超音波診断装置
【課題】超音波プローブの操作に関する３次元的な情報を提示すること。
【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、モニタ２と、画像生成部１５と、取得装置４と、レンダリング処理部１６と、制御部１８とを備える。モニタ２は、視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。画像生成部１５は、被検体Ｐの体表に当接された超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する。取得装置４は、撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。レンダリング処理部１６は、３次元位置情報に基づいて、超音波プローブ１が立体画像として仮想的に認識されるための視差画像群であるプローブ画像群を生成する。制御部１８は、撮影状況の特徴を示す特徴画像とプローブ画像群とが、３次元位置情報に基づく位置関係でモニタ２に表示されるように制御する。
【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、モニタ２と、画像生成部１５と、取得装置４と、レンダリング処理部１６と、制御部１８とを備える。モニタ２は、視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。画像生成部１５は、被検体Ｐの体表に当接された超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する。取得装置４は、撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。レンダリング処理部１６は、３次元位置情報に基づいて、超音波プローブ１が立体画像として仮想的に認識されるための視差画像群であるプローブ画像群を生成する。制御部１８は、撮影状況の特徴を示す特徴画像とプローブ画像群とが、３次元位置情報に基づく位置関係でモニタ２に表示されるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブを当てた直下の組織が描出された超音波画像をリアルタイムで生成表示できることから、今日の医療において重要な役割を果たしている。
【０００３】
また、読影医への情報提供や再検査時の再現性に寄与するために、撮影部位の情報を示す「印」をモニタ上に自動的に表示する技術も知られている。ここで、「印」とは、検査対象となる臓器を示すマーク（ボディーマークやピクトグラムと呼ばれる）や、当該臓器における超音波の走査位置などを示すマーク（プローブマークと呼ばれる）である。
【０００４】
観察者（読影医や検査技師）は、モニタにて超音波画像とともに表示されるボディーマーク上のプローブマークを参照することで、超音波プローブの位置情報とスキャン方向を読み取ることができる。しかし、モニタ上に表示される「印」から読み取られる情報は、２次元の情報である。このため、モニタの観察者は、読影に適した超音波画像を撮影するために、検査技師等の操作者が被検体の体表上で行なった超音波プローブの操作に関する３次元情報を読み取ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０１０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、超音波プローブの操作に関する３次元的な情報を提示することができる超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の超音波診断装置は、表示部と、画像生成部と、取得部と、レンダリング処理部と、制御部とを備える。表示部は、所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。画像生成部は、被検体の体表に当接された超音波プローブが受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する。取得部は、前記超音波画像の撮影時における前記超音波プローブの３次元位置情報を取得する。レンダリング処理部は、前記取得部により取得された前記３次元位置情報に基づいて、前記超音波プローブが立体画像として仮想的に認識されるための視差画像群であるプローブ画像群をボリュームレンダリング処理により生成する。制御部は、撮影状況の特徴を示す特徴画像として、前記超音波画像及び前記超音波プローブが当接された前記被検体の当接面を示す当接面画像の少なくとも１つと、前記プローブ画像群とが、前記３次元位置情報に基づく位置関係で前記表示部にて表示されるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。
【図２Ａ】図２Ａは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図（１）である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図（２）である。
【図３】図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、視差画像群を生成するためのボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、取得装置を説明するための図（１）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、取得装置を説明するための図（２）である。
【図６】図６は、取得装置を説明するための図（３）である。
【図７Ａ】図７Ａは、取得装置を説明するための図（４）である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、取得装置を説明するための図（５）である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、取得装置を説明するための図（６）である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る制御部の表示制御の一例を説明するための図（１）である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る制御部の表示制御の一例を説明するための図（２）である。
【図１０】図１０は、図８及び図９を用いて説明した第１の実施形態に係る制御部の表示制御の別形態を説明するための図（１）である。
【図１１】図１１は、図８及び図９を用いて説明した第１の実施形態に係る制御部の表示制御の別形態を説明するための図（２）である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１３は、３次元位置情報の取得方法の変形例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６Ａ】図１６Ａは、第３の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、第３の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１７】図１７は、第３の実施形態を説明するための図（３）である。
【図１８】図１８は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１９】図１９は、第１〜第３の実施形態の変形例を説明するための図（１）である。
【図２０】図２０は、第１〜第３の実施形態の変形例を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
最初に、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置とボリュームデータによって表される空間内の所定位置（例えば、空間の中心）とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「９視差画像」とは、９つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「２視差画像」とは、２つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、「立体画像」とは、「視差画像群」を表示する立体表示モニタを参照する観察者により立体視される画像のことである。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、取得装置４と、装置本体１０とを有する。
【００１２】
超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。
【００１３】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１４】
なお、第１の実施形態は、超音波プローブ１が、超音波により被検体Ｐを２次元で走査する超音波プローブである場合であっても、被検体Ｐを３次元で走査する超音波プローブである場合であっても適用可能である。被検体Ｐを３次元で走査する超音波プローブ１としては、被検体Ｐを２次元で走査する複数の超音波振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカルスキャンプローブがある。また、被検体Ｐを３次元で走査する超音波プローブ１としては、複数の超音波振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２次元超音波プローブである。なお、２次元超音波プローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Ｐを２次元で走査することも可能である。
【００１５】
以下では、超音波プローブ１が、超音波により被検体Ｐを２次元で走査する超音波プローブである場合について説明する。
【００１６】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック、力覚提示装置等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１７】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像等を表示したりする。
【００１８】
ここで、第１の実施形態に係るモニタ２は、所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示するモニタ（以下、立体表示モニタ）である。以下、立体表示モニタについて説明する。
【００１９】
現在最も普及している一般的な汎用モニタは、２次元画像を２次元で表示するものであり、２次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な２視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【００２０】
一方、立体表示モニタとしては、２視差画像（両眼視差画像とも称する）を表示することで、両眼視差による立体視を可能とするモニタ（以下、２視差モニタと記載する）がある。
【００２１】
図２Ａ及び図２Ｂは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図２Ａ及び図２Ｂに示す一例は、シャッター方式により立体表示を行なう立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて２視差画像を交互に出射する。例えば、図２Ａに示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、１２０Ｈｚにて交互に出射する。ここで、モニタには、図２Ａに示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【００２２】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図２Ａに示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【００２３】
各シャッターは、図２Ｂに示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図２Ｂに示すように、互いに直交している。ここで、図２Ｂに示すように、電圧が印加されていない「ＯＦＦ」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により９０度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２４】
一方、図２Ｂに示すように、電圧が印加された「ＯＮ」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２５】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図２Ａに示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図２Ａ及び図２Ｂに示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。
【００２６】
なお、２視差モニタとしては、シャッター方式により立体表示を行なう装置以外にも、偏光メガネ方式により立体表示を行なう装置や、視差バリア方式により立体表示を行なう装置等がある。
【００２７】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、９視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【００２８】
図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図３に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面２００の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図３に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート２０１が表示面２００の前面に貼り付けられている。なお、図３に示す一例では、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が前面となるように貼り付けられているが、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が表示面２００に対向するように貼り付けられる場合であっても良い。
【００２９】
表示面２００には、図３に示すように、縦横比が３：１であり、縦方向にサブ画素である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つが配置された画素２０２がマトリクス状に配置される。図３に示す立体表示モニタは、９つの画像により構成される９視差画像を、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換したうえで、表示面２００に出力する。すなわち、図３に示す立体表示モニタは、９視差画像にて同一位置にある９つの画素それぞれを、９列の画素２０２に割り振って出力させる。９列の画素２０２は、視点位置の異なる９つの画像を同時に表示する単位画素群２０３となる。
【００３０】
表示面２００において単位画素群２０３として同時に出力された９視差画像は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート２０１により、多方向に放射される。９視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置（視点の位置）に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図３に示す９つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図３に示す「５」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図３に示す「５」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図３に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。９視差画像を表示する立体表示モニタは、図３に示すように、「ＲＲＲ・・・、ＧＧＧ・・・、ＢＢＢ・・・」の横ストライプ液晶である場合であっても良いし、「ＲＧＢＲＧＢ・・・」の縦ストライプ液晶である場合であっても良い。また、図３に示す立体表示モニタは、図３に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であっても良いし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であっても良い。以下、図３を用いて説明した立体表示モニタを９視差モニタと記載する。
【００３１】
すなわち、２視差モニタは、画像間の視差角が所定角度となる２つの視差画像である視差画像群（２視差画像）を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表示モニタである。また、９視差モニタは、画像間の視差角が所定角度となる９つの視差画像である視差画像群（９視差画像）を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表示モニタである。
【００３２】
なお、第１の実施形態は、モニタ２が２視差モニタである場合であっても、９視差モニタである場合であっても適用可能である。以下では、モニタ２が９視差モニタである場合について説明する。
【００３３】
図１に戻って、取得装置４は、超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。具体的には、取得装置４は、超音波画像の撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する装置である。より具体的には、取得装置４は、超音波画像の撮影時において、超音波プローブ１が当接される被検体Ｐの当接面に対する超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する装置である。ここで、超音波プローブ１が体表式プローブである場合、当接面は、被検体Ｐの体表となる。かかる場合、取得装置４は、超音波画像の撮影時における被検体Ｐの体表に対する超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。また、超音波プローブ１が経食道心エコー検査（transesophageal echocardiography）に用いられるＴＥＥプローブ等のように体腔内プローブである場合、当接面は、超音波プローブ１が挿入される被検体Ｐの管腔の内壁となる。かかる場合、取得装置４は、超音波画像の撮影時における被検体Ｐの管腔内壁に対する超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。なお、本実施形態に係る取得装置４が取得する超音波プローブ１の３次元位置情報は、当接面に対する超音波プローブ１の３次元位置情報に限定されるものではない。本実施形態では、例えば、超音波診断装置やベッド等に、基準位置を設定するための「センサや、磁気信号を送信するトランスミッター」を取り付け、取り付けたセンサやトランスミッターに対する超音波プローブ１の位置を、超音波プローブ１の３次元位置情報としても良い。
