JP2014014659A - 超音波診断装置、コンピュータプログラムプロダクト及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連続性に優れたフライスルー画像データの生成及び表示。
【解決手段】実施形態によれば、被検体内の３次元領域に対し超音波送受信を行なって収集された複数のサブボリュームデータに基づいてフライスルー画像データを生成する超音波診断装置１００は、前記サブボリュームデータにおける管腔臓器の管腔壁あるいは前記管腔臓器の中心軸を示す芯線の少なくとも何れかの情報に基づいてサブボリュームデータ間の位置ズレを補正する位置ズレ補正部９と、位置ズレ補正されたサブボリュームデータに基づいて前記フライスルー画像データを生成するフライスルー画像データ生成部１２と、前記フライスルー画像データを表示する表示部１５を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、被検体内の３次元領域から収集された複数のサブボリュームデータに基づいて、広範囲なフライスルー画像データを生成する超音波診断装置、コンピュータプログラムプロダクト及び制御方法に関する。

超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波パルスを被検体の体内に放射し、生体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記振動素子により受信して種々の生体情報を収集するものである。複数の振動素子に供給する駆動信号や前記振動素子から得られる受信信号の遅延時間を制御することにより超音波の送受信方向や集束点を電子的に制御することが可能な近年の超音波診断装置によれば、超音波プローブの先端部を体表面に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの画像データを容易に観察することができるため、生体臓器の形態診断や機能診断に広く用いられている。

特に、近年では、複数の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動させる方法や複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブを用いる方法によって被検体の診断対象部位に対する３次元走査を行ない、この３次元走査にて収集される３次元データ（ボリュームデータ）を用いて３次元画像データやＭＰＲ画像データを生成することにより更に高度な診断や治療が可能となっている。

一方、被検体に対する３次元走査によって得られたボリュームデータの管腔臓器内に観察者の視点を仮想的に設定し、この視点から観察される管腔臓器の内表面を仮想内視鏡画像データ（以下、フライスルー画像データと呼ぶ。）として観察する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

当該被検体の体外から収集されたボリュームデータに基づいて内視鏡的な画像データを生成する上述の方法によれば、検査時の被検体に対する侵襲度が大幅に低減され、更に、内視鏡スコープの挿入が困難な細い消化管や血管等の管腔臓器に対しても視点や視線方向を任意に設定することができるため、従来の内視鏡検査では不可能であった高精度の検査を安全且つ効率的に行なうことが可能となる。

超音波診断装置を用いて上述のフライスルー画像データを生成する場合、ボリュームデータが収集される領域は超音波プローブを中心とした限られた領域に限定されるため、広範囲のフライスルー画像データを生成するためには、超音波プローブを体表面に沿って移動させることにより異なる位置にて収集した複数の狭範囲なボリュームデータ（以下、サブボリュームデータと呼ぶ。）を合成して広範囲なボリュームデータを生成し、このボリュームデータに基づいて広範囲なフライスルー画像データを生成する方法が行なわれている。

特開２０００−１８５０４１号公報

複数のサブボリュームデータを合成して得られた広範囲なサブボリュームデータを用いてフライスルー画像データを生成する際、従来は、その端部が重なるように収集された管腔臓器の走行方向に隣接するサブボリュームデータの共通領域に対し相関処理等の演算処理を行なってサブボリュームデータ間の位置ズレを検出し、この検出結果に基づいて位置ズレ補正を行なう方法が行なわれている。

しかしながら、このような共通領域における全ての画像情報を用いた位置ズレ検出及び位置ズレ補正では、サブボリュームデータ間の平均的な位置ズレは軽減されるが、特に観察したい管腔臓器あるいはその近傍領域に対して十分な位置ズレ補正が行なわれないことがあり、このような場合には、管腔壁に対する連続性に優れたフライスルー画像データの収集が困難になるという問題点を有していた。

本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、体内の３次元領域から収集された管腔臓器の走行方向に隣接する複数のサブボリュームデータに基づいて広範囲な領域におけるフライスルー画像データを生成する際、サブボリュームデータ間の位置ズレに起因して発生するフライスルー画像データの不連続を軽減することが可能な超音波診断装置、コンピュータプログラムプロダクト及び制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示の実施形態における超音波診断装置は、被検体内の３次元領域に対し超音波送受信を行なって収集された複数のサブボリュームデータに基づいてフライスルー画像データを生成する超音波診断装置であって、前記サブボリュームデータにおける管腔臓器の管腔壁あるいは前記管腔臓器の中心軸を示す芯線の少なくとも何れかの情報に基づいてサブボリュームデータ間の位置ズレを補正する位置ズレ補正手段と、位置ズレ補正されたサブボリュームデータに基づいて前記フライスルー画像データを生成するフライスルー画像データ生成手段と、前記フライスルー画像データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。

本実施形態における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。 本実施形態の超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。 本実施形態の超音波プローブに対する座標系と超音波送受信方向の関係を説明するための図。 本実施形態の超音波診断装置が備える位置ズレ補正部の具体的な構成と機能を説明するための図。 本実施形態において位置ズレ補正された管腔臓器の芯線方向に隣接するサブボリュームデータと、これらのサブボリュームデータの芯線に沿って移動する視点を説明するための図。 本実施形態の視点移動制御部によって設定される視点移動速度と視点−境界間距離との関係を示す図。 本実施形態の超音波診断装置が備える２次元画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図。 本実施形態におけるサブボリュームデータ収集状況のモニタリングを目的として生成されるＣＰＲ画像データを説明するための図。 本実施形態の表示部において生成される表示データの具体例を示す図。 本実施形態におけるフライスルー画像データの生成／表示手順を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。

（実施形態）
以下に述べる本実施形態の超音波診断装置では、被検体内の３次元領域から収集されたボリュームデータに基づいて管腔臓器のフライスルー画像データを生成する際、超音波プローブを移動させることにより管腔臓器の走行方向に隣接する複数のサブボリュームデータを収集し、各々のサブボリュームデータに示された管腔臓器に対して管腔壁の抽出と芯線の設定を行なう。そして、得られた芯線や管腔壁の情報に基づいてサブボリュームデータ間の位置ズレを補正し、位置ズレ補正後のサブボリュームデータの芯線に対して設定された視点を、この視点とサブボリュームデータ境界面との距離に基づいて決定される移動速度で芯線方向へ移動させることによりサブボリュームデータの位置ズレに起因して発生する不連続が軽減されたフライスルー画像データを生成する。

尚、以下の実施形態では、複数個の振動素子が２次元配列された超音波プローブを用いて収集されたサブボリュームデータに基づいてフライスルー画像データを生成する場合について述べるが、複数個の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動あるいは回動させることによって収集されたサブボリュームデータに基づいて上述のフライスルー画像データを生成してもよい。

（装置の構成及び機能）
本実施形態における超音波診断装置の構成と機能につき図１乃至図９を用いて説明する。尚、図１は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、この超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図である。又、図４及び図７は、上述の超音波診断装置が備える位置ズレ補正部及び２次元画像生成部の具体的な構成を示すブロック図である。

図１に示す本実施形態の超音波診断装置１００は、被検体の３次元領域に対して送信超音波（超音波パルス）を放射し、この送信超音波により前記３次元領域から得られた受信超音波（超音波反射波）を電気的な受信信号に変換する複数個の振動素子を備えた超音波プローブ２と、前記３次元領域の所定方向に対して送信超音波を放射するための駆動信号を上述の振動素子へ供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部３と、整相加算後の受信信号を信号処理してＢモードデータを生成する受信信号処理部４と、超音波の送受信方向単位で得られた上述のＢモードデータに基づいて狭範囲な３次元画像情報（以下、サブボリュームデータと呼ぶ。）を生成するサブボリュームデータ生成部５と、このサブボリュームデータに含まれた管腔臓器の外壁面あるいは内壁面の少なくとも何れかを管腔壁として抽出する管腔壁抽出部６と、得られた管腔壁の位置情報に基づいてサブボリュームデータにおける管腔臓器の中心軸（以下では、芯線と呼ぶ。）を設定する芯線設定部７と、上述のサブボリュームデータに芯線及び管腔壁の位置情報を付加して保存するサブボリュームデータ記憶部８を備えている。

