JP2001017433A - Ultrasonograph and ultrasonic image display device - Google Patents
Ultrasonograph and ultrasonic image display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内の３次元
領域を超音波で走査し、これにより収集されたボリュー
ムデータからボリュームレンダリング処理によって３次
元画像データを生成し、これを表示する超音波診断装置
及び超音波画像表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supersonic system which scans a three-dimensional region in a subject with ultrasonic waves, generates three-dimensional image data from the collected volume data by volume rendering, and displays the three-dimensional image data. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic image display apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超音波の医学的な応用としては種々ある
が、その主流は、超音波パルス反射法を用いて、生体の
軟部組織の組織断層像（Ｂモード）や、その１ラインの
組織像を時間軸に沿って平行に配列することにより心臓
や血管等の経時的な形態変化を詳細に観察できるように
したいわゆるＭモードを生成するものである。2. Description of the Related Art There are various medical applications of ultrasonic waves, and the mainstream is ultrasonic tomography of a soft tissue of a living body (B mode) using the ultrasonic pulse reflection method, and the tissue of one line. By arranging the images in parallel along the time axis, a so-called M-mode in which a morphological change over time of the heart, blood vessels, and the like can be observed in detail is generated.
【０００３】このような超音波画像診断は、Ｘ線診断装
置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ）、磁気
共鳴映像装置（ＭＲＩ）、ＳＰＥＣＴやＰＥＴ等の核医
学診断装置といった他の映像装置と比較すると、超音波
プローブを体表から割り当てるだけの簡単な操作で心臓
や胎児の動きをリアルタイムで観察でき、また血流イメ
ージングが可能であるといった優位性を備えている。さ
らに、生体への害が非常に少なく、繰り返して検査が行
えるほか、非常に小型なので、装置をベッドサイドへ移
動していって検査できるといった様々な特徴がある。こ
のためその活用範囲は、心臓、腹部、乳腺、泌尿器、産
婦人科等に広く及んでいる。[0003] Such an ultrasonic image diagnosis is performed by using other images such as an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray computed tomography apparatus (X-ray CT), a magnetic resonance imaging apparatus (MRI), and a nuclear medicine diagnostic apparatus such as SPECT or PET. Compared with the device, it has the advantages that the movement of the heart and the fetus can be observed in real time with a simple operation of simply assigning an ultrasonic probe from the body surface, and that blood flow imaging is possible. In addition, there are various features such as harm to the living body is very small, and the test can be performed repeatedly. In addition, since the device is very small, the device can be moved to the bedside to perform the test. For this reason, its utilization range is wide in heart, abdomen, mammary gland, urology, obstetrics and gynecology, and the like.
【０００４】ところで、近年の超音波診断では、エコー
から抽出した高調波で画像を生成するいわゆる組織ハー
モニックイメージング（Ｔｉｓｓｕｅ Ｈａｒｍｏｎｉ
ｃＩｍａｇｉｎｇ）等によって、比較的高い空間分解能
が実現されている。それに伴って、超音波診断の分野で
も、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴映像装置
のような３次元画像表示技術の開発が進んでいる。Meanwhile, in recent ultrasonic diagnosis, a so-called tissue harmonic imaging (Tissue Harmoni) for generating an image by using harmonics extracted from an echo.
A relatively high spatial resolution is realized by cImaging) or the like. Along with this, in the field of ultrasonic diagnosis, the development of three-dimensional image display technologies such as an X-ray computed tomography apparatus and a magnetic resonance imaging apparatus is progressing.
【０００５】しかし、この超音波の３次元画像表示技術
では、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴映像装
置にはない独特な問題がある。まず、Ｘ線コンピュータ
断層撮影装置や磁気共鳴映像装置では、ガントリと呼ば
れる大型のデータ収集装置があり、このガントリの撮影
領域に被検体が挿入される。従って、ガントリと被検体
との位置関係は、固定又は寝台の位置計測等により測定
可能であり、そのため３次元画像と被検体との位置関
係、つまり現在表示している３次元画像は被検体をどの
位置からどの方向に見た画像であるのかということが分
かる或いはそれを任意に指定できるようになっている。[0005] However, this ultrasonic three-dimensional image display technique has a unique problem not found in an X-ray computed tomography apparatus or a magnetic resonance imaging apparatus. First, in an X-ray computed tomography apparatus or a magnetic resonance imaging apparatus, there is a large data acquisition apparatus called a gantry, and a subject is inserted into an imaging area of the gantry. Therefore, the positional relationship between the gantry and the subject can be measured by, for example, measuring the position of the bed or the bed, so that the positional relationship between the three-dimensional image and the subject, that is, the currently displayed three-dimensional image, It is possible to know from which position the image is viewed in which direction or to specify it arbitrarily.
