
５１…超音波データ記憶部
５２…補間処理部
５３…ボリュームデータ記憶部
６、６ａ、…ＭＰＲ断面設定部
７、７ａ…ＭＰＲ画像データ生成部
８、８ａ…位置ズレ検出部
９…軸方向ベクトル設定部
１０、１０ａ…ＭＰＲ画像データ合成部
１１…表示部
１２、１２ｂ、１２ｃ…入力部
１３…走査制御部
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…システム制御部
１５…ボリュームデータ保管部
１００、２００…超音波診断装置
３００、４００…画像データ生成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置及び画像データ生成装置に係り、特に、被検体に対する３次元走査によって収集されたボリュームデータに基づいて所望領域のＭＰＲ画像データを生成する超音波診断装置及び画像データ生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに設けられた振動素子から発生する超音波を被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射波を前記振動素子により受信して生体情報を収集するものであり、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で超音波画像データのリアルタイム表示が可能となるため、各種臓器の形態診断や機能診断に広く用いられている。
【０００３】
特に、近年では、複数の振動素子が一次元配列された超音波プローブを機械的に移動させる方法や複数の振動素子が二次元配列された超音波プローブを用いる方法により被検体の３次元データ（ボリュームデータ）を収集する方法が開発され、このボリュームデータをレンダリング処理して得られる３次元画像データや前記ボリュームデータにおける所望スライス断面の画素を抽出することによって得られる２次元的なＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データ等の観察により更に高度な診断や治療が可能となっている。
【０００４】
ところで、上述のＭＰＲ画像データを生成する際、ボリュームデータの好適な位置に複数のスライス断面（ＭＰＲ断面）を所定間隔で設定し、各々のＭＰＲ断面において生成したＭＰＲ画像データを加算合成することによってＳ／Ｎに優れたＭＰＲ画像データ（以下、重畳ＭＰＲ画像データと呼ぶ。）を生成する方法が行なわれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように近接した複数のＭＰＲ断面にて生成したＭＰＲ画像データを加算合成することにより各々のＭＰＲ画像データに含まれているノイズ成分は相対的に減少するため、良好なＳ／Ｎを有した重畳ＭＰＲ画像データを収集することができる。しかしながら、心臓や膀胱等の中腔臓器あるいは消化管等の管腔臓器に対して上述の方法を適用する際、複数のＭＰＲ断面が臓器の長軸方向（中心軸方向）に対し垂直になるように設定されていない場合にはこれらのＭＰＲ断面にて生成されたＭＰＲ画像データに示される臓器（以下、構造物と呼ぶ。）に位置ズレが発生し、従って、これらのＭＰＲ画像データをそのまま加算合成して生成された重畳ＭＰＲ画像データにおける構造物の空間分解能は著しく劣化するという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することが可能な超音波診断装置及び画像データ生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対する３次元走査によって収集したボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する超音波診断装置において、基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定手段と、前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、前記位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを合成し重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
又、請求項２に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対する３次元走査によって収集したボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する超音波診断装置において、前記ボリュームデータに対して設定された基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、前記位置ズレに基づいて臓器の軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する軸方向ベクトル設定手段と、前記軸方向ベクトルに対し垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面の位置や方向を更新して新たな基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を設定するＭＰＲ断面設定手段と、新たに設定された前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対して前記ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した複数のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する重畳ＭＰＲ画像データ生成手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
一方、請求項９に係る本発明の画像データ生成装置は、医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する画像データ生成装置において、基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定手段と、前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、前記位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを合成し重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
又、請求項１０に係る本発明の画像データ生成装置は、医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する画像データ生成装置において、前記ボリュームデータに対して設定された基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、前記位置ズレに基づいて臓器の軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する軸方向ベクトル設定手段と、前記軸方向ベクトルに対し垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面の位置や方向を更新して新たな基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を設定するＭＰＲ断面設定手段と、新たに設定された前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対して前記ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した複数のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する重畳ＭＰＲ画像データ生成手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。このため、疾患部位の詳細な観察が可能となり診断精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の３次元走査における超音波送受信方向を説明するための図。
【図４】同実施例の超音波診断装置が備えるボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図。
【図５】同実施例の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面とこれらのＭＰＲ断面において生成されるＭＰＲ画像データを模式的に示す図。
【図６】同実施例における位置ズレ検出の具体的な方法を示す図。
【図７】同実施例におけるＭＰＲ画像データの位置補正を説明するための図。
【図８】同実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の第２の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図１０】同実施例におけるＭＰＲ断面の更新と更新後のＭＰＲ断面にて生成されるＭＰＲ画像データを説明するための図。
【図１１】同実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図１２】本発明の第３の実施例における画像データ生成装置の全体構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の第４の実施例における画像データ生成装置の全体構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の第１の実施例における超音波診断装置は、当該被検体の診断対象部位を含む３次元領域から収集したボリュームデータに基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、これらのＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、これらのＭＰＲ画像データに対し相互相関演算あるいは差分和演算を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、得られた位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００１５】
