JP6239529B2 - 超音波診断装置及び超音波画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置及び超音波画像表示方法に関し、特に、所定の部分の陰影処理を無効とする超音波診断装置及び超音波画像表示方法に関する。

超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体内部に超音波を送信し、被検体内部の生体組織から受信される受信信号に基づいて三次元断層画像と三次元弾性画像を構成して、超音波画像を表示する。

従来の超音波診断装置では、関心部位よりも視線方向の視点側に関心部位以外の部位が存在する場合にも関心部位を適切に表示するために、三次元弾性画像を構成する際に関心部位の不透明度を大きく、関心部位以外の部位の不透明度を小さく設定することが行なわれている（例えば、特許文献１参照）。

ＷＯ２０１１／０８６７７４号公報

特許文献１には、三次元弾性画像の不透明度を設定することが開示されているが、不透明度又は弾性値に基づいて、ボリュームレンダリングにおける陰影処理を無効にすることについては開示されていない。そのため、例えば、不透明度を小さく設定することにより関心部位以外の部位を半透明に表示しても、半透明の部位（関心部位以外の部位）にも陰影処理が行われ、三次元弾性画像の見た目が悪くなる可能性があった。

本発明の目的は、関心部位以外の部位の陰影処理を無効にすることにより、関心部位以外の部位を半透明に表示しても見た目のよい三次元弾性画像を構成することである。

本発明の超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体に超音波を送信する送信部と、前記被検体からの反射エコー信号を受信する受信部と、前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成する三次元弾性画像構成部と、前記三次元弾性画像を表示する画像表示部とを備え、前記三次元弾性画像構成部は、前記弾性値に応じた弾性不透明度を用いてボリュームレンダリングし、所定の前記弾性不透明度を有する部分について前記陰影処理を無効とする。

この構成によれば、関心部位以外の部位の陰影処理を無効にすることにより、関心部位以外の部位を半透明に表示しても見た目のよい三次元弾性画像を構成することができる。

本発明に係る超音波診断装置は、弾性不透明度又は弾性値に基づいてボリュームレンダリングにおける陰影処理を無効にし、見た目のよい三次元弾性画像を構成することができる。

第１の実施の形態の超音波診断装置の一例を示した図である。 輝度値に応じた断層不透明度を示した図である。 三次元断層画像構成部の一例を示した図である。 弾性値に応じた色相バーの一例を示した図である。 弾性値に応じた弾性不透明度を示した図である。 三次元弾性画像構成部の一例を示した図である。 陰影処理を施してボリュームレンダリングされた三次元弾性画像の一例を示した図である。 弾性不透明度に関する任意の閾値（基準値）を示した図である。 三次元弾性画像構成部により陰影処理を無効とされた三次元弾性画像の一例を示した図である。 第２の実施の形態の超音波診断装置の一例を示す図である。 三次元合成画像構成部により陰影処理を無効とされた三次元合成画像の一例を示した図である。 画像表示部の表示例を示した図である。 弾性不透明度テーブルにおいて、弾性不透明度の最小値に基づいて設定された閾値（基準値）を示した図である。 陰影処理を無効とした三次元弾性画像及び陰影処理を有効とした三次元弾性画像を切り替えて表示する例を示した図である。 関心部位及び関心部位以外の部位の弾性不透明度を示した図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態の超音波診断装置の一例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の超音波診断装置２００の特徴は、超音波探触子２を介して被検体１に超音波を送信する送信部３と、前記被検体１からの反射エコー信号を受信する受信部４と、前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成する三次元弾性画像構成部と、前記三次元弾性画像を表示する画像表示部１９とを備え、前記三次元弾性画像構成部１７は、前記弾性値に応じた弾性不透明度を用いてボリュームレンダリングし、所定の前記弾性不透明度を有する部分について前記陰影処理を無効とする。

また、本実施の形態の超音波診断装置２００の他の特徴は、超音波探触子２を介して被検体１に超音波を送信する送信部３と、前記被検体１からの反射エコー信号を受信する受信部４と、前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成する三次元弾性画像構成部１７と、前記三次元弾性画像を表示する画像表示部１９とを備え、前記三次元弾性画像構成部１７は、所定の前記弾性値を有する部分について前記陰影処理を無効とする。

本実施の形態の超音波診断装置２００について詳細に説明する。超音波診断装置２００は、被検体１に当接させて用いる超音波探触子２と、超音波探触子２を介して被検体１に一定の時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信部３と、被検体１から反射した反射エコー信号を受信する受信部４と、送信部３と受信部４を制御する超音波送受信制御部５と、受信部４が受信した反射エコーを整相加算する整相加算部６とを備える。

超音波探触子２は、複数の振動子を配設して形成されており、振動子を介して超音波を被検体１に送受信する機能を有している。超音波探触子２は、矩形又は扇形をなす複数の振動子からなり、複数の振動子の配列方向と直交する方向に振動子を機械的に振り、超音波を三次元に送受信することができる。なお、超音波探触子２は、複数の振動子が二次元配列され、超音波の送受信を電子的に制御することができるものでもよい。

送信部３は、超音波探触子２の振動子を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成する。送信部３は、送信される超音波の収束点を所定の深さに設定する機能を有している。受信部４は、超音波探触子２が受信した反射エコー信号を所定のゲインで増幅して、ＲＦ信号（すなわち、受信信号）を生成する。超音波送受信制御部５は、送信部３や受信部４を制御する。