【０００６】これに対して、超音波診断では、被検体に
対して超音波プローブを完全に任意の位置に任意の方向
に当てることができるという超音波診断独特の撮影の自
由度が広いという利点が、３次元画像表示の際には、逆
に、３次元画像の位置や向きを非常に把握し難いものに
していた。On the other hand, in ultrasonic diagnosis, an ultrasonic probe can be completely applied to an object at an arbitrary position and in an arbitrary direction. However, when displaying a three-dimensional image, conversely, it has been very difficult to grasp the position and orientation of the three-dimensional image.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、被検
体に対する３次元画像の位置や向きが把握し易くなる超
音波診断装置及び超音波画像表示装置を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic image display apparatus in which the position and orientation of a three-dimensional image with respect to a subject can be easily grasped.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】（１）本発明による超音
波診断装置は、超音波プローブと、前記超音波プローブ
を介して被検体内の３次元領域を超音波で走査する手段
と、前記走査により得られるエコー信号に基づいて前記
３次元領域に関するボリュームデータを生成する手段
と、前記ボリュームデータを対象として任意の視線方向
に従ってボリュームレンダリング処理を実行することに
より３次元画像データを生成する手段と、前記視線方向
に対応するワイヤフレームの３次元スキャン範囲マーク
データを生成する手段と、前記視線方向に対応するワイ
ヤフレームの３次元ボディマークデータを作成する手段
と、前記視線方向に対応するワイヤフレームの３次元プ
ローブマークデータを作成する手段と、前記被検体と超
音波プローブとの位置関係に基づいて、前記３次元のボ
ディマークデータに前記３次元プローブマークデータと
前記３次元スキャン範囲マークデータとを合成すること
によりオリエンテーション画像データを生成する手段
と、前記３次元画像データを、前記オリエンテーション
画像データと共に表示する手段とを具備することを特徴
としている。(1) An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention comprises: an ultrasonic probe; a means for scanning a three-dimensional region in a subject with ultrasonic waves via the ultrasonic probe; Means for generating volume data relating to the three-dimensional area based on an echo signal obtained by scanning, and means for generating three-dimensional image data by executing a volume rendering process on the volume data according to an arbitrary viewing direction Means for generating three-dimensional scan range mark data of the wire frame corresponding to the line of sight, means for generating three-dimensional body mark data of the wire frame corresponding to the line of sight, and a wire frame corresponding to the line of sight Means for creating three-dimensional probe mark data, and a position between the subject and the ultrasonic probe. Means for generating orientation image data by combining the three-dimensional probe mark data and the three-dimensional scan range mark data with the three-dimensional body mark data based on the relationship; Means for displaying together with the orientation image data.
【０００９】（２）本発明による超音波診断装置は、超
音波プローブと、前記超音波プローブを介して被検体内
の３次元領域を超音波で走査する手段と、前記走査によ
り得られるエコー信号に基づいて前記３次元領域に関す
るボリュームデータを生成する手段と、前記ボリューム
データを対象として任意の視線方向に従ってボリューム
レンダリング処理を実行することにより３次元画像デー
タを生成する手段と、前記３次元画像データからピクセ
ル数の少ない簡易３次元画像データを生成する手段と、
前記視線方向に対応する３次元のボディマークデータを
作成する手段と、前記視線方向に対応する３次元のプロ
ーブマークデータを作成する手段と、前記被検体と超音
波プローブとの位置関係に基づいて、前記３次元のボデ
ィマークデータに前記３次元プローブマークデータと前
記簡易３次元画像データとを合成することによりオリエ
ンテーション画像データを生成する手段と、前記３次元
画像データを、前記オリエンテーション画像データと共
に表示する手段とを具備することを特徴としている。(2) An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention comprises: an ultrasonic probe; means for scanning a three-dimensional region in a subject with ultrasonic waves via the ultrasonic probe; and an echo signal obtained by the scanning. Means for generating volume data relating to the three-dimensional area based on the data, means for generating three-dimensional image data by executing a volume rendering process on the volume data in accordance with an arbitrary viewing direction, and the three-dimensional image data Means for generating simple three-dimensional image data having a small number of pixels from
Means for creating three-dimensional body mark data corresponding to the line of sight, means for creating three-dimensional probe mark data corresponding to the line of sight, and a positional relationship between the subject and the ultrasonic probe. Means for generating orientation image data by combining the three-dimensional probe mark data and the simple three-dimensional image data with the three-dimensional body mark data, and displaying the three-dimensional image data together with the orientation image data And means for performing the following.
【００１０】（３）本発明は、（２）の超音波診断装置
において、複数種類の３次元のボディマークデータを保
管する保管手段と、検査対象部位に対応する３次元ボデ
ィマークデータを前記保管手段から前記３次元のボディ
マークデータを作成する手段に対して選択的に読み出さ
せる手段とをさらに備えることを特徴としている。(3) The ultrasonic diagnostic apparatus according to (2), wherein the storage means for storing a plurality of types of three-dimensional body mark data, and the storage means for storing the three-dimensional body mark data corresponding to a part to be inspected. Means for selectively reading the means for creating the three-dimensional body mark data from the means.
