專利名稱：超聲波診斷裝置、圖像處理裝置及方法、圖像顯示方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置、超聲波圖像處理裝置、圖像處理方法以及圖像顯示 方法。
背景技術：
以往，根據(jù)體數(shù)據(jù)(volume data)并通過繪制(rendering)處理來生成反映三維 信息的二維圖像。例如，在通過使超聲波三維掃描生成三維超聲波圖像的超聲波診斷裝置 (例如，參照日本特開2000-132664號公報)中，醫(yī)師進行圖像診斷時，通過繪制處理根據(jù)三 維超聲波圖像生成二維超聲波圖像，并將生成的二維超聲波圖像顯示在監(jiān)視器上。
在此，作為有代表性的繪制處理方法，舉出光線跟蹤(ray tracing)法和體繪制 (volume rendering)法。 光線跟蹤法，是在體數(shù)據(jù)的各體素(voxel)中確定與構造物的表面相對應的部
分，算出被確定為構造物的表面的部分的角度。并且，通過合計從設定在視點上的虛擬光源
發(fā)射出的光一邊在各體素中所確定的構造物的表面上反射一邊到達投影面的反射光的亮
度值，生成反映三維信息的投影面的二維圖像。在光線跟蹤法中，由于執(zhí)行由構造物的表面
產(chǎn)生的光的反射的人工模擬(simulation)，因此能夠自然地表現(xiàn)構造物的陰影。 另外，體繪制法在考慮到來自視點的光線通過各體素時的衰減以及陰影的狀況而
算出基于各體素值的不透明度與陰影值(shading value)后，從視點在投影方向上連續(xù)進行不透明度與陰影值的乘法運算，從而生 成反映三維信息的投影面的二維圖像。在體繪制法中，對象物的立體構造通過亮度或顏色 的變化直觀地表現(xiàn)出來。 在此，若將為了跟蹤來自光源的光而花費處理時間的光線跟蹤法與體繪制法進行
比較，則體繪制法的處理步驟簡單。因此，一般而言，在生成三維超聲波圖像的超聲波診斷
裝置中，為了確保顯示二維超聲波圖像時的實時性，使用體繪制法作為繪制處理。 例如，通過超聲波診斷裝置觀察心臟瓣膜時，在體繪制法中，通過使用暗色顯示心
臟瓣膜的輪廓，能夠直觀地識別心臟瓣膜的構造。另外，進行體繪制法時，通過限定關心區(qū)
域或執(zhí)行閾值處理，能夠除去無用的信號，更加直觀地識別心臟瓣膜的構造。 具體來說，在需要觀察心臟瓣膜時，在心臟瓣膜與視點之間存在成為遮蔽物的構
造物(例如，心壁等)時，如果調(diào)整進行體繪制法的關心區(qū)域來除去遮蔽物，則遮蔽物不遮
擋視野，醫(yī)師就可以觀察心臟瓣膜。并且，在體繪制法中，成為噪音的低信號造成心臟瓣膜
的識別度下降時，通過使用閾值處理除去噪音，能夠提高醫(yī)師對心臟瓣膜的識別度。 這樣，在進行體繪制法時，通過使關心區(qū)域或閾值處理最優(yōu)化，使遮蔽物或者噪音不遮擋視野，醫(yī)師就能夠觀察心臟瓣膜。例如，在心臟瓣膜張開的狀態(tài)下，能夠看見閉合的 心臟瓣膜所遮蔽的心臟瓣膜后方的構造物。但是，在使用體繪制法生成的二維超聲波圖像 中，由于心臟瓣膜和心臟瓣膜后方的構造物使用相似的顏色來表現(xiàn)，因此在診斷被檢體的 心臟中是否發(fā)生心臟瓣膜閉鎖不全時，還需要調(diào)整關心區(qū)域。具體來說，如果將關心區(qū)域的 端部調(diào)整為使其成為位于心臟瓣膜前后的心腔部分的話，在心臟瓣膜的前后則不存在遮擋 視野的構造物，因此在心臟瓣膜張開的狀態(tài)下成為能夠看見背景色的狀態(tài)，通過判斷背景 色是否可見，能夠識別心臟瓣膜的開閉。 這樣，通過調(diào)整進行體繪制法的關心區(qū)域，醫(yī)師能夠使用根據(jù)三維超聲波圖像并 通過體繪制法生成的二維超聲波圖像，來確認心臟瓣膜的開閉狀況。 但是，上述以往技術存在有時很難確認心臟瓣膜的開閉狀況的問題。S卩，即使將關 心區(qū)域的端部調(diào)整為使其成為位于心臟瓣膜前后的心腔部分，在心臟瓣膜的閉鎖不全小的 情況下，心臟瓣膜的輪廓部分將與背景色同樣地使用暗色予以顯示。因此，在為了確保實時 性而使用的體繪制法中，難以判別在心臟瓣膜的構造物之間識別出的背景色是來自心腔部 分，還是來自心臟瓣膜的輪廓部分。 因此，本發(fā)明是為了解決上述以往技術的問題而完成的，其目的在于提供一種能 夠提高超聲波圖像中的心臟瓣膜的開閉狀況的識別度的超聲波診斷裝置、超聲波圖像處理 裝置、圖像處理方法以及圖像顯示方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種超聲波診斷裝置，包括圖像處理部，在與投影 方向一起從規(guī)定的輸入部接收到第1關心區(qū)域和第2關心區(qū)域的情況下，通過將上述第1 關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿著上述投影方向的投影面進行體繪制處理，生成第1圖像， 并且根據(jù)上述第2關心區(qū)域中的超聲波圖像生成能夠識別規(guī)定的對象物的活動的第2圖 像，其中，上述第1關心區(qū)域是在規(guī)定的顯示部上顯示根據(jù)從超聲波探頭對被檢體發(fā)送的 超聲波的反射波而生成的超聲波圖像時的關心區(qū)域，上述第2關心區(qū)域是與上述第1關心 區(qū)域重復并用于觀察該超聲波圖像中所包含的上述規(guī)定的對象物的關心區(qū)域；以及顯示控 制部，進行控制以便在上述規(guī)定的顯示部上重疊顯示由上述圖像處理部生成的上述第1圖 像以及上述第2圖像。