整相加算部６は、受信部４で増幅されたＲＦ信号の位相を制御し、１つ又は複数の収束点に対する超音波ビームを形成して、ＲＦ信号フレームデータ（ＲＡＷデータに相当）を生成する。

超音波診断装置２００は、整相加算部６で生成されたＲＦ信号フレームデータに基づいて二次元断層画像を構成する断層画像構成部７と、二次元断層画像の取得位置に基づいて、断層画像構成部７で構成された二次元断層画像に三次元座標変換を行ない、断層ボリュームデータを生成する断層ボリュームデータ作成部１０と、断層ボリュームデータを輝度に対応するカラー画像表示用三原色成分に分離（変換）する断層ボリューム原色成分変換部１１と、断層ボリュームデータの輝度に対応する断層不透明度のテーブルを作成する断層不透明度テーブル作成部（断層不透明度設定部）１２と、断層ボリューム原色成分変換部１１によって分離（変換）された断層ボリュームデータの各原色成分のボリュームデータに、断層不透明度を用いてボリュームレンダリングを行い、三次元断層画像を構成する三次元断層画像構成部１３と、整相加算部６で生成されたＲＦ信号フレームデータを記憶するＲＦ信号フレームデータ記憶部８と、ＲＦ信号フレームデータ記憶部８に記憶された複数のＲＦ信号フレームデータに基づいて二次元弾性画像を構成する弾性画像構成部９と、二次元弾性画像の取得位置に基づいて、弾性画像構成部９で構成される二次元弾性画像に三次元座標変換を行ない、弾性ボリュームデータを生成する弾性ボリュームデータ作成部１４と、弾性ボリュームデータを弾性値に対応するカラー画像表示用三原色成分に分離（変換）する弾性ボリューム原色成分変換部１５と、弾性ボリュームデータの弾性値に対応する弾性不透明度のテーブルを作成する弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６と、弾性ボリューム原色成分変換部１５によって分離（変換）された弾性ボリュームデータの各原色成分のボリュームデータに、弾性不透明度を用いてボリュームレンダリングを行い、三次元弾性画像を構成する三次元弾性画像構成部１７と、二次元断層画像と二次元弾性画像とを合成したり、三次元断層画像と三次元弾性画像とを合成したりする切替加算部１８と、切替加算部１８で合成された合成画像や二次元画像（二次元断層画像及び二次元弾性画像）や三次元画像（三次元断層画像と三次元弾性画像）などを表示する画像表示部１９とを備える。

三次元断層画像構成部１３と、三次元弾性画像構成部１７と、切替加算部１８とは、三次元画像構成部１７０に含まれる。三次元画像構成部１７０は、ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングする場合に、弾性値に応じた所定の弾性不透明度及び所定の弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について陰影処理を無効として、三次元画像を構成する。

また、超音波診断装置２００は、各構成要素を制御する制御部２１と、制御部２１に各種入力を行なう操作部２０を備える。操作部２０は、キーボードやトラックボールなどを備える。

断層画像構成部７は、制御部２１における設定条件に基づいて、整相加算部６から出力されるＲＦ信号フレームデータを入力して、ゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、及びフィルタ処理などの信号処理を行ない、二次元断層画像を構成する。

超音波探触子２は、超音波を送受信するとともに送受信方向の偏角（θ，φ）を計測することができる。断層ボリュームデータ作成部１０は、二次元断層画像の取得位置に相当する送受信方向の偏角（θ，φ）に基づいて、複数の二次元断層画像に三次元変換を行ない、断層ボリュームデータを生成（作成）する。

断層ボリューム原色成分変換部１１は、断層ボリュームデータを複数の原色成分に変換する。断層ボリューム原色成分変換部１１は、断層ボリュームデータを輝度値に対応するカラー画像表示用三原色成分に分離（変換）し、各原色成分のボリュームデータを出力する。カラー画像表示用三原色成分は、色相を決定するＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色であることが好ましいが、断層ボリューム原色成分変換部１１は、これらの成分に限らず他の原色成分に分離（変換）してもよい。

本実施の形態では、ＲＧＢの三原色に分離（変換）する例を説明する。断層画像は一般的に白黒で表示され、輝度の最も高い部分が白色、輝度の最も低い部分が黒色となるように輝度に応じた色相が割り当てられる。例えば、白色はＲＧＢ三原色ではＲ＝２５５，Ｇ＝２５５，Ｂ＝２５５と表される。したがって、輝度の最も高いボクセルは、Ｒ＝２５５，Ｇ＝２５５，Ｂ＝２５５と３つの成分に分離（変換）されることができる。このように、断層ボリューム原色成分変換部１１は、断層ボリュームデータの各ボクセルを、輝度に応じた色相をＲＧＢの３つの成分に分離（変換）し、Ｒ成分を断層第１成分ボリュームデータとして、Ｇ成分を断層第２成分ボリュームデータとして、Ｂ成分を断層第３成分ボリュームデータとして作成する。

図２は、輝度値に応じた断層不透明度を示した図である。三次元断層画像構成部１３は、輝度値に応じた断層不透明度を用いてボリュームレンダリングを行う。断層不透明度テーブル作成部（断層不透明度設定部）１２は、輝度値に断層不透明度を関連付けることにより輝度値に応じた断層不透明度を設定する。

図２に示すように、断層不透明度テーブル作成部（断層不透明度設定部）１２は、横軸を断層ボリュームデータの輝度値とし、縦軸を不透明度とする断層不透明度テーブル２２を作成する。三次元断層画像構成部１３は、断層不透明度テーブル２２で設定された不透明度を断層不透明度として用いる。