【００１１】（４）本発明は、（２）の超音波診断装置
において、前記３次元画像データと前記オリエンテーシ
ョン画像データとの一方で変更した視線方向に追従して
他方の視線方向が変更されることを特徴としている。(4) The ultrasonic diagnostic apparatus according to (2), wherein one of the three-dimensional image data and the orientation image data is followed by the other, and the other is changed. It is characterized by:
【００１２】（５）本発明による超音波診断装置は、超
音波プローブと、前記超音波プローブを介して被検体内
の３次元領域を超音波で走査する手段と、前記走査によ
り得られるエコー信号に基づいて前記３次元領域に関す
るボリュームデータを生成する手段と、前記ボリューム
データを対象としてボリュームレンダリング処理を実行
することにより３次元画像データを生成する手段と、前
記３次元画像データを表示する手段とを具備し、前記３
次元画像データと共に、前記被検体に対する前記超音波
プローブの位置及び向きを表すために位置整合された３
次元のボディマークと３次元のプローブマークとが表示
されることを特徴としている。(5) An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention comprises: an ultrasonic probe; means for scanning a three-dimensional region in a subject with ultrasonic waves via the ultrasonic probe; and an echo signal obtained by the scanning. Means for generating volume data relating to the three-dimensional area based on the data, means for generating three-dimensional image data by executing volume rendering processing on the volume data, and means for displaying the three-dimensional image data. Wherein said 3
3D aligned with the three-dimensional image data to represent the position and orientation of the ultrasound probe with respect to the subject.
It is characterized in that a three-dimensional body mark and a three-dimensional probe mark are displayed.
【００１３】（６）本発明による超音波画像表示装置
は、被検体内の３次元領域に関するボリュームデータを
保存する手段と、前記ボリュームデータを対象として任
意の視線方向に従ってボリュームレンダリング処理を実
行することにより３次元画像データを生成する手段と、
前記３次元画像データからピクセル数の少ない簡易３次
元画像データを生成する手段と、前記視線方向に対応す
る３次元のボディマークデータを作成する手段と、前記
視線方向に対応する３次元のプローブマークデータを作
成する手段と、前記被検体と超音波プローブとの位置関
係に基づいて、前記３次元のボディマークデータに前記
３次元プローブマークデータと前記簡易３次元画像デー
タとを合成することによりオリエンテーション画像デー
タを生成する手段と、前記３次元画像データを、前記オ
リエンテーション画像データと共に表示する手段とを具
備することを特徴としている。(6) An ultrasonic image display apparatus according to the present invention includes means for storing volume data relating to a three-dimensional area in a subject, and executing a volume rendering process on the volume data in accordance with an arbitrary viewing direction. Means for generating three-dimensional image data by
Means for generating simple three-dimensional image data having a small number of pixels from the three-dimensional image data, means for generating three-dimensional body mark data corresponding to the line-of-sight direction, and three-dimensional probe marks corresponding to the line-of-sight direction Means for creating data, and an orientation by combining the three-dimensional probe mark data and the simple three-dimensional image data with the three-dimensional body mark data based on a positional relationship between the subject and the ultrasonic probe. It is characterized by comprising means for generating image data, and means for displaying the three-dimensional image data together with the orientation image data.
【００１４】（７）本発明による超音波画像表示装置
は、被検体内の３次元領域に関するボリュームデータを
保存する手段と、前記ボリュームデータを対象としてボ
リュームレンダリング処理を実行することにより３次元
画像データを生成する手段と、前記３次元画像データを
表示する手段とを具備し、前記３次元画像データと共
に、前記被検体に対する超音波プローブの位置及び向き
を表すために位置整合された３次元のボディマークと３
次元のプローブマークとが表示されることを特徴として
いる。(7) An ultrasonic image display apparatus according to the present invention comprises: means for storing volume data relating to a three-dimensional area in a subject; and performing volume rendering processing on the volume data to obtain three-dimensional image data. And a means for displaying the three-dimensional image data, the three-dimensional body being aligned with the three-dimensional image data so as to represent the position and orientation of the ultrasonic probe with respect to the subject. Mark and 3
A dimensional probe mark is displayed.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
好ましい実施形態により説明する。図１に本実施形態に
係る超音波診断装置の構成を示す。超音波プローブ１
は、被検体の内部の３次元領域を超音波により電子的に
高速で走査することができるように、電気信号と音響信
号とを相互変換するための複数の振動素子がマトリクス
状に配列されてなる。送受信ユニット(Transmitter / R
eceiver)２の送信系は、図示しないが、クロック発生
器、分周器、送信遅延回路、パルサから構成され、クロ
ック発生器で発生されたクロックパルスを分周器で例え
ば６ＫＨｚ程度のレートパルスに落とし、このレートパ
ルスを送信遅延回路を通してパルサに与えて高周波の電
圧パルスを発生し、振動素子を駆動する、つまり機械的
に振動させるようになっている。こうして発生された超
音波は、被検体内の音響インピーダンスの境界で反射し
て、超音波プローブ１に戻ってきて、振動素子を機械的
に振動する。これにより各振動素子に電気信号が個別に
発生する。この電気信号は、受信系のプリアンプで増幅
された後、ディジタルビームフォーマユニットに送ら
れ、整相加算される。これにより、指向性を有する信号
（受信信号）が生成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment. Ultrasonic probe 1
A plurality of vibrating elements for mutually converting an electric signal and an acoustic signal are arranged in a matrix so that a three-dimensional area inside a subject can be electronically scanned at a high speed by ultrasonic waves. Become. Transmitter / Receiver Unit (Transmitter / R
Although not shown, the transmission system of the eceiver 2 includes a clock generator, a frequency divider, a transmission delay circuit, and a pulser, and converts the clock pulse generated by the clock generator into a rate pulse of, for example, about 6 KHz by the frequency divider. The rate pulse is supplied to a pulser through a transmission delay circuit to generate a high-frequency voltage pulse, thereby driving the vibrating element, that is, mechanically vibrating. The ultrasonic wave generated in this way is reflected at the boundary of the acoustic impedance in the subject, returns to the ultrasonic probe 1, and mechanically vibrates the vibration element. As a result, an electric signal is individually generated for each vibration element. This electric signal is amplified by a receiving system preamplifier, sent to a digital beamformer unit, and subjected to phasing addition. As a result, a signal having directivity (received signal) is generated.