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種超聲波圖像處理裝置，包括圖像處理部，在 與投影方向一起從規(guī)定的輸入部接收到第1關心區(qū)域和第2關心區(qū)域的情況下，通過將上 述第1關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿著上述投影方向的投影面進行體繪制處理，生成第1 圖像，并且根據(jù)上述第2關心區(qū)域中的超聲波圖像生成能夠識別規(guī)定的對象物的活動的第 2圖像，其中，上述第1關心區(qū)域是在規(guī)定的顯示部上顯示根據(jù)從超聲波探頭對被檢體發(fā)送 的超聲波的反射波而生成的超聲波圖像時的關心區(qū)域，上述第2關心區(qū)域是與上述第1關 心區(qū)域重復并用于觀察該超聲波圖像中所包含的上述規(guī)定的對象物的關心區(qū)域；以及顯示 控制部，進行控制以便在上述規(guī)定的顯示部上重疊顯示由上述圖像處理部生成的上述第1 圖像以及上述第2圖像。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種超聲波圖像處理裝置，包括圖像處理部，通 過將基于超聲波圖像的第1關心區(qū)域中的圖像向沿著投影方向的投影面進行體繪制處理，來生成第1圖像，并且根據(jù)作為用于觀察上述超聲波圖像中所包含的規(guī)定的對象物的關心 區(qū)域的第2關心區(qū)域中的圖像，來生成能夠識別上述規(guī)定的對象物的活動的第2圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種圖像處理方法，包括圖像生成步驟，在與投 影方向一起從規(guī)定的輸入部接收到第1關心區(qū)域和第2關心區(qū)域的情況下，通過將上述第 1關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿著上述投影方向的投影面進行體繪制處理，生成第1圖像， 并且根據(jù)上述第2關心區(qū)域中的超聲波圖像生成能夠識別規(guī)定的對象物的活動的第2圖 像，其中，上述第1關心區(qū)域是在規(guī)定的顯示部上顯示根據(jù)從超聲波探頭發(fā)送的超聲波的 反射波而生成的被檢體的超聲波圖像時的關心區(qū)域，上述第2關心區(qū)域是與上述第1關心 區(qū)域重復并用于觀察該超聲波圖像中所包含的上述規(guī)定的對象物的關心區(qū)域；以及顯示控 制步驟，進行控制以便在上述規(guī)定的顯示部上重疊顯示上述圖像生成步驟生成的上述第1 圖像以及上述第2圖像。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種圖像顯示方法，重疊顯示第1圖像與第2圖 像，上述第1圖像是通過將基于超聲波圖像的第1關心區(qū)域中的圖像向沿著投影方向的投 影面進行體繪制處理而生成的，上述第2圖像是根據(jù)作為用于觀察上述超聲波圖像所包含 的規(guī)定的對象物的關心區(qū)域的第2關心區(qū)域中的圖像而生成的，并且能夠識別上述規(guī)定的 對象物的活動。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種圖像顯示方法，包括顯示控制步驟，在與投 影方向一起從規(guī)定的輸入部接收到第1關心區(qū)域和第2關心區(qū)域的情況下，進行控制以便 在規(guī)定的顯示部上重疊顯示第1圖像以及第2圖像，其中，上述第1關心區(qū)域是在規(guī)定的顯 示部上顯示根據(jù)從超聲波探頭發(fā)送的超聲波的反射波而生成的被檢體的超聲波圖像時的 關心區(qū)域，上述第2關心區(qū)域是與上述第1關心區(qū)域重復并用于觀察該超聲波圖像中所包 含的上述規(guī)定的對象物的關心區(qū)域，并且，通過將上述第1關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿 著上述投影方向的投影面進行體繪制處理，來生成上述第1圖像，并且根據(jù)上述第2關心區(qū) 域中的超聲波圖像生成能夠識別規(guī)定的對象物的活動的上述第2圖像。