図３は、三次元断層画像構成部１３の一例を示した図である。図３に示すように、三次元断層画像構成部１３は、断層第１成分ボリュームレンダリング部３０、断層第２成分ボリュームレンダリング部３１、及び断層第３成分ボリュームレンダリング部３２を備える。断層第１成分ボリュームレンダリング部３０は、断層第１成分ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングする。断層第２成分ボリュームレンダリング部３１は、断層第２成分ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングする。断層第３成分ボリュームレンダリング部３２は、断層第３成分ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングする。

陰影処理を施したボリュームレンダリングは、式（１）〜（３）を用いて行われる。各成分（例えば、ＲＧＢ成分）のボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングした結果を結合（合成）することにより、三次元断層画像構成部１３は三次元断層画像を作成する。

Cout(ｉ)＝Cout(ｉ−１)＋（１−Aout(ｉ−１)）・A(ｉ)・C(ｉ)・S(ｉ)
・・・・・（１）
Aout(ｉ)＝Aout(ｉ−１)＋（１−Aout(ｉ−１)）・A(ｉ)
・・・・・（２）
A(ｉ)＝Opacity[Ｉ(ｉ)] ・・・・・（３）

C(ｉ)は、作成される二次元投影面（三次元断層画像）上の所定の点から三次元断層画像を見た場合の視線上“ｉ”番目に存在するボクセルの成分値である。本実施の形態では、C(ｉ)は、ボクセルの各原色成分の値（例えば、ＲＧＢの各原色成分値）である。Cout(ｉ)は、出力されるピクセル値である。例えば、視線上にＮ個のボクセルが並んだとき、Cout(Ｎ−１)は、“C(ｉ＝０)”から“C(ｉ＝Ｎ−１)”までを積算した原色成分値である。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、“ｉ−１”番目まで積算された成分値（原色成分値）を示す。

Ｉ(ｉ)は、作成される二次元投影面（三次元断層画像）上の所定の点から三次元断層画像を見た場合の視線上“ｉ”番目に存在するボクセルの輝度値である。A(ｉ)は、視線上“ｉ”番目に存在する輝度値Ｉ(ｉ)に応じた不透明度（断層不透明度）であり、図２に示すように、“０”から“１．０”までの値をとる断層不透明度テーブル２２により設定されている。断層不透明度は、出力する二次元投影面（三次元断層画像）上への寄与率を決定する。Aout(ｉ−１)は、ボクセルを通過するたびに積算される不透明度（断層不透明度）であり、“ｉ−１”番目までの不透明度（断層不透明度）の積算値である。

S(ｉ)は、輝度値Ｉ(ｉ)とその周辺の輝度値から算出された勾配により決定される陰影処理のための陰影重み成分である。例えば、光源からの光線方向とボクセル“ｉ”を中心とする面の法線方向とが一致する場合、光線が最も強く反射するため、陰影重み成分“S(ｉ)＝１．０”が与えられ、光源方向と法線方向とが直交する場合、光線が最も弱く反射するため、陰影重み成分“S(ｉ)＝０．０”が与えられ、陰影重み成分S(ｉ)は陰影効果を示す。

Cout(ｉ)及びAout(ｉ)は、ともに“０”を初期値としている。式（２）に示すように、Aout(ｉ)は、ボクセルを通過するたびに積算され“１．０”に収束する。よって、式（１）に示すように、“ｉ−１”番目までの不透明度の積算値が“１．０”になった場合（Aout(ｉ−１)≒１．０）、“ｉ”番目以降の成分値C(ｉ)は出力画像に反映されない。

このように、三次元断層画像構成部１３は、複数の原色成分の少なくとも１つに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元断層画像を構成する。

弾性画像構成部９は、ＲＦ信号フレームデータ記憶部８に記憶された複数のＲＦ信号フレームデータから変位を計測する。そして、弾性画像構成部９は、計測した変位に基づいて弾性値を演算し、二次元弾性画像を構成する。弾性値は、歪み、弾性率、変位、粘性、及び歪み比などの弾性情報の少なくとも１つである。

弾性ボリュームデータ作成部１４は、二次元弾性画像の取得位置に相当する送受信方向の偏角（θ，φ）に基づいて、複数の二次元弾性画像に三次元変換を行ない、弾性ボリュームデータを生成（作成）する。

弾性ボリューム原色成分変換部１５は、弾性ボリュームデータを複数の原色成分に変換する。弾性ボリューム原色成分変換部１５は、弾性ボリュームデータを弾性値に対応するカラー画像表示用三原色成分に分離（変換）し、各原色成分のボリュームデータを出力する。図４は、弾性値に応じた色相バーの一例を示した図である。図４に示すように、色相バー４０に基づいて、弾性値に応じた青色、緑色、及び赤色の色相が割り当てられることにより、画像表示部１９は弾性画像を表示する。例えば、硬い部位（弾性値が小さい部位）には青色の色相が割り当てられ、軟らかい部位（弾性値が大きい部位）には赤色の色相が割り当てられる。図４の例では、離散的に色相が割り当てられるが、硬い側（弾性値が小さい側）から軟らかい側（弾性値が大きい側）へ、青色から赤色までのグラデーションにより色相が割り当てられてもよい。例えば、硬い側（弾性値が小さい側）から軟らかい側（弾性値が大きい側）へ、青色、水色、緑色、黄色、赤色と連続的にグラデーションを伴って変化するように色相が割り当てられてもよい。

