JP5815541B2 - 超音波診断装置、超音波画像表示方法、および、プログラム - Google Patents
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Description
本実施形態においては、被検体の所定断面における組織の超音波反射率の分布を示すBモード像を白黒断層像、白黒断層像のデータから構成したボリュームデータをレンダリングした2次元投影像を3次元像、被検体の組織の弾性を表す弾性値の所定断面における2次元分布を示す像を2次元弾性像、2次元弾性像のデータから構成したボリュームデータをレンダリングした2次元投影像を3次元弾性像という。
Aout(i)=Aout(i-1)+(1-Aout(i-1))・A(i) ・・・(2)
A(i)=Bopacity[C(i)] ・・・(3)
式(1)において、Cout(i)は、2次元投影面のピクセル値として出力される値である。C(i)は、2次元投影面上のある点から3次元像を見た場合、視線上i番目(ただし、i=0〜N-1)に存在するボクセルの輝度値である。なお、ここでいうボクセルとは、3次元ボリュームデータを構成する個々の輝度データの位置をいう。視線上にN個のボクセルが並んでいるとき、i=0〜N-1までのボクセルの輝度値を式(1)に従って積算した輝度値Cout(N-1)が最終的に出力されるピクセル値となる。Cout(i-1)は、ボクセルi-1番目までの積算値を示す。
Aout(i)=Aout(i-1)+(1-Aout(i-1))・A(i) ・・・(5)
A(i)=Eopacity[E(i)] ・・・(6)
式(4)において、Eout(i)は、投影面のピクセル値として出力される値である。E(i)は、2次元投影面上のある点から3次元弾性画像を見た場合の視線上i番目(ただし、i=0〜N-1)に存在するボクセルの弾性値である。視線上にNボクセルの弾性値が並んだとき、i=0〜N-1まで弾性値を式(4)に従って積算した積算値Eout(N-1)が、最終的に出力されるピクセル値となる。Eout(i-1)はi-1番目までの積算値を示す。
CMPR(G)(x,y)=CMPR(x,y) ・・・(8)
CMPR(B)(x,y)=CMPR(x,y) ・・・(9)
一方、弾性MPRカラー変換部32は、任意断面弾性像構成部122が生成した直交3断面の2次元弾性像(弾性MPR画像)44,45,46の位置x、yの弾性値EMPR(x,y)を受け取って、以下の式(10)〜(12)により、弾性MPR画像用のカラーマップを参照し、カラー画像を生成する(ステップ62)。カラーマップは、EMPR(x,y)の値と、それに対応する赤(R)、緑(G)、青(B)のピクセル出力値EMPR(R)(x,y)、EMPR(G)(x,y)、EMPR(B)(x,y)との関係を予め定めたテーブルであり、これを参照することにより、式(10)〜(12)によりピクセル出力値EMPR(R)(x,y)、EMPR(G)(x,y)、EMPR(B)(x,y)を求める。
EMPR(G)(x,y)=ETMPR(G)[EMPR(x,y)] ・・・(11)
EMPR(B)(x,y)=ETMPR(B)[EMPR(x,y)] ・・・(12)
ETMPR(R):弾性MPR画像用のカラーマップのテーブルデータ(R値用)
ETMPR(G):弾性MPR画像用のカラーマップのテーブルデータ(G値用)
ETMPR(B):弾性MPR画像用のカラーマップのテーブルデータ(B値用)
3次元像カラー変換部33は、ボリュームレンダリング部124が、断層像のボリュームデータから式(1)〜(3)により生成した3次元像47の位置x、yのピクセル値Cout(x,y)を受け取って、以下の式(13)〜(15)により、3次元像用のカラーマップを参照し、カラー画像に変換する(ステップ63)。カラーマップは、Cout(x,y)の値と、それに対応する赤(R)、緑(G)、青(B)のピクセル出力値Cout3D(R)(x,y)、Cout3D(G)(x,y)、Cout3D(B)(x,y)との関係を予め定めたテーブルであり、これを参照することにより、式(13)〜(15)により3次元像47のピクセル出力値Cout3D(R)(x,y)、Cout3D(G)(x,y)、Cout3D(B)(x,y)を求める。
Cout3D(G)(x,y)=CT3D(G)[Cout(x,y)] ・・・(14)
Cout3D(B)(x,y)=CT3D(B)[Cout(x,y)] ・・・(15)
CT3D(R):3次元像用のカラーマップのテーブルデータ(R値用)
CT3D(G):3次元像用のカラーマップのテーブルデータ(G値用)
CT3D(B):3次元像用のカラーマップのテーブルデータ(B値用)