圖1為用于說明實施例1的超聲波診斷裝置的結構的圖。 圖2為用于說明實施例1的繪制處理部的結構的圖。 圖3A以及圖3B為用于說明實施例1的顯示用ROI以及瓣膜觀察用ROI的圖。 圖4A以及圖4B為用于說明實施例1的第2圖像以及合成圖像的圖。 圖5為用于說明實施例1的超聲波診斷裝置的處理的流程圖。 圖6為用于說明實施例2的繪制處理部的結構的圖。 圖7A以及圖7B為用于說明實施例2的顯示用ROI以及瓣膜觀察用ROI的圖。 圖8為用于說明實施例2的合成圖像的圖。 圖9為用于說明實施例3的超聲波診斷裝置的結構的圖。 圖10為用于說明實施例3的生成第2圖像的時相的圖。 圖11為用于說明實施例3的超聲波診斷裝置的處理的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的超聲波診斷裝置、超聲波圖像處理裝置、圖像處 理方法以及圖像顯示方法的優(yōu)選實施例。 首先，針對實施例1的超聲波診斷裝置的結構進行說明。圖1為用于說明實施例1 的超聲波診斷裝置的結構的圖。如圖1所示，實施例1的超聲波診斷裝置具備超聲波探頭 1、輸入裝置2、監(jiān)視器3、裝置主體10。 超聲波探頭1內(nèi)置有集成了多個振子元件的多個超聲波振子。各超聲波振子產(chǎn)生 超聲波，將產(chǎn)生的超聲波作為超聲波束發(fā)送到被檢體內(nèi)，并且接收來自被檢體的內(nèi)部組織 的反射波信號。 另外，在本實施例中，說明通過將超聲波振子被配置成矩陣(matrix)(方格)狀的 二維超聲波探頭作為超聲波探頭1使用，對被檢體內(nèi)進行三維掃描的情況。但是，本發(fā)明即 使是在通過將超聲波振子被配置成1列的一維超聲波探頭作為超聲波探頭1并使配置成1 列的超聲波振子搖動，對被檢體內(nèi)進行三維掃描的情況下也能夠適用。 監(jiān)視器3是具有用于顯示在裝置主體10中生成的超聲波圖像等、或顯示用于從作 為超聲波診斷裝置的操作者的醫(yī)師或技師等處接受指令(command)的GUI (Graphical User Interface,圖形用戶界面)等的監(jiān)視器的顯示裝置。 輸入裝置2是具備面板開關(panel switch)、觸摸指令屏幕(touchcommand screen)、腳踏開關(foot switch)、軌跡球(trackball)等，接受來自超聲波診斷裝置的操 作者的各種設定要求、對裝置主體10輸入所接受的各種設定要求的裝置。
裝置主體10是根據(jù)超聲波探頭1接收的反射波生成超聲波圖像的裝置，如圖1所 示，具有發(fā)送接收部11、圖像處理部12、圖像合成部13、圖像存儲器14、系統(tǒng)控制部15。
發(fā)送接收部11與超聲波探頭1連接，在后述的系統(tǒng)控制部15的控制下，在每個規(guī) 定的延遲時間產(chǎn)生高電壓脈沖。發(fā)送接收部ll產(chǎn)生的高電壓脈沖依次向內(nèi)置在超聲波探 頭1內(nèi)的超聲波振子施加，從而在各超聲波振子內(nèi)產(chǎn)生超聲波。 另外，發(fā)送接收部11對超聲波探頭1接收的反射波的信號進行增益校正處理、A/
D(analog-digital，模擬-數(shù)字)變換處理以及整相相加(phase addition)處理，生成反
射波數(shù)據(jù)。具體來說，發(fā)送接收部11生成三維掃描被檢體后的三維反射波數(shù)據(jù)。 圖像處理部12是在后述的系統(tǒng)控制部15的控制下，根據(jù)發(fā)送接收部11生成的三
維反射波數(shù)據(jù)執(zhí)行各種圖像處理而生成各種圖像數(shù)據(jù)的處理部，具有圖像生成部121、剖面
圖像處理部122、繪制處理部123。 圖像生成部121根據(jù)發(fā)送接收部11生成的三維反射波數(shù)據(jù)生成三維超聲波圖像。
剖面圖像處理部122根據(jù)圖像生成部121生成的三維超聲波圖像生成與規(guī)定的剖 面方向?qū)腗PR(Multi Planer Reconstruction,多平面重建)圖像。
繪制處理部123根據(jù)圖像生成部121生成的三維超聲波圖像并通過繪制處理生成 反映三維信息的規(guī)定的投影面上的二維圖像(以下，稱為繪制圖像)。另外，后文將對繪制 處理部123進行詳述。 圖像合成部13在后述的系統(tǒng)控制部15的控制下，生成合成了圖像處理部12生成 的各種圖像數(shù)據(jù)的合成圖像數(shù)據(jù)。 圖像存儲器14，存儲由圖像處理部12生成的圖像數(shù)據(jù)和由圖像合成部13生成的
7合成圖像數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)控制部15根據(jù)從輸入裝置2輸入的各種設定要求控制上述發(fā)送接收部11 、圖 像處理部12以及圖像合成部13的處理。 另外，作為操作者經(jīng)由輸入裝置2輸入的各種設定要求，可以列舉出例如在發(fā)送 接收部11中產(chǎn)生的高電壓脈沖的設定要求、在剖面圖像處理部122中生成MPR圖像時的剖 面方向的設定要求、用于決定在繪制處理部123中生成繪制圖像時的投影面的投影方向的 設定要求、作為在圖像合成部13中生成合成圖像數(shù)據(jù)時的合成對象的圖像數(shù)據(jù)的設定要 求等。另外，系統(tǒng)控制部15根據(jù)操作者經(jīng)由輸入裝置2輸入的顯示要求等將圖像存儲器14 所存儲的圖像數(shù)據(jù)以及合成圖像數(shù)據(jù)顯示在監(jiān)視器3上。 