JP2007301030A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波プローブと表示部に表示されている３次元画像との相対的な位置関係を容易に把握することが可能な超音波診断装置を提供する。
【解決手段】所定方向（揺動方向）に沿って収集された複数の断層像データのうち、所定方向の中央付近にて収集された断層像データ１００に所定のマークを書き込む。例えば、断層像データ１００の関心領域１０１を色付けしたり、関心領域１０１を囲む枠をマークとして書き込んだりする。それら複数の断層像データに基づいて３次元画像を生成して表示部に表示する。一方、超音波プローブのケースにおいて、上記所定方向の中央付近に対応する位置に物理マーク（窪みなど）を形成する。これにより、断層像データに書き込まれたマークと物理マークの位置が対応するため、超音波プローブと３次元画像との相対的な位置関係を容易に把握することができる。
【選択図】図３

Description

この発明は３次元画像を収集して表示する超音波診断装置に関し、特に、超音波プローブの操作性を向上させることを目的とした超音波診断装置に関する。

３次元画像を収集して表示することが可能な超音波診断装置では、超音波プローブを固定させた状態で、操作者が画面上で３次元画像を回転させたり、移動させたり、向きを変えたりすることができる。操作者が画面上の３次元画像を観察しながら所望の画像を表示部に表示させるためには、超音波プローブを移動させたり回転させたりする必要があるが、超音波プローブと画面上の３次元画像との位置関係を把握することが困難であったため、超音波プローブをどの方向へ移動又は回転させれば良いのか分かり難いという問題があった。

例えば、胎児の３次元画像を収集して表示部に表示する場合について図９を参照して説明する。図９は、従来技術に係る超音波診断装置にて収集された３次元画像を示す画面の図である。超音波診断装置によって胎児の３次元画像を収集し、図９（ａ）に示すように、表示部の画面１０ａ上に胎児の３次元画像を表示させる。なお、図９に示す例では、３次元画像とともに断層像も表示部に表示されている。図９（ａ）に示す例では、胎児の３次元画像は正面を向いている。そして、操作者が画面１０ａ上で３次元画像を回転させることで、図９（ｂ）に示すように、胎児の３次元画像を左上に向けた状態で画面１０ａ上に表示させることができる。この操作によって胎児の左体側が見やすくなる。ところが、この状態から胎児の腹部を観察しようとして超音波プローブを移動又は回転させようとした場合、操作者にとって超音波プローブと３次元画像との位置関係を把握することが困難であるため、超音波プローブをどちらの方向に移動又は回転させれば良いのか分かり難くなってしまう。

そこで、従来技術に係る超音波診断装置では、画面上に表示されている３次元画像と相対的に同じ向きを示すフレームを表示し、そのフレームを３次元画像の向きを表す指標としている。ここで、その指標の例について図１０を参照して説明する。図１０は、従来技術に係る超音波診断装置にて収集された３次元画像と指標（フレーム）を示す画面の図である。例えば、図１０（ａ）に示すように、表示部の画面１０ａ上に正面を向いた状態の胎児の３次元画像を表示させている場合、その胎児の３次元画像の向きに合わせて、指標２００（箱状のフレーム）を画面１０ａ上に表示させる。そして、操作者の指示により３次元画像を回転させることで、図１０（ｂ）に示すように、胎児の３次元画像を左上に向けると、その指標２００の向きも胎児の３次元画像の向きに合わせて回転させられて画面１０ａ上に表示される。このように、３次元画像と同じ方向を向いている指標２００を画面１０ａ上に表示させることで、操作者はその指標を観察して３次元画像の向きを類推していた。

特開２００４−８１８０８号公報

しかしながら、図１０に示すように画面１０ａ上に指標２００を表示させる場合、操作者はその指標２００の向きから３次元画像の向きを相対的に類推する必要があり、直感的に３次元画像の向きを把握することは困難であった。

また、３次元画像と同じ方向を示す指標２００を画面１０ａ上に表示しても、超音波プローブと３次元画像との相対的な位置関係を直感的に把握することは困難であり、所望の画像を表示させるために、超音波プローブをどの方向に移動させたり回転させたりすれば良いのか分かり難かった。

この発明は上記の問題を解決するものであり、超音波プローブと表示部に表示されている３次元画像との相対的な位置関係を容易に把握することが可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、前記超音波プローブが受信した反射波に基づいて３次元画像データを生成する３次元画像データ生成手段と、前記３次元画像データに、前記３次元画像データと前記超音波プローブとの位置関係を示すマークを付加するマーク形成手段と、前記マークが付加された３次元画像データに基づく画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする超音波診断装置である。

請求項３に記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、前記超音波プローブが受信した反射波に基づいて所定方向に沿った複数の断層像データを生成する断層像データ生成手段と、前記所定方向に沿った複数の断層像データのうち、前記所定方向の予め決定された位置にて収集された断層像データに所定のマークを書き込むマーク形成手段と、前記所定のマークが書き込まれた断層像データを含む前記複数の断層像データに基づいて３次元画像データを生成する３次元画像データ生成手段と、前記３次元画像データに基づく画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする超音波診断装置である。