尚、以下の実施例では、複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブを用いて当該被検体の診断対象部位に対し３次元走査を行なう場合について述べるが、複数の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動させることによって前記診断対象部位に対する３次元走査を行なってもよい。又、被検体から得られる受信信号を処理して超音波データとしてのＢモードデータを生成し、このＢモードデータに基づいてボリュームデータを生成する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、カラードプラデータ等の他の超音波データに基づいてボリュームデータを生成しても構わない。
【００１６】
（装置の構成と機能）
本発明の実施例における超音波診断装置の構成と機能につき図１乃至図７を用いて説明する。尚、図１は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２及び図４は、この超音波診断装置が備える送受信部／受信信号処理部及びボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示す超音波診断装置１００は、被検体の診断対象部位を含む３次元領域に対して超音波パルス（送信超音波）を送信し、この送信によって得られた超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する複数個の振動素子が２次元配列された超音波プローブ３と、前記被検体の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を前記振動素子に供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部２と、整相加算後の受信信号を処理してＢモードデータを生成する受信信号処理部４と、上述の超音波による３次元走査によって得られたＢモードデータを超音波送受信方向に対応させて配列することによりボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部５を備えている。
【００１８】
又、超音波診断装置１００は、前記３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とした複数のサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定部６と、基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部７と、これらＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出部８と、ＭＰＲ画像データ生成部７が生成したＭＰＲ画像データの位置座標を位置ズレ検出部８が検出した構造物の位置ズレに基づいて補正し、補正後のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成部１０を備え、更に、得られた重畳ＭＰＲ画像データを表示する表示部１１と、被検体情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１２と、上述の３次元領域における超音波の送受信方向を制御する走査制御部１３と、超音波診断装置１００が有する上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４を備えている。
【００１９】
超音波プローブ３は、２次元配列されたＭ個の図示しない振動素子をその先端部に有し、前記先端部を被検体の体表面に接触させて超音波の送受信を行なう。振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、又、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気的な受信信号に変換する機能を有している。そして、これら振動素子の各々は、図示しないＭチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部２に接続されている。尚、本実施例では、Ｍ個の振動素子が２次元配列されたセクタ走査用の超音波プローブ３を用いた超音波診断装置１００について述べるが、リニア走査やコンベックス走査等に対応した超音波プローブを用いても構わない。
【００２０】
次に、図２に示す送受信部２は、超音波プローブ３の振動素子に対して駆動信号を供給する送信部２１と、振動素子から得られた受信信号に対して整相加算（位相を一致させて加算）を行なう受信部２２を備えている。
【００２１】
送信部２１は、レートパルス発生器２１１、送信遅延回路２１２及び駆動回路２１３を備え、レートパルス発生器２１１は、送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成して送信遅延回路２１２に供給する。送信遅延回路２１２は、送信に使用されるＭｔ個の振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信超音波を撮影領域内の所定の深さに集束するための集束用遅延時間と所定方向（θｐ、φｑ）に送信するための偏向用遅延時間を上記レートパルスに与えて駆動回路２１３へ供給する。駆動回路２１３は、送信遅延回路２１２と同数の独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ３にて２次元配列されたＭ個の振動素子の中から送信用として選択されたＭｔ個の振動素子を駆動し、被検体の体内に送信超音波を放射する。
【００２２】
一方、受信部２２は、超音波プローブ３に内蔵されたＭ個の振動素子の中から受信用として選択されたＭｒ個の振動素子に対応するＭｒチャンネルのＡ／Ｄ変換器２２１及び受信遅延回路２２２と加算器２２３を備えており、受信用の振動素子から供給されたＭｒチャンネルの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２２１にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路２２２に送られる。
【００２３】
受信遅延回路２２２は、撮影領域内の所定深さにて反射した受信超音波を集束するための集束用遅延時間と、所定方向（θｐ、φｑ）に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換器２２１から出力されるＭｒチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器２２３は、受信遅延回路２２２からの受信信号を加算する。即ち、受信遅延回路２２２と加算器２２３により、所定方向から得られた受信信号は整相加算される。又、受信部２２の受信遅延回路２２２及び加算器２２３は、その遅延時間の制御によって複数方向に対する受信指向性を同時に形成する所謂並列同時受信を可能とし、並列同時受信の適用により３次元走査に要する時間は大幅に短縮される。尚、上述の送受信部２が備える送信部２１及び受信部２２の一部は超音波プローブ３の内部に設けられていても構わない。
【００２４】
図３は、超音波プローブ３の中心軸をｚ軸とした直交座標（ｘ−ｙ−ｚ）における超音波送受信方向（θｐ、φｑ）を示したものであり、振動素子はｘ軸方向及びｙ軸方向に２次元配列され、θｐ及びφｑは、ｘ−ｚ平面及びｙ−ｚ平面に投影された超音波送受信方向のｚ軸に対する角度を示している。そして、走査制御部１３から供給される走査制御信号に従って送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２における遅延時間が制御され、被検体内の３次元領域に対する超音波走査が行なわれる。
【００２５】
図２へ戻って、受信信号処理部４は、超音波データとしてのＢモードデータを生成する機能を有し包絡線検波器４１と対数変換器４２を備えている。包絡線検波器４１は、受信部２２の加算器２２３から供給される整相加算後の受信信号を包絡線検波し、対数変換器４２は、包絡線検波された受信信号の振幅を対数変換してＢモードデータを生成する。尚、包絡線検波器４１と対数変換器４２は順序を入れ替えて構成してもよい。
【００２６】
次に、図１に示したボリュームデータ生成部５の具体的な構成につき図４のブロック図を用いて説明する。
【００２７】
ボリュームデータ生成部５は、図４に示すように、超音波データ記憶部５１、補間処理部５２及びボリュームデータ記憶部５３を備え、超音波データ記憶部５１には、当該被検体に対する３次元走査によって得られた受信信号に基づき受信信号処理部４が生成したＢモードデータが超音波送受信方向（θｐ、φｑ）を付帯情報として順次保存される。
【００２８】
一方、補間処理部５２は、超音波データ記憶部５１から読み出したＢモードデータを超音波送受信方向（θｐ、φｑ）に対応させて配列することにより３次元Ｂモードデータを形成し、更に、この３次元Ｂモードデータを補間処理してボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータはボリュームデータ記憶部５３に保存される。
【００２９】
図１へ戻って、ＭＰＲ断面設定部６は、当該被検体の３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とする１つあるいは複数のサブＭＰＲ断面をボリュームデータに対して設定し、ＭＰＲ画像データ生成部７は、上述の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。尚、上述の基準ＭＰＲ断面は、通常、図３に示した超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）に垂直な方向に自動設定されるが、超音波診断装置１００の操作者等が検査に先立って任意の方向に設定してもよい。