弾性ボリューム原色成分変換部１５は、弾性ボリュームデータの各ボクセルを、弾性値に応じて割り当てられた色相をＲＧＢの３つの成分に分離（変換）し、Ｒ成分を弾性第１成分ボリュームデータとして、Ｇ成分を弾性第２成分ボリュームデータとして、Ｂ成分を弾性第３成分ボリュームデータとして作成する。

図５は、弾性値に応じた弾性不透明度を示した図である。三次元弾性画像構成部１７は、弾性値に応じた弾性不透明度を用いてボリュームレンダリングを行う。弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、弾性値に弾性不透明度を関連付けることにより弾性値に応じた弾性不透明度を設定する。

図５に示すように、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、横軸を弾性ボリュームデータの弾性値とし、縦軸を不透明度とする弾性不透明度テーブル５０を作成する。三次元弾性画像構成部１７は、弾性不透明度テーブル５０で設定された不透明度を弾性不透明度として用いる。図５に示すように、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、関心部位となる可能性が高い硬い部位（例えば、弾性値が所定の基準値より小さい部位）と軟らかい部位（例えば、弾性値が所定の基準値より大きい部位）に大きい弾性不透明度を設定し、関心部位となる可能性が低い中間硬さの部位に小さい弾性不透明度を設定する。ただし、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、目的（例えば、関心部位の硬さ）に応じて、硬い部位又は軟らかい部位に小さい弾性不透明度を設定してもよい。つまり、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、関心部位の弾性値に関連付けられた弾性不透明度よりも小さい弾性不透明度を、関心部位以外の部位（例えば、中間硬さの部位）に関連付けてもよい。

小さい弾性不透明度の値は、ボリュームレンダリングの際の視線方向のボクセル数に依存するが、一般的に“０．１”未満の値に設定されると、関心部位以外の部位が半透明な三次元弾性画像として構成される。ただし、関心部位以外の部位が半透明な三次元弾性画像により構成されれば、弾性不透明度の値は“０．１”以上であってもよい。大きな弾性不透明度の値は、ボリュームレンダリングの際の視線方向のボクセル数に依存するが、一般的に“０．５”以上の値に設定されると、関心部位が不透明な三次元弾性画像として構成される。ただし、関心部位が不透明な三次元弾性画像により構成されれば、弾性不透明度の値は“０．５”未満であってもよい。

図６は、三次元弾性画像構成部１７の一例を示した図である。図６に示すように、三次元弾性画像構成部１７は、弾性第１成分ボリュームレンダリング部６０、弾性第２成分ボリュームレンダリング部６１、及び弾性第３成分ボリュームレンダリング部６２を備える。弾性第１成分ボリュームレンダリング部６０は、弾性第１成分ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングする。弾性第２成分ボリュームレンダリング部６１は、弾性第２成分ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングする。弾性第３成分ボリュームレンダリング部６２は、弾性第３成分ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングする。

陰影処理を施したボリュームレンダリングは、式（４）〜（６）を用いて行われる。各成分（例えば、ＲＧＢ成分）のボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングした結果を結合（合成）することにより、三次元弾性画像構成部１７は三次元弾性画像を作成する。

Cout(ｉ)＝Cout(ｉ−１)＋（1−Aout(ｉ−１)）・A(ｉ)・C(ｉ)・S(ｉ)
・・・・・（４）
Aout(ｉ)＝Aout(ｉ−１)＋（1−Aout(ｉ−１)）・A(ｉ)
・・・・・（５）
A(ｉ)＝Opacity[Ｅ(ｉ)] ・・・・・（６）

C(ｉ)は、作成される二次元投影面（三次元弾性画像）上の所定の点から三次元弾性画像を見た場合の視線上“ｉ”番目に存在するボクセルの成分値である。本実施の形態では、C(ｉ)は、ボクセルの各原色成分の値（例えば、ＲＧＢの各原色成分値）である。Cout(ｉ)は、出力されるピクセル値である。例えば、視線上にＮ個のボクセルが並んだとき、Cout(Ｎ−１)は、“C(ｉ＝０)”から“C(ｉ＝Ｎ−１)”までを積算した原色成分値である。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、“ｉ−１”番目まで積算された成分値（原色成分値）を示す。

Ｅ(ｉ)は、作成される二次元投影面（三次元弾性画像）上の所定の点から三次元弾性画像を見た場合の視線上“ｉ”番目に存在する弾性値である。A(ｉ)は、視線上“ｉ”番目に存在する弾性値Ｅ(ｉ)に応じた不透明度（弾性不透明度）であり、図５に示すように、“０”から“１．０”までの値をとる弾性不透明度テーブル５０により設定されている。弾性不透明度は、出力する二次元投影面（三次元弾性画像）上への寄与率を決定する。Aout(ｉ−１)は、ボクセルを通過するたびに積算される不透明度（弾性不透明度）であり、“ｉ−１”番目までの不透明度（弾性不透明度）の積算値である。

S(ｉ)は、弾性値Ｅ(ｉ)とその周辺の弾性値から算出された勾配により決定される陰影処理のための陰影重み成分である。例えば、光源からの光線方向とボクセル“ｉ”を中心とする面の法線方向とが一致する場合、光線が最も強く反射するため、陰影重み成分“S(ｉ)＝１．０”が与えられ、光源方向と法線方向とが直交する場合、光線が最も弱く反射するため、陰影重み成分“S(ｉ)＝０．０”が与えられ、陰影重み成分S(ｉ)は陰影効果を示す。