在此處，實施例1的超聲波診斷裝置的主要特征在于在監(jiān)視器3上顯示根據(jù)三維 掃描被檢體的心臟所得到的三維反射波數(shù)據(jù)而生成的圖像數(shù)據(jù)時，通過執(zhí)行以下說明的繪 制處理部123的處理，能夠提高超聲波圖像中的心臟瓣膜的開閉狀況的識別度。以下，針對 該主要特征，使用圖2至圖4進行說明。另外，圖2為用于說明實施例1的繪制處理部的結 構的圖，圖3A以及圖3B為用于說明實施例1的顯示用ROI以及瓣膜觀察用ROI的圖，圖4A 以及圖4B為用于說明實施例1的第2圖像以及合成圖像的圖。 如圖2所示，實施例1的繪制處理部123具有體繪制處理部123a以及光線跟蹤處 理部123b。 體繪制處理部123a根據(jù)圖像生成部121生成的三維超聲波圖像通過體繪制處理 生成繪制圖像，光線跟蹤處理部123b根據(jù)圖像生成部121生成的三維超聲波圖像，通過光 線跟蹤處理生成繪制圖像。 在此處，如果操作者經(jīng)由輸入裝置2輸入剖面方向的設定要求以及MPR圖像顯示 要求，則通過系統(tǒng)控制部15的控制，剖面圖像處理部122生成被設定的剖面方向上的MPR 圖像，監(jiān)視器3顯示由剖面圖像處理部122生成的MPR圖像。 然后，操作者參照監(jiān)視器3上顯示的MPR圖像，將作為在監(jiān)視器3上顯示描畫出被 檢體的心臟的三維超聲波圖像的繪制圖像時的關心區(qū)域(ROI :Region of Interest)的顯 示用ROI (參照圖3A的虛線框)，以及與顯示用ROI重復而且作為用于觀察被檢體心臟的心 臟瓣膜的ROI的觀察用ROI (參照圖3A的實線框)，與用于規(guī)定投影面的投影方向一起經(jīng)由 輸入裝置2輸入。 在此，系統(tǒng)控制部15將由參照了 MPR圖像的操作者設定的"二維顯示用ROI以及 瓣膜觀察用ROI"變換為三維超聲波圖像中的"三維顯示用ROI以及瓣膜觀察用R0I"。例 如，如圖3A所示，系統(tǒng)控制部15將由通過在設定二維顯示用ROI時輸入的虛線并且在投影 方向上直行的兩個平行剖面夾著的三維超聲波圖像的區(qū)域，變換為三維顯示用R0I。
另外，如圖3B所示，系統(tǒng)控制部15將通過把投影方向作為旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)在設定二 維瓣膜觀察用ROI時輸入的長方形所得到的圓柱上的三維超聲波圖像的區(qū)域，變換為三維 瓣膜觀察用R0I。在此，如圖3B所示，在三維瓣膜觀察用ROI中，設定位于與投影方向相反 側的虛擬的面光源。另外，后文將詳述虛擬的面光源。 另外，瓣膜觀察用ROI被設定為使心臟瓣膜位于虛擬的面光源與投影面之間。另 外，為了減輕光線跟蹤處理的負擔，優(yōu)選將瓣膜觀察用ROI設定為比顯示用ROI窄的區(qū)域。
另外，從在MPR圖像中輸入設定的二維ROI變換的三維ROI區(qū)域可以由操作者任意設定為球面、平面、或者由球面和平面包圍的區(qū)域等。 返回到圖2，體繪制處理部123a在系統(tǒng)控制部15的控制下，通過將三維顯示用 ROI中的三維超聲波圖像向投影方向上的投影面進行體繪制處理而生成第1圖像。具體來 說，體繪制處理部123a為了描繪出從根據(jù)投影方向設定的視點朝向投影面的光線在通過 三維超聲波圖像的各體素時的衰減以及陰影狀況，而算出基于各體素值的不透明度與陰影 值。并且，體繪制處理部123a通過從視點朝向投影面沿著投影方向連續(xù)進行算出的不透明 度與陰影值的乘法運算，從而生成三維顯示用ROI中的體繪制圖像作為第1圖像。
光線跟蹤處理部123b在系統(tǒng)控制部15的控制下，根據(jù)三維瓣膜觀察用ROI中的 三維超聲波圖像生成能夠識別心臟瓣膜的活動(開閉狀況)的第2圖像。S卩，光線跟蹤處理 部123b在系統(tǒng)控制部15的控制下，通過利用虛擬的面光源將三維瓣膜觀察用ROI中的三 維超聲波圖像向投影面進行光線跟蹤處理從而生成第2圖像。具體來說，光線跟蹤處理部 123b在三維超聲波圖像的各體素中確定與構造物(心壁、瓣膜等)的表面相對應的部分，算 出被確定為構造物的表面的部分的角度。然后，光線跟蹤處理部123b通過合計虛擬的面光 源發(fā)射出的光一邊在各體素中所確定的構造物的表面上反射一邊到達投影面的反射光的 亮度值，生成三維瓣膜觀察用ROI中的光線跟蹤圖像作為第2圖像。 即，在光線跟蹤處理中，如圖4A所示，由于來自面光源的光線被心臟瓣膜的表面 反射，因此即使在例如因瓣膜閉鎖不全而使心臟瓣膜微微張開的狀態(tài)下，心臟瓣膜的張開 也可以在視點上作為光的泄漏被檢測出來。 圖像合成部13生成合成圖像，該合成圖像合成了由體繪制處理部123a生成的第1 圖像與由光線跟蹤處理部123b生成的第2圖像。由此，在合成圖像中，例如，如圖4B所示， 即使在第1圖像中心臟瓣膜的開閉狀況不明確的情況下，利用來源于第2圖像的、從心臟瓣 膜的縫隙中漏出的反射光也可以描繪出因瓣膜閉鎖不全而微微張開的心臟瓣膜的狀態(tài)。