【００１６】超音波画像生成装置３では、送受信ユニッ
ト２で生成されたエコー信号を検波回路で検波し、そし
てこの検波信号を対数増幅器で対数増幅にかける。この
ような処理により、１本のビームライン（超音波走査線
ともいう）上の組織構造（音響インピーダンスの差）
が、振幅変化により表されることになる。この検波信号
を、アナログディジタルコンバータでディジタル信号に
変換してから、ディジタルスキャンコンバータで直交座
標系にマッピングする。In the ultrasonic image generating apparatus 3, the echo signal generated by the transmitting / receiving unit 2 is detected by a detecting circuit, and the detected signal is subjected to logarithmic amplification by a logarithmic amplifier. By such processing, a tissue structure (difference in acoustic impedance) on one beam line (also referred to as an ultrasonic scanning line)
Is represented by a change in amplitude. The detected signal is converted into a digital signal by an analog-to-digital converter, and then mapped to a rectangular coordinate system by a digital scan converter.
【００１７】ここで、送受信遅延パターンを１回又は数
回の送受信毎に少しずつ変えることにより、１断面を２
次元的に走査して、その断面に関する組織画像（Ｂモー
ド像）を得ることができる。さらに、１フレーム毎に断
面に垂直な方向に関して送受信遅延パターンを少しずつ
変えることにより、２次元の走査面が少しずつ異なる組
織画像がいわゆるマルチスライスとして収集される。こ
のような走査面を移動する等の動作によって被検体内部
の３次元領域を一通り超音波で走査する動作が、３次元
走査（ボリュームスキャンともいう）と呼ばれている。Here, by changing the transmission / reception delay pattern a little at a time for one or several transmissions / receptions, one section
By scanning in a dimension, a tissue image (B-mode image) relating to the cross section can be obtained. Further, by changing the transmission / reception delay pattern little by little in the direction perpendicular to the cross section for each frame, a tissue image having a slightly different two-dimensional scan plane is acquired as a so-called multi-slice. The operation of scanning the three-dimensional region inside the subject with ultrasonic waves by such an operation as moving the scanning surface is called three-dimensional scanning (also referred to as volume scanning).
【００１８】上記超音波画像生成装置３で生成されたマ
ルチスライスの画像データは、大容量ディスク装置４に
記憶される。本実施形態装置では、このマルチスライス
の画像データを使って、３次元画像データを生成し、そ
れを、被検体に対する３次元画像の位置や向きを分かり
易い態様で観察者に提示するように工夫されたオリエン
テーション像データと共に表示する機能を有している。
この機能について、本実施形態によるボリュームデータ
の生成から３次元画像の表示までの動作手順を示してい
る図２を参照しながら以下に説明する。The multi-slice image data generated by the ultrasonic image generating device 3 is stored in the large capacity disk device 4. The apparatus of the present embodiment uses the multi-slice image data to generate three-dimensional image data, and presents the three-dimensional image data to the observer in a manner that makes it easy to understand the position and orientation of the three-dimensional image with respect to the subject. It has a function of displaying it along with the orientation image data.
This function will be described below with reference to FIG. 2 showing an operation procedure from generation of volume data to display of a three-dimensional image according to the present embodiment.
【００１９】上記機能に関わる部分としては、ＣＰＵ５
を制御中枢として、大容量ディスク装置４から目的とす
るマルチスライスの画像データを選択的に読み出すため
のデータ読み出し部６の他に、読み出されたマルチスラ
イスの画像データに対して二値化処理を実行して、目的
臓器領域を抽出すると共に、必要に応じて補間し、そし
て奥行き情報を付加することによりいわゆるボリューム
データを生成するボリュームデータ生成部７が設けられ
ている（Ｓ１）。The parts related to the above functions include a CPU 5
Is used as a control center, and in addition to the data reading unit 6 for selectively reading out target multi-slice image data from the large-capacity disk device 4, a binarization process is performed on the read multi-slice image data. To extract a target organ region, interpolate as necessary, and add depth information to generate a volume data generating unit 7 (S1).