【００３４】
例えば、取得装置４は、超音波プローブ１に取り付けられた位置センサであるセンサ群４１と、トランスミッター４２と、信号処理部４３とを有する。センサ群４１は、位置センサであり、例えば、磁気センサである。トランスミッター４２は、任意の位置に配置され、自装置を中心として外側に向かって磁場を形成する。
【００３５】
センサ群４１は、トランスミッター４２によって形成された３次元の磁場を検出して、検出した磁場の情報を信号に変換して、信号処理部４３に出力する。信号処理部４３は、センサ群４１から受信した信号に基づいて、トランスミッター４２を原点とする空間におけるセンサ群４１の位置（座標）を算出し、算出した位置を後述する制御部１８に出力する。なお、被検体Ｐの撮影は、超音波プローブ１に装着されたセンサ群４１が、トランスミッター４２の磁場を正確に検出することが可能な磁場エリア内で行われる。
【００３６】
第１の実施形態のセンサ群４１については、後に詳述する。
【００３７】
図１に示す装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像データを生成する装置であり、送信部１１と、受信部１２と、Ｂモード処理部１３と、ドプラ処理部１４と、画像生成部１５と、レンダリング処理部１６と、画像メモリ１７と、制御部１８と、内部記憶部１９とを有する。
【００３８】
送信部１１は、トリガ発生回路、送信遅延回路及びパルサ回路等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００３９】
なお、送信部１１は、後述する制御部１８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００４０】
受信部１２は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００４１】
このように、送信部１１及び受信部１２は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。
【００４２】
ここで、超音波プローブ１が３次元走査可能である場合、送信部１１は、超音波プローブ１から被検体Ｐに対して３次元の超音波ビームを送信させることも可能であり、受信部１２は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成することも可能である。
【００４３】
Ｂモード処理部１３は、受信部１２から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。
【００４４】
ドプラ処理部１４は、受信部１２から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００４５】
なお、第１の実施形態に係るＢモード処理部１３及びドプラ処理部１４は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１３は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成することも可能である。また、ドプラ処理部１４は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成することも可能である。
【００４６】
画像生成部１５は、被検体Ｐの体表に当接された超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する。すなわち、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３及びドプラ処理部１４が生成したデータから超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成部１５は、ドプラ処理部１４が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像データを生成する。
【００４７】
ここで、画像生成部１５は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１５は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１５は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。
【００４８】
更に、画像生成部１５は、３次元の超音波画像データを生成することも可能である。すなわち、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のＢモード画像データを生成することも可能である。また、画像生成部１５は、ドプラ処理部１４が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のカラードプラ画像データを生成することも可能である。
【００４９】
レンダリング処理部１６は、ボリュームデータに対して各種レンダリング処理を行なう。具体的には、レンダリング処理部１６は、実空間における被検体Ｐを撮影することで生成された３次元の超音波画像データであるボリュームデータや、仮想空間に設定された仮想ボリュームデータに対して各種レンダリング処理を行なう処理部である。例えば、レンダリング処理部１６は、３次元の超音波画像データをレンダリング処理することで、表示用の２次元超音波画像データを生成する。また、レンダリング処理部１６は、仮想ボリュームデータをレンダリング処理することで、表示用の２次元超音波画像データに重畳される２次元画像データを生成する。
【００５０】
レンダリング処理部１６が行なうレンダリング処理としては、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行なってＭＰＲ画像を再構成する処理がある。また、レンダリング処理部１６が行なうレンダリング処理としては、ボリュームデータに対して「Curved MPR」を行なう処理や、ボリュームデータに対して「Intensity Projection」を行なう処理がある。
【００５１】
更に、レンダリング処理部１６が行なうレンダリング処理としては、３次元の情報を反映した２次元画像を生成するボリュームレンダリング処理がある。すなわち、レンダリング処理部１６は、３次元の超音波画像データや仮想ボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで視差画像群を生成する。具体的には、レンダリング処理部１６は、モニタ２が９視差モニタであることから、ボリュームデータに対して基準視点を中心とする９つの視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで、９視差画像を生成する。
【００５２】
レンダリング処理部１６は、後述する制御部１８の制御の下、図４に示すボリュームレンダリング処理を行なうことで９視差画像を生成する。図４は、視差画像群を生成するためのボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【００５３】
例えば、レンダリング処理部１６が、図４の「９視差画像生成方式（１）」に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準視点の位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、レンダリング処理部１６は、視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に平行移動して、平行投影法により視差角（視線方向間の角度）が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、平行投影法を行なう場合、レンダリング処理部１６は、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定する。
【００５４】
或いは、レンダリング処理部１６が、図４の「９視差画像生成方式（２）」に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準視点の位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、レンダリング処理部１６は、ボリュームデータの中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に回転移動して、透視投影法により視差角が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行なう場合、レンダリング処理部１６は、視線方向を中心に光を３次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。また、透視投影法を行なう場合、レンダリング条件によっては、視点（１）〜（９）は、平行移動される場合であってもよい。
【００５５】
なお、レンダリング処理部１６は、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を２次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行なってもよい。
【００５６】
このようにして生成された９つの視差画像が、視差画像群である。すなわち、視差画像群は、ボリュームデータから生成された立体表示用の画像群である。
【００５７】
なお、モニタ２が２視差モニタである場合、レンダリング処理部１６は、基準視点を中心にして、例えば、視差角が「１度」となる２つの視点を設定することで、２視差画像を生成する。
【００５８】
また、レンダリング処理部１６は、所定の形状が描出された２次元画像を生成するための描画機能も有する。
【００５９】
ここで、上述したように、レンダリング処理部１６は、３次元の超音波画像データだけでなく、仮想ボリュームデータからもボリュームレンダリング処理により、視差画像群を生成する。そして、画像生成部１５は、超音波画像データと、レンダリング処理部１６が生成した視差画像群それぞれとを合成した合成画像群を生成する。なお、第１の実施形態に係るレンダリング処理部１６が仮想ボリュームデータから生成する視差画像群や、第１の実施形態に係る画像生成部１５が生成する合成画像群については、後に詳述する。
【００６０】
画像メモリ１７は、画像生成部１５及びレンダリング処理部１６が生成した画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１７は、Ｂモード処理部１３やドプラ処理部１４が生成したデータを記憶することも可能である。
【００６１】
内部記憶部１９は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１９は、必要に応じて、画像メモリ１７が記憶する画像データの保管等にも使用される。
【００６２】
更に、内部記憶部１９は、取得装置４が、センサ群４１の位置情報を被検体Ｐの当接面（例えば、体表）に対する超音波プローブ１の３次元位置情報として取得するためのオフセット情報を記憶する。なお、オフセット情報については、後に詳述する。
【００６３】
制御部１８は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１９から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３、ドプラ処理部１４、画像生成部１５及びレンダリング処理部１６の処理を制御する。例えば、制御部１８は、取得装置４が取得した超音波プローブ１の３次元位置情報に基づいて、レンダリング処理部１６のボリュームレンダリング処理を制御する。
【００６４】
また、制御部１８は、画像メモリ１７や内部記憶部１９が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ２にて表示するように制御する。具体的には、第１の実施形態に係る制御部１８は、９視差画像を所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換し、立体表示モニタとしてのモニタ２に出力することで、観察者（超音波診断装置の操作者）により立体的に認識される立体画像を表示させる。
【００６５】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１の操作に関する３次元的な情報を提示するために、以下の処理を行なう。
【００６６】
すなわち、上述したように、取得装置４は、超音波画像の撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。具体的には、取得装置４は、超音波プローブ１に取り付けられた位置センサ（センサ群４１）を用いて３次元位置情報を取得する。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図６、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、取得装置を説明するための図である。
【００６７】
例えば、超音波プローブ１の表面には、図５Ａに示すように、センサ群４１として、磁気センサ４１ａ、磁気センサ４１ｂ及び磁気センサ４１ｃの３つの磁気センサが取り付けられる。磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂは、図５Ａに示すように振動子が配列される方向に平行に取り付けられる。また、磁気センサ４１ｃは、図５Ａに示すように超音波プローブ１の上端近傍に、取り付けられる。
【００６８】
ここで、内部記憶部１９は、センサ群４１が取り付けられる位置情報として、例えば、図５Ｂに示すオフセット情報（Ｌ１〜Ｌ４）を記憶する。距離「Ｌ１」は、図５Ｂに示すように、磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂそれぞれが取り付けられる位置を結ぶ直線と、磁気センサ４１ｃが取り付けられる位置との距離である。
【００６９】
また、距離「Ｌ２」は、磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂそれぞれが取り付けられる位置を結ぶ直線と、振動子の配列面との距離である。換言すると、距離「Ｌ２」は、図５Ｂに示すように、磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂそれぞれが取り付けられる位置を結ぶ直線と、当接面（例えば、被検体Ｐの体表）との距離となる。
【００７０】
また、距離「Ｌ３」は、図５Ｂに示すように、磁気センサ４１ａと磁気センサ４１ｃとの振動子配列方向における距離である。また、距離「Ｌ４」は、図５Ｂに示すように、磁気センサ４１ｂと磁気センサ４１ｃとの振動子配列方向における距離である。
【００７１】
操作者は、例えば、画像診断用に最適なＢモード画像を撮影するために、被検体Ｐの体表に当てた状態で、図６に示すように、超音波プローブ１を様々な方向に移動させる。取得装置４の信号処理部４３は、図５Ｂに示すオフセット情報を用いることで、取得したセンサ群４１の位置（座標）から、図６に示す撮影時の超音波プローブ１の被検体Ｐの体表に対する３次元位置情報を取得することができる。
【００７２】
なお、操作者は、取得装置４に超音波プローブ１の３次元位置情報を取得させる際、必要に応じて、３次元位置情報の取得パターンを選択することができる。例えば、被検体Ｐに対する角度を固定した状態で、超音波プローブ１を平行移動して撮影を行なう場合、操作者は、センサ群４１の中で１つの磁気センサの位置のみ、或いは、センサ群４１の重心位置を取得装置４に取得させると選択する（第１の取得パターン）。第１の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、図７Ａに示すように、超音波プローブ１の実空間における３次元位置情報を、１本の軌跡として取得する。図７Ａに示す３次元位置情報は、超音波プローブ１が接触している被検体Ｐの体表や管腔内壁の位置情報となる。なお、基準位置を、ベッドや超音波診断装置本体に設定している場合は、３次元位置情報は、被検体Ｐとの関係ではなく、絶対座標における位置情報として表される。第１の取得パターンは、例えば、超音波エラストグラフィー法を行なう際に、操作者が超音波プローブ１を体表に対して垂直方向に上下移動させる際に選択される。
【００７３】
また、例えば、被検体Ｐに対する角度を固定した状態で、超音波プローブ１を任意方向で移動して撮影を行なう場合がある。かかる場合、操作者は、例えば、磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂの位置を取得装置４に取得させると選択する（第２の取得パターン）。第２の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、図７Ｂに示すように、超音波プローブ１の実空間における３次元位置情報を、２本の軌跡として取得する。図７Ｂに示す３次元位置情報は、超音波プローブ１が接触している被検体Ｐの体表や管腔内壁の位置及び超音波ビームの方位方向に関する位置情報となる。第２の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、操作者による超音波プローブ１の回転移動の３次元位置情報も取得することができる。
【００７４】
また、例えば、超音波プローブ１を任意角度及び任意方向で移動して撮影を行なう場合がある。かかる場合、操作者は、センサ群４１すべての位置を取得装置４に取得させると選択する（第３の取得パターン）。第３の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、超音波プローブ１の実空間における３次元位置情報を、３本の軌跡として取得する。これにより、取得装置４は、図７Ｂに示すように、操作者による超音波プローブ１の傾きの度合いに関する３次元位置情報も取得することができる。第３の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、超音波プローブ１が接触している被検体Ｐの体表や管腔内壁の位置、超音波ビームの方位方向及び超音波ビームの深さ方向に関する位置情報となる。例えば、第３の取得パターンは、一般的な撮影にて選択されるパターンであり、例えば、心尖部アプローチによる心尖部四腔像の撮影をする際に選択される。
【００７５】
以下では、第３の取得パターンが選択されたうえで、Ｂモード画像の撮影が行なわれる場合について説明する。また、以下では、体表式プローブである超音波プローブ１により超音波走査が行なわれる場合について説明する。すなわち、以下では、当接面が被検体Ｐの体表である場合について説明する。かかる場合、取得装置４は、操作者が操作することで、被検体Ｐの体表上で移動する超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。そして、取得装置４は、取得した３次元位置情報を制御部１８に通知する。制御部１８は、取得装置４から撮影時の超音波プローブ１の体表に対する３次元位置情報を取得し、取得した３次元位置情報に基づいて、超音波プローブ１の仮想ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なうように制御する。
【００７６】