【００３０】
図５は、ＭＰＲ断面設定部６が上述の基準ＭＰＲ断面に基づいて設定するサブＭＰＲ断面と、これらの基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面においてＭＰＲ画像データ生成部７が生成するＭＰＲ画像データを模式的に示したものであり、以下では、説明を簡単にするために基準ＭＰＲ断面を中心に、この基準ＭＰＲ断面に平行な４つのサブＭＰＲ断面を等間隔で設定する場合について述べるが、サブＭＰＲ断面数は４つに限定されるものではなく、又、ＭＰＲ断面の間隔は不等間隔であっても構わない。
【００３１】
即ち、図５に示すように、例えば、当該被検体の心尖部近傍に超音波プローブ３の先端部を配置してボリュームデータが収集された場合、先ず、超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）に対して略垂直な方向に基準ＭＰＲ断面Ｓｏが自動設定される。次いで、ＭＰＲ断面設定部６は、上述のボリュームデータに対し、基準ＭＰＲ断面Ｓｏとこの基準ＭＰＲ断面Ｓｏに平行なサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を所定間隔Δｄで設定する。そして、ＭＰＲ画像データ生成部７は、上述の基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４に対応したボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データＤｏ及びＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を生成する。
【００３２】
再び図１へ戻って、位置ズレ検出部８は、図示しない演算回路を備え、ＭＰＲ画像データ生成部７において生成された基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を受信する。そして、ＭＰＲ画像データＤｏに所定サイズの２次元演算領域（テンプレート）を設定し、このテンプレートから抽出されるＭＰＲ画像データＤｏの画素値とＭＰＲ画像データＤｓ１の画素値との演算処理によりＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出する。
【００３３】
更に、同様の手順によりＭＰＲ画像データＤｏとＭＰＲ画像データＤｓ２乃至Ｄｓ４との演算処理を行なってＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ２乃至ＤＳ４における位置ズレ（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を検出する。
【００３４】
次に、ＭＰＲ画像データＤｏとＭＰＲ画像データＤｓ１との相互相関演算による位置ズレ検出の具体例につき図６を用いて更に詳しく説明する。図６において、位置ズレ検出部８は、基準ＭＰＲ断面Ｓｏにて生成されたＭＰＲ画像データＤｏの任意の位置に関心点Ｃｇを設定し、この関心点Ｃｇを中心とした所定サイズのテンプレートを設定する。次いで、このテンプレートにおける画像情報をＭＰＲ画像データＤｓ１に対して相対的に移動させながら対応する画素間での相互相関演算を行ない、相互相関値が最大となる関心点Ｃｇの移動方向及び移動距離を検出することによりＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出する。
【００３５】
即ち、ＭＰＲ画像データＤｏの関心点Ｃｇを中心として設定された画素数Ｎｏ（Ｎｏ＝ＰｘＱｙ）を有するテンプレートＴｇの画素値をｆ１（ｐｘ、ｑｙ）、ＭＰＲ画像データＤｓ１の画素値をｆ２（ｐｘ、ｑｙ）とすれば、相互相関値γ１２（ｋ、ｓ）を次式（１）によって算出することによりＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出することができる。
【数１】
【００３６】
但し、上記Ｐｘ及びＱｙは、テンプレートＴｇのｐｘ方向（ｘ方向）及びｑｙ方向（ｙ方向）における画素数であり、ＭＰＲ画像データＤｏに設定した関心点Ｃｇは、通常、テンプレートＴｇの略中央部に位置する。そして、上式（１）に基づく相互相関演算の結果、ｋ＝ｋ１（図６（ｂ）参照）及びｓ＝ｓ１（図示せず）において相互相関値γ１２（ｋ、ｓ）が最大値をもつ場合、ＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物に対しＭＰＲ画像データＤｓ１に示された構造物はｘ方向に対してｋ１画素分に対応するΔｘ１、ｙ方向に対してｓ１画素分に相当するΔｙ１だけ位置ズレしていると判定する。
【００３７】
以上、相互相関演算により画像データ間における構造物の位置ズレを検出する方法について述べたが、位置ズレ検出方法は相互相関演算に限定されるものではなく、例えば、画像データ間の差分和に基づいて行なうことも可能である。この場合も図６に示した相互相関演算の場合と同様にして、基準ＭＰＲ断面Ｓｏにて生成されたＭＰＲ画像データＤｏの任意の位置に関心点Ｃｇを設定し、この関心点Ｃｇを中心とした所定サイズのテンプレートを設定する。次いで、このテンプレートにおける画像情報をＭＰＲ画像データＤｓ１に対し相対的に移動させながら対応する画素に対し下式（２）に基づく差分和演算を行ない、差分和値（差分値の絶対値の総和）β１２（ｋ、ｓ）が最小となる関心点Ｃｇの移動方向及び移動距離を検出することによりＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出する。
【数２】
【００３８】
そして、上式（２）に基づく差分和演算の結果、ｋ＝ｋ１及びｓ＝ｓ１において差分和値γ１２（ｋ、ｓ）が最大値をもつ場合、ＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物に対しＭＰＲ画像データＤｓ１に示された構造物はｘ方向に対してｋ１画素分に対応するΔｘ１、ｙ方向に対してｓ１画素分に相当するΔｙ１だけ位置ズレしていると判定する。
【００３９】
ＭＰＲ画像データＤｏとＭＰＲ画像データＤｓ１との相互相関演算あるいは差分和演算によりＭＰＲ画像データＤｓ１における構造物の位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出したならば、同様の手順によりＭＰＲ画像データＤｏとＭＰＲ画像データＤｓ２乃至ＤＳ４との相互相関演算あるいは差分和演算を行なってＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ２乃至ＤＳ４における位置ズレ（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を夫々検出する。
【００４０】
次に、図１に示したＭＰＲ画像データ合成部１０は、ＭＰＲ画像データ生成部７から供給された基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４と位置ズレ検出部８から供給されたＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４における構造物の位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）、（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を受信する。そして、上述の位置ズレに基づいてＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を位置補正し、補正後のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４と上述のＭＰＲ画像データＤｏとを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００４１】
具体的には、位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）に基づいてＭＰＲ画像データＤＳ１をｘ方向に−Δｘ１、ｙ方向に−Δｙ１だけ位置補正（シフト）し、同様にして、ＭＰＲ画像データＤＳ２乃至ＤＳ４をｐｘ方向に−Δｘ２、−Δｘ３、−Δｘ４、ｑｙ方向に−Δｙ２、−Δｙ３、−ｙｘ４だけ位置補正する。
【００４２】
図７は、ＭＰＲ画像データ合成部１０によって生成される重畳ＭＰＲ画像データについて示したものであり、ここでは説明を簡単にするために、基準ＭＰＲ断面Ｓｏにて生成されたＭＰＲ画像データＤｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１において生成されたＭＰＲ画像データＤｓ１との重畳について述べる。
【００４３】
即ち、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、既に図５において示したように基準ＭＰＲ断面において収集されたＭＰＲ画像データＤｏと、このＭＰＲ画像データＤｏの構造物Ａｏに対しｘ方向にΔｘ１、ｙ方向にΔｙ１だけ位置ズレした構造物Ａｓ１を有するＭＰＲ画像データＤｓ１を示している。一方、図７（ｃ）は、ＭＰＲ画像データ合成部１０において生成される重畳ＭＰＲ画像データＤｘを示しており、ＭＰＲ画像データ合成部１０は、位置ズレ検出部８が検出したＭＰＲ画像データＤｓ１における構造物Ａｓ１の位置ズレΔｘ１及びΔｙ１に基づいてＭＰＲ画像データＤｓ１の位置座標を補正し、補正後のＭＰＲ画像データＤｓ１をＭＰＲ画像データＤｏと加算合成することにより良好な空間分解能とＳ／Ｎを有する重畳ＭＰＲ画像データＤｘを生成することができる。
【００４４】
次に、表示部１１は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備え、ＭＰＲ画像データ合成部１０が生成した重畳ＭＰＲ画像データのリアルタイム表示を行なう。又、ＭＰＲ画像データ生成部７が生成した基準ＭＰＲ断面やサブＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを必要に応じて表示することも可能である。