又、超音波診断装置１００は、サブボリュームデータ記憶部８から読み出した管腔臓器の走行方向に対応する方向（以下では、芯線方向と呼ぶ。）に隣接するサブボリュームデータの位置ズレを芯線及び管腔壁の位置情報に基づいて補正する位置ズレ補正部９と、芯線上を芯線方向に向かって移動する視点とサブボリュームデータ間の境界面との距離を計測する視点−境界間距離計測部１０と、芯線上における視点の移動を制御する視点移動制御部１１と、位置ズレ補正後のサブボリュームデータに基づいてフライスルー画像データを生成するフライスルー画像データ生成部１２と、サブボリュームデータに基づいて２次元のＭＰＲ（multi planar reconstruction）画像データ及びＣＰＲ（curved multi planar reconstruction）画像データを生成する２次元画像データ生成部１３と、前記ＭＰＲ画像データにおける視点位置を示すための視点マーカを生成する視点マーカ生成部１４と、上述のフライスルー画像データと視点マーカが付加されたＭＰＲ画像データを用いて生成した表示データを表示する表示部１５を備え、更に、被検体の３次元領域に対する超音波送受信方向等を制御する走査制御部１６と、被検体情報の入力、サブボリュームデータ生成条件の設定、フライスルー画像データ生成条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう入力部１７と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１８を備えている。

超音波プローブ２は、２次元配列されたＮ個（Ｎ＝Ｎ１×Ｎ２）の図示しない振動素子をその先端部に有し、この先端部を被検体の体表に接触させて超音波の送受信を行なう。そして、前記振動素子の各々は、図示しないＮチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部３に接続されている。これらの振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には駆動信号（電気パルス）を送信超音波（超音波パルス）に変換し、受信時には受信超音波（超音波反射波）を電気的な受信信号に変換する機能を有している。又、超音波プローブ２の内部あるいは周辺部には超音波プローブ２の位置や方向を検出する位置情報検出部２１が設けられている。

この位置情報検出部２１は、超音波プローブ２の内部に設けられた図示しない複数の位置センサから供給される位置信号に基づいて患者体表面に配置された超音波プローブ２の位置情報（位置及び方向）を検出する。

超音波プローブ２の位置情報検出法として各種の方法が既に提案されているが、検出精度、コスト及び大きさを考慮した場合、超音波センサあるいは磁気センサを上述の位置センサとして用いる方法が好適である。磁気センサを用いた位置情報検出部は、例えば、特開２０００−５１６８号公報等に記載されているように磁気を発生する図示しないトランスミッタ（磁気発生部）と、この磁気を検出する複数の磁気センサ（位置センサ）と、これらの磁気センサから供給される位置信号を処理して超音波プローブ２の位置情報を算出する位置情報算出部（何れも図示せず）を備えている。そして、上述の位置情報検出部２１において検出された超音波プローブ２の位置情報により、超音波プローブ２を用いて収集されたサブボリュームデータの位置情報を得ることができる。

尚、超音波プローブには、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、超音波診断装置１００を操作する医療従事者（以下、操作者と呼ぶ。）は、好適な超音波プローブを検査／治療部位に応じて任意に選択することが可能であるが、本実施形態では、２次元配列されたＮ個の振動素子をその先端部に有するセクタ走査用の超音波プローブ２を用いた場合について述べる。

次に、図２に示す送受信部３は、被検体内の所定方向に対し送信超音波を放射するための駆動信号を超音波プローブ２の振動素子へ供給する送信部３１と、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する受信部３２を備え、送信部３１は、レートパルス発生器３１１、送信遅延回路３１２及び駆動回路３１３を備えている。

レートパルス発生器３１１は、体内に放射される送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを、システム制御部１８から供給される基準信号を分周することによって生成し、得られたレートパルスを送信遅延回路３１２へ供給する。送信遅延回路３１２は、例えば、超音波プローブ２に内蔵されたＮ個の振動素子の中から選択されたＮｔ個の送信用振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を集束するための集束用遅延時間と超音波送受信方向に対して前記送信超音波を放射するための偏向用遅延時間をレートパルス発生器３１１から供給された上述のレートパルスに与える。駆動回路３１３は、超音波プローブ２に内蔵されたＮｔ個の送信用振動素子を駆動する機能を有し、送信遅延回路３１２から供給されるレートパルスに基づいて上述の集束用遅延時間及び偏向用遅延時間を有する駆動用パルスを生成する。

一方、受信部３２は、超音波プローブ２に内蔵されたＮ個の振動素子の中から選択されたＮｒ個の受信用振動素子に対応するＮｒチャンネルのプリアンプ３２１、Ａ／Ｄ変換器３２２及び受信遅延回路３２３と加算器３２４を備え、Ｂモードにおいて受信用振動素子からプリアンプ３２１を介して供給されたＮｒチャンネルの受信信号はＡ／Ｄ変換器３２２にてデジタル信号に変換されて受信遅延回路３２３へ送られる。受信遅延回路３２３は、所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と超音波送受信方向に対して強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換器３２２から出力されたＮｒチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器３２４は、受信遅延回路３２３から出力されたＮｒチャンネルの受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路３２３と加算器３２４により、超音波送受信方向からの受信超音波に対応した受信信号は整相加算される。

図３は、超音波プローブ２の中心軸をｚ軸とした直交座標系（ｘ−ｙ−ｚ）に対する超音波の送受信方向（θｐ、φｑ）を示しており、例えば、Ｎ個の振動素子はｘ軸方向及びｙ軸方向に２次元配列され、θｐ及びφｑは、ｘ−ｚ平面及びｙ−ｚ平面に投影された送受信方向を示している。

図２へ戻って、受信信号処理部４は、受信部３２の加算部３２４から出力された受信信号の各々に対して包絡線検波を行なう包絡線検波器４１と、包絡線検波後の受信信号に対する対数変換処理により小さな信号振幅を相対的に強調してＢモードデータを生成する対数変換器４２を備えている。

次に、図１のサブボリュームデータ生成部５は、図示しないＢモードデータ記憶部及び補間処理部を備え、Ｂモードデータ記憶部には、例えば、超音波プローブ２を被検体体表面の所定位置に配置した状態で収集される受信信号に基づいて上述の受信信号処理部４が生成した比較的狭範囲な領域におけるＢモードデータがシステム制御部１８から供給される送受信方向（θｐ、φｑ）の情報を付帯情報として順次保存される。

一方、補間処理部は、Ｂモードデータ記憶部５１から読み出したＢモードデータを送受信方向（θｐ、φｑ）に対応させて配列することにより３次元超音波データ（３次元Ｂモードデータ）を生成し、得られた３次元超音波データに対して補間処理等を行ないサブボリュームデータ（Ｂモードサブボリュームデータ）を生成する。

次に、管腔壁抽出部６は、サブボリュームデータ生成部５の補間処理部から供給されたサブボリュームデータが有するボクセル値の空間的な変化量に基づいて当該サブボリュームデータの管腔臓器における内壁あるいは外壁を管腔壁として抽出する。例えば、サブボリュームデータのボクセル値に対して３次元的な微分／積分処理を行ない、微分処理されたサブボリュームデータと積分処理されたサブボリュームデータとの減算処理、あるいは、微分処理前のサブボリュームデータと微分処理後のサブボリュームデータとの減算処理等により管腔臓器の管腔壁を抽出することが可能となるが、管腔壁の抽出方法は、上述の方法に限定されない。