請求項１３に記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、前記超音波プローブが受信した反射波に基づいて所定方向に沿った複数の断層像データを生成する断層像データ生成手段と、前記所定方向に沿った複数の断層像データについて、各断層像データの所定範囲に所定のマークを書き込むマーク形成手段と、前記所定のマークが書き込まれた複数の断層像データに基づいて３次元画像データを生成する３次元画像データ生成手段と、前記３次元画像データに基づく画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする超音波診断装置である。

この発明によると、３次元画像データに超音波プローブとの位置関係を示すマークを付加することで、３次元画像にそのマークが表示される。このマークを参照することで、超音波プローブと３次元画像との相対的な位置関係が把握しやすくなる。

また、この発明によると、複数の断層像データのうち予め決定された位置にて収集された断層像データにマークを書き込み、それら複数の断層像データに基づいて３次元画像データを生成することで、３次元画像上であって上記予め決定された位置に対応する位置にマークが表示される。このマークを参照することで、超音波プローブと３次元画像との相対的な位置関係が把握しやすくなる。

この発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の概略的な構成を示すブロック図である。

超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が所定方向（走査方向）に１例に配列された１次元超音波プローブや、超音波振動子がマトリックス（格子）状に配置された２次元超音波プローブが用いられる。

ここで、超音波プローブ２の外観について図２を参照して説明する。図２は、この発明の実施形態に係る超音波プローブの外観を示す図であり、図２（ａ）は超音波プローブの斜視図であり、図２（ｂ）は超音波プローブの正面図である。ここでは、超音波プローブ２として１次元超音波プローブを用いた場合について説明する。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、超音波プローブ２におけるケース２１の表面上には第１の物理マーク２３と第２の物理マーク２４が設けられている。ケース２１は４つの側面を有し、第１の物理マーク２３は第１の側面２１ａの中央に設けられ、第２の物理マーク２４は第２の側面２１ｂの中央に設けられている。第１の物理マーク２３及び第２の物理マーク２４は、例えば四角形、円形又は楕円形などの形態を有し、窪み又は***した突起状として形成されている。このように窪み又は突起状に形成されることで、操作者は第１の物理マーク２３及び第２の物理マーク２４を認識することができる。

送受信面２２は被検体の体表面上に当接され、ケース２１の内部に複数の超音波振動子が設けられている。１次元超音波プローブを用いた場合、複数の超音波振動子は走査方向に１列に配列されている。

図２（ｂ）の平面図に示すように、第２の側面２１ｂは、超音波振動子によって超音波を走査する走査方向に平行な側面である。第１の側面２１ａは、その走査方向に直交する方向に平行な側面である。

例えば、超音波プローブ２を走査方向に直交する方向（以下、「揺動方向」と称する場合がある）に揺動させながら超音波の送受信を行う場合、第１の物理マーク２３は、その揺動方向の中央に形成されている。また、第２の物理マーク２４は、走査方向の中央に形成されている。

なお、この実施形態では、第１の物理マーク２３を第１の側面２１ａの中央に設けたが、第１の側面２１ａの端部に設けても良い。これにより、第１の物理マーク２３は、揺動方向の端部に設けられることになる。また、第２の物理マーク２４を第２の側面２１ｂの中央に設けたが、第２の側面２１ｂの端部に設けても良い。これにより、第２の物理マーク２４は、走査方向の端部に設けられることになる。また、第１の物理マーク２３と第２の物理マーク２４を、中央や端部以外の部分に設けても良い。

この実施形態では、超音波プローブ２に１次元超音波プローブを用い、走査方向に直交する方向（揺動方向）に超音波振動子を揺動させて３次元の領域をスキャンする場合について説明する。このように超音波振動子を揺動させながら超音波の送受信を行うことで、揺動方向に複数の断層像データが収集される。

送受信部３は送信部と受信部とからなり、超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させるとともに、超音波プローブ２が受信したエコー信号を受信する。送受信部３から出力されるデータは信号処理部４に出力される。

Ｂモード処理部４１は、エコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からＢモード超音波ラスタデータを生成する。ＣＦＭ処理部４２は、動いている血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成する。記憶部５は、信号処理部４によって生成された超音波ラスタデータを一時的に記憶、保持する。

ＤＳＣ６（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：デジタルスキャンコンバータ）は、直交座標系で表される画像を得るために、超音波ラスタデータを直交座標で表される画像データに変換する（スキャンコンバージョン処理）。そして、ＤＳＣ６から表示部１０に画像データが出力され、表示部１０にその画像データに基づく画像が表示される。例えば、ＤＳＣ６は、Ｂモード超音波ラスタデータに基づいて２次元情報としての断層像データを生成し、その断層像データを表示部１０に出力する。表示部１０はその断層像データに基づく断層像を表示する。なお、信号処理部４及びＤＳＣ６がこの発明の「断層像データ生成手段」に相当する。