具体的には、レンダリング処理部１６は、取得装置４により取得された３次元位置情報に基づいて、超音波プローブ１が立体画像として仮想的に認識されるための視差画像群であるプローブ画像群をボリュームレンダリング処理により生成する。一例を挙げると、レンダリング処理部１６は、３次元位置情報に基づいて、仮想空間上に設定した超音波プローブ１の仮想ボリュームデータ（以下、仮想プローブ３Ｄデータと記載する）を平行移動や回転移動する。そして、レンダリング処理部１６は、移動した仮想プローブ３Ｄデータに対して、基準視点を設定する。例えば、基準視点は、撮影されたＢモード画像に対して正対する位置に設定される。そして、レンダリング処理部１６は、基準視点を中心として、例えば、仮想プローブ３Ｄデータの重心に対して、視差角が１度おきとなる９つの視点を設定する。
【００７７】
そして、レンダリング処理部１６は、例えば、９つの視点から仮想プローブ３Ｄデータの重心に向かって透視投影法を用いたボリュームレンダリング処理を行なうことで、プローブ画像群「プローブ画像（１）〜（９）」を生成する。
【００７８】
制御部１８は、撮影状況の特徴を示す特徴画像として、画像生成部１５が生成した超音波画像及び超音波プローブ１が当接された被検体Ｐの当接面を示す当接面画像の少なくとも１つと、プローブ画像群とが、３次元位置情報に基づく位置関係でモニタ２にて表示されるように制御する。本実施形態では、当接面画像は、被検体Ｐの体表を示す体表画像となる。例えば、特徴画像としての超音波画像は、プローブ画像群を生成するために用いられた３次元位置情報が取得された時点で、超音波プローブ１が受信した反射波から生成されたＢモード画像である。或いは、特徴画像としての当接面画像である体表画像は、具体的には、超音波画像の撮影部位を模式的に示すボディーマークである。より具体的には、特徴画像としての体表画像は、撮影部位を立体的に描出した３Ｄボディーマークや、撮影部位のボリュームデータから生成されたレンダリング画像である。体表画像としてのレンダリング画像は、例えば、撮影部位である乳腺組織のサーフェースレンダリング画像である。或いは、体表画像としてのレンダリング画像は、例えば、撮影部位である乳腺組織のＭＰＲ画像である。或いは、体表画像としてのレンダリング画像は、例えば、撮影部位である乳腺組織のサーフェースレンダリング画像に対して、乳腺組織の一断面であるＭＰＲ画像を合成した画像である。
【００７９】
上記の表示制御を行なう場合、例えば、制御部１８は、「プローブ画像（１）〜（９）」それぞれに対して、Ｂモード画像が３次元位置情報に基づく位置関係にて合成された合成画像群「合成画像（１）〜（９）」を画像生成部１５に生成させる。或いは、例えば、制御部１８は、「プローブ画像（１）〜（９）」それぞれに対して、Ｂモード画像及び体表画像（乳房の３Ｄボディーマークや乳腺組織のレンダリング画像）が３次元位置情報に基づく位置関係にて合成された合成画像群「合成画像（１）〜（９）」を画像生成部１５に生成させる。そして、制御部１８は、合成画像群「合成画像（１）〜（９）」を、９列の画素２０２（図３を参照）それぞれにて表示させることで、モニタ２に合成画像群の立体画像を表示させる。更に、制御部１８は、モニタ２に表示させた合成画像群（プローブ画像群及び特徴画像）を画像メモリ１７、又は、内部記憶部１９に格納する。例えば、制御部１８は、モニタ２に表示させた合成画像群に、検査ＩＤを対応付けて格納する。
【００８０】
図８及び図９は、第１の実施形態に係る制御部の表示制御の一例を説明するための図である。例えば、特徴画像としてＢモード画像が指定されている場合、制御部１８の表示制御により、モニタ２は、図８に示すように、プローブ画像群とＢモード画像「Ｆ１」とが３次元位置情報に基づく位置関係にて合成された合成画像群を表示する。
【００８１】
或いは、例えば、特徴画像としてＢモード画像及び撮影部位を示すレンダリング画像が指定されている場合、制御部１８の表示制御により、モニタ２は、図９に示すように、プローブ画像群とＢモード画像「Ｆ１」と乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」とが３次元位置情報に基づく位置関係にて合成された合成画像群を表示する。
【００８２】
また、上記で説明した一例では、特定の超音波画像の撮影時における合成画像群が表示され、格納される場合について説明した。しかし、本実施形態は、複数の超音波画像の撮影時における複数の合成画像群が表示され、格納される場合であっても良い。図１０及び図１１は、図８及び図９を用いて説明した第１の実施形態に係る制御部の表示制御の別形態を説明するための図である。
【００８３】
画像生成部１５は、超音波プローブ１が時系列に沿って受信した反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する。具体的には、画像生成部１５は、乳房の腫瘍部位が明瞭に描出されたＢモード画像を撮影するために操作者が超音波プローブ１を操作している期間、時系列に沿った複数のＢモード画像を生成する。例えば、画像生成部１５は、時間「ｔ１」のＢモード画像「Ｆ１（ｔ１）」や、時間「ｔ２」のＢモード画像「Ｆ１（ｔ２）」を生成する。
【００８４】
取得装置４は、時系列に沿った３次元位置情報を当該撮影時の時間情報に対応付けて取得する。具体的には、取得装置４は、時系列に沿った複数の超音波画像それぞれの撮影時における３次元位置情報を当該撮影時の時間情報に対応付けて取得する。例えば、取得装置４は、時間「ｔ１」に取得された３次元位置情報を取得するとともに、取得した３次元位置情報に時間情報「ｔ１」を対応付けて制御部１８に通知する。また、例えば、取得装置４は、時間「ｔ２」に取得された３次元位置情報を取得するとともに、取得した３次元位置情報に時間情報「ｔ２」を対応付けて制御部１８に通知する。
【００８５】
レンダリング処理部１６は、時系列に沿った３次元位置情報及び時間情報に基づいて、時系列に沿った複数のプローブ画像群を生成する。具体的には、レンダリング処理部１６は、時系列に沿った複数の超音波画像それぞれの撮影時における３次元位置情報及び時間情報に基づいて、時系列に沿った複数のプローブ画像群を生成する。例えば、レンダリング処理部１６は、時間「ｔ１」に取得された３次元位置情報に基づいて、時間「ｔ１」における超音波プローブ１の立体画像（以下、３Ｄプローブ画像と記載する）である「３ＤＰ（ｔ１）」を表示するための「プローブ画像群（ｔ１）」を生成する。また、例えば、レンダリング処理部１６は、時間「ｔ２」に取得された３次元位置情報に基づいて、時間「ｔ２」における３Ｄプローブ画像である「３ＤＰ（ｔ２）」を表示するための「プローブ画像群（ｔ２）」を生成する。
【００８６】
制御部１８は、時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、特徴画像としての時系列に沿った複数の超音波画像それぞれとがモニタ２にて表示されるように制御する。
【００８７】
例えば、制御部１８の制御により、画像生成部１５は、「プローブ画像群（ｔ１）」と、Ｂモード画像「Ｆ１（ｔ１）」と、乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」とを、時間「ｔ１」に取得された３次元位置情報に基づく位置関係にて合成した「合成画像群（ｔ１）」を生成する。また、画像生成部１５は、「プローブ画像群（ｔ２）」と、Ｂモード画像「Ｆ１（ｔ２）」と、乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」とを、時間「ｔ２」に取得された３次元位置情報に基づく位置関係にて合成した「合成画像群（ｔ２）」を生成する。
【００８８】
制御部１８は、画像生成部１５が生成した合成画像群をモニタ２に表示させる。これにより、モニタ２は、図１０に示すように、乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」上に「３Ｄプローブ画像３ＤＰ（ｔ１）」及びＢモード画像「Ｆ１（ｔ１）」を表示し、更に、乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」上に「３Ｄプローブ画像３ＤＰ（ｔ２）」及びＢモード画像「Ｆ１（ｔ２）」を表示する。なお、図１０に示す表示形態の一例では、各時間の３Ｄプローブ画像とＢモード画像とが、まとめて重畳表示されているが、本実施形態は、各時間の超音波プローブ１の立体画像とＢモード画像とが動画表示される場合や、並列表示される場合であっても良い。
【００８９】
或いは、時系列に沿った複数のプローブ画像群が生成される場合、以下の処理が行なわれても良い。すなわち、レンダリング処理部１６は、２次元画像の描画機能により、３次元位置情報及び時間情報に基づいて、当接面画像である体表画像の形状を時系列に沿って変化させることで時系列に沿った複数の当接面画像である複数の体表画像を生成する。具体的には、レンダリング処理部１６は、２次元画像の描画機能により、時系列に沿った複数の超音波画像それぞれの撮影時における３次元位置情報及び時間情報に基づいて、体表画像の形状を時系列に沿って変化させることで時系列に沿った複数の体表画像を生成する。そして、制御部１８は、時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、特徴画像としての時系列に沿った複数の体表画像それぞれとがモニタ２にて表示されるように制御する。
【００９０】
例えば、レンダリング処理部１６は、エラストグラフィー撮影時に取得した３次元位置情報に基づいて、被検体Ｐの体表が圧迫される様相が描出されたボディーマークを時系列に沿って生成する。そして、制御部１８の制御により、画像生成部１５は、時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、時系列に沿った複数のボディーマークとそれぞれとを、該当する時間に取得された３次元位置情報に基づく位置関係にて合成した時系列に沿った複数の合成画像群を生成する。
【００９１】
制御部１８は、画像生成部１５が生成した合成画像群をモニタ２に表示させる。これにより、モニタ２は、図１１に示すように、超音波プローブ１を用いた操作による体表の圧迫状況を示す立体画像を表示する。なお、図１１には図示しないが、制御部１８は、画像生成部１５が生成したエラストグラフィーをプローブ画像群及びボディーマークとともに表示させても良い。
【００９２】
次に、図１２を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、超音波プローブ１が被検体Ｐに当てられた状態で、超音波画像の撮影が開始された後の処理について説明する。
【００９３】
図１２に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、取得装置４により３次元位置情報が取得されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、３次元位置情報が取得されない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部１８は、３次元位置情報が取得されるまで待機する。
【００９４】
一方、３次元位置情報が取得された場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６は、プローブ画像群を生成する（ステップＳ１０２）。なお、プローブ画像群の生成と並行して、画像生成部１５は、超音波画像を生成する。
【００９５】
そして、制御部１８の制御により、画像生成部１５は、プローブ画像群と特徴画像との合成画像群を生成する（ステップＳ１０３）。そして、制御部１８の制御により、モニタ２は、合成画像群を表示する（ステップＳ１０４）。
【００９６】
そして、制御部１８は、合成画像群を画像メモリ１７に格納し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。なお、合成画像群を時系列に沿って生成する場合、制御部１８は、引き続き、ステップＳ１０１の判定処理を行なう。また、特徴画像として変形したボディーマークを表示する際には、変形ボディーマークは、ステップＳ１０２にてプローブ画像群とともに、レンダリング処理部１６により生成される。
【００９７】
上述してきたように、第１の実施形態では、例えば、図８に示す立体画像を参照することで、モニタ２の観察者は、超音波プローブ１が如何なる操作状態である時に、Ｂモード画像「Ｆ１」が撮影されたかを３次元的に把握することができる。また、第１の実施形態では、例えば、図９に示す立体画像を参照することで、モニタ２の観察者は、超音波プローブ１が被検体Ｐの体表に対して如何なる方向及び角度で当てられている時に、Ｂモード画像「Ｆ１」が撮影されたかを３次元的に把握することができる。また、画像メモリ１７等に格納された合成画像群の表示要求を行なうことで、モニタ２の観察者は、Ｂモード画像「Ｆ１」の撮影時における超音波プローブ１の３次元的な操作状況を確認することができる。
【００９８】
また、図１０に示す立体画像を参照することで、モニタ２の観察者は、被検体Ｐの体表に当てた状態で、超音波プローブ１を操作者がどのように３次元的に操作することで、画像診断用の超音波画像を撮影したのかを時系列に沿って把握することができる。また、図１１に示す立体画像を参照することで、モニタ２の観察者は、画像生成部１５が生成したエラストグラフィーが、超音波プローブ１により被検体Ｐの体表をどの程度圧迫することで撮影された画像であるのかを把握することができる。また、画像メモリ１７等に格納された時系列に沿った複数の合成画像群の表示要求を行なうことで、モニタ２の観察者は、画像撮影時における超音波プローブ１の３次元的な操作状況を確認することができる。
【００９９】
従って、第１の実施形態によれば、超音波プローブ１の操作に関する３次元的な情報を提示することができる。また、第１の実施形態に係る超音波診断装置を用いることで、超音波画像読影者への提供情報の品質向上や、再検査時の再現性品質の向上、検査手技の操作者によるばらつきの低減による診断品質の向上等に寄与することができる。
【０１００】
なお、上記では、磁気センサを用いて３次元位置情報を取得する場合について説明したが、３次元位置情報の取得方法は、これに限定されるものではない。図１３は、３次元位置情報の取得方法の変形例を説明するための図である。例えば、変形例では、超音波プローブ１の表面には、図１３に示すように、マーカーが取り付けられる。また、かかる場合、図１３に示すように、マーカーと振動子配列面との距離や、マーカーと超音波プローブ１の端部との距離等がオフセット情報として内部記憶部１９に格納される。
【０１０１】
そして、撮影時において、複数のカメラによりマーカーを複数方向から撮影する。そして、例えば、制御部１８は、オフセット情報を用いて撮影された複数の画像を解析することで３次元位置情報を取得する。また、３次元位置情報は、加速度センサにより取得される場合であっても良い。
【０１０２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、過去に撮影された超音波画像に対して、プローブ画像群を生成する場合について説明する。
【０１０３】
例えば、第２の実施形態では、制御部１８は、取得装置４ではなく、入力装置２を介して、３次元位置情報を取得する。すなわち、制御部１８は、画像生成部１５により過去に生成された超音波画像を参照する観察者が、入力装置３を介して入力した入力情報に基づいて、当該超音波画像の撮影時における３次元位置情報を取得する。
【０１０４】
図１４は、第２の実施形態を説明するための図である。一例を挙げると、モニタ２は、制御部１８の制御により、図１４に示すように、観察者が指定した過去の超音波画像（過去画像）を表示するとともに、観察者が指定した過去画像の撮影部位を示すレンダリング画像を表示する。観察者は、モニタ２を参照して、例えば、入力装置３が有する加速度センサが内蔵された力覚提示装置３ａや、ジョイスティック３ｂを操作することで、自身が過去に撮影した超音波画像の撮影時における超音波プローブ１の向きや角度を入力する。かかる入力情報を用いて、制御部１８は、過去画像撮影時における３次元位置情報を取得し、レンダリング処理部１６は、入力情報に基づく３次元位置情報を用いて、プローブ画像群を生成する。
【０１０５】
これにより、制御部１８は、図９に例示したような立体画像をモニタ２に表示させる。更に、制御部１８は、図９に例示したような立体画像を表示するために用いた合成画像群を、例えば、画像メモリ１７に格納する。
【０１０６】
なお、上記の３次元位置情報に関する入力情報は、入力装置３のマウスやキーボードを用いて入力される場合であっても良い。或いは、上記の３次元位置情報に関する入力情報は、第１の実施形態で説明したセンサ群４１が取り付けられた超音波プローブ１を入力装置として用い、取得装置４が取得する場合であっても良い。
【０１０７】
次に、図１５を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、モニタ２にて過去の超音波画像が表示された後の処理について説明する。
【０１０８】
図１５に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、モニタ２の観察者から入力装置３を介して、３次元位置情報に関する入力情報が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、３次元位置情報に関する入力情報が入力されない場合（ステップＳ２０１否定）、制御部１８は、入力されるまで待機する。
【０１０９】
一方、３次元位置情報に関する入力情報が入力された場合（ステップＳ２０１肯定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６は、プローブ画像群を生成する（ステップＳ２０２）。
【０１１０】
そして、制御部１８の制御により、画像生成部１５は、プローブ画像群と特徴画像との合成画像群を生成する（ステップＳ２０３）。そして、制御部１８の制御により、モニタ２は、合成画像群を表示する（ステップＳ２０４）。
【０１１１】
そして、制御部１８は、合成画像群を画像メモリ１７に格納し（ステップＳ２０５）、処理を終了する。
【０１１２】
上述してきたように、第２の実施形態では、過去に撮影された超音波画像を参照した観察者の入力情報からプローブ画像群を合成表示できる。従って、第２の実施形態では、過去に撮影された超音波画像についても、超音波プローブ１の操作に関する３次元的な情報を提示することができる。なお、第２の実施形態は、過去に撮影された時系列に沿った複数の超音波画像を参照して、時系列に沿った複数のプローブ画像群が生成される場合であっても良い。
【０１１３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、過去に撮影された超音波画像と同一部位の撮影を行なうために、第１の実施形態で説明した合成画像群を用いる場合について、図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７等を用いて説明する。図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７は、第３の実施形態を説明するための図である。
【０１１４】
第３の実施形態に係る制御部１８は、画像メモリ１７から取得した被検体Ｐの過去の超音波画像及びプローブ画像群をモニタ２の表示領域における第１領域に表示させる。具体的には、制御部１８は、操作者が被検体Ｐの過去の検査ＩＤを指定すると、指定された検査ＩＤの合成画像群を画像メモリ１７から取得する。以下、指定された検査ＩＤの合成画像群である過去の合成画像群を、過去画像群と記載する。