【００４５】
即ち、表示部１１の表示データ生成部は、ＭＰＲ画像データ合成部１０が生成した重畳ＭＰＲ画像データやＭＰＲ画像データ生成部７が生成したＭＰＲ画像データに被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成する。そして、前記データ変換部は、前記表示データ生成部によって生成された表示データに対し表示フォーマット変換とＤ／Ａ変換を行なって前記モニタにリアルタイム表示する。
【００４６】
入力部１２は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、位置ズレ検出方法の選択、ＭＰＲ画像データ生成条件及び重畳ＭＰＲ画像データ生成条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう。
【００４７】
走査制御部１３は、当該被検体の診断対象部位を含む３次元領域に対し超音波走査を行なうための遅延時間制御を送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２に対して行なう。
【００４８】
一方、システム制御部１４は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力部１２において入力／設定／選択された上述の各種情報が保存される。そして、前記ＣＰＵは、上述の入力情報、設定情報及び選択情報に基づいて超音波診断装置１００の各ユニットを統括的に制御することにより当該被検体のボリュームデータを収集し、更に、得られたボリュームデータに基づいて重畳ＭＰＲ画像データの生成とその表示を行なう。
【００４９】
（重畳ＭＰＲ画像データの生成手順）
次に、本実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順につき図８のフローチャートを用いて説明する。尚、ここでも説明を簡単にするために、基準ＭＰＲ断面Ｓｏを中心に４つのサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を設定する場合について述べるが、これに限定されない。
【００５０】
ボリュームデータの収集に先立ち、超音波診断装置１００の操作者は、入力部１２において被検体情報を入力した後、ボリュームデータ生成条件の設定、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、位置ズレ検出方法の選択、ＭＰＲ画像データ生成条件及び重畳ＭＰＲ画像データ生成条件の設定等を行なう。そして、これらの入力情報、設定情報及び選択情報は、システム制御部１４が備える記憶回路に保存される（図８のステップＳ１）。
【００５１】
上述の初期設定が終了したならば、ボリュームデータの収集開始コマンドを入力部１２にて入力し（図８のステップＳ２）、このコマンド信号がシステム制御部１４へ供給されることにより当該被検体の診断対象部位を中心とした３次元領域におけるボリュームデータの収集が開始される。
【００５２】
ボリュームデータの収集に際し、システム制御部１４を介して上述のボリュームデータ生成条件を受信した走査制御部１３は、送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２に対しボリュームデータ生成条件に対応した走査制御信号を供給する。
【００５３】
一方、送信部２１のレートパルス発生器２１１は、レートパルスを生成して送信遅延回路２１２に供給し、送信遅延回路２１２は、走査制御部１３から供給された走査制御信号に基づいて前記３次元領域における所定の深さに超音波を集束するための集束用遅延時間と最初の超音波送受信方向（θ１、φ１）に超音波を送信するための偏向用遅延時間を前記レートパルスに与えてＭｔチャンネルの駆動回路２１３に供給する。次いで、駆動回路２１３は、送信遅延回路２１２から供給されたレートパルスに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ３に設けられたＭｔ個の送信用振動素子に供給して被検体内に送信超音波を放射する。
【００５４】
放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体の臓器境界面や組織にて反射し、超音波プローブ３に設けられたＭｒ個の受信用振動素子によって受信されてＭｒチャンネルの電気的な受信信号に変換される。次いで、この受信信号は、受信部２２のＡ／Ｄ変換器２２１においてデジタル信号に変換され、更に、Ｍｒチャンネルの受信遅延回路２２２において所定の深さからの受信超音波を収束するための集束用遅延時間と超音波送受信方向（θ１、φ１）からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間が走査制御部１３から供給された上述の走査制御信号に基づいて与えられた後加算器２２３にて整相加算される。そして、整相加算後の受信信号が供給された受信信号処理部４の包絡線検波器４１及び対数変換器４２は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってＢモードデータを生成し、得られたＢモードデータは、超音波送受信方向（θ１、φ１）を付帯情報としてボリュームデータ生成部５の超音波データ記憶部５１に保存される。
【００５５】
次いで、走査制御部１３は、送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２における遅延時間を制御してθ方向にΔθ、φ方向にΔφずつ順次更新された超音波送受信方向（θｐ、φｑ）（θｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ（ｐ＝１〜Ｐ）、φｑ＝φ１＋（ｑ−１）Δφ（ｑ＝１〜Ｑ）、但し、超音波送受信方向（θ１、φ１）を除く）の各々に対し同様の手順で超音波を送受信して３次元走査を行なう。そして、各々の送受信方向にて得られたＢモードデータも上述の超音波送受信方向を付帯情報としてボリュームデータ生成部５の超音波データ記憶部５１に保存される。
【００５６】
所定３次元領域におけるＢモードデータの生成と保存が終了したならば、ボリュームデータ生成部５の補間処理部５２は、超音波データ記憶部５１から読み出した複数のＢモードデータを超音波送受信方向（θｐ、φｑ）（θｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ（ｐ＝１〜Ｐ）、φｑ＝φ１＋（ｑ−１）Δφ（ｑ＝１〜Ｑ））に対応させて配列することにより３次元Ｂモードデータを形成し、更に、この３次元Ｂモードデータを構成する画素を補間処理してボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータは、ボリュームデータ生成部５に設けられたボリュームデータ記憶部５３に保存される（図８のステップＳ３）。
【００５７】
一方、ＭＰＲ断面設定部６は、当該被検体の３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面Ｓｏとこの基準ＭＰＲ断面Ｓｏを中心に、複数のサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を上述のボリュームデータに対して設定し（図８のステップＳ４）、ＭＰＲ画像データ生成部７は、基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の各々に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データＤｏ及びＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を生成する（図８のステップＳ５）。
【００５８】
次いで、位置ズレ検出部８は、ＭＰＲ画像データ生成部７から供給された基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至ＳＳ４のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を受信する。そして、ＭＰＲ画像データＤｏに対して所定サイズのテンプレートを設定し、このテンプレートから抽出されるＭＰＲ画像データＤｏの画素値とＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４の画素値との相互相関演算あるいは差分和演算により基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４における位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）、（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を検出する（図８のステップＳ６）。
【００５９】
次に、ＭＰＲ画像データ合成部１０は、ＭＰＲ画像データ生成部７から供給された基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４のＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４と位置ズレ検出部８から供給されたＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４における構造物の位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）、（Δｘ２、Δｙ２）、（Δｘ３、Δｙ３）及び（Δｘ４、Δｙ４）を受信する。そして、これらの位置ズレに基づいてＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４を位置補正し（図８のステップＳ７）、更に、位置補正したＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４とＭＰＲ画像データＤｏとを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する（図８のステップＳ８）。
【００６０】