この実施形態では、ＤＳＣ６から出力された断層像データなどの画像データは、記憶部７に出力されて一時的に記憶、保持される。この実施形態では、揺動方向に沿った複数の断層像データが収集されて記憶部７に一時的に記憶される。

画像処理部８は記憶部７から画像データを読み込み、その画像データに基づいて３次元画像データを作成する。この実施形態では、画像処理部８は記憶部７から揺動方向に沿った複数の断層像データを読み込み、それら複数の断層像データに基づいて３次元画像データを作成する。さらに画像処理部８は、３次元画像の所定の位置に、超音波プローブ２の向きを示すためのマークを書き込む。以下、この画像処理部８の構成及び処理内容について図３から図６を参照して説明する。図３から図６は、３次元画像に表示マークを重ねて表示する処理を説明するための断層像の模式図である。なお、この実施形態では胎児を撮影対象として説明するが、心臓などの臓器を撮影対象としても良い。

超音波プローブ２によって揺動方向に沿った複数の断層像データが収集されて記憶部７に記憶されると、画像処理部８は記憶部７からそれら複数の断層像データを読み込む。

マーク形成部８１は、揺動方向に沿った複数の断層像データのうち、その揺動方向の所定の位置にて収集された断層像データを選択して、選択した断層像データに所定のマークを書き込む。この所定の位置は、操作者によって予め決定されている位置であり、操作者によって認識されている位置である。例えば、マーク形成部８１は、揺動方向に沿って収集された複数の断層像データのうち、揺動方向の中央にて収集された断層像データを選択し、その中央の断層像データに所定のマークを書き込む。マーク形成部８１が断層像データを選択する位置を示す情報、マークを書き込む位置を示す情報、及びマークに関する情報は、条件記憶部９に予め記憶されている。また、操作者は、断層像データを選択する位置やマークを書き込む位置を任意に変更することができる。例えば、揺動方向の中央の他、揺動方向の端部の位置などを任意に指定することができる。

例えば、第１の物理マーク２３をケース２１の揺動方向の中央に設け、マーク形成部８１が揺動方向の中央にて収集された断層像データを選択してその断層像データにマークを書き込むことにより、第１の物理マーク２３の位置と、選択された断層像データの揺動方向における位置とが対応することになる。

ここで、マーク形成部８１によるマーク形成の処理について図３を参照して説明する。例えば図３（ａ）に示すように、マーク形成部８１は、揺動方向に沿って収集された複数の断層像データから揺動方向の中央にて収集された断層像データ１００を選択する。そして、マーク形成部８１は、選択した断層像データ１００に所定のマークを書き込む。例えば図３（ｂ）に示すように、マーク形成部８１は、揺動方向の中央にて収集された断層像データ１００に対して、予め設定された関心領域１０１に含まれる画像を予め設定された色で着色する。なお、関心領域１０１に関する情報（例えば、関心領域１０１の大きさや位置を示す情報）、及び色を示す情報は、条件記憶部９に予め記憶されている。

そして、マーク形成部８１は、着色した断層像データとともに記憶部７から読み込んだ複数の断層像データをＶＲ処理部８２に出力する。この実施形態では、胎児の画像を収集することを目的としているため、胎児の画像が含まれるように関心領域１０１が設定されている。この関心領域１０１は操作者が任意に設定することができる。

ＶＲ処理部８２はマーク形成部８１から複数の断層像データを受け、それら複数の断層像データからボリュームデータを作成し、そのボリュームデータに対してボリュームレンダリングを施すことにより３次元情報としての画像データ（以下、「ＶＲ画像データ」と称する場合がある）を生成する。ＶＲ処理部８２はそのＶＲ画像データを表示部１０に出力する。表示部１０はそのＶＲ画像データに基づくＶＲ画像（３次元画像）を画面上に表示する。なお、ＶＲ処理部８２がこの発明の「３次元画像データ生成手段」に相当する。

以上のように所定の断層像データにマークを書き込み、その断層像データを含む複数の断層像データに基づいて３次元画像データを生成することで、表示部１０に表示されるＶＲ画像上には、その所定の断層像データに書き込まれたマークに対応する表示マークが表示されることになる。

揺動方向の中央にて収集された断層像データにマークが書き込まれ、ケース２１の揺動方向の中央に第１の物理マーク２３が設けられているため、表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークは、第１の物理マーク２３と対応することになる。表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークと、超音波プローブ２のケース２１に設けられている第１の物理マーク２３とが対応しているため、操作者はＶＲ画像上の表示マークの向きと第１の物理マーク２３の向きを参照することで、所望の画像を得るために超音波プローブ２をどの方向に移動又は回転させれば良いのか判断しやすくなる。つまり、超音波プローブ２と３次元画像との相対的な位置関係が把握しやすくなる。