系統(tǒng)控制部15進行控制而將圖像合成部13生成的合成圖像存儲到圖像存儲器14 中，并且進行控制而在監(jiān)視器3上顯示。 接下來，使用圖5，針對實施例1的超聲波診斷裝置的處理進行說明。圖5為用于 說明實施例1的超聲波診斷裝置的處理的流程圖。在圖5中，說明對于通過對被檢體進行 超聲波三維掃描而沿著時間序列生成的三維超聲波圖像(體數(shù)據(jù))實時地執(zhí)行上述的"第 1圖像、第2圖像以及合成圖像"的生成處理的情況。 如圖5所示，實施例1的超聲波診斷裝置開始掃描，在三維超聲波圖像的MPR圖像 中將顯示用ROI和瓣膜觀察用ROI與投影方向一起由操作者經(jīng)由輸入裝置2設定時(步驟 S501的"是")，系統(tǒng)控制部15將"二維顯示用ROI以及瓣膜觀察用ROI"變換為"三維顯示 用ROI以及瓣膜觀察用ROI"，在此基礎上判斷是否生成了新的體數(shù)據(jù)(步驟S502)。
在此處，在沒有生成新的體數(shù)據(jù)的情況下(步驟S502的"否")，系統(tǒng)控制部15待 機直到生成新的體數(shù)據(jù)為止。另一方面，在生成了新的體數(shù)據(jù)時(步驟S502的"是")，系 統(tǒng)控制部15使繪制處理部123以及圖像合成部13的處理開始。 S卩，體繪制處理部123a在系統(tǒng)控制部15的控制下，在(三維)顯示用ROI中，通 過體繪制處理生成第1圖像(步驟S503)。 然后，光線跟蹤處理部123b在系統(tǒng)控制部15的控制下，在(三維)瓣膜觀察用 ROI中，通過光線跟蹤處理生成第2圖像(步驟S504)。
此后，圖像合成部13合成第1圖像以及第2圖像從而生成合成圖像(步驟S505)， 系統(tǒng)控制部15進行控制以使監(jiān)視器3顯示圖像合成部13生成的合成圖像(步驟S506)。
然后，系統(tǒng)控制部15判斷是否經(jīng)由輸入裝置2從操作者接受了掃描結束要求(步 驟S507)，沒有接受到掃描結束要求的情況下(步驟S507的"否")，返回到步驟S502，待機 直到生成新的體數(shù)據(jù)為止。 另一方面，系統(tǒng)控制部15在接受了掃描結束要求的情況下(步驟S507的"是")， 結束處理。 如上所述，在實施例1中，在顯示用ROI以及瓣膜觀察用ROI與投影方向一起被輸 入的情況下，體繪制處理部123a在系統(tǒng)控制部15的控制下，在顯示用ROI中，通過體繪制 處理生成第1圖像，光線跟蹤處理部123b在系統(tǒng)控制部15的控制下，在瓣膜觀察用ROI中， 通過光線跟蹤處理生成第2圖像。然后，圖像合成部13合成第1圖像以及第2圖像從而生 成合成圖像，系統(tǒng)控制部15進行控制而使監(jiān)視器3顯示圖像合成部13生成的合成圖像。
因此，在合成圖像中，利用第1圖像描繪出心臟瓣膜的構造，利用作為從視點方向 來看在心臟瓣膜的后方設定了面光源的光線跟蹤圖像的第2圖像，將心臟瓣膜沒有關閉的 狀態(tài)清楚地描繪為反射光泄漏而可見的狀態(tài)，因此，按照上述主要特征，能夠提高超聲波圖 像中的心臟瓣膜的開閉狀況的識別度。另外，由于限定為瓣膜觀察用ROI來執(zhí)行光線跟蹤 處理，因此能夠抑制由于光線跟蹤處理引起的實時性的下降，迅速生成并顯示圖像診斷用 的合成圖像。 另外，作為并用本實施例的體繪制處理以及光線跟蹤處理而生成并顯示合成圖像 的對象物，除心臟瓣膜之外，還能夠適用于各種各樣的對象物。另外，本實施例在顯示用ROI 與瓣膜觀察用ROI相同的情況下也可以適用。并且，本實施例在光線跟蹤處理的光源為面 光源以外的光源(例如，點光源、線光源、多面體光源等)時也可以適用。
在實施例2中，針對使用與實施例1不同的方法根據(jù)三維瓣膜觀察用ROI中的三 維超聲波圖像生成能夠識別心臟瓣膜的活動(開閉狀況)的第2圖像的情況，使用圖6至 圖8進行說明。在此，圖6為用于說明實施例2的繪制處理部的結構的圖，圖7A以及圖7B 為用于說明實施例2的顯示用ROI以及瓣膜觀察用ROI的圖，圖8為用于說明實施例2的 合成圖像的圖。 如圖6所示，實施例2的繪制處理部123與實施例1不同，代替光線跟蹤處理部 123b而具有第2體繪制處理部123c。 S卩，在實施例2中，通過第2體繪制處理部123c的處 理，根據(jù)三維瓣膜觀察用ROI中的三維超聲波圖像生成能夠識別心臟瓣膜的活動(開閉狀 況)的第2圖像。 首先，如圖7A所示，在實施例2中，與實施例1同樣地，在監(jiān)視器3上顯示根據(jù)三 維超聲波圖像生成的MPR圖像，由參照了 MPR圖像的操作者將"二維顯示用ROI以及瓣膜觀 察用ROI"與投影方向一起設定。然后，系統(tǒng)控制部15將"二維顯示用ROI以及瓣膜觀察用 ROI"變換為"三維顯示用ROI以及瓣膜觀察用ROI"。 瓣膜觀察用ROI被設定為使心臟瓣膜位于投影面與投影面的相反側的面之間。并 且，在從投影面的視點觀察心臟瓣膜在閉鎖時重合的區(qū)域的情況下，優(yōu)選將瓣膜觀察用ROI 設定為盡量不包含遮蔽物(例如，心壁等)。而且，本實施例即使在顯示用ROI與瓣膜觀察 用ROI相同的情況下也可以適用。