3次元弾性像カラー変換部34は、ボリュームレンダリング部125が、弾性像のボリュームデータから式(4)〜(6)により生成した3次元弾性像48の位置x、yのピクセル値Eout(x,y)を受け取って、以下の式(16)〜(18)により、3次元弾性像用のカラーマップを参照し、カラー3次元弾性像48を生成する(ステップ64)。カラーマップは、Eout(x,y)の値と、それに対応する赤(R)、緑(G)、青(B)のピクセル出力値Eout3D(R)(x,y)、Eout3D(G)(x,y)、Eout3D(B)(x,y)との関係を予め定めたテーブルであり、これを参照することにより、式(16)〜(18)により3次元弾性像48のピクセル出力値Eout3D(R)(x,y)、Eout3D(G)(x,y)、Eout3D(B)(x,y)を求める。
Eout3D(G)(x,y)=ET3D(G)[Eout(x,y)] ・・・(17)
Eout3D(B)(x,y)=ET3D(B)[Eout(x,y)] ・・・(18)
ET3D(R):3次元弾性像用のカラーマップのテーブルデータ(R値用)
ET3D(G):3次元弾性像用のカラーマップのテーブルデータ(G値用)
ET3D(B):3次元弾性像用のカラーマップのテーブルデータ(B値用)
操作部129は、図4のように画像表示部128の下部に配置された操作パネルを含む。操作パネルには、合成割合を設定するためのトグルスイッチ21と、MPR画像・3次元像選択スイッチ22とが備えられている。MPR画像・3次元像選択スイッチ22は、図5のような構成であり、「MPR画像」と表示されたボタンが選択されているときには、合成割合設定部126は、トグルスイッチ21で設定された値αをMPR画像合成部35に設定する。一方、「3次元像」のボタンが選択されているときには、合成割合設定部126は、トグルスイッチ21で設定された値βを3次元像合成部36に設定する。よって、操作者は、MPR画像・3次元像選択スイッチ22の操作と、トグルスイッチ21の操作により、容易に所望の合成割合α、βを設定することができる。
DMPR(G)(x,y)=(1-α)×EMPR(G)(x,y)+α×CMPR(G)(x,y) ・・・(20)
DMPR(B)(x,y)=(1-α)×EMPR(B)(x,y)+α×CMPR(B)(x,y) ・・・(21)
断層MPR画像51は、直交3断面の断層像41,42,43を所定の配置で配列したものであり、弾性MPR画像54は、対応する直交3断面の弾性像44,45,46を同じ配置で配列した画像であるため、上記式(19)〜(21)で合成することにより、直交3断面の断層MPR画像51を割合α、対応する直交3断面の弾性MPR画像54を割合(1-α)で加算した直交3断面のMPR合成画像201,202,203が得られる(図6参照)。
D3D(G)(x,y)=(1-β)×Eout3D(G)(x,y)+β×Cout3D(G)(x,y) ・・・(23)
D3D(B)(x,y)=(1-β)×Eout3D(B)(x,y)+β×Cout3D(B)(x,y) ・・・(24)
上記式(22)〜(24)で合成することにより、3次元像を割合β、3次元弾性像が割合(1-β)で加算した3次元合成画像204が得られる(図6参照)。
実施形態2について図8を用いて説明する。実施形態2が、実施形態1と異なる点は合成割合α、βの設定値をそれぞれ示すインジケータ405,406を表示し、インジケータ405,406を連動させて変更可能な構成とする点である。以下、実施形態1と異なる構成のみ説明し、実施形態1と同様の構成については説明を省略する。
実施形態3の超音波診断装置について図9を用いて説明する。実施形態3の超音波診断装置が実施形態1の装置と異なる点は、複数の断面のMPR合成画像201〜203について、断面ごとに個別の合成割合を設定可能な構成とした点である。他の構成は、実施形態1と同様であるので説明を省略する。
他のMPR合成画像202,203および3次元合成画像204は、弾性MPR画像と断層MPR画像の両方が認識できる合成割合であるため、腫瘍周辺の組織構造と硬化領域の両方が確認できる。このように、操作者が所望する断面においてのみ、例えば弾性MPR画像を強調することにより、弾性情報を確認し、他のMPR合成画像では組織構造を認識するといった方法で使用することができるため、被検体の情報を所望の状態で確認することができる。
実施形態4の超音波診断装置について図10を用いて説明する。実施形態4の装置は、実施形態3の装置と同様に、複数の断面のMPR合成画像601、603〜610について、断面ごとに個別の合成割合を設定可能である。実施形態4が実施形態3と異なる点は、3次元合成画像204を実施形態4では表示せず、MPR合成画像のみを表示し、MPR合成画像がマルチスライス画像である点である。マルチスライス画像は、基準断面画像(リファレンス画像)601と、基準断面に直交し、平行な複数の観察断面画像(スライス画像)603〜610から構成され、実施形態4では、これらを並列に表示している。
Claims (10)
- 被検体内に超音波を送信して受信した信号を用いて被検体の任意断面の断層像を生成する断層像構成部と、前記信号を処理して弾性を表す弾性値の2次元弾性像を前記任意断面について生成する2次元弾性像構成部と、前記信号を処理して前記被検体の所定部位の3次元像を生成する3次元像生成部と、前記信号を処理して前記被検体の所定部位の弾性値の3次元弾性像を生成する3次元弾性像生成部と、