【０１１５】
例えば、取得される過去画像群は、図１０に例示した、過去の時系列に沿ったＢモード画像と、撮影部位を示すレンダリング画像と、当該過去画像撮影時の超音波プローブ１のプローブ画像群との「時系列に沿った複数の過去画像群」である。かかる場合、操作者は、時系列に沿った複数の過去画像群の動画を参照して、経過観察をしたい特徴部位である過去の腫瘍部位「Ｔ」が最も明瞭に描出された過去画像群を指定する。これにより、モニタ２は、図１６Ａの第１領域にて、過去の腫瘍部位「Ｔ」が描出された過去画像群を表示する。
【０１１６】
そして、第３の実施形態に係る制御部１８は、被検体Ｐの現時点で撮影される超音波画像をモニタ２の表示領域における第２領域に表示させる。かかる表示制御により、モニタ２の観察者である超音波プローブ１の操作者は、センサ群４１が取り付けられた超音波プローブ１を操作して、過去の腫瘍部位「Ｔ」に該当する現在の腫瘍部位「Ｔ’」が含まれるＢモード画像を第２領域に表示させる（図１６Ａを参照）。
【０１１７】
そして、第３の実施形態に係る制御部１８は、取得装置４が取得した現時点での超音波画像の撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報に合致した過去の超音波画像及びプローブ画像群が第１領域にて表示されるように制御する。すなわち、取得装置４は、図１６Ｂに示すように、現時点での超音波画像（以下、現在画像）の撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。そして、制御部１８は、３次元位置情報に合致したプローブ画像群が合成されている過去画像群を「時系列に沿った複数の過去画像群」から選択して第１領域に表示させる。すなわち、制御部１８は、図１６Ｂに示すように、３次元位置情報に合致した過去画像群を表示させる。
【０１１８】
上記の表示制御により第１領域及び第２領域に表示される画像を参照することで、超音波プローブ１の操作者は、過去の腫瘍部位「Ｔ」と略同様の位置に現在の腫瘍部位「Ｔ’」が描出される現在画像が表示されるまで、超音波プローブ１を操作する。
【０１１９】
これにより、モニタ２は、図１７に示すように、過去の腫瘍部位「Ｔ」と同じ位置に現在の腫瘍部位「Ｔ’」が描出された現在画像を第２領域に表示する。第２領域に表示された現在画像は、操作者が、例えば、入力装置３の確定ボタンを押下して確定入力を行なうことで、制御部１８により画像メモリ１７に格納される。
【０１２０】
なお、現時点での超音波プローブ１の操作状況によっては、「時系列に沿った複数の過去画像群」から、３次元位置情報に合致したプローブ画像群が合成されている過去画像群を選択できない場合がある。かかる場合、レンダリング処理部１６は、３次元位置情報に合致したプローブ画像群を新規に生成する。更に、レンダリング処理部１６は、３次元位置情報に合致した超音波画像を、補間処理により生成する。
【０１２１】
例えば、制御部１８は、現時点での３次元位置情報の座標に近い座標を有する過去の３次元位置情報が取得された際に生成された過去の超音波画像を２つ選択する。そして、レンダリング処理部１６は、制御部１８が選択した２つの超音波画像それぞれの奥行き情報用いて、補間処理により、現時点での３次元位置情報に合致する超音波画像を新規に生成する。これにより、画像生成部１５は、現時点での３次元位置情報に合致した合成画像群を過去画像群として新規に生成する。
【０１２２】
次に、図１８を用いて、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１８は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、モニタ２の第１領域にて時系列に沿った複数の過去画像群が動画表示された後の処理について説明する。
【０１２３】
図１８に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、特徴部位が最も明瞭に描出された過去画像群が指定されたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここで、過去画像群が指定されない場合（ステップＳ３０１否定）、制御部１８は、指定されるまで待機する。
【０１２４】
一方、過去画像群が指定された場合（ステップＳ３０１肯定）、制御部１８の制御により、モニタ２は、指定された過去画像群と現在画像とを並列表示する（ステップＳ３０２）。
【０１２５】
そして、制御部１８は、取得装置４が現時点での３次元位置情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ここで、取得していない場合（ステップＳ３０３否定）、制御部１８は、現時点での３次元位置情報が取得されるまで待機する。一方、現時点での３次元位置情報が取得された場合（ステップＳ３０３肯定）、制御部１８は、現時点での３次元位置情報に合致する過去画像群が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
【０１２６】
ここで、現時点での３次元位置情報に合致する過去画像群が存在する場合（ステップＳ３０４肯定）、制御部１８は、合致する過去画像群を選択し、選択した過去画像群と現在画像とを並列表示させる（ステップＳ３０５）。
【０１２７】
一方、現時点での３次元位置情報に合致する過去画像群が存在しない場合（ステップＳ３０４否定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６及び画像生成部１５は、協同して、現時点での３次元位置情報に合致する過去画像群を補間処理により新規に生成する（ステップＳ３０６）。そして、制御部１８は、新規に生成された過去画像群と現在画像とを並列表示させる（ステップＳ３０７）。
【０１２８】
ステップＳ３０５、又は、ステップＳ３０７の後、制御部１８は、操作者から確定入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０８）。ここで、確定入力を受け付けない場合（ステップＳ３０８否定）、制御部１８は、ステップＳ３０３に戻って、現時点での３次元位置情報を取得したか否かを判定する。
【０１２９】
一方、確定入力を受け付けた場合（ステップＳ３０８肯定）、制御部１８は、確定入力時の超音波画像（現在画像）を格納し（ステップＳ３０９）、処理を終了する。
【０１３０】
上述してきたように、第３の実施形態では、過去の検査時における超音波画像の特徴部位の経過観察をする際に、モニタ２の観察者は、現時点での３次元位置情報に合致する超音波プローブ１の立体画像及び現時点での３次元位置情報で撮影された過去の超音波画像を参照しながら、現時点で撮影されている超音波画像を参照することができる。すなわち、モニタ２の観察者は、過去の超音波プローブ１の３次元的な操作状況を把握しながら超音波プローブ１を操作することで、現時点での特徴部位の経過観察を行なうことができる。従って、第３の実施形態では、再検査時の再現性品質をより向上させることができる。
【０１３１】
なお、上述した第１〜第３の実施形態では、モニタ２が９視差モニタである場合について説明した。しかし、上述した第１〜第３の実施形態は、モニタ２が２視差モニタである場合であっても適用可能である。
【０１３２】
また、上述した第１〜第３の実施形態では、プローブ画像群に合成される超音波画像がＢモード画像である場合について説明した。しかし、上述した第１〜第３の実施形態は、プローブ画像群に合成される超音波画像がカラードプラ画像である場合であっても良い。また、上述した第１〜第３の実施形態は、プローブ画像群に合成される超音波画像が、３次元の超音波画像データから生成された視差画像群である場合であっても良い。
【０１３３】
以下、プローブ画像群に合成される超音波画像の変形例について、図１９及び図２０を用いて説明する。図１９及び図２０は、第１〜第３の実施形態の変形例を説明するための図である。
【０１３４】
近年、管腔を含むボリュームデータから、管腔内の観察が可能な仮想内視鏡（ＶＥ：Virtual Endoscopy）画像を生成表示することが行なわれている。ＶＥ画像の表示方法としては、管腔の芯線に沿って視点を移動することで、ＶＥ画像を動画表示するフライスルー（Flythrough）表示がある。例えば、超音波診断装置を用いて、乳腺のフライスルー表示を行なう場合、操作者は、３次元走査が可能な超音波プローブ１（メカニカルスキャンプローブ等）を被検体Ｐの乳房に当接して「乳腺を含むボリュームデータ」を収集する。そして、例えば、図１に示すレンダリング処理部１６は、管腔の輝度値に対応する輝度値を有する画素（ボクセル）を抽出することで、ボリュームデータから管腔領域を抽出する。そして、例えば、レンダリング処理部１６は、抽出した管腔領域を細線化処理することで、管腔の芯線を抽出する。そして、例えば、レンダリング処理部１６は、透視投影法により、芯線上の視点からのＶＥ画像を生成する。なお、レンダリング処理部１６は、管腔の芯線に沿って視点を移動することで、フライスルー表示用の複数のＶＥ画像を生成する。
【０１３５】
フライスルー表示が行なわれる場合、取得装置４は、ＶＥ画像を生成するために用いられたボリュームデータ収集時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。そして、制御部１８は、上述した第１の実施形態で説明した制御処理を行なうことで、特徴画像とプローブ画像群を構成するプローブ画像それぞれとの合成画像群をモニタ２に表示させ、画像メモリ１７に格納させる。図１９は、フライスルー表示が行なわれる場合に、制御部１８の制御によりモニタ２に表示される画像の一例を示している。図１９に示す画像１００は、レンダリング処理部１６が３次元位置情報に基づいて生成したプローブ画像群をモニタ２に表示した結果、観察者が超音波プローブ１を立体的に観察できる３Ｄプローブ画像である。
【０１３６】
また、図１９に示す画像１０１は、当接面画像としての体表画像であり、例えば、撮影部位である乳房を立体的に描出した３Ｄボディーマークである。また、図１９に示す画像１０２は、ボリュームデータにおいて、フライスルー表示に用いられた管腔領域を含む領域の画像である。例えば、図１９に示す画像１０２は、輝度値を白黒反転させたcavityモードにより、レンダリング処理部１６が生成した管腔画像である。輝度値を白黒反転させることで、管腔の視認性を向上させることができる。また、図１９に示す点線で構成される画像１０３は、３次元位置情報及び超音波走査条件に基づいて、レンダリング処理部１６が生成した３次元の超音波走査範囲を模式的に示すものである。また、図１９に示す画像１０４は、フライスルー表示されるＶＥ画像である。画像１０１〜画像１０４は、特徴画像となる。ここで、図１９に示す一例では、制御部１８の制御により、画像１００〜画像１０３が、３次元位置情報に基づく位置関係でモニタ２にて表示される。また、図１９に示す一例では、制御部１８の制御により、画像１００〜画像１０３の下に、画像１０４が配置される。
【０１３７】
なお、制御部１８は、画像１０２の代わりに、画像１０３を配置しても良い。また、画像１０２は、１つの視点を用いてレンダリング処理部１６がボリュームデータから生成したボリュームレンダリング画像であっても良い。また、画像１０２は、レンダリング処理部１６が９つの視点を用いてボリュームデータから生成した９視差画像を表示した立体画像であっても良い。また、画像１００は、第２の実施形態で説明したように、観察者が入力した情報により生成される場合であっても良い。
【０１３８】
図１９に例示する立体画像を参照することで、観察者は、画像１０３のフライスルー表示のために行なわれた超音波プローブ１の３次元的な操作状況を把握することができる。また、図１９に例示する立体画像を表示するために生成された合成画像群を保存し、例えば第３の実施形態で説明した処理を行なうことで、過去の検査でフライスルー表示された画像１０３と略同じ位置のＶＥ画像群を用いたフライスルー表示を行なうことができる。
【０１３９】
また、上述した第１〜第３の実施形態で説明した制御処理は、体腔内プローブを用いる場合でも適用可能である。図２０の左上図は、ＴＥＥプローブの一例を示している。このＴＥＥプローブの先端部には、図２０の左下図に示すように、磁気センサ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃが取り付けられている。なお、図２０の左下図に示す磁気センサ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃの配置は、あくまでも一例である。超音波プローブ１としてのＴＥＥプローブの３次元位置情報が取得可能であるならば、磁気センサ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃは、任意の位置に配置可能である。
【０１４０】
操作者は、図２０の右上図に示すように、ＴＥＥプローブを被検体Ｐの食道に挿入し、ＴＥＥプローブの先端を食道の内壁に当接して心臓の２次元走査や３次元走査を行なう。かかる状態で、取得装置４は、心臓を含む領域のデータを収集した時点におけるＴＥＥプローブの３次元位置情報を取得する。そして、制御部１８は、上述した第１の実施形態で説明した制御処理を行なうことで、特徴画像とプローブ画像群を構成するプローブ画像それぞれとの合成画像群をモニタ２に表示させ、画像メモリ１７に格納させる。図２０の右下図は、経食道心エコー検査が行なわれる場合に、制御部１８の制御によりモニタ２に表示される画像の一例を示している。図２０の右下図に示す画像２００は、レンダリング処理部１６が３次元位置情報に基づいて生成したプローブ画像群をモニタ２で表示した結果、観察者がＴＥＥプローブを立体的に観察できる３Ｄプローブ画像である。また、図２０の右下図に示す画像２０１は、当接面画像であり、食道内壁を示すボディーマークである。なお、当接面画像として、画像２０１とともに、撮影部位である心臓を立体的に描出した３Ｄボディーマークや、心臓のサーフェースレンダリング画像が用いられる場合であっても良い。また、当接面画像としては、例えば、図２０の右上図に示すような、人体モデルが用いられる場合であっても良い。また、図２０の右下図に示す画像２０２は、心臓を含むボリュームデータからレンダリング処理部１６が生成したＭＰＲ画像である。画像２０１及び画像２０２は、特徴画像となる。ここで、図２０の右下図に示す一例では、制御部１８の制御により、画像２００〜画像２０２が３次元位置情報に基づく位置関係でモニタ２にて表示される。
【０１４１】
なお、画像２０２は、１つの視点を用いてレンダリング処理部１６がボリュームデータから生成したボリュームレンダリング画像であっても良い。また、画像２０２は、レンダリング処理部１６が９つの視点を用いてボリュームデータから生成した９視差画像を表示した立体画像であっても良い。また、画像２００は、第２の実施形態で説明したように、観察者が入力した情報により生成される場合であっても良い。
【０１４２】
図２０の右下図に例示する画像を参照することで、観察者は、画像２０２の表示を行なうために行なわれたＴＥＥプローブの３次元的な操作状況を把握することができる。また、図２０の右下図に例示する立体画像を表示するために生成された合成画像群を保存し、例えば第３の実施形態で説明した処理を行なうことで、過去の検査で表示された画像２０３と略同じ位置の超音波画像の表示を行なうことができる。なお、取得装置４は、トランスミッター４２と被検体Ｐとの位置関係等を用いて、ＴＥＥプローブが挿入された長さや深さ等の情報も取得することができる。制御部１８は、かかる情報も、合成画像群の情報に加えることが可能である。これにより、画像２０２を収集するために必要となるＴＥＥプローブの操作状況をより正確に提供することができる。
【０１４３】
以上、説明したとおり、第１〜第３の実施形態及び変形例によれば、超音波プローブの操作に関する３次元的な情報を提示することができる。
【０１４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
４ 取得装置
４１ センサ群
４２ トランスミッター
４３ 信号処理部
１０ 装置本体
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ Ｂモード処理部
１４ ドプラ処理部
１５ 画像生成部
１６ レンダリング処理部
１７ 画像メモリ
１８ 制御部
１９ 内部記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブを当てた直下の組織が描出された超音波画像をリアルタイムで生成表示できることから、今日の医療において重要な役割を果たしている。
【０００３】
また、読影医への情報提供や再検査時の再現性に寄与するために、撮影部位の情報を示す「印」をモニタ上に自動的に表示する技術も知られている。ここで、「印」とは、検査対象となる臓器を示すマーク（ボディーマークやピクトグラムと呼ばれる）や、当該臓器における超音波の走査位置などを示すマーク（プローブマークと呼ばれる）である。
【０００４】
観察者（読影医や検査技師）は、モニタにて超音波画像とともに表示されるボディーマーク上のプローブマークを参照することで、超音波プローブの位置情報とスキャン方向を読み取ることができる。しかし、モニタ上に表示される「印」から読み取られる情報は、２次元の情報である。このため、モニタの観察者は、読影に適した超音波画像を撮影するために、検査技師等の操作者が被検体の体表上で行なった超音波プローブの操作に関する３次元情報を読み取ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０１０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、超音波プローブの操作に関する３次元的な情報を提示することができる超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の超音波診断装置は、表示部と、画像生成部と、取得部と、レンダリング処理部と、制御部とを備える。表示部は、所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する。画像生成部は、被検体の体表に当接された超音波プローブが受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する。取得部は、前記超音波画像の撮影時における前記超音波プローブの３次元位置情報を取得する。レンダリング処理部は、前記取得部により取得された前記３次元位置情報に基づいて、前記超音波プローブが立体画像として仮想的に認識されるための視差画像群であるプローブ画像群をボリュームレンダリング処理により生成する。制御部は、撮影状況の特徴を示す特徴画像として、前記超音波画像及び前記超音波プローブが当接された前記被検体の当接面を示す当接面画像の少なくとも１つと、前記プローブ画像群とが、前記３次元位置情報に基づく位置関係で前記表示部にて表示されるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。
【図２Ａ】図２Ａは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図（１）である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図（２）である。