體繪制處理部123a與實施例1同樣，通過對三維顯示用ROI中的三維超聲波圖像進行體繪制處理來生成第1圖像。 第2體繪制處理部123c通過對三維瓣膜觀察用ROI中的三維超聲波圖像進行體繪制處理來生成第2圖像。在此，如圖7B所示，第2體繪制處理部123c使描繪與投影面相反側的面的色調(diào)成為與描繪第1圖像時的色調(diào)(例如，灰度-grayscale)不同的色調(diào)(例如，紅色)，在此基礎上生成第2圖像。由此，在第2圖像中，作為紅色的背景色可以描繪出心臟瓣膜沒有關閉的部分。另外，背景色可以由操作者任意設定。 圖像合成部13合成體繪制處理部123a生成的第1圖像與第2體繪制處理部123c生成的第2圖像，生成合成圖像。由此，在合成圖像中，例如，如圖8所示，即使僅在第1圖像中心臟瓣膜的開閉狀況不明確的情況下，也可以利用來自第2圖像的紅色的背景色清晰地描繪出由于瓣膜閉鎖不全的原因而微微張開的心臟瓣膜的狀態(tài)。 系統(tǒng)控制部15進行控制以使圖像合成部13生成的合成圖像存儲到圖像存儲器14中，并且進行控制使監(jiān)視器3予以顯示。 另外，對于實施例2的超聲波診斷裝置的處理步驟，由于在使用圖5說明的實施例1的超聲波診斷裝置的處理步驟中，除了步驟S504中的第2圖像的生成處理是通過改變?nèi)S瓣膜觀察用ROI中的與投影面相反側的面的色調(diào)而進行的體繪制處理之外，均與實施例l相同，因此省略說明。 如上所述，在實施例2中，在對位于瓣膜觀察用ROI中的三維超聲波圖像執(zhí)行體繪制處理時，由于使描繪瓣膜觀察用ROI的與投影面相反側的面的色調(diào)不同，因此在第2圖像中，心臟瓣膜沒有關閉的部分作為背景色被明確地描繪出，從而能夠提高超聲波圖像中的心臟瓣膜的開閉狀況的識別度。另外，由于沒有進行光線跟蹤處理，因此，實施例2與實施例1相比，可以避免實時性下降的問題，可以更加迅速地生成并顯示圖像診斷用的合成圖像。 在實施例3中，針對只在特定時相生成第2圖像的情況，使用圖9以及圖10進行說明。在此，圖9為用于說明實施例3的超聲波診斷裝置的結構的圖，圖10為用于說明實施例3的生成第2圖像的時相的圖。 如圖9所示，實施例3的超聲波診斷裝置具有與實施例1相同的結構，但是與實施例1的不同點是具備載置在被檢體上、測定被檢體的心電波形的心電圖儀4。以下，以此為中心進行說明。 在此，心臟僧帽瓣閉鎖的時相相當于心臟的收縮期。因此，在診斷心臟僧帽瓣中的閉鎖不全的情況下，對醫(yī)師而言，在沿著時間序列觀察心臟的全部時相的同時只觀察收縮期的狀態(tài)是很重要的。 因此，實施例3的系統(tǒng)控制部15解析心電圖儀4測定的心電波形，如圖10所示，只在相當于收縮期的期間，控制光線跟蹤處理部123b以便在瓣膜觀察用ROI中根據(jù)三維超聲波圖像并通過光線跟蹤處理生成第2圖像。 接著，使用圖ll，針對實施例3的超聲波診斷裝置的處理進行說明。圖11為用于說明實施例3的超聲波診斷裝置的處理的流程圖。 如圖11所示，實施例3的超聲波診斷裝置開始掃描，在三維超聲波圖像的MPR圖像中將顯示用ROI和瓣膜觀察用ROI與投影方向一起由操作者經(jīng)由輸入裝置2進行了設定時(步驟S1101的"是")，系統(tǒng)控制部15將"二維顯示用ROI以及瓣膜觀察用R0I"變換為"三維顯示用ROI以及瓣膜觀察用ROI"，在此基礎上判斷是否生成了新的體數(shù)據(jù)(步驟S1102)。 在此，在沒有生成新的體數(shù)據(jù)的情況下(步驟S1102的"否")，系統(tǒng)控制部15待機直到生成新的體數(shù)據(jù)為止。而在生成了新的體數(shù)據(jù)的情況下(步驟S1102的"是")，系統(tǒng)控制部15開始繪制處理部123以及圖像合成部13的處理。 S卩，體繪制處理部123a在系統(tǒng)控制部15的控制下，在(三維)顯示用ROI中，通過體繪制處理，生成第1圖像(步驟S1103)。 在此，系統(tǒng)控制部15判斷心電圖儀4測定的當前的心電波形是否是收縮期的相位(步驟S1104)。 在當前的心電波形不是收縮期的相位時(步驟S1104的"否")，系統(tǒng)控制部15進行控制使得只顯示第1圖像(步驟S1108)。 另一方面，在當前的心電波形是收縮期的相位時(步驟S1104的"是")，光線跟蹤處理部123b在系統(tǒng)控制部15的控制下，在(三維)瓣膜觀察用ROI中，通過光線跟蹤處理生成第2圖像(步驟S1105)。 此后，圖像合成部13合成第1圖像以及第2圖像從而生成合成圖像(步驟S1106)，系統(tǒng)控制部15進行控制使得在監(jiān)視器3上顯示圖像合成部13生成的合成圖像(步驟S1107)。 然后，在執(zhí)行了步驟S1107或者步驟S1108的處理后，系統(tǒng)控制部15判斷是否經(jīng)由輸入裝置2從操作者接受了掃描結束要求(步驟S1109)，沒有接受掃描結束要求時(步驟S1109的"否")，返回到步驟S1102，待機直到生成新的體數(shù)據(jù)為止。