一方、芯線設定部７は、上述の管腔壁抽出部６によって抽出された管腔臓器の管腔壁に対して芯線を設定する機能を有し、例えば、管腔壁の内部に予め設定された起点を基準として３次元の全角度方向に複数の単位ベクトルを発生させ、これらの単位ベクトルの中から管腔壁までの距離が最大となる方向の単位ベクトルを探索ベクトルとして選定する。次いで、この探索ベクトルに直交する管腔臓器断面の重心位置を算出し、前記探索ベクトルと前記管腔臓器断面との交差位置が前記重心位置と一致するようにその方向が補正された探索ベクトルを前記重心位置において新たに設定する。そして、補正後の探索ベクトルを用いて上述の手順を繰り返し、このとき、管腔臓器の走行方向に形成される複数の重心位置を連結することにより管腔臓器の芯線を設定する。但し、管腔臓器に対する芯線の設定は、特開２０１１−１０７１５号公報等に記載された上述の方法に限定されるものではなく、例えば、特開２００４−２８３３７３号公報等に記載された他の方法を適用しても構わない。

そして、上述のサブボリュームデータ生成部５において生成されたサブボリュームデータの各々は、管腔壁抽出部６によって抽出された管腔壁の位置情報、芯線設定部７によって設定された芯線の位置情報及び超音波プローブ２の位置情報検出部２１からシステム制御部１８を介して供給された超音波プローブ２の位置情報を付帯情報としてサブボリュームデータ記憶部８に保存される。

尚、既に述べたように、位置情報検出部２１から供給される超音波プローブ２の位置情報とサブボリュームデータ生成部５において生成されるサブボリュームデータの位置情報は対応しており、超音波プローブ２の位置情報に基づいてサブボリュームデータを３次元空間にて合成することにより被検体内の広範囲な３次元領域にボリュームデータを得ることが可能となる。

次に、位置ズレ補正部９は、図４に示すように線形位置ズレ補正部９１と非線形位置ズレ補正部９２を備え、線形位置ズレ補正部９１は、位置ズレ検出器９１１と位置ズレ補正器９１２を、又、非線形位置ズレ補正部９２は、位置ズレ検出器９２１と位置ズレ補正器９２２を有している。

線形位置ズレ補正部９１の位置ズレ検出器９１１は、超音波プローブ２を被検体の体表面に沿って移動させながら収集した受信信号に基づいて生成され上述のサブボリュームデータ記憶部８に保存された異なる撮影位置における複数のサブボリュームデータの中から管腔臓器の芯線方向に隣接する２つのサブボリュームデータ（例えば、図４の左下領域に示したサブボリュームデータＳＶ１及びサブボリュームデータＳＶ２）とこれらのサブボリュームデータに付加されている芯線Ｃ１及び芯線Ｃ２の位置情報を超音波プローブ２の位置情報（即ち、サブボリュームデータの位置情報）に基づいて読み出す。

但し、芯線方向に隣接するサブボリュームデータの収集領域は、後述するＣＰＲ画像データの観察下でその端部が互いに重なるように設定され、例えば、サブボリュームデータＳＶ１の後端部近傍領域とサブボリュームデータＳＶ２の前端部近傍領域が所定の範囲で重なるようにサブボリュームデータＳＶ１及びサブボリュームデータＳＶ２の収集領域が設定されている。尚、以下では、互いに重なり合う後端部近傍領域及び前端部近傍領域を後端部共通領域及び前端部共通領域と呼ぶ。

そして、位置ズレ検出器９１１は、サブボリュームデータＳＶ２の前端部共通領域における芯線Ｃ２の位置情報を所定方向に平行移動あるいは回転移動させながらサブボリュームデータＳＶ１の後端部共通領域における芯線Ｃ１の位置情報との相互相関係数を算出し、得られた相互相関係数に基づいてサブボリュームデータＳＶ１に対するサブボリュームデータＳＶ２の位置ズレを検出する。次いで、線形位置ズレ補正部９１の位置ズレ補正器９１２は、検出された位置ズレに基づいてサブボリュームデータＳＶ２を線形位置ズレ補正（即ち、ボリュームデータＳＶ２の平行移動あるいは回転移動による位置ズレ補正）することによりサブボリュームデータＳＶ２ｘを生成する。

一方、非線形位置ズレ補正部９２の位置ズレ検出器９２１は、サブボリュームデータ記憶部８から読み出した上述のサブボリュームデータＳＶ１の後端部共通領域における管腔壁の位置情報と線形位置ズレ補正部９１において得られた線形位置ズレ補正後のサブボリュームデータＳＶ２ｘの前端部共通領域における管腔壁の位置情報との相互相関処理により、サブボリュームデータＳＶ１に対するサブボリュームデータＳＶ２ｘの局所的な位置ズレ（歪み）を検出する。次いで、非線形位置ズレ補正部９２の位置ズレ補正器９２２は、検出された局所的な位置ズレに基づいて管腔壁近傍におけるサブボリュームデータＳＶ２ｘの位置ズレ（歪み）を非線形位置ズレ補正（即ち、ボリュームデータＳＶ２ｘの拡大／縮小処理による位置ズレ補正）することによりサブボリュームデータＳＶ２ｙを生成する。

サブボリュームデータＳＶ２に対する線形位置ズレ補正及び非線形位置ズレ補正が終了したならば、線形位置ズレ補正部９１の位置ズレ検出器９１１は、同様の手順により、サブボリュームデータ記憶部８から読み出したサブボリュームデータＳＶ２に隣接するサブボリュームデータＳＶ３のサブボリュームデータＳＶ２ｙに対する位置ズレを検出し、位置ズレ補正器９１２は、検出された位置ズレに基づいてサブボリュームデータＳＶ３を線形位置ズレ補正することによりサブボリュームデータＳＶ３ｘを生成する。

次いで、非線形位置ズレ補正部９２の位置ズレ検出器９２１は、位置ズレ補正後のサブボリュームデータＳＶ２ｙに対するサブボリュームデータＳＶ３ｘの局所的な位置ズレ（歪み）を検出し、位置ズレ補正器９２２は、検出された局所的な位置ズレに基づいてサブボリュームデータＳＶ３ｘの位置ズレ（歪み）を非線形位置ズレ補正することによりサブボリュームデータＳＶ３ｙを生成する。

更に、サブボリュームデータＳＶ３に隣接する図示しないサブボリュームデータＳＶ４，ＳＶ５、ＳＶ６・・・に対しても同様の手順によって線形位置ズレ補正と非線形位置ズレ補正が行なわれ、サブボリュームデータＳＶ１及び位置ズレ補正後のサブボリュームデータＳＶ２ｙ、ＳＶ３ｙ、ＳＶ４ｙ・・・は、フライスルー画像データ生成部１２へ順次供給される。

尚、非線形位置ズレ補正の具体的な方法は、例えば、特開２０１１−０２４７６３号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。又、図４では、説明を判り易くするために、サブボリュームデータＳＶ１とサブボリュームデータＳＶ２とを用いた位置ズレ補正とサブボリュームデータＳＶ２とサブボリュームデータＳＶ３とを用いた位置ズレ補正を独立したユニットを用いて説明したが、サブボリュームデータＳＶ１を基準とするサブボリュームデータＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４・・・の位置ズレ補正は、通常、線形位置ズレ補正部９１及び非線形位置ズレ補正部９２を有した位置ズレ補正部９を繰り返し用いることにより行なわれる。

図１へ戻って、視点−境界間距離計測部１０は、サブボリュームデータの芯線に沿って芯線方向へ移動する視点とサブボリュームデータの境界面（前端部及び後端部）までの距離を計測する機能を有している。図５は、サブボリュームデータＳＶ１と、芯線方向に対してサブボリュームデータＳＶ１と隣接する位置ズレ補正後のサブボリュームデータＳＶ２ｙ及びＳＶ３ｙと、サブボリュームデータＳＶ１の前端部Ｒ１ｆにて初期設定され芯線に沿って芯線方向へ所定速度で移動する視点Ｗｘを示したものであり、サブボリュームデータＳＶ１、ＳＶ２ｙ及びＳＶ３ｙは、芯線設定部７によって設定され位置ズレ補正部９によって位置ズレ補正された芯線Ｃ１乃至Ｃ３を有している。