【００２０】また、ボリュームデータ生成部７で生成さ
れたボリュームデータに対して、入力部インタフェース
１２を介して接続されているマウス１０やキーボード１
１といった入力部を介して任意に指定された視線方向
（Ｓ２）に従って、投影（光線追跡）やシェーディング
等を含むボリュームレンダリング処理（Ｓ３）を実行す
ることにより目的臓器の表面画像に代表されるような３
次元画像データを生成する超音波３Ｄ画像生成部８と、
この３次元画像データを間引き等の縮小処理（Ｓ４）に
よってピクセル数の少ない簡易３次元画像データを生成
する簡易３Ｄ画像生成部９とが設けられている。The volume data generated by the volume data generation unit 7 is supplied to the mouse 10 and the keyboard 1 connected via the input unit interface 12.
By executing a volume rendering process (S3) including projection (ray tracing), shading, and the like according to a line-of-sight direction (S2) arbitrarily designated via an input unit such as 1, the surface image of the target organ can be represented. Three
An ultrasonic 3D image generation unit 8 that generates two-dimensional image data;
A simple 3D image generation unit 9 is provided for generating simple 3D image data having a small number of pixels by reducing the 3D image data (S4) such as thinning.
【００２１】さらに、大容量ディスク装置４又は内部メ
モリに記憶されている３次元ボディマークのワイヤフレ
ームデータ（ベクトルデータ）に対してボリュームレン
ダリング処理の際の視線方向と同じ視線方向で投影又は
単純な傾斜処理を実行することにより３次元画像と視線
方向が同じワイヤフレームの３次元ボディマークデータ
を作成（Ｓ１４）する３Ｄボディマーク作成部１３が設
けられている。同様に、大容量ディスク装置４又は内部
メモリに記憶されている３次元プローブマークのワイヤ
フレームデータに対してボリュームレンダリング処理の
際の視線方向と同じ視線方向で投影又は単純な傾斜処理
を実行することにより３次元画像と視線方向が同じワイ
ヤフレームの３次元プローブマークデータを作成（Ｓ１
３）する３Ｄプローブマーク作成部１４とが設けられて
いる。Further, the wire frame data (vector data) of the three-dimensional body mark stored in the large-capacity disk device 4 or the internal memory is projected in the same line-of-sight direction as the line-of-sight direction at the time of the volume rendering processing, or is simply performed. A 3D body mark creation unit 13 is provided for creating 3D body mark data of a wire frame having the same line-of-sight direction as the 3D image by executing the inclination process (S14). Similarly, the projection or simple tilting process is performed on the wireframe data of the three-dimensional probe mark stored in the large-capacity disk device 4 or the internal memory in the same viewing direction as the volume rendering process. Creates three-dimensional probe mark data of a wire frame having the same viewing direction as the three-dimensional image (S1).
3) a 3D probe mark creation unit 14 to be provided.
【００２２】なお、３次元ボディマークのワイヤフレー
ムデータとしては、腹部、胸部等の複数の部位に対して
個々に用意されており、操作者が入力部を介して検査部
位に応じて任意に選択できるようになっている（Ｓ１
１）。また、３次元プローブマークのワイヤフレームデ
ータとしては、様々なタイプ及び形状に対して個々に用
意されており、操作者が入力部を介して任意に選択でき
るようになっている。The wireframe data of the three-dimensional body mark is individually prepared for a plurality of parts such as the abdomen and the chest, and is arbitrarily selected by the operator via the input unit according to the part to be inspected. (S1
1). The wireframe data of the three-dimensional probe mark is individually prepared for various types and shapes, and can be arbitrarily selected by the operator via the input unit.
【００２３】また、簡易３次元画像の代わりに、さらに
簡易なものとして、ワイヤフレームの３次元スキャン範
囲マークを採用してもよい。大容量ディスク装置４又は
内部メモリに、リニア、セクタ、コンベックス等の様々
なスキャン方式毎にスキャン範囲を表す３次元のワイヤ
フレームデータを予め与えておき、実際に使用している
スキャン方式に応じたワイヤフレームデータを選択的に
読み出し、この読み出したワイヤフレームデータに対し
て、ボリュームレンダリング処理の際の視線方向と同じ
視線方向で投影又は単純な傾斜処理を実行することによ
り３次元画像と視線方向が同じワイヤフレームの３次元
スキャン範囲マークデータを作成する。Further, instead of the simple three-dimensional image, a three-dimensional scan range mark of a wire frame may be employed as a simpler one. Three-dimensional wireframe data representing a scan range for each of various scan methods such as linear, sector, and convex is given to the large-capacity disk device 4 or the internal memory in advance, and the scan method according to the scan method actually used is provided. The wireframe data is selectively read out, and the read-out wireframe data is projected in the same line-of-sight direction as the line-of-sight direction at the time of volume rendering processing or a simple tilting process is performed so that the three-dimensional image and the line-of-sight direction are changed. The three-dimensional scan range mark data of the same wire frame is created.
【００２４】画像合成部１５は、被検体と超音波プロー
ブ１との位置関係に基づいて、３Ｄボディマーク作成部
１３で作成された３次元のボディマークデータに、３Ｄ
プローブマーク作成部１４で作成された３次元プローブ
マークデータと、簡易３Ｄ画像生成部９で生成された簡
易３次元画像データ（又はワイヤフレームの３次元スキ
ャン範囲マークデータ）とを合成（Ｓ２１）することに
より、いわゆるオリエンテーション画像データを生成す
る（図３参照）。The image synthesizing unit 15 adds the 3D body mark data created by the 3D body mark creating unit 13 to the 3D body mark data based on the positional relationship between the subject and the ultrasonic probe 1.