そして、表示部１１の表示データ生成部は、ＭＰＲ画像データ合成部１０が生成した重畳ＭＰＲ画像データに被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成し、表示部１１のデータ変換部は、前記表示データ生成部が生成した表示データに対し表示フォーマット変換とＤ／Ａ変換を行なって自己のモニタに表示する（図８のステップＳ９）。
【００６１】
以上述べた本発明の第１の実施例によれば、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。このため、疾患部位の詳細な観察が可能となり診断精度を向上させることができる。
【００６２】
特に、本実施例では、ＭＰＲ画像データ間の相互相関演算あるいは差分和演算によってＭＰＲ画像データにおける構造物の位置ズレを検出し、この検出結果に基づいて位置補正したＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成しているため、後述する第２の実施例と比較して簡単な手順で空間分解能に優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。
【実施例２】
【００６３】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。この第２の実施例における超音波診断装置は、上述の第１の実施例と同様にして、当該被検体の診断対象部位を含む３次元領域から収集したボリュームデータに基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、これらのＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、これらのＭＰＲ画像データに対し相互相関演算あるいは差分和演算を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、この位置ズレに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルを前記ボリュームデータに対して設定する。そして、軸方向ベクトルに対して垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面の位置や方向を更新し、更新後の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面において新たに生成したＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００６４】
（装置の構成と機能）
次に、本発明の第２の実施例における超音波診断装置の構成と機能につき図９を用いて説明する。図９は、本実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、この図９において、図１に示した超音波診断装置１００のユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００６５】
即ち、図９に示す本実施例の超音波診断装置２００は、被検体の診断対象部位を含む３次元領域に対して超音波パルス（送信超音波）を送信し、この送信によって得られた超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する複数個の振動素子が２次元配列された超音波プローブ３と、前記被検体の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を前記振動素子に供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部２と、整相加算後の受信信号を処理してＢモードデータを生成する受信信号処理部４と、上述の超音波による３次元走査によって得られたＢモードデータを超音波送受信方向に対応させて配列することによりボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部５を備えている。
【００６６】
又、超音波診断装置２００は、前記３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とした複数のサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定し、更に、後述の軸方向ベクトル設定部９から供給される軸方向ベクトルに基づいて上述の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面の位置や方向を更新するＭＰＲ断面設定部６ａと、基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ断面更新前のＭＰＲ画像データ及びＭＰＲ断面更新後のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部７ａと、ＭＰＲ断面更新前のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出部８ａと、位置ズレ検出部８ａが検出した位置ズレに基づいて構造物の長軸方向を示す軸方向ベクトルをボリュームデータに対して設定する軸方向ベクトル設定部９と、ＭＰＲ画像データ生成部７ａが生成したＭＰＲ断面更新後のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成部１０ａを備え、更に、得られた重畳ＭＰＲ画像データを表示する表示部１１と、被検体情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１２と、上述の３次元領域における超音波の送受信方向を制御する走査制御部１３と、超音波診断装置２００が有する上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４ａを備えている。
【００６７】
ＭＰＲ断面設定部６ａは、当該被検体の３次元領域に対して予め設定された基準ＭＰＲ断面を基準とする複数のサブＭＰＲ断面をボリュームデータ生成部５によって生成されるボリュームデータに対して設定し、更に、軸方向ベクトル設定部９から供給される軸方向ベクトルに対して垂直な位置に上述の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を更新する。
【００６８】
ＭＰＲ画像データ生成部７ａは、更新前の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応するボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データを生成し、更に、更新された基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応するボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データを生成する。
【００６９】
一方、位置ズレ検出部８ａは、更新前の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、軸方向ベクトル設定部９は、位置ズレ検出部８ａが検出した構造物の位置ズレに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する。そして、ＭＰＲ画像データ合成部１０ａは、ＭＰＲ画像データ生成部７ａが更新後の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対して生成したＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００７０】
次に、超音波診断装置２００が備えた上述の各ユニットによるＭＰＲ断面の更新と更新後のＭＰＲ断面にて生成されるＭＰＲ画像データにつき図１０を用いて説明する。尚、この場合も、超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）に垂直な基準ＭＰＲ断面Ｓｏを中心として４つのサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を設定し、基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏに示された構造物とサブＭＰＲ断面Ｓｓ１のＭＰＲ画像データＤｓ１に示された構造物との位置ズレに基づいて臓器（心臓）の長軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の中から任意に選択した２つ以上のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを用いて軸方向ベクトルを設定しても構わない。
【００７１】
図１０（ａ）は、既に図７において示したように予め設定された基準ＭＰＲ断面Ｓｏと、この基準ＭＰＲ断面Ｓｏに基づいてＭＰＲ断面設定部６ａが設定したサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４を示しており、図１０（ｂ）は、基準ＭＰＲ断面Ｓｏにおいて生成されたＭＰＲ画像データＤｏの構造物ＡｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１において生成されたＭＰＲ画像データＤｓ１の構造物Ａｓ１を重畳させて示している。
【００７２】
一方、図１０（ｃ）は、位置ズレ検出部８ａによって検出されたＭＰＲ画像データＤｏの構造物ＡｏとＭＰＲ画像データＤｓ１の構造物Ａｓ１との位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）及び基準ＭＰＲ断面ＳｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１との間隔Δｄｘに基づいて軸方向ベクトル設定部９が設定する軸方向ベクトルＶｏと、ＭＰＲ断面設定部６ａが軸方向ベクトルＶｏに対して垂直になるように基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の位置及び方向を更新して新たに設定した基準ＭＰＲ断面Ｓｃｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｃ１乃至Ｓｃ４を示している。尚、軸方向ベクトルＶｏと超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）とのなす角度αは、次式（３）によって算出することができる。