そして、上述の視点−境界間距離計測部１０は、例えば、サブボリュームデータＳＶ２ｙの前端部Ｒ２ｆ（サブボリュームデータＳＶ１とサブボリュームデータＳＶ２ｙとの境界面）から後端部Ｒ２ｂ（サブボリュームデータＳＶ２ｙとサブボリュームデータＳＶ３ｙとの境界面）へ移動する視点Ｗ１から前端部Ｒ２ｆまでの距離ｄｆ及び後端部Ｒ２ｂまでの距離ｄｂを視点−境界間距離として計測する。

更に、視点Ｗｘの芯線方向に対する移動が継続して行われる場合、サブボリュームデータＳＶ２ｙに隣接するサブボリュームデータＳＶ３ｙ及び図示しないサブボリュームデータＳＶ４ｙ、ＳＶ５ｙ、・・・・の各々に対しても同様の手順による視点−境界間距離の計測が行なわれる。

再び図１へ戻って、視点移動制御部１１は、予め設定された視点−境界間距離と視点移動速度との関係をルックアップテーブル等によって示す図示しない移動速度テーブルを有している。そして、視点−境界間距離計測部１０から供給される視点−境界間距離ｄｆ及びｄｂの中から小さな値を示す視点−境界間距離ｄｘ（例えば、ｄｆ＜ｄｂならばｄｘ＝ｄｆ）を選択し、移動速度テーブルの中から抽出した視点−境界間距離ｄｘに対応する移動速度Ｖｘに従ってサブボリュームデータの芯線上に配置された視点を芯線方向へ移動させる。

図６は、移動速度テーブルに示された視点−境界間距離ｄｘと視点移動速度Ｖｘとの関係を模式的に示したものであり、この図６に示すように視点移動速度Ｖｘは、視点Ｗｘがサブボリュームデータの中央部（ｄｘ＝ｄｍａｘ／２）に存在する場合に最大速度Ｖｍａｘとなり、前端部あるいは後端部（ｄｘ＝０）に存在する場合に最小速度Ｖｍｉｎとなる。

又、上述の視点移動制御部１１は、芯線上を移動する視点の位置情報を算出する図示しない視点位置情報算出部とこれらの位置情報に基づいて視線方向を算出する視線方向算出部を備え、算出された視点及び視線方向の位置情報は、後述のフライスルー画像データ生成部１２、２次元画像データ生成部１３及び視点マーカ生成部１４へ供給される。

次に、フライスルー画像データ生成部１２は、図示しない演算処理部とプログラム保管部を備え、プログラム保管部には、サブボリュームデータを用いてフライスルー画像データを生成するための演算処理プログラムが予め保管されている。そして、演算処理部は、上述のプログラム保管部から読み出した演算処理プログラムと視点移動制御部１１から供給される視点及び視線方向の位置情報とに基づいて位置ズレ補正部９から供給される位置ズレ補正後のサブボリュームデータをレンダリング処理することによりフライスルー画像データを生成する。

尚、フライスルー画像データ生成部１２において生成され表示部１５に表示されたフライスルー画像データにおいて管腔臓器の分岐が認められた場合、視点を継続して移動させる芯線方向の選択が入力部１７の入力デバイス等を用いて行なわれる。そして、このとき選択された芯線方向において隣接するサブボリュームデータに対し線形位置ズレ補正や非線形位置ズレ補正が行なわれる。

一方、２次元画像データ生成部１３は、図７に示すようにＭＰＲ断面形成部１３３及びボクセル抽出部１３４を有し、例えば、参照用データとしてフライスルー画像データと共に表示部１５に表示されるＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部１３１と、ＣＰＲ断面形成部１３５、ボクセル抽出部１３６及びデータ合成部１３７を有し、被検体の管腔臓器に対するサブボリュームデータの収集が過不足なく行なわれているか否かをモニタリングするための広範囲なＣＰＲ画像データを生成するＣＰＲ画像データ生成部１３２を備えている。

ＭＰＲ画像データ生成部１３１のＭＰＲ断面形成部１３３は、視点移動制御部１１の視点位置情報算出部から供給される視点の位置情報に基づき、サブボリュームデータの芯線上を芯線方向へ移動する視点を含み互いに直交する３つのＭＰＲ（multi planar reconstruction）断面（例えば、図３のｘ−ｚ平面に平行な第１のＭＰＲ断面、ｙ−ｚ平面に平行な第２のＭＰＲ断面及びｘ−ｙ平面に平行な第３のＭＰＲ断面）を形成する。そして、ボクセル抽出部１３４は、位置ズレ補正部９から供給される位置ズレ補正後のサブボリュームデータに上述のＭＰＲ断面を設定し、これらのＭＰＲ断面に存在するサブボリュームデータのボクセルを抽出することによって第１のＭＰＲ画像データ乃至第３のＭＰＲ画像データを生成する。

一方、ＣＰＲ画像データ生成部１３２のＣＰＲ断面形成部１３５は、超音波プローブ２を所定の位置に配置して得られたサブボリュームデータに基づいて芯線設定部７が設定した芯線の位置情報を受信し、この芯線が含まれた曲面状のＣＰＲ（curved multi planar reconstruction）断面を形成する。次いで、ボクセル抽出部１３６は、サブボリュームデータ生成部５から供給された上述のサブボリュームデータにＣＰＲ断面形成部１３５が形成したＣＰＲ断面を設定し、このＣＰＲ断面に存在するサブボリュームデータのボクセルを、例えば、図３のｘ−ｙ平面に平行な平面へ投影することにより狭範囲なＣＰＲ画像データを生成する。

そして、データ合成部１３７は、超音波プローブ２を被検体体表面の異なる位置に配置して得られた複数の狭範囲なＣＰＲ画像データを前記サブボリュームデータの各々に付加されている超音波プローブ２の位置情報（即ち、サブボリュームデータの位置情報）に基づいて合成することにより広範囲なＣＰＲ画像データを生成する。

図８は、ＣＰＲ画像データ生成部１３２によって生成された広範囲なＣＰＲ画像データＤａを示したものであり、このＣＰＲ画像データＤａは、超音波プローブ２の中心を被検体体表面上の３次元座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、（ｘ２、ｙ２、ｚ２）、（ｘ３、ｙ３、ｚ３）、（ｘ４、ｙ４、ｚ４）、・・・に配置することによって得られたサブボリュームデータに基づく狭範囲なＣＰＲ画像データＤｂ１、Ｄｂ２，Ｄｂ３、Ｄｂ４，・・・を順次合成することによって得られる。

例えば、ＣＰＲ画像データ生成部１３２のデータ合成部１３７は、隣接領域への超音波プローブ２の移動によって新たに収集された３次元領域Ｓ４の狭範囲なＣＰＲ画像データＤｂ４を３次元領域Ｓ１乃至Ｓ３において既に収集された狭範囲なＣＰＲ画像データＤｂ１乃至Ｄｂ３に追加することにより広範囲なＣＰＲ画像データＤａを生成する。そして、操作者は、このＣＰＲ画像データＤａの観察下で当該被検体に対する超音波プローブ２の配置位置（サブボリュームデータの収集位置）を調整することにより、管腔臓器に対して連続したサブボリュームデータの収集が可能となる。この場合、サブボリュームデータの後端部近傍領域は、既に述べた芯線の位置情報に基づく線形位置ズレ補正や管腔壁の位置情報に基づく非線形位置ズレ補正を考慮して、芯線方向に隣接するサブボリュームデータの前端部近傍領域と所定範囲で重なるように超音波プローブ２の位置調整が行なわれる。

尚、既に生成された狭範囲なＣＰＲ画像データに新たに生成された狭範囲なＣＰＲ画像データを順次合成して表示部１５に表示する場合、超音波プローブ２の好適な配置位置を決定するための最新の狭範囲なＣＰＲ画像データ（例えば、図８のＣＰＲ画像データＤｂ４）と他のＣＰＲ画像データとを異なる色調や明度等を用いて識別表示することが望ましい。