The three-dimensional probe mark data created by the probe mark creation unit 14 and the simple three-dimensional image data (or three-dimensional scan range mark data of a wire frame) generated by the simple 3D image generation unit 9 are combined (S21). Thus, so-called orientation image data is generated (see FIG. 3).
【００２５】なお、被検体と超音波プローブ１との位置
情報は、入力部を介して操作者が入力（Ｓ１２）するよ
うにしてもよいし、また、３次元測位技術を使って自動
入力するようにしてもよい。この３次元測位技術として
は、現在実用化している様々な手法の中の任意のものを
流用すればよく、例えば超音波プローブ１に磁気素子を
埋め込んでおき、その磁気を周辺に離散的に配置された
３個以上の磁気センサで検出し、それらの検出信号の強
度差に基づいて超音波プローブ１の位置を計算すること
を原理とするもので、その計算した位置と、事前に寝台
又は被検体に対して位置照合しておいた超音波プローブ
１の基準位置とのずれに基づいて、被検体と超音波プロ
ーブ１との位置情報を測位するものが考えられる。The position information between the subject and the ultrasonic probe 1 may be input by an operator via an input unit (S12), or may be automatically input using a three-dimensional positioning technique. You may do so. As the three-dimensional positioning technology, any one of various methods currently in practical use may be used. For example, a magnetic element is embedded in the ultrasonic probe 1 and its magnetism is discretely arranged around the ultrasonic probe 1. It is based on the principle that the position of the ultrasonic probe 1 is calculated based on a difference between the strengths of the detected signals by detecting the detected three or more magnetic sensors. It is conceivable to measure the position information between the subject and the ultrasonic probe 1 based on the deviation from the reference position of the ultrasonic probe 1 which has been position-matched to the sample.
【００２６】上述したオリエンテーション画像データ
は、図４に示すように、３次元画像データと同画面に表
示される（Ｓ２２）。このように本実施形態によると、
３次元のボディマークに対して、３次元プローブマーク
と簡易３次元画像とが、被検体と超音波プローブとの位
置関係に基づいて位置整合されているオリエンテーショ
ン像が、３次元画像と共に同じ視線方向で表示されるの
で、観察者は、３次元画像の位置及び向き、つまり現在
表示している３次元画像は被検体をどの位置からどの方
向に見た画像であるのかという情報を、３次元のボディ
マークと３次元プローブマークとの位置関係及びその見
ている方向から明瞭に且つ容易に入手することができる
ものである。The above-described orientation image data is displayed on the same screen as the three-dimensional image data as shown in FIG. 4 (S22). Thus, according to the present embodiment,
An orientation image in which the three-dimensional probe mark and the simple three-dimensional image are aligned with respect to the three-dimensional body mark based on the positional relationship between the subject and the ultrasonic probe is the same as the three-dimensional image in the same line-of-sight direction. Is displayed by the observer, the observer can provide information on the position and orientation of the three-dimensional image, that is, information on the direction in which the currently displayed three-dimensional image is viewed from the subject in which direction. It can be obtained clearly and easily from the positional relationship between the body mark and the three-dimensional probe mark and the viewing direction.
【００２７】なお、視線方向に変更は、図４に示す上下
左右の回転ボタンをカーソルでクリックすることによ
り、簡単に変えられるようになっている。さらに、オリ
エンテーション像を回転させると、それに追従して３次
元画像も回転し、逆に、３次元画像を回転させると、そ
れに追従してオリエンテーション像も回転して、何れか
一方を回転操作すれば、それに追従して他方も回転し
て、常に視線方向が同じになるようにようになってい
る。The direction of the line of sight can be easily changed by clicking the up, down, left and right rotation buttons shown in FIG. 4 with a cursor. Further, when the orientation image is rotated, the three-dimensional image is rotated accordingly, and conversely, when the three-dimensional image is rotated, the orientation image is also rotated following the rotation, and if any one of them is rotated, Following this, the other is also rotated so that the line of sight is always the same.
【００２８】本発明は、上述してきたような実施形態に
限定されることなく、種々変形して実施可能であること
は言うまでもない。It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with various modifications.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明によると、オリエンテーション像
が３次元画像と共に表示される。オリエンテーション像
では、３次元のボディマークに対して、３次元プローブ
マークと、ワイヤフレームのスキャン範囲マーク（又は
簡易３次元画像）とが、被検体と超音波プローブとの位
置関係に基づいて、位置整合されている。しかも、オリ
エンテーション像と３次元画像とも間で、視線方向は一
致している。従って、観察者は、３次元画像の位置及び
向きを、３次元のボディマークと３次元プローブマーク
との位置関係及びその見ている方向から明瞭に理解する
ことができる。According to the present invention, an orientation image is displayed together with a three-dimensional image. In the orientation image, the three-dimensional probe mark and the scan range mark (or a simple three-dimensional image) of the wire frame are positioned relative to the three-dimensional body mark based on the positional relationship between the subject and the ultrasonic probe. Be consistent. In addition, the line-of-sight directions match between the orientation image and the three-dimensional image. Therefore, the observer can clearly understand the position and orientation of the three-dimensional image from the positional relationship between the three-dimensional body mark and the three-dimensional probe mark and the viewing direction.