なお、第１の物理マーク２３をケース２１の揺動方向の端部に設けた場合は、第１の物理マーク２３の位置と対応するように、マーク形成部８１は、揺動方向の端部にて収集された断層像データにマークを書き込む。これにより、ＶＲ画像上の表示マークと、超音波プローブ２のケース２１に設けられている第１の物理マーク２３とが対応するため、超音波プローブ２と３次元画像との相対的な位置関係が把握しやすくなる。

また、マーク形成部８１によって形成されるマークは図３に示す例に限られない。ここで、マーク形成部８１によるマーク形成の他の例について図４から図６を参照して説明する。

（変形例１）
まず、変形例１について図４を参照して説明する。例えば、図４（ａ）に示すように、マーク形成部８１は、揺動方向に沿って収集された複数の断層像データから揺動方向の中央にて収集された断層像データ１１０を選択する。そして、図４（ｂ）に示すように、マーク形成部８１は、揺動方向の中央にて収集された断層像データ１１０に対して、予め設定された関心領域１１１を囲む枠１１２をマークとして書き込む。例えば、マーク形成部８１は、枠１１２を着色したり、周囲よりも画素値を高くしたりする。関心領域１１１に関する情報、及び枠１１２に関する情報は、条件記憶部９に予め記憶されている。そして、マーク形成部８１は、枠（マーク）１１２を書き込んだ断層像データとともに記憶部７から読み込んだ複数の断層像データをＶＲ処理部８２に出力する。

ＶＲ処理部８２は、マーク形成部８１から複数の断層像データを受け、ボリュームレンダリングを施すことによりＶＲ画像データを生成する。表示部１０はそのＶＲ画像データに基づくＶＲ画像（３次元画像）を画面上に表示する。

以上のように所定の断層像データにマークを書き込み、その断層像データを含む複数の断層像データに基づいて３次元画像データを生成することで、表示部１０に表示されるＶＲ画像上には、その所定の断層像データに書き込まれたマークに対応する表示マークが表示されることになる。

揺動方向の中央にて収集された断層像データに枠（マーク）１１２が書き込まれ、ケース２１の揺動方向の中央に第１の物理マーク２３が設けられているため、表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークは、第１の物理マーク２３と対応することになる。これにより、操作者はＶＲ画像上の表示マークの向きと第１の物理マーク２３の向きを参照することで、超音波プローブ２と３次元画像との相対的な位置関係を容易に把握することができる。

なお、第１の物理マーク２３をケース２１の揺動方向の端部に設けた場合は、第１の物理マーク２３の位置と対応するように、マーク形成部８１は、揺動方向の端部にて収集された断層像データに枠（マーク）１１２を書き込む。これにより、ＶＲ画像上の表示マークと、超音波プローブ２のケース２１に設けられている第１の物理マーク２３とが対応するため、超音波プローブ２と３次元画像との相対的な位置関係が把握しやすくなる。

（変形例２）
次に、変形例２について図５を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、マーク形成部８１は、揺動方向に沿って収集された全ての断層像データに対してマークを書き込む。例えば図５（ｂ）に示すように、マーク形成部８１は、全ての断層像データ１２０に対して、予め設定された関心領域１２１の中央を走査方向（横方向）に横切る直線状のマーク１２２を書き込む。この直線状のマーク１２２は走査方向に沿って書き込まれる。例えば、マーク形成部８１は、直線状のマーク１２２を着色したり、周囲よりも画素値を高くしたりする。関心領域１２１に関する情報、及び直線状のマーク１２２に関する情報は、条件記憶部９に予め記憶されている。そして、マーク形成部８１は、直線状のマーク１２２を書き込んだ全ての断層像データをＶＲ処理部８２に出力する。

また、図５（ｃ）に示すように、マーク形成部８１は、全ての断層像データ１２０に対して、予め設定された関心領域１２１の走査方向の中央を送受信方向（縦方向）に延びる直線状のマーク１２３を書き込んでも良い。この直線状のマーク１２３は超音波の送受信方向に沿って書き込まれる。例えば、マーク形成部８１は、直線状のマーク１２３を着色したり、周囲よりも画素値を高くしたりする。直線状のマーク１２３に関する情報は、条件記憶部９に予め記憶されている。そして、マーク形成部８１は、直線状のマーク１２３を書き込んだ全ての断層像データをＶＲ処理部８２に出力する。

ＶＲ処理部８２は、マーク形成部８１から複数の断層像データを受け、ボリュームレンダリングを施すことによりＶＲ画像データを生成する。表示部１０はそのＶＲ画像データに基づくＶＲ画像（３次元画像）を画面上に表示する。

以上のように複数の断層像データにマークを書き込み、それら複数の断層像データに基づいてＶＲ画像データを生成することで、表示部１０に表示されるＶＲ画像上には、そのマークに対応する表示マークが表示されることになる。