次に、図１の視点マーカ生成部１４は、２次元画像データ生成部１３のＭＰＲ画像データ生成部１３１が生成したＭＰＲ画像データに付加される視点マーカを生成する機能を有し、視点移動制御部１１から供給される視点及び視線方向の位置情報を付帯情報とした所定形状（例えば、矢印）の視点マーカを生成する。尚、視点マーカの形状は、通常、装置毎に予め設定されたものが使用されるが、入力部１７において初期設定することも可能である。

一方、表示部１５は、サブボリュームデータ収集状況のモニタリングを目的として２次元画像データ生成部１３のＣＰＲ画像データ生成部１３２が生成した広範囲なＣＰＲ画像データ、フライスルー画像データ生成部１２が生成したフライスルー画像データ及びフライスルー画像データの補助データとして２次元画像データ生成部１３のＭＰＲ画像データ生成部１３１が生成したＭＰＲ画像データを表示する機能を有し、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備えている。

表示データ生成部は、ＣＰＲ画像データ生成部１３２から供給された広範囲なＣＰＲ画像データ（図８参照）を所定の表示フォーマットに変換して第１の表示データを生成し、データ変換部は、上述の表示データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なってモニタに表示する。

又、表示データ生成部は、フライスルー画像データ生成部１２から供給されるフライスルー画像データとＭＰＲ画像データ生成部１３１から供給されるＭＰＲ画像データを合成した後所定の表示フォーマットに変換し、更に、視点マーカ生成部１４において生成された視点マーカを上述のＭＰＲ画像データに付加することによって第２の表示データを生成する。そして、データ変換部は、上述の表示データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なってモニタに表示する。尚、サブボリュームデータの境界において位置ズレ補正部９による線形位置ズレ補正や非線形位置ズレ補正が行なわれた場合には、その旨を示す文言や記号を上述の第２の表示データに付加して前記モニタに表示することも可能である。

図９は、上述の表示データ生成部によって生成された第２の表示データの具体例を示したものであり、第２の表示データの左上領域、右上領域及び左下領域には、ＭＰＲ画像データ生成部１３１によって生成された視点を含み互いに直交する３つのＭＰＲ断面における第１のＭＰＲ画像データＤｍ１乃至第３のＭＰＲ画像データＤｍ３が示されている。そして、これらのＭＰＲ画像データには、視点移動制御部１１から供給される視点及び視線方向の位置情報に基づいて視点マーカ生成部１４が生成した視点マーカＭｋ１乃至Ｍｋ３と芯線方向に隣接するサブボリュームデータの境界を示す境界ラインＣｔ１乃至Ｃｔ３が付加されている。一方、第２の表示データの右下領域には、フライスルー画像データ生成部１２によって生成されたフライスルー画像データが示され、このフライスルー画像データにはサブボリュームデータの境界を示す境界ラインＣｔ４が付加されている。

尚、フライスルー画像データと共に表示されるＭＰＲ画像データは、視点が存在する１つのサブボリュームデータに基づいて生成されたものであってもよいが、図９に示したように、隣接する複数のサブボリュームデータに基づいて生成された複数のＭＰＲ画像データを合成したものであってもよい。この場合、サブボリュームデータの境界を示す境界ラインをＭＰＲ画像データ及びフライスルー画像データに付加することにより、芯線方向に移動する視点とサブボリュームデータの境界領域との位置関係を正確に把握することが可能となる。又、視点−境界間距離計測部１０から供給される視点−境界間距離が、所定の値より短くなった場合、即ち、サブボリュームデータの境界に対して視点が所定距離以内に接近した場合、フライスルー画像データや視線マーカを異なる色調や明度を用いて表示してもよい。

次に、走査制御部１６は、被検体内の３次元領域におけるサブボリュームデータの収集を目的とした３次元超音波走査を行なうための遅延時間制御を送信部３１の送信遅延回路３１２及び受信部３２の受信遅延回路３２３に対して行なう。一方、入力部１７は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、サブボリュームデータ生成条件の設定、ＭＰＲ画像データ生成条件／ＣＰＲ画像データ生成条件／フライスルー画像データ生成条件の設定、画像データ表示条件の設定、フライスルー画像データにおける分岐の選択、更には、各種指示信号の入力等を行なう。

システム制御部１８は、図示しないＣＰＵと入力情報記憶部を備え、入力部１７において入力あるいは設定された上述の各種情報は入力情報記憶部に保存される。一方、ＣＰＵは、上述の各種情報を用いて超音波診断装置１００が備える各ユニットを統括的に制御することにより当該被検体の３次元領域に対するサブボリュームデータの収集、サブボリュームデータの芯線情報あるいは管腔壁情報に基づく位置ズレ補正、位置ズレ補正されたサブボリュームデータに基づくフライスルー画像データの生成を実行させる。

（フライスルー画像データの生成／表示手順）
次に、本実施形態におけるフライスルー画像データの生成／表示手順につき図１０のフローチャートに沿って説明する。当該被検体に対するサブボリュームデータの収集に先立ち、超音波診断装置１００の操作者は、入力部１７において被検体情報を入力した後、サブボリュームデータ生成条件／ＭＰＲ画像データ生成条件／ＣＰＲ画像データ生成条件／フライスルー画像データ生成条件等の設定を行なう。そして、入力部１７における上述の入力情報や設定情報は、システム制御部１８が備える入力情報記憶部に保存される（図１０のステップＳ１）。

超音波診断装置１００に対する上述の初期設定が終了したならば、操作者は、超音波プローブ２の中心部を被検体内の３次元領域Ｓ１に対応する体表面の位置に配置した状態でサブボリュームデータ収集開始指示信号を入力部１７において入力し、この指示信号がシステム制御部１８へ供給されることにより、３次元領域Ｓ１に対するサブボリュームデータの収集が開始される（図１０のステップＳ２）。

このとき、超音波プローブ２の位置情報検出部２１は、超音波プローブ２の内部に設けられた複数の位置センサから供給される位置信号に基づいて３次元領域Ｓ１に対応する超音波プローブ２の位置情報（位置及び方向）を検出する（図１０のステップＳ３）。

サブボリュームデータの収集に際し、送信部３１のレートパルス発生器３１１は、システム制御部１８の制御信号に従って生成したレートパルスを送信遅延回路３１２へ供給する。送信遅延回路３１２は、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を集束するための遅延時間と最初の送受信方向（θ１、φ１）に超音波を送信するための遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをＮｔチャンネルの駆動回路３１３へ供給する。次いで、駆動回路３１３は、送信遅延回路３１２から供給されたレートパルスに基づいて所定の遅延時間と形状を有した駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ２において２次元配列されたＮｔ個の送信用振動素子へ供給して被検体の体内に送信超音波を放射する。

放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる臓器境界面や組織にて反射し、受信用振動素子によって受信されてＮｒチャンネルの電気的な受信信号に変換される。次いで、この受信信号は、受信部３２のプリアンプ３２１においてゲイン補正されＡ／Ｄ変換器３２２においてデジタル信号に変換された後、Ｎチャンネルの受信遅延回路３２３において所定の深さからの受信超音波を収束するための遅延時間と送受信方向（θ１、φ１）からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための遅延時間が与えられ、加算器３２４にて整相加算される。

一方、整相加算後の受信信号が供給された受信信号処理部４の包絡線検波器４１及び対数変換器４２は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってＢモードデータを生成し、得られたＢモードデータは送受信方向（θ１、φ１）の情報を付帯情報としてサブボリュームデータ生成部５のＢモードデータ記憶部に保存される。

送受信方向（θ１、φ１）に対するＢモードデータの生成と保存が終了したならば、超音波の送受信方向がφ方向にΔφずつ更新されたφｑ＝φ１＋（ｑ−１）Δφ（ｑ＝２乃至Ｑ）によって設定される送受信方向（θ１、φ２乃至φＱ）に対して超音波送受信を行ない、更に、送受信方向がθ方向にΔθずつ更新されたθｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ（ｐ＝２乃至Ｐ）によって設定される送受信方向θ２乃至θＰの各々に対し上述のφ１乃至φＱの超音波送受信を繰り返すことによって３次元走査が行なわれる。そして、これらの超音波送受信によって得られたＢモードデータも上述の送受信方向を付帯情報としてＢモードデータ記憶部に保存される。