【図３】図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、視差画像群を生成するためのボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、取得装置を説明するための図（１）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、取得装置を説明するための図（２）である。
【図６】図６は、取得装置を説明するための図（３）である。
【図７Ａ】図７Ａは、取得装置を説明するための図（４）である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、取得装置を説明するための図（５）である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、取得装置を説明するための図（６）である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る制御部の表示制御の一例を説明するための図（１）である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る制御部の表示制御の一例を説明するための図（２）である。
【図１０】図１０は、図８及び図９を用いて説明した第１の実施形態に係る制御部の表示制御の別形態を説明するための図（１）である。
【図１１】図１１は、図８及び図９を用いて説明した第１の実施形態に係る制御部の表示制御の別形態を説明するための図（２）である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１３は、３次元位置情報の取得方法の変形例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６Ａ】図１６Ａは、第３の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、第３の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１７】図１７は、第３の実施形態を説明するための図（３）である。
【図１８】図１８は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１９】図１９は、第１〜第３の実施形態の変形例を説明するための図（１）である。
【図２０】図２０は、第１〜第３の実施形態の変形例を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
最初に、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置とボリュームデータによって表される空間内の所定位置（例えば、空間の中心）とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「９視差画像」とは、９つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「２視差画像」とは、２つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、「立体画像」とは、「視差画像群」を表示する立体表示モニタを参照する観察者により立体視される画像のことである。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、取得装置４と、装置本体１０とを有する。
【００１２】
超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。
【００１３】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１４】
なお、第１の実施形態は、超音波プローブ１が、超音波により被検体Ｐを２次元で走査する超音波プローブである場合であっても、被検体Ｐを３次元で走査する超音波プローブである場合であっても適用可能である。被検体Ｐを３次元で走査する超音波プローブ１としては、被検体Ｐを２次元で走査する複数の超音波振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカルスキャンプローブがある。また、被検体Ｐを３次元で走査する超音波プローブ１としては、複数の超音波振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２次元超音波プローブである。なお、２次元超音波プローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Ｐを２次元で走査することも可能である。
【００１５】
以下では、超音波プローブ１が、超音波により被検体Ｐを２次元で走査する超音波プローブである場合について説明する。
【００１６】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック、力覚提示装置等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１７】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像等を表示したりする。
【００１８】
ここで、第１の実施形態に係るモニタ２は、所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示するモニタ（以下、立体表示モニタ）である。以下、立体表示モニタについて説明する。
【００１９】
現在最も普及している一般的な汎用モニタは、２次元画像を２次元で表示するものであり、２次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な２視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【００２０】
一方、立体表示モニタとしては、２視差画像（両眼視差画像とも称する）を表示することで、両眼視差による立体視を可能とするモニタ（以下、２視差モニタと記載する）がある。
【００２１】
図２Ａ及び図２Ｂは、２視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図２Ａ及び図２Ｂに示す一例は、シャッター方式により立体表示を行なう立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて２視差画像を交互に出射する。例えば、図２Ａに示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、１２０Ｈｚにて交互に出射する。ここで、モニタには、図２Ａに示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【００２２】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図２Ａに示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【００２３】
各シャッターは、図２Ｂに示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図２Ｂに示すように、互いに直交している。ここで、図２Ｂに示すように、電圧が印加されていない「ＯＦＦ」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により９０度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２４】
一方、図２Ｂに示すように、電圧が印加された「ＯＮ」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２５】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図２Ａに示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図２Ａ及び図２Ｂに示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。
【００２６】
なお、２視差モニタとしては、シャッター方式により立体表示を行なう装置以外にも、偏光メガネ方式により立体表示を行なう装置や、視差バリア方式により立体表示を行なう装置等がある。
【００２７】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、９視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【００２８】
図３は、９視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図３に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面２００の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図３に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート２０１が表示面２００の前面に貼り付けられている。なお、図３に示す一例では、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が前面となるように貼り付けられているが、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が表示面２００に対向するように貼り付けられる場合であっても良い。
【００２９】
表示面２００には、図３に示すように、縦横比が３：１であり、縦方向にサブ画素である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つが配置された画素２０２がマトリクス状に配置される。図３に示す立体表示モニタは、９つの画像により構成される９視差画像を、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換したうえで、表示面２００に出力する。すなわち、図３に示す立体表示モニタは、９視差画像にて同一位置にある９つの画素それぞれを、９列の画素２０２に割り振って出力させる。９列の画素２０２は、視点位置の異なる９つの画像を同時に表示する単位画素群２０３となる。
【００３０】
表示面２００において単位画素群２０３として同時に出力された９視差画像は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート２０１により、多方向に放射される。９視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置（視点の位置）に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図３に示す９つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図３に示す「５」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図３に示す「５」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図３に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。９視差画像を表示する立体表示モニタは、図３に示すように、「ＲＲＲ・・・、ＧＧＧ・・・、ＢＢＢ・・・」の横ストライプ液晶である場合であっても良いし、「ＲＧＢＲＧＢ・・・」の縦ストライプ液晶である場合であっても良い。また、図３に示す立体表示モニタは、図３に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であっても良いし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であっても良い。以下、図３を用いて説明した立体表示モニタを９視差モニタと記載する。
【００３１】
すなわち、２視差モニタは、画像間の視差角が所定角度となる２つの視差画像である視差画像群（２視差画像）を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表示モニタである。また、９視差モニタは、画像間の視差角が所定角度となる９つの視差画像である視差画像群（９視差画像）を表示することで、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する立体表示モニタである。
【００３２】
なお、第１の実施形態は、モニタ２が２視差モニタである場合であっても、９視差モニタである場合であっても適用可能である。以下では、モニタ２が９視差モニタである場合について説明する。
【００３３】
図１に戻って、取得装置４は、超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。具体的には、取得装置４は、超音波画像の撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する装置である。より具体的には、取得装置４は、超音波画像の撮影時において、超音波プローブ１が当接される被検体Ｐの当接面に対する超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する装置である。ここで、超音波プローブ１が体表式プローブである場合、当接面は、被検体Ｐの体表となる。かかる場合、取得装置４は、超音波画像の撮影時における被検体Ｐの体表に対する超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。また、超音波プローブ１が経食道心エコー検査（transesophageal echocardiography）に用いられるＴＥＥプローブ等のように体腔内プローブである場合、当接面は、超音波プローブ１が挿入される被検体Ｐの管腔の内壁となる。かかる場合、取得装置４は、超音波画像の撮影時における被検体Ｐの管腔内壁に対する超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。なお、本実施形態に係る取得装置４が取得する超音波プローブ１の３次元位置情報は、当接面に対する超音波プローブ１の３次元位置情報に限定されるものではない。本実施形態では、例えば、超音波診断装置やベッド等に、基準位置を設定するための「センサや、磁気信号を送信するトランスミッター」を取り付け、取り付けたセンサやトランスミッターに対する超音波プローブ１の位置を、超音波プローブ１の３次元位置情報としても良い。
【００３４】
例えば、取得装置４は、超音波プローブ１に取り付けられた位置センサであるセンサ群４１と、トランスミッター４２と、信号処理部４３とを有する。センサ群４１は、位置センサであり、例えば、磁気センサである。トランスミッター４２は、任意の位置に配置され、自装置を中心として外側に向かって磁場を形成する。
【００３５】
センサ群４１は、トランスミッター４２によって形成された３次元の磁場を検出して、検出した磁場の情報を信号に変換して、信号処理部４３に出力する。信号処理部４３は、センサ群４１から受信した信号に基づいて、トランスミッター４２を原点とする空間におけるセンサ群４１の位置（座標）を算出し、算出した位置を後述する制御部１８に出力する。なお、被検体Ｐの撮影は、超音波プローブ１に装着されたセンサ群４１が、トランスミッター４２の磁場を正確に検出することが可能な磁場エリア内で行われる。
【００３６】
第１の実施形態のセンサ群４１については、後に詳述する。
【００３７】
図１に示す装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像データを生成する装置であり、送信部１１と、受信部１２と、Ｂモード処理部１３と、ドプラ処理部１４と、画像生成部１５と、レンダリング処理部１６と、画像メモリ１７と、制御部１８と、内部記憶部１９とを有する。
【００３８】
送信部１１は、トリガ発生回路、送信遅延回路及びパルサ回路等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００３９】
なお、送信部１１は、後述する制御部１８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００４０】
受信部１２は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００４１】
このように、送信部１１及び受信部１２は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。
【００４２】
ここで、超音波プローブ１が３次元走査可能である場合、送信部１１は、超音波プローブ１から被検体Ｐに対して３次元の超音波ビームを送信させることも可能であり、受信部１２は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成することも可能である。
【００４３】
Ｂモード処理部１３は、受信部１２から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。
【００４４】
ドプラ処理部１４は、受信部１２から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００４５】
なお、第１の実施形態に係るＢモード処理部１３及びドプラ処理部１４は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１３は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成することも可能である。また、ドプラ処理部１４は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成することも可能である。
【００４６】
画像生成部１５は、被検体Ｐの体表に当接された超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する。すなわち、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３及びドプラ処理部１４が生成したデータから超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成部１５は、ドプラ処理部１４が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像データを生成する。
【００４７】
ここで、画像生成部１５は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１５は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１５は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。
【００４８】
更に、画像生成部１５は、３次元の超音波画像データを生成することも可能である。すなわち、画像生成部１５は、Ｂモード処理部１３が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のＢモード画像データを生成することも可能である。また、画像生成部１５は、ドプラ処理部１４が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のカラードプラ画像データを生成することも可能である。
【００４９】