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す
ブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment.
【図２】本実施形態の動作を示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
【図３】図１の画像合成部で合成されるオリエンテーシ
ョン像の詳細図。FIG. 3 is a detailed view of an orientation image synthesized by an image synthesis unit in FIG. 1;
【図４】図１のＣＲＴの表示画面例を示す図。FIG. 4 is a view showing an example of a display screen of the CRT in FIG. 1;
１…超音波プローブ、 ２…送受信器、 ３…超音波画像生成装置、 ４…大容量ディスク装置、 ５…ＣＰＵ、 ６…データ読み出し部、 ７…ボリュームデータ生成部、 ８…超音波３Ｄ画像生成部、 ９…簡易３Ｄ画像生成部、 １０…マウス、 １１…キーボード、 １２…入力部インタフェース、 １３…３Ｄボディマーク作成部、 １４…３Ｄプローブマーク作成部、 １５…画像合成部、 １６…ＣＲＴ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic probe, 2 ... Transceiver, 3 ... Ultrasonic image generation apparatus, 4 ... Large capacity disk drive, 5 ... CPU, 6 ... Data reading part, 7 ... Volume data generation part, 8 ... Ultrasonic 3D image generation Section 9: Simple 3D image generation section, 10: Mouse, 11: Keyboard, 12: Input section interface, 13: 3D body mark creation section, 14: 3D probe mark creation section, 15: Image synthesis section, 16: CRT.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C301 AA02 BB13 BB23 CC02 EE20 GB09 HH24 HH37 HH38 HH51 JB03 JB11 JB29 JC11 JC16 KK07 KK08 KK17 KK27 KK28 LL04 LL13 LL20 5B050 AA02 BA04 BA09 CA07 DA05 EA28 FA02 FA06 5B057 AA07 BA05 CA08 CA13 CA16 CA17 CB08 CB13 CB16 CC01 CH01 CH11 DA01 DA16 DB03 DB09 DC08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 4C301 AA02 BB13 BB23 CC02 EE20 GB09 HH24 HH37 HH38 HH51 JB03 JB11 JB29 JC11 JC16 KK07 KK08 KK17 KK27 KK28 LL04 LL13 LL20 5B050 AA02 CA04 BA09 CA07 FA05 CA16 CA17 CB08 CB13 CB16 CC01 CH01 CH11 DA01 DA16 DB03 DB09 DC08
Claims (7)
音波で走査する手段と、 前記走査により得られるエコー信号に基づいて前記３次
元領域に関するボリュームデータを生成する手段と、 前記ボリュームデータを対象として任意の視線方向に従
ってボリュームレンダリング処理を実行することにより
３次元画像データを生成する手段と、 前記視線方向に対応するワイヤフレームの３次元スキャ
ン範囲マークデータを生成する手段と、 前記視線方向に対応するワイヤフレームの３次元ボディ
マークデータを作成する手段と、 前記視線方向に対応するワイヤフレームの３次元プロー
ブマークデータを作成する手段と、 前記被検体と超音波プローブとの位置関係に基づいて、
前記３次元のボディマークデータに前記３次元プローブ
マークデータと前記３次元スキャン範囲マークデータと
を合成することによりオリエンテーション画像データを
生成する手段と、 前記３次元画像データを、前記オリエンテーション画像
データと共に表示する手段とを具備することを特徴とす
る超音波診断装置。1. An ultrasonic probe, means for scanning a three-dimensional region in a subject with an ultrasonic wave via the ultrasonic probe, and volume data relating to the three-dimensional region based on an echo signal obtained by the scanning Means for generating three-dimensional image data by executing a volume rendering process on the volume data in accordance with an arbitrary line-of-sight direction, and three-dimensional scan range mark data of a wire frame corresponding to the line-of-sight direction Means for generating three-dimensional body mark data of the wire frame corresponding to the line of sight direction; means for generating three-dimensional probe mark data of the wire frame corresponding to the line of sight direction; Based on the positional relationship with the ultrasonic probe,
Means for generating orientation image data by combining the three-dimensional probe mark data and the three-dimensional scan range mark data with the three-dimensional body mark data; and displaying the three-dimensional image data together with the orientation image data. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
音波で走査する手段と、 前記走査により得られるエコー信号に基づいて前記３次
元領域に関するボリュームデータを生成する手段と、 前記ボリュームデータを対象として任意の視線方向に従
ってボリュームレンダリング処理を実行することにより
３次元画像データを生成する手段と、 前記３次元画像データからピクセル数の少ない簡易３次
元画像データを生成する手段と、 前記視線方向に対応する３次元のボディマークデータを
作成する手段と、 前記視線方向に対応する３次元のプローブマークデータ
を作成する手段と、 前記被検体と超音波プローブとの位置関係に基づいて、
前記３次元のボディマークデータに前記３次元プローブ
マークデータと前記簡易３次元画像データとを合成する
ことによりオリエンテーション画像データを生成する手
段と、前記３次元画像データを、前記オリエンテーショ
ン画像データと共に表示する手段とを具備することを特
徴とする超音波診断装置。2. An ultrasonic probe, means for scanning a three-dimensional region in a subject through the ultrasonic probe with ultrasonic waves, and volume data on the three-dimensional region based on an echo signal obtained by the scanning Means for generating three-dimensional image data by executing a volume rendering process on the volume data according to an arbitrary line-of-sight direction; and simple three-dimensional image data having a small number of pixels from the three-dimensional image data. Means for generating three-dimensional body mark data corresponding to the line-of-sight direction; means for generating three-dimensional probe mark data corresponding to the line-of-sight direction; and the subject and the ultrasound probe. Based on the positional relationship of
Means for generating orientation image data by combining the three-dimensional probe mark data and the simple three-dimensional image data with the three-dimensional body mark data, and displaying the three-dimensional image data together with the orientation image data And an ultrasonic diagnostic apparatus.