走査方向の中央に直線状のマーク１２３が書き込まれ、ケース２１の走査方向の中央に第２の物理マーク２４が設けられているため、表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークは、第２の物理マーク２４と対応することになる。表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークと、超音波プローブ２のケース２１に設けられている第２の物理マーク２４とが対応しているため、操作者はＶＲ画像上の表示マークの向きと第２の物理マーク２４の向きを参照することで、所望の画像を得るために超音波プローブ２をどの方向に移動又は回転させれば良いのか判断しやすくなる。

なお、この変形例２では、マーク形成部８１は、全ての断層像データに対して直線状のマーク１２２又は直線状のマーク１２３を書き込んだが、一部の断層像データに対してマークを書き込んでも同じ作用及び効果を奏することができる。

また、マーク形成部８１は、直線状のマーク１２２とマーク１２３の両方のマークを断層像データに書き込んでも良い。

（変形例３）
次に、変形例３について図６を参照して説明する。図６（ａ）に示すように、マーク形成部８１は、揺動方向に沿って収集された全ての断層像データに対してマークを書き込む。例えば図６（ｂ）に示すように、マーク形成部８１は、全ての断層像データ１３０に対して、予め設定された関心領域１３１の端部にマーク１３２を書き込む。このマーク１３２は、関心領域１３１において送受信方向の中央に書き込まれる。例えば、マーク形成部８１は、マーク１３２を着色したり、周囲よりも画素値を高くしたりする。関心領域１３１に関する情報、及びマーク１３２に関する情報は、条件記憶部９に予め記憶されている。そして、マーク形成部８１は、端部にマーク１３２を書き込んだ全ての断層像データをＶＲ処理部８２に出力する。

また、図６（ｃ）に示すように、マーク形成部８１は、全ての断層像データ１３０において、予め設定された関心領域１３１の端部にマーク１３３を書き込んでも良い。このマーク１３３は、関心領域１３１において走査方向の中央に書き込まれる。例えば、マーク形成部８１は、マーク１３３を着色したり、周囲よりも画素値を高くしたりする。マーク１３３に関する情報は、条件記憶部９に予め記憶されている。そして、マーク形成部８１は、端部にマーク１３３を書き込んだ全ての断層像データをＶＲ処理部８２に出力する。

ＶＲ処理部８２は、マーク形成部８１から複数の断層像データを受け、ボリュームレンダリングを施すことによりＶＲ画像データを生成する。表示部１０はそのＶＲ画像データに基づくＶＲ画像（３次元画像）を画面上に表示する。

以上のように複数の断層像データにマークを書き込み、それら複数の断層像データに基づいて３次元画像データを生成することで、表示部１０に表示されるＶＲ画像上には、そのマークに対応する表示マークが表示されることになる。

走査方向の中央にマーク１３３が書き込まれ、ケース２１の走査方向の中央に第２の物理マーク２４が設けられているため、表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークは、第２の物理マーク２４と対応することになる。表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークと、超音波プローブ２のケース２１に設けられている第２の物理マーク２４とが対応しているため、操作者はＶＲ画像上の表示マークの向きと第２の物理マーク２４の向きを参照することで、所望の画像を得るために超音波プローブ２をどの方向に移動又は回転させれば良いのか判断しやすくなる。

なお、この変形例３では、マーク形成部８１は、全ての断層像データに対してマーク１３２又はマーク１３３を書き込んだが、一部の断層像データに対してマークを書き込んでも同じ作用及び効果を奏することができる。例えば、上記実施形態のように、１つの断層像データに対してマークを書き込んでも良い。

上述したマーク形成部８１及びＶＲ処理部８２は、ハードウェアで構成されていても良く、ソフトウェアとして構成されていても良い。例えば、画像処理部８をＣＰＵで構成し、画像処理部８が記憶部（図示しない）から医用画像処理プログラムを読み込んでその医用画像処理プログラムを実行することで、マーク形成部８１及びＶＲ処理部８２の機能を実行するようにしても良い。

（動作）
次に、この発明の実施形態に係る超音波診断装置１による一連の動作について図７を参照して説明する。図７は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を示すフローチャートである。

（ステップＳ０１）
ステップＳ０１では、超音波プローブ２によって被検体に超音波を送信し、被検体からの反射波に基づいて複数の断層像データを収集する。ここでは、超音波プローブ２に１次元超音波プローブを用い、超音波振動子を走査方向に直交する方向（揺動方向）に揺動させながら超音波の送受信を行うことで、揺動方向に沿った複数の断層像データを収集する。収集された複数の断層像データは記憶部７に一時的に記憶、保持される。