【数３】
【００７３】
そして、図１０（ｄ）は、更新後の基準ＭＰＲ断面Ｓｃにおいて生成されたＭＰＲ画像データＤｃの構造物ＡｃｏとサブＭＰＲ断面Ｓｃ１において生成されたＭＰＲ画像データＤｃ１の構造物Ａｃ１を重畳させて示しており、この図１０（ｄ）におけるＭＰＲ画像データＤｃの構造物ＡｃｏとＭＰＲ画像データＤｃ１の構造物Ａｃ１との位置ズレは、図１０（ｂ）に示したＭＰＲ画像データＤｏの構造物ＡｏとＭＰＲ画像データＤｓ１の構造物Ａｓ１との位置ズレと比較して顕著に低減される。
【００７４】
即ち、図１０に示したように、臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルＶｏに垂直な複数のＭＰＲ断面にて生成されたＭＰＲ画像データを合成することにより空間分解能に優れた重畳ＭＰＲ画像データを得ることができる。
【００７５】
（重畳ＭＰＲ画像データの生成手順）
次に、本実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順につき図１１のフローチャートを用いて説明する。但し、図１１において、図８に示した重畳ＭＰＲ画像データの生成手順と同一の手順を示すステップは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００７６】
即ち、図８のステップＳ１乃至Ｓ５と同様の手順によって当該被検体に対するボリュームデータの収集、基準ＭＰＲ断面Ｓｏを基準としたサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の設定、更には、基準ＭＰＲ断面ＳｏにおけるＭＰＲ画像データＤｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４におけるＭＰＲ画像データＤｓ１乃至Ｄｓ４の収集を行なう（図１１のステップＳ１乃至Ｓ５）。
【００７７】
次いで、位置ズレ検出部８ａは、例えば、ＭＰＲ画像データ生成部７ａから供給される基準ＭＰＲ断面ＳｏのＭＰＲ画像データＤｏにおける構造物とサブＭＰＲ断面Ｓｓ１のＭＰＲ画像データＤｓ１における構造物との位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）を検出し（図１１のステップＳ１６）、軸方向ベクトル設定部９は、位置ズレ検出部８ａが検出した画像データ間における構造物の位置ズレ（Δｘ１、Δｙ１）及び基準ＭＰＲ断面ＳｏとサブＭＰＲ断面Ｓｓ１との間隔Δｄｘに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルＶｏをボリュームデータ生成部５が生成したボリュームデータに対して設定する（図１１のステップＳ１７）。
【００７８】
一方、ＭＰＲ断面設定部６ａは、軸方向ベクトル設定部９によって設定された軸方向ベクトルＶｏに基づいて基準ＭＰＲ断面Ｓｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｓ１乃至Ｓｓ４の位置及び方向を更新し、軸方向ベクトルＶｏに垂直な基準ＭＰＲ断面Ｓｃｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｃ１乃至Ｓｃ４を前記ボリュームデータに対して新たに設定する（図１１のステップＳ１８）。
【００７９】
そして、ＭＰＲ画像データ生成部７ａは、更新後の基準ＭＰＲ断面Ｓｃｏ及びサブＭＰＲ断面Ｓｃ１乃至Ｓｃ４の各々に対応するボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ画像データＤｃｏ及びＭＰＲ画像データＤｃ１乃至Ｄｃ４を生成する（図１１のステップＳ１９）。
【００８０】
次いで、ＭＰＲ画像データ合成部１０ａは、上述のＭＰＲ画像データＤｃｏ及びＭＰＲ画像データＤｃ１乃至Ｄｃ４を加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成し（図１１のステップＳ２０）、表示部１１は、ＭＰＲ画像データ合成部１０ａから供給された重畳ＭＰＲ画像データに対し所定の変換処理を行なって自己のモニタに表示する（図１１のステップＳ２１）。
【００８１】
以上述べた本発明の第２の実施例によれば、上述の第１の実施例と同様にして、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。このため、疾患部位の詳細な観察が可能となり診断精度を向上させることができる。
【００８２】
特に、本実施例では、ＭＰＲ画像データ間の相互相関演算あるいは差分和演算によって検出した前記ＭＰＲ画像データにおける構造物の位置ズレに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルを上述のボリュームデータに対して設定し、新たに設定した前記軸方向ベクトルに垂直な基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面において重畳ＭＰＲ画像データの生成に用いるＭＰＲ画像データを生成している。このため、本実施例によれば、上述の第１の実施例と比較して優れた空間分解能を有するＭＰＲ画像データを収集することができ、従って、これらのＭＰＲ画像データを加算合成して得られる重畳ＭＰＲ画像データも優れた空間分解能を有している。
【実施例３】
【００８３】
次に、本発明の第３の実施例における画像データ生成装置ついて説明する。この第３の実施例における画像データ生成装置は、超音波診断装置やＸ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置によって予め収集された当該被検体のボリュームデータに対して基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、これらのＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、上述の第１の実施例と同様にして、得られたＭＰＲ画像データに対し相互相関処理あるいは差分和処理を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、この位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００８４】
（装置の構成）
本実施例における画像データ生成装置の構成につき図１２を用いて説明する。尚、図１２は、前記画像データ生成装置の全体構成を示すブロック図であり、図１に示した第１の実施例における超音波診断装置１００のユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００８５】
即ち、図１２に示す画像データ生成装置３００は、別途設置された医用画像診断装置からネットワークあるいは記憶媒体を介して供給される当該被検体のボリュームデータを保管するボリュームデータ保管部１５と、予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とした複数のサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定部６と、基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部７と、これらＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出部８を備えている。
【００８６】
更に、画像データ生成装置３００は、上述のＭＰＲ画像データ生成部７が生成したＭＰＲ画像データの位置座標を位置ズレ検出部８が検出した構造物の位置ズレに基づいて補正し、補正後のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成部１０と、得られた重畳ＭＰＲ画像データを表示する表示部１１と、被検体情報の入力、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１２ｂと、画像データ生成装置３００が有する上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４ｂを備えている。
【００８７】
尚、本実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順は、図８のフローチャートに示したステップＳ４乃至Ｓ９と同様であるため説明は省略する。
【実施例４】
【００８８】
次に、本発明の第４の実施例における画像データ生成装置について説明する。この第４の実施例における画像データ生成装置は、超音波診断装置やＸ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置によって予め収集された当該被検体のボリュームデータに対して基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面に平行な複数のＭＰＲ断面を所定間隔で設定し、これらのＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成する。次いで、上述の第２の実施例と同様にして、得られた複数のＭＰＲ画像データに対し相互相関処理あるいは差分和処理を行なって各々のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出し、この位置ズレに基づいて臓器の長軸方向を示す軸方向ベクトルを前記ボリュームデータに対して設定する。そして、この軸方向ベクトルに対して垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面の位置や方向を更新し、更新後の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面において新たに生成した複数のＭＰＲ画像データを加算合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する。