レンダリング処理部１６は、ボリュームデータに対して各種レンダリング処理を行なう。具体的には、レンダリング処理部１６は、実空間における被検体Ｐを撮影することで生成された３次元の超音波画像データであるボリュームデータや、仮想空間に設定された仮想ボリュームデータに対して各種レンダリング処理を行なう処理部である。例えば、レンダリング処理部１６は、３次元の超音波画像データをレンダリング処理することで、表示用の２次元超音波画像データを生成する。また、レンダリング処理部１６は、仮想ボリュームデータをレンダリング処理することで、表示用の２次元超音波画像データに重畳される２次元画像データを生成する。
【００５０】
レンダリング処理部１６が行なうレンダリング処理としては、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行なってＭＰＲ画像を再構成する処理がある。また、レンダリング処理部１６が行なうレンダリング処理としては、ボリュームデータに対して「Curved MPR」を行なう処理や、ボリュームデータに対して「Intensity Projection」を行なう処理がある。
【００５１】
更に、レンダリング処理部１６が行なうレンダリング処理としては、３次元の情報を反映した２次元画像を生成するボリュームレンダリング処理がある。すなわち、レンダリング処理部１６は、３次元の超音波画像データや仮想ボリュームデータに対して基準視点を中心とする複数視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで視差画像群を生成する。具体的には、レンダリング処理部１６は、モニタ２が９視差モニタであることから、ボリュームデータに対して基準視点を中心とする９つの視点からボリュームレンダリング処理を行なうことで、９視差画像を生成する。
【００５２】
レンダリング処理部１６は、後述する制御部１８の制御の下、図４に示すボリュームレンダリング処理を行なうことで９視差画像を生成する。図４は、視差画像群を生成するためのボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【００５３】
例えば、レンダリング処理部１６が、図４の「９視差画像生成方式（１）」に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準視点の位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、レンダリング処理部１６は、視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に平行移動して、平行投影法により視差角（視線方向間の角度）が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、平行投影法を行なう場合、レンダリング処理部１６は、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定する。
【００５４】
或いは、レンダリング処理部１６が、図４の「９視差画像生成方式（２）」に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準視点の位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、レンダリング処理部１６は、ボリュームデータの中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に回転移動して、透視投影法により視差角が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行なう場合、レンダリング処理部１６は、視線方向を中心に光を３次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。また、透視投影法を行なう場合、レンダリング条件によっては、視点（１）〜（９）は、平行移動される場合であってもよい。
【００５５】
なお、レンダリング処理部１６は、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を２次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行なってもよい。
【００５６】
このようにして生成された９つの視差画像が、視差画像群である。すなわち、視差画像群は、ボリュームデータから生成された立体表示用の画像群である。
【００５７】
なお、モニタ２が２視差モニタである場合、レンダリング処理部１６は、基準視点を中心にして、例えば、視差角が「１度」となる２つの視点を設定することで、２視差画像を生成する。
【００５８】
また、レンダリング処理部１６は、所定の形状が描出された２次元画像を生成するための描画機能も有する。
【００５９】
ここで、上述したように、レンダリング処理部１６は、３次元の超音波画像データだけでなく、仮想ボリュームデータからもボリュームレンダリング処理により、視差画像群を生成する。そして、画像生成部１５は、超音波画像データと、レンダリング処理部１６が生成した視差画像群それぞれとを合成した合成画像群を生成する。なお、第１の実施形態に係るレンダリング処理部１６が仮想ボリュームデータから生成する視差画像群や、第１の実施形態に係る画像生成部１５が生成する合成画像群については、後に詳述する。
【００６０】
画像メモリ１７は、画像生成部１５及びレンダリング処理部１６が生成した画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１７は、Ｂモード処理部１３やドプラ処理部１４が生成したデータを記憶することも可能である。
【００６１】
内部記憶部１９は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１９は、必要に応じて、画像メモリ１７が記憶する画像データの保管等にも使用される。
【００６２】
更に、内部記憶部１９は、取得装置４が、センサ群４１の位置情報を被検体Ｐの当接面（例えば、体表）に対する超音波プローブ１の３次元位置情報として取得するためのオフセット情報を記憶する。なお、オフセット情報については、後に詳述する。
【００６３】
制御部１８は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１９から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３、ドプラ処理部１４、画像生成部１５及びレンダリング処理部１６の処理を制御する。例えば、制御部１８は、取得装置４が取得した超音波プローブ１の３次元位置情報に基づいて、レンダリング処理部１６のボリュームレンダリング処理を制御する。
【００６４】
また、制御部１８は、画像メモリ１７や内部記憶部１９が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ２にて表示するように制御する。具体的には、第１の実施形態に係る制御部１８は、９視差画像を所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換し、立体表示モニタとしてのモニタ２に出力することで、観察者（超音波診断装置の操作者）により立体的に認識される立体画像を表示させる。
【００６５】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１の操作に関する３次元的な情報を提示するために、以下の処理を行なう。
【００６６】
すなわち、上述したように、取得装置４は、超音波画像の撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。具体的には、取得装置４は、超音波プローブ１に取り付けられた位置センサ（センサ群４１）を用いて３次元位置情報を取得する。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図６、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、取得装置を説明するための図である。
【００６７】
例えば、超音波プローブ１の表面には、図５Ａに示すように、センサ群４１として、磁気センサ４１ａ、磁気センサ４１ｂ及び磁気センサ４１ｃの３つの磁気センサが取り付けられる。磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂは、図５Ａに示すように振動子が配列される方向に平行に取り付けられる。また、磁気センサ４１ｃは、図５Ａに示すように超音波プローブ１の上端近傍に、取り付けられる。
【００６８】
ここで、内部記憶部１９は、センサ群４１が取り付けられる位置情報として、例えば、図５Ｂに示すオフセット情報（Ｌ１〜Ｌ４）を記憶する。距離「Ｌ１」は、図５Ｂに示すように、磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂそれぞれが取り付けられる位置を結ぶ直線と、磁気センサ４１ｃが取り付けられる位置との距離である。
【００６９】
また、距離「Ｌ２」は、磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂそれぞれが取り付けられる位置を結ぶ直線と、振動子の配列面との距離である。換言すると、距離「Ｌ２」は、図５Ｂに示すように、磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂそれぞれが取り付けられる位置を結ぶ直線と、当接面（例えば、被検体Ｐの体表）との距離となる。
【００７０】
また、距離「Ｌ３」は、図５Ｂに示すように、磁気センサ４１ａと磁気センサ４１ｃとの振動子配列方向における距離である。また、距離「Ｌ４」は、図５Ｂに示すように、磁気センサ４１ｂと磁気センサ４１ｃとの振動子配列方向における距離である。
【００７１】
操作者は、例えば、画像診断用に最適なＢモード画像を撮影するために、被検体Ｐの体表に当てた状態で、図６に示すように、超音波プローブ１を様々な方向に移動させる。取得装置４の信号処理部４３は、図５Ｂに示すオフセット情報を用いることで、取得したセンサ群４１の位置（座標）から、図６に示す撮影時の超音波プローブ１の被検体Ｐの体表に対する３次元位置情報を取得することができる。
【００７２】
なお、操作者は、取得装置４に超音波プローブ１の３次元位置情報を取得させる際、必要に応じて、３次元位置情報の取得パターンを選択することができる。例えば、被検体Ｐに対する角度を固定した状態で、超音波プローブ１を平行移動して撮影を行なう場合、操作者は、センサ群４１の中で１つの磁気センサの位置のみ、或いは、センサ群４１の重心位置を取得装置４に取得させると選択する（第１の取得パターン）。第１の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、図７Ａに示すように、超音波プローブ１の実空間における３次元位置情報を、１本の軌跡として取得する。図７Ａに示す３次元位置情報は、超音波プローブ１が接触している被検体Ｐの体表や管腔内壁の位置情報となる。なお、基準位置を、ベッドや超音波診断装置本体に設定している場合は、３次元位置情報は、被検体Ｐとの関係ではなく、絶対座標における位置情報として表される。第１の取得パターンは、例えば、超音波エラストグラフィー法を行なう際に、操作者が超音波プローブ１を体表に対して垂直方向に上下移動させる際に選択される。
【００７３】
また、例えば、被検体Ｐに対する角度を固定した状態で、超音波プローブ１を任意方向で移動して撮影を行なう場合がある。かかる場合、操作者は、例えば、磁気センサ４１ａ及び磁気センサ４１ｂの位置を取得装置４に取得させると選択する（第２の取得パターン）。第２の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、図７Ｂに示すように、超音波プローブ１の実空間における３次元位置情報を、２本の軌跡として取得する。図７Ｂに示す３次元位置情報は、超音波プローブ１が接触している被検体Ｐの体表や管腔内壁の位置及び超音波ビームの方位方向に関する位置情報となる。第２の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、操作者による超音波プローブ１の回転移動の３次元位置情報も取得することができる。
【００７４】
また、例えば、超音波プローブ１を任意角度及び任意方向で移動して撮影を行なう場合がある。かかる場合、操作者は、センサ群４１すべての位置を取得装置４に取得させると選択する（第３の取得パターン）。第３の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、超音波プローブ１の実空間における３次元位置情報を、３本の軌跡として取得する。これにより、取得装置４は、図７Ｂに示すように、操作者による超音波プローブ１の傾きの度合いに関する３次元位置情報も取得することができる。第３の取得パターンが選択された場合、取得装置４は、超音波プローブ１が接触している被検体Ｐの体表や管腔内壁の位置、超音波ビームの方位方向及び超音波ビームの深さ方向に関する位置情報となる。例えば、第３の取得パターンは、一般的な撮影にて選択されるパターンであり、例えば、心尖部アプローチによる心尖部四腔像の撮影をする際に選択される。
【００７５】
以下では、第３の取得パターンが選択されたうえで、Ｂモード画像の撮影が行なわれる場合について説明する。また、以下では、体表式プローブである超音波プローブ１により超音波走査が行なわれる場合について説明する。すなわち、以下では、当接面が被検体Ｐの体表である場合について説明する。かかる場合、取得装置４は、操作者が操作することで、被検体Ｐの体表上で移動する超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。そして、取得装置４は、取得した３次元位置情報を制御部１８に通知する。制御部１８は、取得装置４から撮影時の超音波プローブ１の体表に対する３次元位置情報を取得し、取得した３次元位置情報に基づいて、超音波プローブ１の仮想ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なうように制御する。
【００７６】
具体的には、レンダリング処理部１６は、取得装置４により取得された３次元位置情報に基づいて、超音波プローブ１が立体画像として仮想的に認識されるための視差画像群であるプローブ画像群をボリュームレンダリング処理により生成する。一例を挙げると、レンダリング処理部１６は、３次元位置情報に基づいて、仮想空間上に設定した超音波プローブ１の仮想ボリュームデータ（以下、仮想プローブ３Ｄデータと記載する）を平行移動や回転移動する。そして、レンダリング処理部１６は、移動した仮想プローブ３Ｄデータに対して、基準視点を設定する。例えば、基準視点は、撮影されたＢモード画像に対して正対する位置に設定される。そして、レンダリング処理部１６は、基準視点を中心として、例えば、仮想プローブ３Ｄデータの重心に対して、視差角が１度おきとなる９つの視点を設定する。
【００７７】
そして、レンダリング処理部１６は、例えば、９つの視点から仮想プローブ３Ｄデータの重心に向かって透視投影法を用いたボリュームレンダリング処理を行なうことで、プローブ画像群「プローブ画像（１）〜（９）」を生成する。
【００７８】
制御部１８は、撮影状況の特徴を示す特徴画像として、画像生成部１５が生成した超音波画像及び超音波プローブ１が当接された被検体Ｐの当接面を示す当接面画像の少なくとも１つと、プローブ画像群とが、３次元位置情報に基づく位置関係でモニタ２にて表示されるように制御する。本実施形態では、当接面画像は、被検体Ｐの体表を示す体表画像となる。例えば、特徴画像としての超音波画像は、プローブ画像群を生成するために用いられた３次元位置情報が取得された時点で、超音波プローブ１が受信した反射波から生成されたＢモード画像である。或いは、特徴画像としての当接面画像である体表画像は、具体的には、超音波画像の撮影部位を模式的に示すボディーマークである。より具体的には、特徴画像としての体表画像は、撮影部位を立体的に描出した３Ｄボディーマークや、撮影部位のボリュームデータから生成されたレンダリング画像である。体表画像としてのレンダリング画像は、例えば、撮影部位である乳腺組織のサーフェースレンダリング画像である。或いは、体表画像としてのレンダリング画像は、例えば、撮影部位である乳腺組織のＭＰＲ画像である。或いは、体表画像としてのレンダリング画像は、例えば、撮影部位である乳腺組織のサーフェースレンダリング画像に対して、乳腺組織の一断面であるＭＰＲ画像を合成した画像である。
【００７９】
上記の表示制御を行なう場合、例えば、制御部１８は、「プローブ画像（１）〜（９）」それぞれに対して、Ｂモード画像が３次元位置情報に基づく位置関係にて合成された合成画像群「合成画像（１）〜（９）」を画像生成部１５に生成させる。或いは、例えば、制御部１８は、「プローブ画像（１）〜（９）」それぞれに対して、Ｂモード画像及び体表画像（乳房の３Ｄボディーマークや乳腺組織のレンダリング画像）が３次元位置情報に基づく位置関係にて合成された合成画像群「合成画像（１）〜（９）」を画像生成部１５に生成させる。そして、制御部１８は、合成画像群「合成画像（１）〜（９）」を、９列の画素２０２（図３を参照）それぞれにて表示させることで、モニタ２に合成画像群の立体画像を表示させる。更に、制御部１８は、モニタ２に表示させた合成画像群（プローブ画像群及び特徴画像）を画像メモリ１７、又は、内部記憶部１９に格納する。例えば、制御部１８は、モニタ２に表示させた合成画像群に、検査ＩＤを対応付けて格納する。
【００８０】
図８及び図９は、第１の実施形態に係る制御部の表示制御の一例を説明するための図である。例えば、特徴画像としてＢモード画像が指定されている場合、制御部１８の表示制御により、モニタ２は、図８に示すように、プローブ画像群とＢモード画像「Ｆ１」とが３次元位置情報に基づく位置関係にて合成された合成画像群を表示する。
【００８１】
或いは、例えば、特徴画像としてＢモード画像及び撮影部位を示すレンダリング画像が指定されている場合、制御部１８の表示制御により、モニタ２は、図９に示すように、プローブ画像群とＢモード画像「Ｆ１」と乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」とが３次元位置情報に基づく位置関係にて合成された合成画像群を表示する。
【００８２】
また、上記で説明した一例では、特定の超音波画像の撮影時における合成画像群が表示され、格納される場合について説明した。しかし、本実施形態は、複数の超音波画像の撮影時における複数の合成画像群が表示され、格納される場合であっても良い。図１０及び図１１は、図８及び図９を用いて説明した第１の実施形態に係る制御部の表示制御の別形態を説明するための図である。
【００８３】
画像生成部１５は、超音波プローブ１が時系列に沿って受信した反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成する。具体的には、画像生成部１５は、乳房の腫瘍部位が明瞭に描出されたＢモード画像を撮影するために操作者が超音波プローブ１を操作している期間、時系列に沿った複数のＢモード画像を生成する。例えば、画像生成部１５は、時間「ｔ１」のＢモード画像「Ｆ１（ｔ１）」や、時間「ｔ２」のＢモード画像「Ｆ１（ｔ２）」を生成する。
【００８４】