（ステップＳ０２）
次に、ステップＳ０２では、画像処理部８が記憶部７から揺動方向に沿った複数の断層像データを読み込む。そして、マーク形成部８１は、それら複数の断層像データから、予め決定された位置の断層像データを選択し、その断層像データに所定のマークを書き込む。例えば、図３（ａ）に示すように、マーク形成部８１は、揺動方向に沿って収集された複数の断層像データから揺動方向の中央にて収集された断層像データを選択する。そして、図３（ｂ）に示すように、マーク形成部８１は、揺動方向の中央にて収集された断層像データ１００に対して、予め設定された関心領域１０１に含まれる画像を予め設定された色に着色する。そして、マーク形成部８１は、色付けした断層像データを含む複数の断層像データをＶＲ処理部８２に送る。

揺動方向の中央は、ケース２１の揺動方向の中央に設けられた第１の物理マーク２３の位置と対応している。つまり、揺動方向の中央にて収集された断層像データにマークが書き込まれ、ケース２１の揺動方向の中央に第１の物理マーク２３が設けられているため、断層像データに書き込まれたマークと第１の物理マーク２３とは位置が対応することになる。

（ステップＳ０３）
ステップＳ０３では、ＶＲ処理部８２が複数の断層像データに基づいて既知の方法によりボリュームデータを作成し、そのボリュームデータに対してボリュームレンダリングを施すことにより、３次元の画像データ（ＶＲ画像データ）を作成する。このとき、予め設定された視線方向に沿ってボリュームレンダリングを行って所定方向から見たＶＲ画像データを作成する。ＶＲ処理部８２は作成したＶＲ画像データを表示部１０に出力する。

（ステップＳ０４）
ステップＳ０４では、表示部１０がＶＲ処理部８２からＶＲ画像データを受けて、そのＶＲ画像データに基づいてＶＲ画像を画面上に表示する。表示部１０に表示されるＶＲ画像上には、ステップＳ０２にて断層像データに書き込まれたマークに対応する表示マークが表示されることになる。

揺動方向の中央にて収集された断層像データにマークが書き込まれ、ケース２１の揺動方向の中央に第１の物理マーク２３が設けられているため、表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークは、第１の物理マーク２３と対応することになる。その結果、操作者はＶＲ画像上の表示マークの向きと第１の物理マーク２３の向きを参照することで、所望の画像を得るために超音波プローブ２をどの方向に移動又は回転させれば良いのか判断しやすくなる。

なお、ステップＳ０２では、図３に示すマークの他、上述した変形例１から変形例３のいずれかのマークを形成しても良い。例えば、図４に示す変形例１のように、揺動方向の中央にて収集された断層像データ１１０に対して、予め設定された関心領域１１１を囲む枠１１２をマークとして書き込んでも良い。揺動方向の中央は、ケース２１の揺動方向の中央に設けられた第１の物理マーク２３の位置と対応しているため、断層像データに書き込まれたマークと第１の物理マーク２３とは位置が対応することになる。

揺動方向の中央にて収集された断層像データに枠（マーク）１１２が書き込まれ、ケース２１の揺動方向の中央に第１の物理マーク２３が設けられているため、表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークは、第１の物理マーク２３と対応することになる。その結果、操作者はＶＲ画像上の表示マークの向きと第１の物理マーク２３の向きを参照することで、所望の画像を得るために超音波プローブ２をどの方向に移動又は回転させれば良いのか判断しやすくなる。

また、図５に示す変形例２のように、全ての断層像データ１２０に対してマークを書き込んでも良い。例えば、図５（ｂ）に示すように、マーク形成部８１は、全ての断層像データ１２０に対して、関心領域１２１の中央を走査方向（横方向）に横切る直線状のマーカ１２２を書き込む。また、図５（ｃ）に示すように、マーク形成部８１は、全ての断層像データ１２０に対して、関心領域１２１の走査方向の中央を送受信方向（縦方向）に延びる直線状のマーク１２３を書き込む。走査方向の中央は、ケース２１の走査方向の中央に設けられた第２の物理マーク２４の位置と対応している。つまり、走査方向の中央に直線状のマーク１２３が書き込まれ、ケース２１の走査方向の中央に第２の物理マーク２４が設けられているため、断層像データに書き込まれたマークと第２の物理マーク２４とは位置が対応することになる。

走査方向の中央に直線状のマーク１２３が書き込まれ、ケース２１の走査方向の中心に第２の物理マーク２４が設けられているため、表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークは、第２の物理マーク２４と対応することになる。その結果、操作者はＶＲ画像上の表示マークの向きと第２の物理マーク２４の向きを参照することで、所望の画像を得るために超音波プローブ２をどの方向に移動又は回転させれば良いのか判断しやすくなる。

また、図６に示す変形例３のように、全ての断層像データ１３０に対してマークを書き込んでも良い。例えば、図６（ｂ）及び（ｄ）に示すように、マーク形成部８１は、全ての断層像データ１３０に対して、関心領域１３１の端部にマーク１３２又はマーク１３３を書き込む。マーク１３２は、関心領域１３１において送受信方向の中央に書き込まれる。マーク１３３は、関心領域１３１において走査方向の中央に書き込まれる。走査方向の中央は、ケース２１の走査方向の中央に設けられた第２の物理マーク２４の位置と対応している。つまり、走査方向の中央にマーク１３３が書き込まれ、ケース２１の走査方向の中央に第２の物理マーク２４が設けられているため、断層像データに書き込まれたマークと第２の物理マーク２４とは位置が対応することになる。