另一方面，系統(tǒng)控制部15在接受了掃描結束要求時(步驟S1109的"是")，結束處理。 另外，在本實施例中，針對只顯示第1圖像的情況與顯示合成圖像的情況相混合的情況進行了說明，但是本發(fā)明并不僅限于此，即便是只顯示合成圖像的情況也可以。艮P，在步驟S1102的判斷為肯定時，立刻進行相位的判斷處理，只在相位為收縮期時，生成第1圖像、第2圖像、合成圖像，只顯示合成圖像的情況也可以。 另外，在本實施例中，針對通過光線跟蹤處理生成第2圖像的情況進行了說明，但是本發(fā)明并不僅限于此，如在實施例2中所說明的那樣，也可以是在改變背景色的色調(diào)的基礎上通過體繪制處理生成第2圖像的情況。 另外，在本實施例中，針對僅在特定相位生成第2圖像而顯示合成圖像的情況進行了說明，但也可以是無論是否是特定相位均生成第2圖像、只在特定相位顯示合成圖像的情況。 另外，在本實施例中，針對診斷心臟僧帽瓣的開閉狀況的情況進行了說明，但是，本發(fā)明并不僅限于此，也可以是診斷大動脈瓣膜的開閉狀況的情況，此時，在心臟的擴張期生成第2圖像。 如上所述，在實施例3中，在心臟瓣膜張開的時相只顯示通常的體繪制圖像(第1圖像)，在心臟瓣膜關閉的時相顯示合成圖像，其結果，利用光線跟蹤圖像(第2圖像)，只在因發(fā)生閉鎖不全而使心臟瓣膜沒有關閉時，描繪出反射光的泄漏，因此能進一步提高超聲波圖像中的心臟瓣膜的開閉狀況的識別度。另外，由于光線跟蹤處理只限定于特定的相位，因此與實施例1相比，可以更加抑制實時性的下降，更加迅速地生成并顯示圖像診斷用的合成圖像。 另外，在使用實施例2中說明的方法生成特定相位的第2圖像的情況下，在心臟瓣膜張開的時相也只顯示通常的體繪制圖像(第1圖像)，因此如果心臟瓣膜正常張開的話則不改變背景色，并且，在心臟瓣膜關閉的相位顯示合成圖像，其結果，利用第2圖像，只在因發(fā)生閉鎖不全而使心臟瓣膜沒有關閉時，可以看見不同的背景色，因此能夠進一步提高超聲波圖像中的心臟瓣膜的開閉狀況的識別度。 另外，在上述實施例1至3中，針對在超聲波診斷裝中生成第1圖像、第2圖像以及合成圖像并顯示所生成的合成圖像的情況進行了說明。但是本發(fā)明并不僅限于此，也可以是使用超聲波診斷裝置生成的三維超聲波圖像，圖像處理裝置生成第1圖像、第2圖像以及合成圖像并且顯示合成圖像的情況。
權利要求
一種超聲波診斷裝置，其特征在于，包括圖像處理部(12)，在與投影方向一起從規(guī)定的輸入部接收到第1關心區(qū)域和第2關心區(qū)域的情況下，通過將上述第1關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿著上述投影方向的投影面進行體繪制處理，生成第1圖像，并且根據(jù)上述第2關心區(qū)域中的超聲波圖像生成能夠識別規(guī)定的對象物的活動的第2圖像，其中，上述第1關心區(qū)域是在規(guī)定的顯示部(3)上顯示根據(jù)從超聲波探頭(1)對被檢體發(fā)送的超聲波的反射波而生成的超聲波圖像時的關心區(qū)域，上述第2關心區(qū)域是與上述第1關心區(qū)域重復并用于觀察該超聲波圖像中所包含的上述規(guī)定的對象物的關心區(qū)域；以及顯示控制部(15)，進行控制以便在上述規(guī)定的顯示部(3)上重疊顯示由上述圖像處理部(12)生成的上述第1圖像以及上述第2圖像。
2. 根據(jù)權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述圖像處理部(12)通過利用位于上述投影方向的相反側的光源將上述第2關心區(qū) 域中的超聲波圖像向沿著該投影方向的投影面進行光線跟蹤處理，來生成上述第2圖像。
3. 根據(jù)權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述圖像處理部(12)在將上述第2關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿著上述投影方向的 投影面進行體繪制處理時，通過使用于描繪該第2關心區(qū)域中的相對于投影面位于相反側 的面的色調(diào)與為了描繪上述第1圖像而使用的色調(diào)不同，來生成第2圖像。
4. 根據(jù)權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述圖像處理部(12)根據(jù)沿著時間序列生成的多個超聲波圖像中的處于特定時相的 超聲波圖像，生成上述第2圖像。
5. —種超聲波圖像處理裝置，其特征在于，包括圖像處理部(12)，在與投影方向一起從規(guī)定的輸入部接收到第1關心區(qū)域和第2關心 區(qū)域的情況下，通過將上述第1關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿著上述投影方向的投影面進 行體繪制處理，生成第1圖像，并且根據(jù)上述第2關心區(qū)域中的超聲波圖像生成能夠識別規(guī) 定的對象物的活動的第2圖像，其中，上述第1關心區(qū)域是在規(guī)定的顯示部(3)上顯示根據(jù) 從超聲波探頭(1)對被檢體發(fā)送的超聲波的反射波而生成的超聲波圖像時的關心區(qū)域，上 述第2關心區(qū)域是與上述第1關心區(qū)域重復并用于觀察該超聲波圖像中所包含的上述規(guī)定 的對象物的關心區(qū)域；以及顯示控制部(15)，進行控制以便在上述規(guī)定的顯示部(3)上重疊顯示由上述圖像處理 部(12)生成的上述第1圖像以及上述第2圖像。