【００８９】
（装置の構成）
本実施例における画像データ生成装置の構成につき図１３を用いて説明する。尚、図１３は、前記画像データ生成装置の全体構成を示すブロック図であり、図９に示した第２の実施例における超音波診断装置２００のユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００９０】
即ち、図１３に示す画像データ生成装置４００は、別途設置された医用画像診断装置からネットワークあるいは記憶媒体を介して供給される当該被検体のボリュームデータを保管するボリュームデータ保管部１５と、予め設定された基準ＭＰＲ断面とこの基準ＭＰＲ断面を基準とした複数のサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定し、更に、後述の軸方向ベクトル設定部９から供給される軸方向ベクトルに基づいて上述の基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面の位置や方向を更新するＭＰＲ断面設定部６ａと、基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出してＭＰＲ断面更新前のＭＰＲ画像データ及びＭＰＲ断面更新後のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部７ａと、ＭＰＲ断面更新前のＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出部８ａを備えている。
【００９１】
更に、画像データ生成装置４００は、位置ズレ検出部８ａが検出した位置ズレに基づいて構造物の長軸方向を示す軸方向ベクトルをボリュームデータに対して設定する軸方向ベクトル設定部９と、ＭＰＲ画像データ生成部７ａが生成したＭＰＲ断面更新後のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成部１０ａと、得られた重畳ＭＰＲ画像データを表示する表示部１１と、被検体情報の入力、サブＭＰＲ断面の数や間隔の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１２ｃと、画像データ生成装置４００が有する上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４ｃを備えている。
【００９２】
尚、本実施例における重畳ＭＰＲ画像データの生成手順は、図１１のフローチャートに示したステップＳ４及びステップＳ１５乃至Ｓ２１と同様であるため説明は省略する。
【００９３】
以上述べた本発明の第３の実施例及び第４の実施例によれば、上述の第１の実施例及び第２の実施例と同様にして、被検体から収集されるボリュームデータに基づいて生成した隣接する複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを加算合成してＳ／Ｎに優れた重畳ＭＰＲ画像データを生成する際、良好な空間分解能を有する重畳ＭＰＲ画像データを生成することができる。このため、疾患部位の詳細な観察が可能となり診断精度を向上させることができる。
【００９４】
又、別途設置された医用画像診断装置からネットワーク等を介して供給されるボリュームデータを用いて重畳ＭＰＲ画像データの生成と表示を行なうことができるため、操作者は、時間や場所の制約をあまり受けることなく当該被検体に対する診断を効率よく行なうことができる。
【００９５】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、相互相関演算あるいは差分和演算によってＭＰＲ画像データ間における構造物の位置ズレを検出する場合について述べたが、他の方法によって構造物の位置ズレを検出してもよい。
【００９６】
又、基準ＭＰＲ断面は、超音波プローブ３の中心軸（ｚ軸）に対して垂直な方向に自動設定される場合について述べたが、装置の操作者が入力部等において任意に設定してもよい。
【００９７】
尚、上述の実施例では、説明を簡単にするために基準ＭＰＲ断面を中心に４つのサブＭＰＲ断面を所定間隔Δｄで設定する場合について述べたが、サブＭＰＲ断面の数は４つに限定されるものではなく、又、ＭＰＲ断面の間隔は不等間隔であっても構わない。
【００９８】
一方、上述の第１の実施例及び第２の実施例では、複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブ３を用いて当該被検体の診断対象部位に対し３次元走査を行なう場合について述べたが、複数の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動させることによって前記診断対象部位に対する３次元走査を行なってもよい。
【００９９】
又、被検体から得られた受信信号を処理して超音波データとしてのＢモードデータを生成し、このＢモードデータに基づいてボリュームデータを生成する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、カラードプラデータのような他の超音波データに基づいてボリュームデータを生成してもよい。
【０１００】
更に、３次元的に収集した超音波データ（Ｂモードデータ）を補間処理してボリュームデータを生成する場合について述べたが、前記超音波データをそのままボリュームデータとして用いても構わない。
【０１０１】
又、上述の第１の実施例乃至第４の実施例では、重畳ＭＰＲ画像データのみならずＭＰＲ画像データの表示も可能であることを述べたが、第２の実施例及び第４の実施例では、これらのＭＰＲ画像データに軸方向ベクトルを重畳表示してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
２…送受信部
２１…送信部
２２…受信部
３…超音波プローブ
４…受信信号処理部
５…ボリュームデータ生成部
５１…超音波データ記憶部
５２…補間処理部
５３…ボリュームデータ記憶部
６、６ａ、…ＭＰＲ断面設定部
７、７ａ…ＭＰＲ画像データ生成部
８、８ａ…位置ズレ検出部
９…軸方向ベクトル設定部
１０、１０ａ…ＭＰＲ画像データ合成部
１１…表示部
１２、１２ｂ、１２ｃ…入力部
１３…走査制御部
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…システム制御部
１５…ボリュームデータ保管部
１００、２００…超音波診断装置
３００、４００…画像データ生成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対する３次元走査によって収集したボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する超音波診断装置において、
基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定手段と、
前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
前記位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを合成し重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
被検体に対する３次元走査によって収集したボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する超音波診断装置において、
前記ボリュームデータに対して設定された基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
前記位置ズレに基づいて臓器の軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する軸方向ベクトル設定手段と、
前記軸方向ベクトルに対し垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面の位置や方向を更新して新たな基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を設定するＭＰＲ断面設定手段と、
新たに設定された前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対して前記ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した複数のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する重畳ＭＰＲ画像データ生成手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
前記ＭＰＲ断面設定手段は、前記基準ＭＰＲ断面に平行な複数からなる前記サブＭＰＲ断面を所定間隔で設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項４】
前記位置ズレ検出手段は、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを相互相関演算あるいは差分和演算によって検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項５】
前記位置ズレ検出手段は、前記基準ＭＰＲ断面のＭＰＲ画像データに示された構造物の前記サブＭＰＲ画像データのＭＰＲ画像データにおける位置ズレを検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項６】
前記ＭＰＲ画像データ合成手段は、前記複数のＭＰＲ画像データを加算合成して前記重畳ＭＰＲ画像データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項７】