走査方向の中央にマーク１３３が書き込まれ、ケース２１の走査方向の中央に第２の物理マーク２４が設けられているため、表示部１０に表示されているＶＲ画像上の表示マークは、第２の物理マーク２４と対応することになる。その結果、操作者はＶＲ画像上の表示マークの向きと第２の物理マーク２４の向きを参照することで、所望の画像をえるために超音波プローブ２をどの方向に移動又は回転させれば良いのか判断しやすくなる。

ここで、ＶＲ画像と表示マークの表示例を図８に示す。図８は、この発明に係る超音波診断装置にて収集された３次元画像を示す画面の図である。例えば、図８（ａ）に示すように、表示部１０の画面１０ａ上に胎児の３次元画像が表示される。図８（ａ）に示す例では、胎児の３次元画像は正面を向いている。この胎児の３次元画像に表示マーク３０Ａ及び３０Ｂが重ねて表示されている。これら表示マーク３０Ａ及び３０Ｂは、ステップＳ０２にて所定の断層像データに書き込まれたマーカが表示されたものである。例えば、表示マーカ３０Ａは、断層像データにおいて揺動方向の中央に書き込まれたマーカに対応し、表示マーカ３０Ｂは、断層像データにおいて走査方向の中心に書き込まれたマーカに対応する。

（ステップＳ０５）
図８（ａ）に示すようにＶＲ画像が表示部１０に表示されている状態で、操作者が操作部（図示しない）を用いてＶＲ画像の回転指示を与えると、ＶＲ処理部８２はその回転指示を受けて視線方向を変えてボリュームレンダリングを施す。これにより、見る方向が変わったＶＲ画像が得られる。例えば、図８（ｂ）に示すように、胎児の３次元画像を左上に向けた状態で画面１０ａ上に表示させることができる。

ＶＲ画像上に表示されている表示マーカ３０Ａ又は３０Ｂと、超音波プローブ２に設けられている第１の物理マーカ２３又は第２の物理マーカ２４との位置関係が明確であるため、所望の画像を得るために超音波プローブ２をどの方向に移動させたり回転させたりすれば良いか判断しやすくなる。これにより、超音波プローブ２の操作性を向上させることが可能となる。

また、表示マーカの表示／非表示を切り替え可能としても良い。例えば、超音波プローブ２に設けられている第１の物理マーカ２３又は第２の物理マーカ２４を切り換えスイッチとし、第１の物理マーカ２３又は第２の物理マーカ２４が押下されると、マーカ形成部８１は所定の断層像データにマーカを書き込み、ＶＲ画像上にマーカが表示されるようにする。また、ＶＲ画像上にマーカが表示されている状態で、第１の物理マーカ２３又は第２の物理マーカ２４が押下されると、マーカ形成部８１は断層像データへのマーカの書き込みを中止し、ＶＲ画像上にマーカが表示されないようにする。

例えば、超音波プローブ２を移動又は回転させるときにＶＲ画像上に表示マーカを表示させる。操作者はその表示マーカと、超音波プローブ２に設けられている第１の物理マーカ２３又は第２の物理マーカ２４とを参照することで、超音波プローブ２を移動又は回転させる方向を判断しやすくなる。一方、超音波プローブ２を移動又は回転させる必要がないときには表示マーカを非表示にすることで、ＶＲ画像のみを表示させてＶＲ画像を詳細に観察することができる。

なお、上記実施形態及び変形例では、超音波プローブ２として１次元超音波プローブを用いたが、１次元超音波プローブの代わりに２次元超音波プローブを用いても良い。この場合、２次元超音波プローブで取得された３次元画像データにマークを形成し、その３次元画像を表示することで、上記実施形態及び変形例と同じ作用及び効果を奏することが可能である。

例えば、２次元超音波プローブを用いて３次元的なボリュームデータを取得すると、マーク形成部８１は、そのボリュームデータの所定の位置に、超音波プローブとの位置関係を示すためのマークを書き込む。そして、ＶＲ処理部８２が、そのマークが書き込まれたボリュームデータに対してボリュームレンダリングを施すことにより、ＶＲ画像データを生成する。このようにボリュームデータの所定の位置にマークを書き込み、そのボリュームデータに基づいて３次元画像データを生成することで、表示部１０に表示されるＶＲ画像上には、その所定の位置に書き込まれたマークに対応する表示マークが表示されることになる。このマークを参照することで、超音波プローブ２と３次元画像との相対的な位置関係が把握しやすくなる。