6. —種超聲波圖像處理裝置，其特征在于，包括圖像處理部(12)，通過將基于超聲波圖像的第1關心區(qū)域中的圖像向沿著投影方向的 投影面進行體繪制處理，來生成第1圖像，并且根據(jù)作為用于觀察上述超聲波圖像中所包 含的規(guī)定的對象物的關心區(qū)域的第2關心區(qū)域中的圖像，來生成能夠識別上述規(guī)定的對象 物的活動的第2圖像。
7. 根據(jù)權利要求6所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于上述圖像處理部(12)通過利用位于上述投影方向的相反側的光源，將上述第2關心區(qū) 域中的超聲波圖像向沿著該投影方向的投影面進行光線跟蹤處理，來生成上述第2圖像。
8. 根據(jù)權利要求6所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于上述圖像處理部(12)在將上述第2關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿著上述投影方向的 投影面進行體繪制處理時，通過使用于描繪該第2關心區(qū)域中的相對于投影面位于相反側 的面的色調(diào)與為了描繪上述第1圖像而使用的色調(diào)不同，來生成第2圖像。
9. 根據(jù)權利要求6所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于上述圖像處理部(12)根據(jù)沿著時間序列生成的多個超聲波圖像中的處于特定時相的 超聲波圖像，生成上述第2圖像。
10. —種圖像處理方法，其特征在于，包括圖像生成步驟，在與投影方向一起從規(guī)定的輸入部接收到第1關心區(qū)域和第2關心區(qū) 域的情況下，通過將上述第1關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿著上述投影方向的投影面進行 體繪制處理，生成第1圖像，并且根據(jù)上述第2關心區(qū)域中的超聲波圖像生成能夠識別規(guī)定 的對象物的活動的第2圖像，其中，上述第1關心區(qū)域是在規(guī)定的顯示部(3)上顯示根據(jù)從 超聲波探頭(1)發(fā)送的超聲波的反射波而生成的被檢體的超聲波圖像時的關心區(qū)域，上述 第2關心區(qū)域是與上述第1關心區(qū)域重復并用于觀察該超聲波圖像中所包含的上述規(guī)定的 對象物的關心區(qū)域；以及顯示控制步驟，進行控制以便在上述規(guī)定的顯示部(3)上重疊顯示上述圖像生成步驟 生成的上述第1圖像以及上述第2圖像。
11. 一種圖像顯示方法，其特征在于重疊顯示第1圖像與第2圖像，上述第1圖像是通過將基于超聲波圖像的第1關心區(qū) 域中的圖像向沿著投影方向的投影面進行體繪制處理而生成的，上述第2圖像是根據(jù)作為 用于觀察上述超聲波圖像所包含的規(guī)定的對象物的關心區(qū)域的第2關心區(qū)域中的圖像而 生成的，并且能夠識別上述規(guī)定的對象物的活動。
12. —種圖像顯示方法，其特征在于，包括顯示控制步驟，在與投影方向一起從規(guī)定的輸入部接收到第1關心區(qū)域和第2關心區(qū) 域的情況下，進行控制以便在規(guī)定的顯示部(3)上重疊顯示第1圖像以及第2圖像，其中， 上述第l關心區(qū)域是在規(guī)定的顯示部(3)上顯示根據(jù)從超聲波探頭(1)發(fā)送的超聲波的反 射波而生成的被檢體的超聲波圖像時的關心區(qū)域，上述第2關心區(qū)域是與上述第1關心區(qū) 域重復并用于觀察該超聲波圖像中所包含的上述規(guī)定的對象物的關心區(qū)域，并且，通過將 上述第1關心區(qū)域中的超聲波圖像向沿著上述投影方向的投影面進行體繪制處理，來生成 上述第1圖像，并且根據(jù)上述第2關心區(qū)域中的超聲波圖像生成能夠識別規(guī)定的對象物的 活動的上述第2圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波診斷裝置、超聲波圖像處理裝置、圖像處理方法以及圖像顯示方法。顯示用ROI和瓣膜觀察用ROI與投影方向一起被輸入時，體繪制處理部(123a)在顯示用ROI中，通過體繪制處理生成第1圖像，光線跟蹤處理部(123b)在瓣膜觀察用ROI中，通過光線跟蹤處理生成第2圖像。然后，圖像合成部(13)合成第1圖像以及第2圖像從而生成合成圖像，圖像合成部(13)生成的合成圖像在監(jiān)視器上顯示。
文檔編號G06T15/08GK101791229SQ20101000402
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權日2009年1月20日
發(fā)明者今村智久, 佐佐木琢也, 坂口文康, 市岡健一, 掛江明弘, 柴田千尋, 西原財光, 鷲見篤司 申請人:株式會社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社