Cout(ｉ)及びAout(ｉ)は、ともに“０”を初期値としている。式（５）に示すように、Aout(ｉ)は、ボクセルを通過するたびに積算され“１．０”に収束する。よって、式（４）に示すように、“ｉ−１”番目までの不透明度の積算値が“１．０”になった場合（Aout(ｉ−１)≒１．０）、“ｉ”番目以降の成分値C(ｉ)は出力画像に反映されない。

このように、三次元弾性画像構成部１７は、複数の原色成分の少なくとも１つに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成する。本実施の形態では、弾性ボリューム原色成分変換部１５は、弾性ボリュームデータをカラー画像表示用三原色成分に分離（変換）し、それぞれに陰影処理を施してボリュームレンダリングを行い、それぞれの原色成分を結合（合成）することにより、色相の情報を保持したまま三次元弾性画像を得ることができる。

例えば、青色に相当するボクセルの原色成分値“C(ｉ)”がＲ＝５０，Ｇ＝５０，Ｂ＝２５５であり、式（４）の“（1−Aout(ｉ−１)）・A(ｉ)・S(ｉ)”の値が“０．５”である場合、式（４）で“Cout(ｉ−１)”に加算される値“（1−Aout(ｉ−１)）・A(ｉ)・C(ｉ)・S(ｉ)”が原色成分ごとにＲ＝２５，Ｇ＝２５，Ｂ＝１２７となる。この場合、Ｒ＝２５，Ｇ＝２５，Ｂ＝１２７で表される色は、色相は青系統のままであるが、明度が落ちて青黒い色となる。このように、陰影処理を施してボリュームレンダリングされた三次元弾性画像は、色相を維持したまま弾性不透明度“A(ｉ)”や陰影処理のための陰影重み成分“S(ｉ)”の寄与が大きい部位は明度が落ちた立体的な画像が得られる。

図７は、陰影処理を施してボリュームレンダリングされた三次元弾性画像の一例を示した図である。図７に示すように、三次元弾性画像７０は、中間硬さのボリューム（関心部位以外の部位）の中に硬いボリューム（関心部位）を有する。中間硬さのボリュームは三次元弾性画像７１で表示され、硬いボリュームは三次元弾性画像７２で表示される。図５の弾性不透明度テーブル５０では、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、関心部位（硬いボリューム）の弾性値に設定された弾性不透明度よりも小さい弾性不透明度を関心部位以外の部位（中間硬さのボリューム）に設定するので、中間硬さのボリュームに相当する三次元弾性画像７１は半透明となり、硬いボリュームに相当する三次元弾性画像７２が半透明の三次元弾性画像７１の内部に存在することを確認できるような三次元弾性画像７０が構成される。

しかし、不透明度を小さく設定することにより関心部位以外の部位（三次元弾性画像７１）を半透明に表示しても、半透明の部位（関心部位以外の部位）にも陰影処理が行われ、三次元弾性画像７０の見た目が悪くなる可能性がある。例えば、中間硬さのボリュームに相当する三次元弾性画像７１にも陰影処理の陰影重み成分が寄与しているため、暗い緑色がまだらに描出された見た目の悪い三次元弾性画像７１が表示される。また、半透明の部位（関心部位以外の部位）にも陰影処理が行われるため、陰影により関心部位以外の部位が暗くなり、関心部位が鮮明に表示されなくなる。

そこで、本実施の形態の超音波診断装置２００は、弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成する三次元弾性画像構成部１７を備え、三次元弾性画像構成部１７は、弾性値に応じた所定の弾性不透明度及び所定の弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について陰影処理を無効とする。

本実施の形態では、図６の弾性第１成分ボリュームレンダリング部６０、弾性第２成分ボリュームレンダリング部６１、及び弾性第３成分ボリュームレンダリング部６２が、所定の閾値（基準値）より小さい弾性不透明度が設定されたボクセルに、陰影重み成分S(ｉ)を“１．０”とする陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、陰影処理を無効とする。陰影重み成分S(ｉ)を“１．０”とすることにより、光線が最も強く反射する場合と同様の効果を得られ、陰影処理を無効とすることができる。

弾性不透明度に関する任意の閾値（基準値）Athが予め設定され、式（４）において、三次元弾性画像構成部１７が閾値（基準値）Athに基づいてボリュームレンダリングを行い、陰影処理を無効とする。例えば、“A(ｉ)≦Ath”ならば“S(ｉ)＝１．０”に陰影重み成分S(ｉ)を変更し、陰影処理を無効とする。一方、“A(ｉ)＞Ath”ならば“S(ｉ)＝S(ｉ)”として陰影重み成分S(ｉ)を変更せず、陰影処理を有効とする。

図８は、弾性不透明度に関する任意の閾値（基準値）を示した図である。図８に示すように、図５の弾性不透明度テーブル５０に、閾値（基準値）Athが予め設定され、ライン８０として示される。閾値（基準値）Athは、関心部位以外の部位（例えば、中間硬さの弾性値範囲８１）に関連付けられる弾性不透明度よりも大きく設定される。閾値（基準値）Athを設定することで、閾値（基準値）Ath以下の弾性不透明度を割り当てられた関心部位以外の部位（弾性値範囲８１）に含まれるボクセルでは“A(ｉ)≦Ath”であるので、“S(ｉ)＝１．０”に陰影重み成分S(ｉ)が変更され、陰影処理を無効としてボリュームレンダリングが行われる。よって、半透明の部位に対して陰影処理の効果が無効となる。このように、三次元弾性画像構成部１７は、弾性不透明度が予め設定された基準値よりも小さい場合に、陰影処理を無効とする。三次元弾性画像構成部１７は、弾性値に応じた所定の弾性不透明度及び所定の弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について陰影処理を無効とする。