を保管する保管手段と、検査対象部位に対応する３次元
ボディマークデータを前記保管手段から前記３次元のボ
ディマークデータを作成する手段に対して選択的に読み
出させる手段とをさらに備えることを特徴とする請求項
２記載の超音波診断装置。3. A storage means for storing a plurality of types of three-dimensional body mark data, and a means for creating three-dimensional body mark data from the storage means for storing three-dimensional body mark data corresponding to a part to be inspected. 3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, further comprising: means for selectively reading the data.
ーション画像データとの一方で変更した視線方向に追従
して他方の視線方向が変更されることを特徴とする請求
項２記載の超音波診断装置。4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein one of the three-dimensional image data and the orientation image data follows a changed line-of-sight direction, and the other line-of-sight direction is changed.
音波で走査する手段と、 前記走査により得られるエコー信号に基づいて前記３次
元領域に関するボリュームデータを生成する手段と、 前記ボリュームデータを対象としてボリュームレンダリ
ング処理を実行することにより３次元画像データを生成
する手段と、 前記３次元画像データを表示する手段とを具備し、 前記３次元画像データと共に、前記被検体に対する前記
超音波プローブの位置及び向きを表すために位置整合さ
れた３次元のボディマークと３次元のプローブマークと
が表示されることを特徴とする超音波診断装置。5. An ultrasonic probe, means for scanning a three-dimensional region in a subject with ultrasonic waves via the ultrasonic probe, and volume data on the three-dimensional region based on an echo signal obtained by the scanning Means for generating three-dimensional image data by performing volume rendering processing on the volume data, and means for displaying the three-dimensional image data, together with the three-dimensional image data. An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein a three-dimensional body mark and a three-dimensional probe mark that are aligned to represent the position and orientation of the ultrasonic probe with respect to the subject are displayed.
ムデータを保存する手段と、 前記ボリュームデータを対象として任意の視線方向に従
ってボリュームレンダリング処理を実行することにより
３次元画像データを生成する手段と、 前記３次元画像データからピクセル数の少ない簡易３次
元画像データを生成する手段と、 前記視線方向に対応する３次元のボディマークデータを
作成する手段と、 前記視線方向に対応する３次元のプローブマークデータ
を作成する手段と、 前記被検体と超音波プローブとの位置関係に基づいて、
前記３次元のボディマークデータに前記３次元プローブ
マークデータと前記簡易３次元画像データとを合成する
ことによりオリエンテーション画像データを生成する手
段と、 前記３次元画像データを、前記オリエンテーション画像
データと共に表示する手段とを具備することを特徴とす
る超音波画像表示装置。6. A means for storing volume data relating to a three-dimensional region in a subject; a means for generating three-dimensional image data by executing a volume rendering process on the volume data according to an arbitrary viewing direction; Means for generating simple three-dimensional image data having a small number of pixels from the three-dimensional image data; means for generating three-dimensional body mark data corresponding to the line-of-sight direction; and three-dimensional probe marks corresponding to the line-of-sight direction Means for creating data, based on the positional relationship between the subject and the ultrasound probe,
Means for generating orientation image data by combining the three-dimensional probe mark data and the simple three-dimensional image data with the three-dimensional body mark data; and displaying the three-dimensional image data together with the orientation image data. And an ultrasonic image display device.
ムデータを保存する手段と、 前記ボリュームデータを対象としてボリュームレンダリ
ング処理を実行することにより３次元画像データを生成
する手段と、 前記３次元画像データを表示する手段とを具備し、 前記３次元画像データと共に、前記被検体に対する超音
波プローブの位置及び向きを表すために位置整合された
３次元のボディマークと３次元のプローブマークとが表
示されることを特徴とする超音波画像表示装置。7. A means for storing volume data relating to a three-dimensional area in a subject, a means for generating three-dimensional image data by executing a volume rendering process on the volume data, and the three-dimensional image data And a three-dimensional body mark and a three-dimensional probe mark that are aligned with each other to represent the position and orientation of the ultrasonic probe with respect to the subject are displayed together with the three-dimensional image data. An ultrasonic image display device comprising:
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|---|---|---|---|
| JP19169399A JP4350214B2 (en) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Ultrasonic diagnostic equipment |
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