前記任意断面についての前記断層像と前記2次元弾性像とを第1の合成割合で加算して任意断面合成画像を生成する任意断面合成画像生成部と、
前記所定部位の前記3次元像と前記3次元弾性像とを第2の合成割合で加算して3次元合成画像を生成する3次元合成画像生成部と、
前記任意断面合成画像と前記3次元合成画像とを並べて表示させる表示制御部と、
操作者から前記第1の合成割合および第2の合成割合の設定を受け付ける操作部とを有することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置において、前記操作部は、受け付けた前記第1の合成割合および第2の合成割合を前記任意断面合成画像生成部および前記3次元合成画像生成部にそれぞれ設定することを特徴とする超音波診断装置。
- 請求項1に記載の超音波診断装置において、前記表示制御部は、前記任意断面合成画像および前記3次元合成画像に、前記第1の合成割合および第2の合成割合を示すインジケータをそれぞれ表示することを特徴とする超音波診断装置。
- 請求項1に記載の超音波診断装置において、前記操作部は、前記第1の合成割合および第2の合成割合のうち一方の合成割合の変更を受け付けた場合、他方の合成割合を連動させて変更することを特徴とする超音波診断装置。
- 請求項1に記載の超音波診断装置において、前記任意断面合成画像生成部は、複数の任意断面についての任意断面合成画像をそれぞれ生成し、
前記操作部は、前記複数の任意断面ごとに前記第1の合成割合の設定を受け付け、前記任意断面合成画像生成部は、前記複数の任意断面ごとに設定された前記第1の合成割合で合成画像を生成することを特徴とすることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項5に記載の超音波診断装置において、前記操作部は、前記複数の任意断面の前記任意断面合成画像のうち1以上の画像の選択と、選択された前記任意断面合成画像の前記合成割合の変更を操作者から受け付け、
前記任意断面合成画像生成部は、変更後の前記合成割合を用いて前記選択された前記任意断面合成画像を生成することを特徴とする超音波診断装置。 - 被検体内に超音波を送信して受信した信号を用いて生成したボリュームデータを用いて、前記被検体の複数の任意断面について断層像を生成する断層像構成部と、前記ボリュームデータを用いて、弾性を表す弾性値の2次元弾性像を前記複数の任意断面について生成する2次元弾性像構成部と、複数の前記任意断面ごとに、前記断層像と前記2次元弾性像とを設定された合成割合で加算して任意断面合成画像を生成する任意断面合成画像生成部と、複数の前記任意断面の前記任意断面合成画像を並べて表示させる表示制御部と、操作者から複数の前記任意断面ごとに前記合成割合の設定を受け付ける操作部とを有することを特徴とする超音波診断装置。
- 請求項7に記載の超音波診断装置において、前記操作部は、前記複数の任意断面の前記任意断面合成画像のうち1以上の画像の選択と、選択された前記任意断面合成画像の前記合成割合の変更を操作者から受け付け、
前記任意断面合成画像生成部は、変更後の前記合成割合を用いて前記選択された前記任意断面合成画像を生成することを特徴とする超音波診断装置。 - 被検体内に超音波を送信して受信した信号を用いて被検体の任意断面の断層像を生成する工程と、
前記信号を処理して弾性を表す弾性値の2次元弾性像を前記任意断面について生成する工程と、
前記信号を処理して前記被検体の所定部位の3次元像を生成する工程と、
前記信号を処理して前記被検体の所定部位の弾性値の3次元弾性像を生成する工程と、
前記任意断面についての前記断層像と前記2次元弾性像とを、操作者から受け付けた第1の合成割合で加算して任意断面合成画像を生成する工程と、
前記所定部位の前記3次元像と前記3次元弾性像とを操作者から受け付けた第2の合成割合で加算して3次元合成画像を生成する工程と、
前記任意断面合成画像と前記3次元合成画像とを並べて表示装置に表示させる工程とを有することを特徴とする超音波画像表示方法。 - コンピュータに、
被検体内に超音波を送信して受信した信号を用いて前記被検体の任意断面の断層像を生成させる工程と、
前記信号を処理して弾性を表す弾性値の2次元弾性像を前記任意断面について生成させる工程と、
前記信号を処理して前記被検体の所定部位の3次元像を生成させる工程と、
前記信号を処理して前記被検体の所定部位の弾性値の3次元弾性像を生成させる工程と、
前記任意断面についての前記断層像と前記2次元弾性像とを、操作者から受け付けた第1の合成割合で加算して任意断面合成画像を生成させる工程と、
前記所定部位の前記3次元像と前記3次元弾性像とを操作者から受け付けた第2の合成割合で加算して3次元合成画像を生成させる工程と、
前記任意断面合成画像と前記3次元合成画像とを並べて表示装置に表示させる工程と
を実行させるための超音波画像表示用プログラム。
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