一方、サブボリュームデータ生成部５の補間処理部は、超音波データ記憶部から読み出したＢモードデータを送受信方向（θｐ、φｑ）に対応させて配列することにより３次元Ｂモードデータを生成し、更に、得られた３次元Ｂモードデータを補間処理してサブボリュームデータＳＶ１を生成する（図１０のステップＳ４）。

次に、管腔壁抽出部６は、サブボリュームデータ生成部５の補間処理部から供給されたサブボリュームデータＳＶ１のボクセル値の空間的変化量に基づいてサブボリュームデータＳＶ１に含まれた管腔臓器の内壁あるいは外壁を管腔壁として抽出し、芯線設定部７は、管腔壁抽出部６によって抽出された管腔壁の位置情報に基づいて管腔臓器の芯線を設定する（図１０のステップＳ５）。

そして、サブボリュームデータ生成部５において生成された３次元領域Ｓ１のサブボリュームデータＳＶ１は、管腔壁抽出部６によって抽出された管腔壁の位置情報、芯線設定部７によって設定された芯線の位置情報及び超音波プローブ２の位置情報検出部２１からシステム制御部１８を介して供給された超音波プローブ２の位置情報を付帯情報としてサブボリュームデータ記憶部８に保存される（図１０のステップＳ６）。

一方、２次元画像データ生成部１３のＣＰＲ画像データ生成部１３２が備えるＣＰＲ断面形成部１３５は、３次元領域Ｓ１において得られたサブボリュームデータＳＶ１に基づいて芯線設定部７が設定した芯線を含む曲面状のＣＰＲ断面を形成する。そして、ボクセル抽出部１３６は、サブボリュームデータ生成部５から供給されるサブボリュームデータＳＶ１に上述のＣＰＲ断面を設定し、このＣＰＲ断面に存在するサブボリュームデータＳＶ１のボクセルを所定の投影面へ投影することにより狭範囲なＣＰＲ画像データＤｂ１を生成する。そして、得られたＣＰＲ画像データを表示部１５のモニタに表示する（図１０のステップＳ７）。

３次元領域Ｓ１に対するサブボリュームデータＳＶ１の生成及び保存とＣＰＲ画像データＤｂ１の生成及び表示が終了したならば、操作者は、表示部１５に表示されたＣＰＲ画像データを参照して芯線方向に隣接する３次元領域Ｓ２に対応した位置に超音波プローブ２を配置し、上述のステップＳ３乃至ステップＳ７を繰り返すことにより３次元領域２に対するサブボリュームデータＳＶ２の収集とＣＰＲ画像データＤｂ２の生成を行なう。そして、このとき得られたＣＰＲ画像データＤｂ２は、既に得られたＣＰＲ画像データＤｂ１と合成されて表示部１５に表示される。

以下、同様の手順を繰り返すことにより、所定範囲の３次元領域におけるサブボリュームデータの収集が完了するまでＣＰＲ画像データに基づいた超音波プローブ２の配置（即ち、３次元領域Ｓ３乃至ＳＮの設定）、３次元領域Ｓ３乃至ＳＮにおけるサブボリュームデータＳＶ３乃至ＳＶＮの生成、サブボリュームデータＳＶ３乃至ＳＶＮにおける管腔壁の抽出及び芯線の設定、管腔壁及び芯線の位置情報を付帯情報としたサブボリュームデータＳＶ３乃至ＳＶＮの保存、３次元領域Ｓ３乃至ＳＮにおけるＣＰＲ画像データＤｂ３乃至ＤｂＮの生成及び合成表示を行なう（図１０のステップＳ２乃至ステップＳ７）。

所定範囲の管腔臓器に対するフライスルー画像データの生成に必要なサブボリュームデータＳＶ１乃至ＳＶＮの生成と保存が終了したならば、視点−境界間距離計測部１０は、サブボリュームデータ記憶部８から位置ズレ補正部９を介して供給されたサブボリュームデータＳＶ１の前端部における芯線に視点を設定し、この視点とサブボリュームデータＳＶ１の後端部までの距離を視点−境界間距離として計測する。そして、視点移動制御部１１は、視点−境界間距離計測部１０から供給される視点−境界間距離の計測結果に対応した移動速度を自己の移動速度テーブルの中から抽出し、この移動速度に従ってサブボリュームデータＳＶ１の前端部に設定された上述の視点を芯線方向へ移動させる（図１０のステップＳ８）。

次いで、フライスルー画像データ生成部１２の演算処理部は、自己のプログラム保管部から読み出した演算処理プログラムと視点移動制御部１１から供給される視点及び視線方向の位置情報に基づき、サブボリュームデータ記憶部８から位置ズレ補正部９を介して供給されるサブボリュームデータＳＶ１をレンダリング処理することによってフライスルー画像データを生成する（図１０のステップＳ９）。

一方、ＭＰＲ画像データ生成部１３１のＭＰＲ断面形成部１３３は、視点移動制御部１１から供給される視点の位置情報に基づき、サブボリュームデータＳＶ１の芯線上を芯線方向へ移動する視点を含み互いに直交する３つのＭＰＲ断面を形成する。そして、ボクセル抽出部１３４は、サブボリュームデータ記憶部８から位置ズレ補正部９を介して供給されるサブボリュームデータＳＶ１に上述のＭＰＲ断面を設定し、これらのＭＰＲ断面に存在するサブボリュームデータＳＶ１のボクセルを抽出することによって第１のＭＰＲ画像データ乃至第３のＭＰＲ画像データを生成する（図１０のステップＳ１０）。又、視点マーカ生成部１４は、視点移動制御部１１から供給される視点及び視線方向の位置情報を付帯情報とした所定形状の視点マーカを生成する（図１０のステップＳ１１）。

次に、表示部１５の表示データ生成部は、フライスルー画像データ生成部１２から供給されたフライスルー画像データとＭＰＲ画像データ生成部１３１から供給されたＭＰＲ画像データを合成した後所定の表示フォーマットに変換し、更に、視点マーカ生成部１４において生成された視点マーカを上述のＭＰＲ画像データに付加することによって表示データを生成する。そして、データ変換部は、上述の表示データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なってモニタに表示する。

但し、表示部１５に表示された表示データのフライスルー画像データにおいて管腔臓器の分岐が認められた場合、操作者は、視点を継続して移動させる芯線方向を、例えば、入力部１７の入力デバイスを用いて選択する（図１０のステップＳ１２）。

そして、上述のステップＳ８乃至ステップＳ１２の手順は、芯線方向へ移動する視点がサブボリュームデータＳＶ１の後端部に到達するまで繰り返される。但し、視点の移動速度は、予め設定された速度テーブルに基づき、視点とサブボリュームデータＳＶ１の前端部あるいは後端部との距離が短いほど低速となる。

芯線上を芯線方向へ移動する視点がサブボリュームデータＳＶ１の後端部に到達したならば、位置ズレ補正部９の線形位置ズレ補正部９１が備える位置ズレ検出器９１１は、芯線、管腔壁及びサブボリュームデータの位置情報を付帯情報としてサブボリュームデータ記憶部８に保存されている各種サブボリュームデータの中からサブボリュームデータＳＶ１に隣接したサブボリュームデータＳＶ２をサブボリュームデータの位置情報に基づいて読み出す。次いで、サブボリュームデータＳＶ２の芯線位置情報を所定方向に平行移動あるいは回転移動させながらサブボリュームデータＳＶ１の芯線位置情報との相互相関係数を算出し、この相互相関係数に基づいてサブボリュームデータＳＶ１に対するサブボリュームデータＳＶ２の位置ズレを検出する。そして、線形位置ズレ補正部９１の位置ズレ補正器９１２は、検出された位置ズレに基づいてサブボリュームデータＳＶ２の位置ズレを線形位置ズレ補正することによりサブボリュームデータＳＶ２ｘを生成する（図１０のステップＳ１３）。