この発明の実施形態に係る超音波診断装置の概略的な構成を示すブロック図である。 この発明の実施形態に係る超音波プローブの外観を示す図である。 ３次元画像にマークを重ねて表示する処理を説明するための断層像の模式図である。 ３次元画像にマークを重ねて表示する処理を説明するための断層像の模式図である。 ３次元画像にマークを重ねて表示する処理を説明するための断層像の模式図である。 ３次元画像にマークを重ねて表示する処理を説明するための断層像の模式図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置にて収集された３次元画像を示す画面の図である。 従来技術に係る超音波診断装置にて収集された３次元画像を示す画面の図である。 従来技術に係る超音波診断装置にて収集された３次元画像と指標（フレーム）を示す画面の図である。

符号の説明

１ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
３ 送受信部
４ 信号処理部
５、７ 記憶部
６ ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）
８ 画像処理部
９ 条件記憶部
１０ 表示部
８１ マーク形成部
８２ ＶＲ処理部

Claims (17)

1. 被検体に対して超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、
   前記超音波プローブが受信した反射波に基づいて３次元画像データを生成する３次元画像データ生成手段と、
   前記３次元画像データに、前記３次元画像データと前記超音波プローブとの位置関係を示すマークを付加するマーク形成手段と、
   前記マークが付加された３次元画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
   を有することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記マーク形成手段は、前記３次元画像データにおいて、予め決定された位置に前記マークを書き込むことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 被検体に対して超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、
   前記超音波プローブが受信した反射波に基づいて所定方向に沿った複数の断層像データを生成する断層像データ生成手段と、
   前記所定方向に沿った複数の断層像データのうち、前記所定方向の予め決定された位置にて収集された断層像データに所定のマークを書き込むマーク形成手段と、
   前記所定のマークが書き込まれた断層像データを含む前記複数の断層像データに基づいて３次元画像データを生成する３次元画像データ生成手段と、
   前記３次元画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
   を有することを特徴とする超音波診断装置。
4. 前記超音波プローブは、ケース内に１列に配列された複数の超音波振動子を備え、前記複数の超音波振動子を前記配列の方向に直交する揺動方向に揺動しながら、前記配列の方向を超音波の走査方向として前記被検体に超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信し、
   前記断層像データ生成手段は、前記超音波プローブが受信した反射波に基づいて前記揺動方向に沿った複数の断層像データを生成し、
   前記マーク形成手段は、前記揺動方向に沿った複数の断層像データのうち、前記揺動方向の予め決定された位置にて収集された断層像データに前記所定のマークを書き込むことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記ケースの外表面上に前記揺動方向の予め決定された位置を特定するための第１の物理マークが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記第１の物理マークは、前記ケースの前記揺動方向に平行な外表面上に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記マーク形成手段は、前記予め決定された位置にて収集された断層像データを所定の色に着色し、
   前記３次元画像データ生成手段は、前記着色された断層像データを含む複数の断層像データに基づいて３次元画像データを生成することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の超音波診断装置。
8. 前記マーク形成手段は、前記予め決定された位置にて収集された断層像データの所定範囲を所定の色に着色することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の超音波診断装置。
9. 前記マーク形成手段は、前記予め決定された位置にて収集された断層像データの所定範囲を囲む枠を前記所定のマークとして書き込むことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の超音波診断装置。
10. 前記マーク形成手段は、前記予め決定された位置にて収集された断層像データの所定範囲の境界の一部に前記所定のマークを書き込むことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の超音波診断装置。
11. 前記予め決定された位置は前記揺動方向の略中央であることを特徴とする請求項４から請求項１０のいずれかに記載の超音波診断装置。
12. 前記ケースの前記揺動方向に平行な外表面上であって、前記揺動方向の略中央に第１の物理マークが形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の超音波診断装置。
13. 被検体に対して超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、
    前記超音波プローブが受信した反射波に基づいて所定方向に沿った複数の断層像データを生成する断層像データ生成手段と、
    前記所定方向に沿った複数の断層像データについて、各断層像データの所定範囲に所定のマークを書き込むマーク形成手段と、
    前記所定のマークが書き込まれた複数の断層像データに基づいて３次元画像データを生成する３次元画像データ生成手段と、
    前記３次元画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
    を有することを特徴とする超音波診断装置。
14. 前記マーク形成手段は、前記所定方向に沿った複数の断層像データについて、各断層像データの予め決定された位置に前記超音波の送受信方向に沿ったライン状のマーク、又は、前記走査方向に沿ったライン状のマーカのうち、少なくとも一方のマークを書き込むことを特徴とする請求項１３に記載の超音波診断装置。
15. 前記マーク形成手段は、前記所定方向に沿った複数の断層像データについて、各断層像データの所定範囲の境界の一部に前記所定のマークを書き込むことを特徴とする請求項１３に記載の超音波診断装置。
16. 前記ケースの外表面上に前記予め決定された位置を特定するための第２の物理マークが形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断装置。
17. 前記第２の物理マークは、前記ケースの前記走査方向に平行な外表面上に形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の超音波診断装置。

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