取得装置４は、時系列に沿った３次元位置情報を当該撮影時の時間情報に対応付けて取得する。具体的には、取得装置４は、時系列に沿った複数の超音波画像それぞれの撮影時における３次元位置情報を当該撮影時の時間情報に対応付けて取得する。例えば、取得装置４は、時間「ｔ１」に取得された３次元位置情報を取得するとともに、取得した３次元位置情報に時間情報「ｔ１」を対応付けて制御部１８に通知する。また、例えば、取得装置４は、時間「ｔ２」に取得された３次元位置情報を取得するとともに、取得した３次元位置情報に時間情報「ｔ２」を対応付けて制御部１８に通知する。
【００８５】
レンダリング処理部１６は、時系列に沿った３次元位置情報及び時間情報に基づいて、時系列に沿った複数のプローブ画像群を生成する。具体的には、レンダリング処理部１６は、時系列に沿った複数の超音波画像それぞれの撮影時における３次元位置情報及び時間情報に基づいて、時系列に沿った複数のプローブ画像群を生成する。例えば、レンダリング処理部１６は、時間「ｔ１」に取得された３次元位置情報に基づいて、時間「ｔ１」における超音波プローブ１の立体画像（以下、３Ｄプローブ画像と記載する）である「３ＤＰ（ｔ１）」を表示するための「プローブ画像群（ｔ１）」を生成する。また、例えば、レンダリング処理部１６は、時間「ｔ２」に取得された３次元位置情報に基づいて、時間「ｔ２」における３Ｄプローブ画像である「３ＤＰ（ｔ２）」を表示するための「プローブ画像群（ｔ２）」を生成する。
【００８６】
制御部１８は、時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、特徴画像としての時系列に沿った複数の超音波画像それぞれとがモニタ２にて表示されるように制御する。
【００８７】
例えば、制御部１８の制御により、画像生成部１５は、「プローブ画像群（ｔ１）」と、Ｂモード画像「Ｆ１（ｔ１）」と、乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」とを、時間「ｔ１」に取得された３次元位置情報に基づく位置関係にて合成した「合成画像群（ｔ１）」を生成する。また、画像生成部１５は、「プローブ画像群（ｔ２）」と、Ｂモード画像「Ｆ１（ｔ２）」と、乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」とを、時間「ｔ２」に取得された３次元位置情報に基づく位置関係にて合成した「合成画像群（ｔ２）」を生成する。
【００８８】
制御部１８は、画像生成部１５が生成した合成画像群をモニタ２に表示させる。これにより、モニタ２は、図１０に示すように、乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」上に「３Ｄプローブ画像３ＤＰ（ｔ１）」及びＢモード画像「Ｆ１（ｔ１）」を表示し、更に、乳腺組織のレンダリング画像「Ｆ２」上に「３Ｄプローブ画像３ＤＰ（ｔ２）」及びＢモード画像「Ｆ１（ｔ２）」を表示する。なお、図１０に示す表示形態の一例では、各時間の３Ｄプローブ画像とＢモード画像とが、まとめて重畳表示されているが、本実施形態は、各時間の超音波プローブ１の立体画像とＢモード画像とが動画表示される場合や、並列表示される場合であっても良い。
【００８９】
或いは、時系列に沿った複数のプローブ画像群が生成される場合、以下の処理が行なわれても良い。すなわち、レンダリング処理部１６は、２次元画像の描画機能により、３次元位置情報及び時間情報に基づいて、当接面画像である体表画像の形状を時系列に沿って変化させることで時系列に沿った複数の当接面画像である複数の体表画像を生成する。具体的には、レンダリング処理部１６は、２次元画像の描画機能により、時系列に沿った複数の超音波画像それぞれの撮影時における３次元位置情報及び時間情報に基づいて、体表画像の形状を時系列に沿って変化させることで時系列に沿った複数の体表画像を生成する。そして、制御部１８は、時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、特徴画像としての時系列に沿った複数の体表画像それぞれとがモニタ２にて表示されるように制御する。
【００９０】
例えば、レンダリング処理部１６は、エラストグラフィー撮影時に取得した３次元位置情報に基づいて、被検体Ｐの体表が圧迫される様相が描出されたボディーマークを時系列に沿って生成する。そして、制御部１８の制御により、画像生成部１５は、時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、時系列に沿った複数のボディーマークとそれぞれとを、該当する時間に取得された３次元位置情報に基づく位置関係にて合成した時系列に沿った複数の合成画像群を生成する。
【００９１】
制御部１８は、画像生成部１５が生成した合成画像群をモニタ２に表示させる。これにより、モニタ２は、図１１に示すように、超音波プローブ１を用いた操作による体表の圧迫状況を示す立体画像を表示する。なお、図１１には図示しないが、制御部１８は、画像生成部１５が生成したエラストグラフィーをプローブ画像群及びボディーマークとともに表示させても良い。
【００９２】
次に、図１２を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、超音波プローブ１が被検体Ｐに当てられた状態で、超音波画像の撮影が開始された後の処理について説明する。
【００９３】
図１２に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、取得装置４により３次元位置情報が取得されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、３次元位置情報が取得されない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部１８は、３次元位置情報が取得されるまで待機する。
【００９４】
一方、３次元位置情報が取得された場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６は、プローブ画像群を生成する（ステップＳ１０２）。なお、プローブ画像群の生成と並行して、画像生成部１５は、超音波画像を生成する。
【００９５】
そして、制御部１８の制御により、画像生成部１５は、プローブ画像群と特徴画像との合成画像群を生成する（ステップＳ１０３）。そして、制御部１８の制御により、モニタ２は、合成画像群を表示する（ステップＳ１０４）。
【００９６】
そして、制御部１８は、合成画像群を画像メモリ１７に格納し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。なお、合成画像群を時系列に沿って生成する場合、制御部１８は、引き続き、ステップＳ１０１の判定処理を行なう。また、特徴画像として変形したボディーマークを表示する際には、変形ボディーマークは、ステップＳ１０２にてプローブ画像群とともに、レンダリング処理部１６により生成される。
【００９７】
上述してきたように、第１の実施形態では、例えば、図８に示す立体画像を参照することで、モニタ２の観察者は、超音波プローブ１が如何なる操作状態である時に、Ｂモード画像「Ｆ１」が撮影されたかを３次元的に把握することができる。また、第１の実施形態では、例えば、図９に示す立体画像を参照することで、モニタ２の観察者は、超音波プローブ１が被検体Ｐの体表に対して如何なる方向及び角度で当てられている時に、Ｂモード画像「Ｆ１」が撮影されたかを３次元的に把握することができる。また、画像メモリ１７等に格納された合成画像群の表示要求を行なうことで、モニタ２の観察者は、Ｂモード画像「Ｆ１」の撮影時における超音波プローブ１の３次元的な操作状況を確認することができる。
【００９８】
また、図１０に示す立体画像を参照することで、モニタ２の観察者は、被検体Ｐの体表に当てた状態で、超音波プローブ１を操作者がどのように３次元的に操作することで、画像診断用の超音波画像を撮影したのかを時系列に沿って把握することができる。また、図１１に示す立体画像を参照することで、モニタ２の観察者は、画像生成部１５が生成したエラストグラフィーが、超音波プローブ１により被検体Ｐの体表をどの程度圧迫することで撮影された画像であるのかを把握することができる。また、画像メモリ１７等に格納された時系列に沿った複数の合成画像群の表示要求を行なうことで、モニタ２の観察者は、画像撮影時における超音波プローブ１の３次元的な操作状況を確認することができる。
【００９９】
従って、第１の実施形態によれば、超音波プローブ１の操作に関する３次元的な情報を提示することができる。また、第１の実施形態に係る超音波診断装置を用いることで、超音波画像読影者への提供情報の品質向上や、再検査時の再現性品質の向上、検査手技の操作者によるばらつきの低減による診断品質の向上等に寄与することができる。
【０１００】
なお、上記では、磁気センサを用いて３次元位置情報を取得する場合について説明したが、３次元位置情報の取得方法は、これに限定されるものではない。図１３は、３次元位置情報の取得方法の変形例を説明するための図である。例えば、変形例では、超音波プローブ１の表面には、図１３に示すように、マーカーが取り付けられる。また、かかる場合、図１３に示すように、マーカーと振動子配列面との距離や、マーカーと超音波プローブ１の端部との距離等がオフセット情報として内部記憶部１９に格納される。
【０１０１】
そして、撮影時において、複数のカメラによりマーカーを複数方向から撮影する。そして、例えば、制御部１８は、オフセット情報を用いて撮影された複数の画像を解析することで３次元位置情報を取得する。また、３次元位置情報は、加速度センサにより取得される場合であっても良い。
【０１０２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、過去に撮影された超音波画像に対して、プローブ画像群を生成する場合について説明する。
【０１０３】
例えば、第２の実施形態では、制御部１８は、取得装置４ではなく、入力装置２を介して、３次元位置情報を取得する。すなわち、制御部１８は、画像生成部１５により過去に生成された超音波画像を参照する観察者が、入力装置３を介して入力した入力情報に基づいて、当該超音波画像の撮影時における３次元位置情報を取得する。
【０１０４】
図１４は、第２の実施形態を説明するための図である。一例を挙げると、モニタ２は、制御部１８の制御により、図１４に示すように、観察者が指定した過去の超音波画像（過去画像）を表示するとともに、観察者が指定した過去画像の撮影部位を示すレンダリング画像を表示する。観察者は、モニタ２を参照して、例えば、入力装置３が有する加速度センサが内蔵された力覚提示装置３ａや、ジョイスティック３ｂを操作することで、自身が過去に撮影した超音波画像の撮影時における超音波プローブ１の向きや角度を入力する。かかる入力情報を用いて、制御部１８は、過去画像撮影時における３次元位置情報を取得し、レンダリング処理部１６は、入力情報に基づく３次元位置情報を用いて、プローブ画像群を生成する。
【０１０５】
これにより、制御部１８は、図９に例示したような立体画像をモニタ２に表示させる。更に、制御部１８は、図９に例示したような立体画像を表示するために用いた合成画像群を、例えば、画像メモリ１７に格納する。
【０１０６】
なお、上記の３次元位置情報に関する入力情報は、入力装置３のマウスやキーボードを用いて入力される場合であっても良い。或いは、上記の３次元位置情報に関する入力情報は、第１の実施形態で説明したセンサ群４１が取り付けられた超音波プローブ１を入力装置として用い、取得装置４が取得する場合であっても良い。
【０１０７】
次に、図１５を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、モニタ２にて過去の超音波画像が表示された後の処理について説明する。
【０１０８】
図１５に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、モニタ２の観察者から入力装置３を介して、３次元位置情報に関する入力情報が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、３次元位置情報に関する入力情報が入力されない場合（ステップＳ２０１否定）、制御部１８は、入力されるまで待機する。
【０１０９】
一方、３次元位置情報に関する入力情報が入力された場合（ステップＳ２０１肯定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６は、プローブ画像群を生成する（ステップＳ２０２）。
【０１１０】
そして、制御部１８の制御により、画像生成部１５は、プローブ画像群と特徴画像との合成画像群を生成する（ステップＳ２０３）。そして、制御部１８の制御により、モニタ２は、合成画像群を表示する（ステップＳ２０４）。
【０１１１】
そして、制御部１８は、合成画像群を画像メモリ１７に格納し（ステップＳ２０５）、処理を終了する。
【０１１２】
上述してきたように、第２の実施形態では、過去に撮影された超音波画像を参照した観察者の入力情報からプローブ画像群を合成表示できる。従って、第２の実施形態では、過去に撮影された超音波画像についても、超音波プローブ１の操作に関する３次元的な情報を提示することができる。なお、第２の実施形態は、過去に撮影された時系列に沿った複数の超音波画像を参照して、時系列に沿った複数のプローブ画像群が生成される場合であっても良い。
【０１１３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、過去に撮影された超音波画像と同一部位の撮影を行なうために、第１の実施形態で説明した合成画像群を用いる場合について、図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７等を用いて説明する。図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７は、第３の実施形態を説明するための図である。
【０１１４】
第３の実施形態に係る制御部１８は、画像メモリ１７から取得した被検体Ｐの過去の超音波画像及びプローブ画像群をモニタ２の表示領域における第１領域に表示させる。具体的には、制御部１８は、操作者が被検体Ｐの過去の検査ＩＤを指定すると、指定された検査ＩＤの合成画像群を画像メモリ１７から取得する。以下、指定された検査ＩＤの合成画像群である過去の合成画像群を、過去画像群と記載する。
【０１１５】
例えば、取得される過去画像群は、図１０に例示した、過去の時系列に沿ったＢモード画像と、撮影部位を示すレンダリング画像と、当該過去画像撮影時の超音波プローブ１のプローブ画像群との「時系列に沿った複数の過去画像群」である。かかる場合、操作者は、時系列に沿った複数の過去画像群の動画を参照して、経過観察をしたい特徴部位である過去の腫瘍部位「Ｔ」が最も明瞭に描出された過去画像群を指定する。これにより、モニタ２は、図１６Ａの第１領域にて、過去の腫瘍部位「Ｔ」が描出された過去画像群を表示する。
【０１１６】
そして、第３の実施形態に係る制御部１８は、被検体Ｐの現時点で撮影される超音波画像をモニタ２の表示領域における第２領域に表示させる。かかる表示制御により、モニタ２の観察者である超音波プローブ１の操作者は、センサ群４１が取り付けられた超音波プローブ１を操作して、過去の腫瘍部位「Ｔ」に該当する現在の腫瘍部位「Ｔ’」が含まれるＢモード画像を第２領域に表示させる（図１６Ａを参照）。
【０１１７】
そして、第３の実施形態に係る制御部１８は、取得装置４が取得した現時点での超音波画像の撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報に合致した過去の超音波画像及びプローブ画像群が第１領域にて表示されるように制御する。すなわち、取得装置４は、図１６Ｂに示すように、現時点での超音波画像（以下、現在画像）の撮影時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。そして、制御部１８は、３次元位置情報に合致したプローブ画像群が合成されている過去画像群を「時系列に沿った複数の過去画像群」から選択して第１領域に表示させる。すなわち、制御部１８は、図１６Ｂに示すように、３次元位置情報に合致した過去画像群を表示させる。
【０１１８】
上記の表示制御により第１領域及び第２領域に表示される画像を参照することで、超音波プローブ１の操作者は、過去の腫瘍部位「Ｔ」と略同様の位置に現在の腫瘍部位「Ｔ’」が描出される現在画像が表示されるまで、超音波プローブ１を操作する。
【０１１９】
これにより、モニタ２は、図１７に示すように、過去の腫瘍部位「Ｔ」と同じ位置に現在の腫瘍部位「Ｔ’」が描出された現在画像を第２領域に表示する。第２領域に表示された現在画像は、操作者が、例えば、入力装置３の確定ボタンを押下して確定入力を行なうことで、制御部１８により画像メモリ１７に格納される。
【０１２０】
なお、現時点での超音波プローブ１の操作状況によっては、「時系列に沿った複数の過去画像群」から、３次元位置情報に合致したプローブ画像群が合成されている過去画像群を選択できない場合がある。かかる場合、レンダリング処理部１６は、３次元位置情報に合致したプローブ画像群を新規に生成する。更に、レンダリング処理部１６は、３次元位置情報に合致した超音波画像を、補間処理により生成する。
【０１２１】
例えば、制御部１８は、現時点での３次元位置情報の座標に近い座標を有する過去の３次元位置情報が取得された際に生成された過去の超音波画像を２つ選択する。そして、レンダリング処理部１６は、制御部１８が選択した２つの超音波画像それぞれの奥行き情報用いて、補間処理により、現時点での３次元位置情報に合致する超音波画像を新規に生成する。これにより、画像生成部１５は、現時点での３次元位置情報に合致した合成画像群を過去画像群として新規に生成する。
【０１２２】
次に、図１８を用いて、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１８は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、モニタ２の第１領域にて時系列に沿った複数の過去画像群が動画表示された後の処理について説明する。
【０１２３】
図１８に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１８は、特徴部位が最も明瞭に描出された過去画像群が指定されたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここで、過去画像群が指定されない場合（ステップＳ３０１否定）、制御部１８は、指定されるまで待機する。
【０１２４】
一方、過去画像群が指定された場合（ステップＳ３０１肯定）、制御部１８の制御により、モニタ２は、指定された過去画像群と現在画像とを並列表示する（ステップＳ３０２）。
【０１２５】
そして、制御部１８は、取得装置４が現時点での３次元位置情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ここで、取得していない場合（ステップＳ３０３否定）、制御部１８は、現時点での３次元位置情報が取得されるまで待機する。一方、現時点での３次元位置情報が取得された場合（ステップＳ３０３肯定）、制御部１８は、現時点での３次元位置情報に合致する過去画像群が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
【０１２６】
ここで、現時点での３次元位置情報に合致する過去画像群が存在する場合（ステップＳ３０４肯定）、制御部１８は、合致する過去画像群を選択し、選択した過去画像群と現在画像とを並列表示させる（ステップＳ３０５）。
【０１２７】