更に、位置ズレ補正部９の非線形位置ズレ補正部９２が備える位置ズレ検出器９２１は、サブボリュームデータ記憶部８から読み出した上述のサブボリュームデータＳＶ１における管腔壁位置情報と線形位置ズレ補正部９１において得られた線形位置ズレ補正後のサブボリュームデータＳＶ２ｘにおける管腔壁位置情報との相互相関処理により、サブボリュームデータＳＶ１に対するサブボリュームデータＳＶ２ｘの局所的な位置ズレ（歪み）を検出する。そして、非線形位置ズレ補正部９２の位置ズレ補正器９２２は、検出された局所的な位置ズレに基づいて管腔壁近傍におけるサブボリュームデータＳＶ２ｘの位置ズレ（歪み）を非線形位置ズレ補正することによりサブボリュームデータＳＶ２ｙを生成する（図１０のステップＳ１４）。

次いで、サブボリュームデータＳＶ１の後端部近傍領域に到達した視点を線形位置ズレ補正及び非線形位置ズレ補正されたサブボリュームデータＳＶ２ｙの前端部近傍領域における芯線に移動させたならば（図１０のステップＳ８）、上述のステップＳ９乃至ステップＳ１２を繰り返すことによりサブボリュームデータＳＶ２ｙの芯線に沿って芯線方向に移動する視点を基準としたフライスルー画像データ及びＭＰＲ画像データの生成と視点マーカの生成を行ない、更に、これらのデータを合成することによって生成した表示データの表示を行なう。

以下、同様の手順を繰り返すことにより、上述のステップＳ４において生成されたサブボリュームデータＳＶ３乃至ＳＶＮの全てに対し芯線の位置情報に基づく線形位置ズレ補正と管腔壁の位置情報に基づく非線形位置ズレ補正を行なって隣接するサブボリュームデータ間の位置ズレ補正を行ない、位置ズレ補正後のサブボリュームデータを用いたフライスルー画像データ及びＭＰＲ画像データの生成と表示を行なう（図１０のステップＳ８乃至ステップＳ１４）。

以上述べた本実施形態によれば、被検体内の３次元領域から収集された管腔臓器の走行方向に隣接する複数のサブボリュームデータに基づいて広範囲な領域におけるフライスルー画像データを生成する際、サブボリュームデータ間の位置ズレに起因して発生するフライスルー画像データの不連続を軽減することができる。

特に、サブボリュームデータから抽出した管腔壁の位置情報あるいはこの管腔壁に基づいて設定した芯線の位置情報に基づいて隣接するサブボリュームデータの位置ズレを補正することにより、サブボリュームデータの境界における管腔臓器の位置ズレを正確に補正することが可能となり、連続性に優れたフライスルー画像データを収集することができる。

又、フライスルー画像データの生成に際し管腔臓器の芯線に沿って芯線方向へ移動する視点の移動速度を、視点とサブボリュームデータ境界面との距離（視点−境界間距離）に基づいて設定し、視点−境界間距離の短縮に伴って視点の移動速度を低速化することにより、表示部に表示されたフライスルー画像データにおける見かけ上の不連続を軽減することが可能となる。

更に、サブボリュームデータの芯線位置情報に基づく線形位置ズレ補正と管腔壁位置情報に基づく非線形位置ズレ補正を行なうことにより、複雑な位置ズレに対しても精度の高い位置ズレ補正が可能となり、良好なフライスルー画像データを得ることができる。

一方、複数からなるサブボリュームデータの収集と並行してこれらのサブボリュームデータに基づいて生成した狭範囲なＣＰＲ画像データを合成表示することにより、管腔臓器の走行方向に連続した上述のサブボリュームデータを過不足なく収集することができる。

又、位置ズレ補正後のサブボリュームデータを用いて生成したフライスルー画像データに前記サブボリュームデータに基づいて生成した１つあるいは複数のＭＰＲ画像データを合成して表示データを生成することにより、診断に有効な多くの画像情報を得ることが可能となり、更に、フライスルー画像データの視点位置を示す視点マーカやサブボリュームデータの境界を示す境界ラインを上述のフライスルー画像データやＭＰＲ画像データに付加することにより視点とサブボリュームデータ境界面との位置関係を正確かつ容易に把握することができる。

以上、本開示の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態における位置ズレ補正部９は、被検体から収集された複数のサブボリュームデータの中から隣接する２つのサブボリュームデータを超音波プローブ２の位置情報（サブボリュームデータの位置情報）に基づいて抽出し、これらのサブボリュームデータに対して芯線位置情報に基づく線形位置ズレ補正及び管腔壁位置情報に基づく非線形位置ズレ補正を行なう場合について述べたが、線形位置ズレ補正や非線形位置ズレ補正に先行して従来から行なわれてきたサブボリュームデータの生体組織情報を用いた位置ズレ補正を行なってもよい。この位置ズレ補正を追加することにより、線形位置ズレ補正や非線形位置ズレ補正に要する時間を短縮することができる。

又、線形位置ズレ補正に後続して非線形位置ズレ補正を行なう場合について述べたが、非線形位置ズレ補正を先行させてもよく、又、線形位置ズレ補正と非線形位置ズレ補正の何れか一方のみを実施しても構わない。

更に、上述の実施形態では、フライスルー画像データを用いて管腔臓器の分岐方向を選択する場合について述べたが、ＣＰＲ画像データ生成部１３２によって生成された狭範囲あるいは広範囲なＣＰＲ画像データを用いて上述の分岐方向を選択してもよい。

又、被検体の管腔臓器に対するサブボリュームデータの収集が過不足なく行なわれているか否かのモニタリングを目的としてＣＰＲ画像データを生成する場合について述べたが、ＣＰＲ画像データの替わりに最大値投影画像データ、最小値投影画像データあるいはＭＰＲ画像データ等の他の２次元画像データであっても構わない。特に、図３のｘ−ｙ平面に平行な投影面において最大値投影画像データや最小値投影画像データを生成することによりＣＰＲ画像データと同等の効果を得ることができる。

一方、上述の実施形態では、隣接したサブボリュームデータに対する位置ズレ補正と位置ズレ補正されたサブボリュームデータに基づくフライスルー画像データの生成を略並行して行なう場合について述べたが、全てのサブボリュームデータに対する位置ズレ補正を先行して行ない、位置ズレ補正された広範囲なボリュームデータを用いてフライスルー画像データを生成してもよい。この方法によれば、位置ズレ補正に多くの時間を要する場合においても時間的に連続したフライスルー画像データを得ることができる。

又、ＣＰＲ画像データを有する第１の表示データとフライスルー画像データ及びＭＰＲ画像データを有する第２の表示データを共通の表示部１５に表示する場合について述べたが、異なる表示部において表示してもよい。又、サブボリュームデータ生成部５は、受信信号処理部４から供給されるＢモードデータに基づいてサブボリュームデータを生成する場合について述べたが、カラードプラデータや組織ドプラデータ等の他の超音波データに基づいてサブボリュームデータを生成してもよい。

更に、上述の実施形態では、芯線が設定されたサブボリュームデータに対して非線形位置ズレ補正を行う場合について述べたが、非線形位置ズレ補正を行った後に芯線を設定してもよい。かかる場合には、例えば、非線形位置ズレ補正部９２の位置ズレ検出器９２１が、隣接するサブボリュームデータそれぞれの管腔壁の位置情報から管腔壁の位置ズレを検出する。そして、非線形位置ズレ補正部９２の位置ズレ補正器９２２が、位置ズレ検出部９２１によって検出された位置ズレを非線形位置ズレ補正することにより、隣接するサブボリュームデータの管腔壁の位置ズレを補正する。その後、芯線設定部７は、管腔壁の位置ズレが補正された隣接するサブボリュームデータに含まれる管腔臓器に対して芯線を設定する。

尚、本実施形態の超音波診断装置１００に含まれる各ユニットは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、超音波診断装置１００の各ユニットを制御するシステム制御部１８は、上記のコンピュータに搭載されたＣＰＵ等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。