図９は、三次元弾性画像構成部１７により陰影処理を無効とされた三次元弾性画像の一例を示した図である。図９に示すように、三次元弾性画像９０は、中間硬さのボリューム（関心部位以外の部位）の中に硬いボリューム（関心部位）を有する。三次元弾性画像９０では、中間硬さのボリュームは三次元弾性画像９１で表示され、硬いボリュームは三次元弾性画像９２で表示される。

図５及び図８の弾性不透明度テーブル５０では、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、関心部位（硬いボリューム）の弾性値に設定された弾性不透明度よりも小さい弾性不透明度を関心部位以外の部位（中間硬さのボリューム）に設定するので、中間硬さのボリュームに相当する三次元弾性画像９１は半透明となり、硬いボリュームに相当する三次元弾性画像９２が半透明の三次元弾性画像９１の内部に存在することを確認できるような三次元弾性画像９０が構成される。

三次元弾性画像９０では、図７の三次元弾性画像７０と異なり、中間硬さのボリュームに相当する三次元弾性画像９１について陰影処理を無効とされる。図９では、中間硬さのボリュームに相当する三次元弾性画像９１に、図８の閾値（基準値）Ath以下の弾性不透明度が割り当てられており、弾性不透明度が予め設定された基準値よりも小さいので、三次元弾性画像構成部１７は、関心部位以外の部位（三次元弾性画像９１）について陰影処理を無効とする。

関心部位の弾性値に関連付けられた弾性不透明度よりも小さい弾性不透明度を関心部位以外の部位に関連付け、関心部位以外の部位の不透明度を関心部位の不透明度よりも小さく設定することにより、関心部位以外の部位（三次元弾性画像９１）を半透明に表示するとともに、関心部位以外の部位（三次元弾性画像９１）について陰影処理の効果を無効とすることで、均一な見た目のよい中間硬さの関心部位以外の部位（三次元弾性画像９１）が描出される。

一方、硬い部位（関心部位）に相当する三次元弾性画像９２に、図８の閾値（基準値）Ath超の弾性不透明度が割り当てられており、弾性不透明度が予め設定された基準値よりも大きいので、三次元弾性画像構成部１７は、関心部位（三次元弾性画像９２）について陰影処理を有効とする。

関心部位の弾性値に関連付けられた弾性不透明度よりも小さい弾性不透明度を関心部位以外の部位に関連付け、関心部位の不透明度を関心部位以外の部位の不透明度よりも大きく設定することにより、関心部位（三次元弾性画像９２）について陰影処理の効果は有効とすることで、立体的な硬い三次元弾性画像９２が陰影処理されて描出される。

このように、本実施の形態の超音波診断装置２００は、前記弾性ボリュームデータを複数の原色成分に変換する弾性ボリューム原色成分変換部１５を備え、前記三次元弾性画像構成部１７は、前記複数の原色成分の少なくとも１つに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成し、前記弾性値に応じた所定の弾性不透明度及び所定の前記弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について、前記複数の原色成分の少なくとも１つの前記陰影処理を無効とする。

以上、本実施の形態によれば、弾性不透明度が大きい関心部位については、陰影処理を有効にした立体的な三次元弾性画像を構成し、弾性不透明度が小さい関心部位以外の部位については、陰影処理を無効にした見た目のよい半透明な三次元弾性画像を構成することができる。この結果、注目しやすい三次元弾性画像として関心部位が構成可能となる。

なお、本実施の形態では、弾性ボリューム原色成分変換部１５が弾性ボリュームデータを弾性値に対応するカラー画像表示用三原色成分に分離（変換）するが、他の方法を用いてもよい。例えば、三次元弾性画像構成部１７は、弾性値に基づいて、硬い弾性値を持つボリュームデータ（関心部位に相当する弾性値成分）、中間硬さの弾性値を持つボリュームデータ（関心部位以外の部位に相当する弾性値成分）、及び軟らかい弾性値を持つボリュームデータ（関心部位に相当する弾性値成分）に弾性ボリュームデータを分離（変換）し、それぞれのボリュームデータをボリュームレンダリングする場合に、硬い弾性値を持つボリュームデータ及び軟らかい弾性値を持つボリュームデータ（関心部位に相当する弾性値成分）より小さい不透明度を、中間硬さの部位（関心部位以外の部位に相当する弾性値成分）の弾性値を持つボリュームデータに設定して、本実施の形態を適用することで、上記の効果と同様の効果を得ることができる。

つまり、超音波診断装置２００は、超音波探触子２を介して被検体１に超音波を送信する送信部３と、前記被検体１からの反射エコー信号を受信する受信部４と、前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成する三次元弾性画像構成部１７と、前記三次元弾性画像を表示する画像表示部とを備え、前記三次元弾性画像構成部１７は、前記弾性値に基づいて前記弾性ボリュームデータを複数の弾性値成分に分離（変換）し、前記複数の弾性値成分に陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元合成画像を構成し、前記複数の弾性値成分のうち少なくとも１つの前記陰影処理を無効とする。