前記軸方向ベクトル設定手段は、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の前記画像データ間における位置ズレと前記ＭＰＲ画像データの間隔とに基づいて前記軸方向ベクトルの方向を設定することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項８】
表示手段を備え、前記表示手段は、前記重畳ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した重畳ＭＰＲ画像データをリアルタイム表示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項９】
医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する画像データ生成装置において、
基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定手段と、
前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
前記位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを合成し重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成手段とを
備えたことを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項１０】
医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する画像データ生成装置において、
前記ボリュームデータに対して設定された基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
前記位置ズレに基づいて臓器の軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する軸方向ベクトル設定手段と、
前記軸方向ベクトルに対し垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面の位置や方向を更新して新たな基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を設定するＭＰＲ断面設定手段と、
新たに設定された前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対して前記ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した複数のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する重畳ＭＰＲ画像データ生成手段とを
備えたことを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項１】
被検体に対する３次元走査によって収集したボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する超音波診断装置において、
基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定手段と、
前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
前記位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを合成し重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
被検体に対する３次元走査によって収集したボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する超音波診断装置において、
前記ボリュームデータに対して設定された基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
前記位置ズレに基づいて臓器の軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する軸方向ベクトル設定手段と、
前記軸方向ベクトルに対し垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面の位置や方向を更新して新たな基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を設定するＭＰＲ断面設定手段と、
新たに設定された前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対して前記ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した複数のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する重畳ＭＰＲ画像データ生成手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
前記ＭＰＲ断面設定手段は、前記基準ＭＰＲ断面に平行な複数からなる前記サブＭＰＲ断面を所定間隔で設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項４】
前記位置ズレ検出手段は、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを相互相関演算あるいは差分和演算によって検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項５】
前記位置ズレ検出手段は、前記基準ＭＰＲ断面のＭＰＲ画像データに示された構造物の前記サブＭＰＲ画像データのＭＰＲ画像データにおける位置ズレを検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項６】
前記ＭＰＲ画像データ合成手段は、前記複数のＭＰＲ画像データを加算合成して前記重畳ＭＰＲ画像データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項７】
前記軸方向ベクトル設定手段は、前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の前記画像データ間における位置ズレと前記ＭＰＲ画像データの間隔とに基づいて前記軸方向ベクトルの方向を設定することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項８】
表示手段を備え、前記表示手段は、前記重畳ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した重畳ＭＰＲ画像データをリアルタイム表示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項９】
医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する画像データ生成装置において、
基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定するＭＰＲ断面設定手段と、
前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
前記位置ズレに基づいて位置補正した前記複数のＭＰＲ画像データを合成し重畳ＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ合成手段とを
備えたことを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項１０】
医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータに基づいてＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データを生成する画像データ生成装置において、
前記ボリュームデータに対して設定された基準ＭＰＲ断面及びこの基準ＭＰＲ断面を基準とするサブＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータの画素を抽出して複数のＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ＭＰＲ画像データに示された構造物の画像データ間における位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
前記位置ズレに基づいて臓器の軸方向を示す軸方向ベクトルを設定する軸方向ベクトル設定手段と、
前記軸方向ベクトルに対し垂直になるように前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面の位置や方向を更新して新たな基準ＭＰＲ断面及びサブＭＰＲ断面を設定するＭＰＲ断面設定手段と、
新たに設定された前記基準ＭＰＲ断面及び前記サブＭＰＲ断面に対して前記ＭＰＲ画像データ生成手段が生成した複数のＭＰＲ画像データを合成して重畳ＭＰＲ画像データを生成する重畳ＭＰＲ画像データ生成手段とを
備えたことを特徴とする画像データ生成装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２００８２１（Ｐ２０１０−２００８２１Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４６７５１（Ｐ２００９−４６７５１）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【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２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【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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