以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

２…超音波プローブ
２１…位置情報検出部
３…送受信部
３１…送信部
３２…受信部
４…受信信号処理部
５…サブボリュームデータ生成部
６…管腔壁抽出部
７…芯線設定部
８…サブボリュームデータ記憶部
９…位置ズレ補正部
１０…視点−境界間距離計測部
１１…視点移動制御部
１２…フライスルー画像データ生成部
１３…２次元画像データ生成部
１４…視点マーカ生成部
１５…表示部
１６…走査制御部
１７…入力部
１８…システム制御部
１００…超音波診断装置

Claims (17)

1. 被検体内の３次元領域に対し超音波送受信を行なって収集された複数のサブボリュームデータに基づいてフライスルー画像データを生成する超音波診断装置において、
   前記サブボリュームデータにおける管腔臓器の管腔壁あるいは前記管腔臓器の中心軸を示す芯線の少なくとも何れかの情報に基づいてサブボリュームデータ間の位置ズレを補正する位置ズレ補正手段と、
   位置ズレ補正されたサブボリュームデータに基づいて前記フライスルー画像データを生成するフライスルー画像データ生成手段と、
   前記フライスルー画像データを表示する表示手段とを
   備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記位置ズレ補正手段は、前記管腔臓器の走行方向に隣接するサブボリュームデータの各々から得られた前記管腔壁の情報あるいは前記芯線の情報の少なくとも何れかに基づいて前記サブボリュームデータ間の位置ズレを補正することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記芯線の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段を備え、前記位置ズレ補正手段は、前記芯線の位置ズレ検出結果に基づいて前記管腔臓器の走行方向に隣接するサブボリュームデータの少なくとも何れかを並行移動あるいは回転移動させることにより前記位置ズレを補正することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記管腔壁の局所的な位置ズレを検出する位置ズレ検出手段を備え、前記位置ズレ補正手段は、前記管腔壁の位置ズレ検出結果に基づいて前記管腔臓器の走行方向に隣接するサブボリュームデータの少なくとも何れかを拡大／縮小処理することにより前記局所的な位置ズレを補正することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
5. 前記位置ズレ補正手段によって前記管腔壁の局所的な位置ズレが補正された隣接するサブボリュームデータに含まれる管腔臓器に対して、前記芯線を設定する設定手段を備え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. 前記管腔臓器の内部に設定され前記走行方向へ移動する視点と前記隣接するサブボリュームデータの境界との距離を視点−境界間距離として計測する視点−境界間距離計測手段と、前記視点の移動速度を制御する視点移動制御手段を備え、前記視点移動制御手段は、前記視点−境界間距離の計測結果に基づいて前記視点の移動速度を制御することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
7. 被検体の３次元領域に対し超音波送受信を行なって収集された複数のサブボリュームデータに基づいて管腔臓器のフライスルー画像データを生成する超音波診断装置において、
   前記サブボリュームデータにおける管腔臓器の内部に設定され前記管腔臓器の走行方向へ移動する視点と前記隣接するサブボリュームデータの境界との距離を視点−境界間距離として計測する視点−境界間距離計測手段と、
   前記視点−境界間距離の計測結果に基づいて前記視点の移動速度を制御する視点移動制御手段と、
   前記視点を基準として前記サブボリュームデータを処理することにより前記フライスルー画像データを生成するフライスルー画像データ生成手段と、
   前記フライスルー画像データを表示する表示手段とを
   備えたことを特徴とする超音波診断装置。
8. 前記視点移動制御手段は、前記管腔臓器の走行方向へ移動する前記視点の移動速度を視点−境界間距離の短縮に伴って低速化することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の超音波診断装置。
9. 前記サブボリュームデータに設定された前記視点を含む１つあるいは複数のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段を備え、前記表示手段は、前記視点を基準として生成された前記フライスルー画像データと前記ＭＰＲ画像データを合成して表示することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の超音波診断装置。
10. 前記視点の位置を示した視点マーカを生成する視点マーカ生成手段を備え、前記表示手段は、前記ＭＰＲ画像データにおける前記視点の位置に前記視点マーカを付加して表示することを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
11. 前記視点−境界間距離計測手段によって計測された前記視点−境界間距離が所定の値より短い場合、前記表示手段は、前記ＭＰＲ画像データに付加した前記視点マーカあるいは前記フライスルー画像データの少なくとも何れかを異なる色調や明度を用いて表示することを特徴とする請求項１０に記載の超音波診断装置。
12. 前記表示手段は、前記隣接するボリュームデータの境界を示す境界ラインを前記ＭＰＲ画像データ及び前記フライスルー画像データの少なくとも何れかに付加して表示することを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
13. 前記サブボリュームデータに基づいて狭範囲なＣＰＲ画像データを生成し、管腔臓器の走行方向に対して得られた複数の前記狭範囲なＣＰＲ画像データを合成して広範囲なＣＰＲ画像データを生成するＣＰＲ画像データ生成手段を備え、前記サブボリュームデータの収集領域は、前記広範囲なＣＰＲ画像データに基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
14. コンピュータで実行可能な、被検体内の３次元領域に対し超音波送受信を行なって収集された複数のサブボリュームデータに基づいてフライスルー画像データを生成するための複数の命令を含むコンピュータ読取り可能な記録媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトであって、前記複数の命令は、
    前記サブボリュームデータにおける管腔臓器の管腔壁あるいは前記管腔臓器の中心軸を示す芯線の少なくとも何れかの情報に基づいてサブボリュームデータ間の位置ズレを補正し、
    位置ズレ補正されたサブボリュームデータに基づいて前記フライスルー画像データを生成し、
    前記フライスルー画像データを表示する、
    ことを前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラムプロダクト。
15. コンピュータで実行可能な、被検体の３次元領域に対し超音波送受信を行なって収集された複数のサブボリュームデータに基づいて管腔臓器のフライスルー画像データを生成するための複数の命令を含むコンピュータ読取り可能な記録媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトであって、前記複数の命令は、
    前記サブボリュームデータにおける管腔臓器の内部に設定され前記管腔臓器の走行方向へ移動する視点と前記隣接するサブボリュームデータの境界との距離を視点−境界間距離として計測し、
    前記視点−境界間距離の計測結果に基づいて前記視点の移動速度を制御し、
    前記視点を基準として前記サブボリュームデータを処理することにより前記フライスルー画像データを生成し、
    前記フライスルー画像データを表示する、
    ことを前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラムプロダクト。
16. 被検体内の３次元領域に対し超音波送受信を行なって収集された複数のサブボリュームデータに基づいてフライスルー画像データを生成する超音波診断装置によって実行される制御方法であって、
    前記サブボリュームデータにおける管腔臓器の管腔壁あるいは前記管腔臓器の中心軸を示す芯線の少なくとも何れかの情報に基づいてサブボリュームデータ間の位置ズレを補正する位置ズレ補正工程と、
    位置ズレ補正されたサブボリュームデータに基づいて前記フライスルー画像データを生成するフライスルー画像データ生成工程と、
    前記フライスルー画像データを表示する表示工程とを、
    を含んだことを特徴とする制御方法。
17. 被検体の３次元領域に対し超音波送受信を行なって収集された複数のサブボリュームデータに基づいて管腔臓器のフライスルー画像データを生成する超音波診断装置によって実行される制御方法であって、
    前記サブボリュームデータにおける管腔臓器の内部に設定され前記管腔臓器の走行方向へ移動する視点と前記隣接するサブボリュームデータの境界との距離を視点−境界間距離として計測する視点−境界間距離計測工程と、
    前記視点−境界間距離の計測結果に基づいて前記視点の移動速度を制御する視点移動制御工程と、
    前記視点を基準として前記サブボリュームデータを処理することにより前記フライスルー画像データを生成フライスルー画像データ生成工程と、
    前記フライスルー画像データを表示する表示工程とを、
    含んだことを特徴とする制御方法。

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