また、本実施の形態では、式(４)において、“S(ｉ)＝１．０”とすることで陰影処理を無効にするが、陰影処理を無効にする効果が実質的に実現でき、見た目のよい三次元画像が構成されれば、S(ｉ)は“１．０”未満の比較的大きな値に設定されてもよい。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。主に、第１の実施の形態と異なる部分について説明し、その他の部分は第１の実施の形態と同様である。図１０は、本実施の形態の超音波診断装置の一例を示す図である。図１０に示すように、ボリュームデータ合成部１５０と、三次元合成画像構成部１０３とが、三次元画像構成部１７０に含まれる。三次元画像構成部１７０は、ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングする場合に、弾性値に応じた所定の弾性不透明度及び所定の弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について陰影処理を無効として、三次元画像を構成する。

本実施の形態の超音波診断装置２０１の特徴は、超音波探触子２を介して被検体１に超音波を送信する送信部３と、前記被検体１からの反射エコー信号を受信する受信部４と、前記反射エコー信号に基づく前記被検体１の断層画像を含む断層ボリュームデータを作成する断層ボリュームデータ作成部１０と、前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータを作成する弾性ボリュームデータ作成部１４と、前記断層ボリュームデータと前記弾性ボリュームデータを合成して、合成ボリュームデータを作成するボリュームデータ合成部１５０と、前記合成ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元合成画像を構成する三次元合成画像構成部１０３と、前記三次元合成画像を表示する画像表示部１９とを備え、前記三次元合成画像構成部１０３は、前記断層ボリュームデータの輝度に応じた所定の断層不透明度、前記弾性値に応じた所定の弾性不透明度、及び所定の前記弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について前記陰影処理を無効とする。

また、本実施の形態の超音波診断装置２０１の他の特徴は、前記断層ボリュームデータを複数の原色成分に変換する断層ボリューム原色成分変換部１１と、前記弾性ボリュームデータを複数の原色成分に変換する弾性ボリューム原色成分変換部１５とを備え、前記ボリュームデータ合成部１５０は、前記複数の原色成分に応じて前記断層ボリュームデータと前記弾性ボリュームデータを合成して、前記複数の原色成分に応じた複数の前記合成ボリュームデータを作成し、前記三次元合成画像構成部１０３は、前記複数の合成ボリュームデータの少なくとも１つに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元合成画像を構成し、前記弾性値に応じた所定の弾性不透明度及び所定の前記弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について、前記複数の合成ボリュームデータの少なくとも１つの前記陰影処理を無効とする。

断層ボリューム原色成分変換部１１は、断層ボリュームデータを輝度値に対応するカラー画像表示用三原色成分に分離（変換）し、弾性ボリューム原色成分変換部１５は、弾性ボリュームデータを弾性値に対応するカラー画像表示用三原色成分に分離（変換）する。断層ボリューム原色成分変換部１１及び弾性ボリューム原色成分変換部１５により断層ボリュームデータと弾性ボリュームデータがカラー画像表示用三原色成分に分離（変換）された後、三次元画像構成部１７０が、成分（例えば、ＲＧＢ成分）ごとに断層ボリュームデータと弾性ボリュームデータを合成し、合成された各成分のボリュームデータに弾性不透明度を用いてボリュームレンダリングする。

図１０では、断層ボリュームデータ作成部１０及び弾性ボリュームデータ作成部１４（三次元画像構成部１７０）の前段は、第１の実施の形態と同様であるので、省略している。また、三次元合成画像構成部１０３（三次元画像構成部１７０）の後段も、第１の実施の形態と同様であるので、省略している。

本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、断層ボリューム原色成分変換部１１及び弾性ボリューム原色成分変換部１５がＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色に分離（変換）する例を説明する。もちろん、断層ボリューム原色成分変換部１１及び弾性ボリューム原色成分変換部１５は、これらの成分に限らず他の原色成分に分離（変換）してもよい。

ボリュームデータ合成部１５０は、第１成分合成部１００、第２成分合成部１０１、及び第３成分合成部１０２を備える。第１成分合成部１００、第２成分合成部１０１、及び第３成分合成部１０２は、カラー画像表示用三原色成分（例えば、ＲＧＢ成分）ごとに断層ボリュームデータと弾性ボリュームデータを合成する。

例えば、三次元合成画像構成部１０３は、断層ボリュームデータから分離（変換）されたＲ成分ボリュームデータと、弾性ボリュームデータから分離（変換）したＲ成分ボリュームデータとを、第１成分合成部１００で合成する。

断層ボリュームデータから分離されたＲ成分ボリュームデータを断層ボリュームデータＲ１とし、弾性ボリュームデータから分離したＲ成分ボリュームデータを弾性ボリュームデータＲ２とし、断層ボリュームデータＲ１と弾性ボリュームデータＲ２を合成したＲ成分ボリュームデータを合成ボリュームデータＲ３とすると、第１成分合成部１００は下記の式（７）を用いて合成を行う。

Ｒ３＝（1−α）×Ｒ１＋α×Ｒ２ ・・・・・（７）

αは、“０〜１．０”の合成重み係数であり、操作部２０から設定される。

Ｒ成分と同様に、第２成分合成部１０１が断層ボリュームデータＧ１と弾性ボリュームデータＧ２を合成して合成ボリュームデータＧ３を作成し、第３成分合成部１０２が断層ボリュームデータＢ１と弾性ボリュームデータＢ２を合成して合成ボリュームデータＢ３を作成する。