一方、現時点での３次元位置情報に合致する過去画像群が存在しない場合（ステップＳ３０４否定）、制御部１８の制御により、レンダリング処理部１６及び画像生成部１５は、協同して、現時点での３次元位置情報に合致する過去画像群を補間処理により新規に生成する（ステップＳ３０６）。そして、制御部１８は、新規に生成された過去画像群と現在画像とを並列表示させる（ステップＳ３０７）。
【０１２８】
ステップＳ３０５、又は、ステップＳ３０７の後、制御部１８は、操作者から確定入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０８）。ここで、確定入力を受け付けない場合（ステップＳ３０８否定）、制御部１８は、ステップＳ３０３に戻って、現時点での３次元位置情報を取得したか否かを判定する。
【０１２９】
一方、確定入力を受け付けた場合（ステップＳ３０８肯定）、制御部１８は、確定入力時の超音波画像（現在画像）を格納し（ステップＳ３０９）、処理を終了する。
【０１３０】
上述してきたように、第３の実施形態では、過去の検査時における超音波画像の特徴部位の経過観察をする際に、モニタ２の観察者は、現時点での３次元位置情報に合致する超音波プローブ１の立体画像及び現時点での３次元位置情報で撮影された過去の超音波画像を参照しながら、現時点で撮影されている超音波画像を参照することができる。すなわち、モニタ２の観察者は、過去の超音波プローブ１の３次元的な操作状況を把握しながら超音波プローブ１を操作することで、現時点での特徴部位の経過観察を行なうことができる。従って、第３の実施形態では、再検査時の再現性品質をより向上させることができる。
【０１３１】
なお、上述した第１〜第３の実施形態では、モニタ２が９視差モニタである場合について説明した。しかし、上述した第１〜第３の実施形態は、モニタ２が２視差モニタである場合であっても適用可能である。
【０１３２】
また、上述した第１〜第３の実施形態では、プローブ画像群に合成される超音波画像がＢモード画像である場合について説明した。しかし、上述した第１〜第３の実施形態は、プローブ画像群に合成される超音波画像がカラードプラ画像である場合であっても良い。また、上述した第１〜第３の実施形態は、プローブ画像群に合成される超音波画像が、３次元の超音波画像データから生成された視差画像群である場合であっても良い。
【０１３３】
以下、プローブ画像群に合成される超音波画像の変形例について、図１９及び図２０を用いて説明する。図１９及び図２０は、第１〜第３の実施形態の変形例を説明するための図である。
【０１３４】
近年、管腔を含むボリュームデータから、管腔内の観察が可能な仮想内視鏡（ＶＥ：Virtual Endoscopy）画像を生成表示することが行なわれている。ＶＥ画像の表示方法としては、管腔の芯線に沿って視点を移動することで、ＶＥ画像を動画表示するフライスルー（Flythrough）表示がある。例えば、超音波診断装置を用いて、乳腺のフライスルー表示を行なう場合、操作者は、３次元走査が可能な超音波プローブ１（メカニカルスキャンプローブ等）を被検体Ｐの乳房に当接して「乳腺を含むボリュームデータ」を収集する。そして、例えば、図１に示すレンダリング処理部１６は、管腔の輝度値に対応する輝度値を有する画素（ボクセル）を抽出することで、ボリュームデータから管腔領域を抽出する。そして、例えば、レンダリング処理部１６は、抽出した管腔領域を細線化処理することで、管腔の芯線を抽出する。そして、例えば、レンダリング処理部１６は、透視投影法により、芯線上の視点からのＶＥ画像を生成する。なお、レンダリング処理部１６は、管腔の芯線に沿って視点を移動することで、フライスルー表示用の複数のＶＥ画像を生成する。
【０１３５】
フライスルー表示が行なわれる場合、取得装置４は、ＶＥ画像を生成するために用いられたボリュームデータ収集時における超音波プローブ１の３次元位置情報を取得する。そして、制御部１８は、上述した第１の実施形態で説明した制御処理を行なうことで、特徴画像とプローブ画像群を構成するプローブ画像それぞれとの合成画像群をモニタ２に表示させ、画像メモリ１７に格納させる。図１９は、フライスルー表示が行なわれる場合に、制御部１８の制御によりモニタ２に表示される画像の一例を示している。図１９に示す画像１００は、レンダリング処理部１６が３次元位置情報に基づいて生成したプローブ画像群をモニタ２に表示した結果、観察者が超音波プローブ１を立体的に観察できる３Ｄプローブ画像である。
【０１３６】
また、図１９に示す画像１０１は、当接面画像としての体表画像であり、例えば、撮影部位である乳房を立体的に描出した３Ｄボディーマークである。また、図１９に示す画像１０２は、ボリュームデータにおいて、フライスルー表示に用いられた管腔領域を含む領域の画像である。例えば、図１９に示す画像１０２は、輝度値を白黒反転させたcavityモードにより、レンダリング処理部１６が生成した管腔画像である。輝度値を白黒反転させることで、管腔の視認性を向上させることができる。また、図１９に示す点線で構成される画像１０３は、３次元位置情報及び超音波走査条件に基づいて、レンダリング処理部１６が生成した３次元の超音波走査範囲を模式的に示すものである。また、図１９に示す画像１０４は、フライスルー表示されるＶＥ画像である。画像１０１〜画像１０４は、特徴画像となる。ここで、図１９に示す一例では、制御部１８の制御により、画像１００〜画像１０３が、３次元位置情報に基づく位置関係でモニタ２にて表示される。また、図１９に示す一例では、制御部１８の制御により、画像１００〜画像１０３の下に、画像１０４が配置される。
【０１３７】
なお、制御部１８は、画像１０２の代わりに、画像１０３を配置しても良い。また、画像１０２は、１つの視点を用いてレンダリング処理部１６がボリュームデータから生成したボリュームレンダリング画像であっても良い。また、画像１０２は、レンダリング処理部１６が９つの視点を用いてボリュームデータから生成した９視差画像を表示した立体画像であっても良い。また、画像１００は、第２の実施形態で説明したように、観察者が入力した情報により生成される場合であっても良い。
【０１３８】
図１９に例示する立体画像を参照することで、観察者は、画像１０３のフライスルー表示のために行なわれた超音波プローブ１の３次元的な操作状況を把握することができる。また、図１９に例示する立体画像を表示するために生成された合成画像群を保存し、例えば第３の実施形態で説明した処理を行なうことで、過去の検査でフライスルー表示された画像１０３と略同じ位置のＶＥ画像群を用いたフライスルー表示を行なうことができる。
【０１３９】
また、上述した第１〜第３の実施形態で説明した制御処理は、体腔内プローブを用いる場合でも適用可能である。図２０の左上図は、ＴＥＥプローブの一例を示している。このＴＥＥプローブの先端部には、図２０の左下図に示すように、磁気センサ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃが取り付けられている。なお、図２０の左下図に示す磁気センサ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃの配置は、あくまでも一例である。超音波プローブ１としてのＴＥＥプローブの３次元位置情報が取得可能であるならば、磁気センサ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃは、任意の位置に配置可能である。
【０１４０】
操作者は、図２０の右上図に示すように、ＴＥＥプローブを被検体Ｐの食道に挿入し、ＴＥＥプローブの先端を食道の内壁に当接して心臓の２次元走査や３次元走査を行なう。かかる状態で、取得装置４は、心臓を含む領域のデータを収集した時点におけるＴＥＥプローブの３次元位置情報を取得する。そして、制御部１８は、上述した第１の実施形態で説明した制御処理を行なうことで、特徴画像とプローブ画像群を構成するプローブ画像それぞれとの合成画像群をモニタ２に表示させ、画像メモリ１７に格納させる。図２０の右下図は、経食道心エコー検査が行なわれる場合に、制御部１８の制御によりモニタ２に表示される画像の一例を示している。図２０の右下図に示す画像２００は、レンダリング処理部１６が３次元位置情報に基づいて生成したプローブ画像群をモニタ２で表示した結果、観察者がＴＥＥプローブを立体的に観察できる３Ｄプローブ画像である。また、図２０の右下図に示す画像２０１は、当接面画像であり、食道内壁を示すボディーマークである。なお、当接面画像として、画像２０１とともに、撮影部位である心臓を立体的に描出した３Ｄボディーマークや、心臓のサーフェースレンダリング画像が用いられる場合であっても良い。また、当接面画像としては、例えば、図２０の右上図に示すような、人体モデルが用いられる場合であっても良い。また、図２０の右下図に示す画像２０２は、心臓を含むボリュームデータからレンダリング処理部１６が生成したＭＰＲ画像である。画像２０１及び画像２０２は、特徴画像となる。ここで、図２０の右下図に示す一例では、制御部１８の制御により、画像２００〜画像２０２が３次元位置情報に基づく位置関係でモニタ２にて表示される。
【０１４１】
なお、画像２０２は、１つの視点を用いてレンダリング処理部１６がボリュームデータから生成したボリュームレンダリング画像であっても良い。また、画像２０２は、レンダリング処理部１６が９つの視点を用いてボリュームデータから生成した９視差画像を表示した立体画像であっても良い。また、画像２００は、第２の実施形態で説明したように、観察者が入力した情報により生成される場合であっても良い。
【０１４２】
図２０の右下図に例示する画像を参照することで、観察者は、画像２０２の表示を行なうために行なわれたＴＥＥプローブの３次元的な操作状況を把握することができる。また、図２０の右下図に例示する立体画像を表示するために生成された合成画像群を保存し、例えば第３の実施形態で説明した処理を行なうことで、過去の検査で表示された画像２０３と略同じ位置の超音波画像の表示を行なうことができる。なお、取得装置４は、トランスミッター４２と被検体Ｐとの位置関係等を用いて、ＴＥＥプローブが挿入された長さや深さ等の情報も取得することができる。制御部１８は、かかる情報も、合成画像群の情報に加えることが可能である。これにより、画像２０２を収集するために必要となるＴＥＥプローブの操作状況をより正確に提供することができる。
【０１４３】
以上、説明したとおり、第１〜第３の実施形態及び変形例によれば、超音波プローブの操作に関する３次元的な情報を提示することができる。
【０１４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
４ 取得装置
４１ センサ群
４２ トランスミッター
４３ 信号処理部
１０ 装置本体
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ Ｂモード処理部
１４ ドプラ処理部
１５ 画像生成部
１６ レンダリング処理部
１７ 画像メモリ
１８ 制御部
１９ 内部記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
被検体に当接された超音波プローブが受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する画像生成部と、
前記超音波画像の撮影時における前記超音波プローブの３次元位置情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記３次元位置情報に基づいて、前記超音波プローブが立体画像として仮想的に認識されるための視差画像群であるプローブ画像群をボリュームレンダリング処理により生成するレンダリング処理部と、
撮影状況の特徴を示す特徴画像として、前記超音波画像及び前記超音波プローブが当接された前記被検体の当接面を示す当接面画像の少なくとも１つと、前記プローブ画像群とが、前記３次元位置情報に基づく位置関係で前記表示部にて表示されるように制御する制御部と、
を備える、超音波診断装置。
【請求項２】
前記画像生成部は、前記超音波プローブが時系列に沿って受信した反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成し、
前記取得部は、前記時系列に沿った３次元位置情報を撮影時の時間情報に対応付けて取得し、
前記レンダリング処理部は、前記３次元位置情報及び前記時間情報に基づいて、時系列に沿った複数のプローブ画像群を生成し、
前記制御部は、前記時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、前記特徴画像としての前記時系列に沿った複数の超音波画像それぞれとが前記表示部にて表示されるように制御する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記レンダリング処理部は、前記３次元位置情報及び前記時間情報に基づいて、前記当接面画像の形状を時系列に沿って変化させることで時系列に沿った複数の当接面画像を生成し、
前記制御部は、前記時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、前記特徴画像としての前記時系列に沿った複数の当接面画像それぞれとが前記表示部にて表示されるように制御する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記取得部は、前記超音波プローブに取り付けられた位置センサを用いて前記３次元位置情報を取得する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記取得部は、前記画像生成部により過去に生成された超音波画像を参照する観察者が所定の入力部を介して入力した入力情報に基づいて、当該超音波画像の撮影時における３次元位置情報を取得し、
前記レンダリング処理部は、前記入力情報に基づく３次元位置情報を用いて、前記プローブ画像群を生成する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記表示部にて表示された前記プローブ画像群及び前記特徴画像を所定の記憶部に格納する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記所定の記憶部から取得した被検体の過去の超音波画像及びプローブ画像群を前記表示部の第１表示領域に表示させ、当該被検体の現時点で撮影される超音波画像を前記表示部の第２表示領域に表示させ、
更に、前記制御部は、
前記取得部が取得した現時点での超音波画像の撮影時における前記超音波プローブの３次元位置情報に合致した過去の超音波画像及びプローブ画像群が前記第１表示領域にて表示されるように制御する、請求項６に記載の超音波診断装置。
【請求項１】
所定視差数の視差画像である視差画像群を表示し、観察者により立体的に認識される立体画像を表示する表示部と、
被検体に当接された超音波プローブが受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する画像生成部と、
前記超音波画像の撮影時における前記超音波プローブの３次元位置情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記３次元位置情報に基づいて、前記超音波プローブが立体画像として仮想的に認識されるための視差画像群であるプローブ画像群をボリュームレンダリング処理により生成するレンダリング処理部と、
撮影状況の特徴を示す特徴画像として、前記超音波画像及び前記超音波プローブが当接された前記被検体の当接面を示す当接面画像の少なくとも１つと、前記プローブ画像群とが、前記３次元位置情報に基づく位置関係で前記表示部にて表示されるように制御する制御部と、
を備える、超音波診断装置。
【請求項２】
前記画像生成部は、前記超音波プローブが時系列に沿って受信した反射波に基づいて時系列に沿った複数の超音波画像を生成し、
前記取得部は、前記時系列に沿った３次元位置情報を撮影時の時間情報に対応付けて取得し、
前記レンダリング処理部は、前記３次元位置情報及び前記時間情報に基づいて、時系列に沿った複数のプローブ画像群を生成し、
前記制御部は、前記時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、前記特徴画像としての前記時系列に沿った複数の超音波画像それぞれとが前記表示部にて表示されるように制御する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記レンダリング処理部は、前記３次元位置情報及び前記時間情報に基づいて、前記当接面画像の形状を時系列に沿って変化させることで時系列に沿った複数の当接面画像を生成し、
前記制御部は、前記時系列に沿った複数のプローブ画像群それぞれと、前記特徴画像としての前記時系列に沿った複数の当接面画像それぞれとが前記表示部にて表示されるように制御する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記取得部は、前記超音波プローブに取り付けられた位置センサを用いて前記３次元位置情報を取得する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記取得部は、前記画像生成部により過去に生成された超音波画像を参照する観察者が所定の入力部を介して入力した入力情報に基づいて、当該超音波画像の撮影時における３次元位置情報を取得し、
前記レンダリング処理部は、前記入力情報に基づく３次元位置情報を用いて、前記プローブ画像群を生成する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記表示部にて表示された前記プローブ画像群及び前記特徴画像を所定の記憶部に格納する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記所定の記憶部から取得した被検体の過去の超音波画像及びプローブ画像群を前記表示部の第１表示領域に表示させ、当該被検体の現時点で撮影される超音波画像を前記表示部の第２表示領域に表示させ、
更に、前記制御部は、
前記取得部が取得した現時点での超音波画像の撮影時における前記超音波プローブの３次元位置情報に合致した過去の超音波画像及びプローブ画像群が前記第１表示領域にて表示されるように制御する、請求項６に記載の超音波診断装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６Ｂ】
【図１８】
【図２０】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１４】
【図１６Ａ】
【図１７】
【図１９】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６Ｂ】
【図１８】
【図２０】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１４】
【図１６Ａ】
【図１７】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−６０２０（Ｐ２０１３−６０２０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１３５５５（Ｐ２０１２−１１３５５５）
【出願日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【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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