三次元合成画像構成部１０３は、合成第１成分ボリュームレンダリング部１０４、合成第２成分ボリュームレンダリング部１０５、及び合成第３成分ボリュームレンダリング部１０６を備える。

合成第１成分ボリュームレンダリング部１０４は、合成ボリュームデータＲ３に対してボリュームレンダリングを行う。合成第２成分ボリュームレンダリング部１０５は、合成ボリュームデータＧ３に対してボリュームレンダリングを行う。合成第３成分ボリュームレンダリング部１０６は、合成ボリュームデータＢ３に対してボリュームレンダリングを行う。

本実施の形態では、三次元合成画像構成部１０３は、上記の式（４）〜（６）に従ってボリュームレンダリングを行い、不透明度として弾性不透明度を用いる。また、三次元合成画像構成部１０３は、式（４）におけるS（ｉ）として、断層ボリュームデータの輝度に応じた所定の陰影重み成分を用いてもよいし、弾性ボリュームデータの弾性値に応じた陰影重み成分を用いてもよい。

本実施の形態でも、図５及び図８に示すように、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６が弾性不透明度テーブル５０を作成し、閾値（基準値）Athがライン８０として設定される。また、第１の実施の形態と同様に、閾値（基準値）Athは、関心部位以外の部位（例えば、中間硬さの弾性値範囲８１）に関連付けられる弾性不透明度よりも大きく設定され、閾値（基準値）Ath以下の弾性不透明度を割り当てられた関心部位以外の部位（弾性値範囲８１）に含まれるボクセルでは“A(ｉ)≦Ath”であるので、“S(ｉ)＝１．０”に陰影重み成分S(ｉ)が変更され、陰影処理を無効としてボリュームレンダリングが行われる。

図１１は、三次元合成画像構成部１０３により陰影処理を無効とされた三次元合成画像の一例を示した図である。図１１に示すように、三次元合成画像１１０は、中間硬さのボリューム（関心部位以外の部位）の中に硬いボリューム（関心部位）を有する。三次元合成画像１１０では、中間硬さのボリュームは三次元合成画像１１１で表示され、硬いボリュームは三次元合成画像１１２で表示される。

第１の実施の形態と異なり、断層ボリュームデータと弾性ボリュームデータとを合成しているので、三次元合成画像１１０には断層画像の情報が弾性画像の情報に加味されている。断層画像は主に生体の組織情報を反映しているので、三次元合成画像１１０は、組織情報と弾性情報とを反映しており、組織状態と弾性状態とを同時に確認することができる。

例えば、腫瘍は主に低エコーとなるので、断層画像では黒色で描出されることが多い。また、腫瘍は周辺組織に比べ硬くなる場合が多いので、弾性画像では青色で描出されることが多い。したがって、腫瘍部位（関心部位）を三次元合成画像として構成すると、断層画像の黒色と弾性画像の青色が合成された暗い青色の立体的な合成画像が構成される。脂肪などの正常組織は断層画像では主に灰色から白色で描出されることが多い。また、脂肪などの正常組織は中間硬さを有する場合が多いので、弾性画像では主に緑色で描出されることが多い。したがって、脂肪などの正常組織（関心部位以外の部位）を三次元合成画像として構成すると、断層画像の灰色や白色と弾性画像の緑色が合成された明るい緑色の立体的な合成画像が構成される。このように、色相によって、組織状態と弾性状態とを同時に確認することができる。

本実施の形態によれば、中間硬さを持つ正常組織（関心部位以外の部位）は、中間硬さの三次元合成画像１１１として描出される。図５及び図８に示すように、中間硬さを持つ正常組織（関心部位以外の部位）には小さい弾性不透明度が設定されているので、中間硬さの三次元合成画像１１１は半透明となり、中間硬さの三次元合成画像１１１の内部に存在する硬い三次元合成画像１１２（関心部位）を確認することができる。また、図８に示すように、中間硬さの部位に対する弾性不透明度は閾値（基準値）Athよりも小さいので、陰影処理の効果が無効となり、均一な見た目のよい中間硬さの三次元合成画像１１１を構成することができる。さらに、腫瘍などの異常組織と疑われる硬い部位（関心部位）は硬い三次元合成画像１１２として構成することができる。硬い三次元合成画像１１２に対する弾性不透明度は閾値（基準値）Athよりも大きいので、陰影処理の効果が有効となり、組織状態と弾性状態を反映した立体的な硬い三次元合成画像１１２を構成することができる。

以上、本実施の形態によれば、断層ボリュームデータと弾性ボリュームデータを合成することで、弾性不透明度の大きい関心部位については陰影処理を有効にして組織情報と弾性情報を一目して確認できる立体的な三次元合成画像を構成し、弾性不透明度の小さい関心部位以外の部位については陰影処理の効果を無効にして見た目のよい半透明な三次元合成画像を構成することができる。この結果、関心部位の組織状態と弾性状態によって、注目しやすい三次元合成画像として関心部位が構成可能となる。

以上、本発明にかかる実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

例えば、操作部２０が閾値（基準値）Athを調整してもよい。図１２は、画像表示部１９の表示例を示した図である。画像表示部１９の画面１２０には、図８の弾性不透明度テーブル５０と図９の三次元弾性画像９０とが表示されている。また、弾性不透明度閾値設定部１２１が表示されている。弾性不透明度閾値設定部１２１は、操作部２０に相当する数値設定部やスライドバーによって、閾値（基準値）Athを調整（設定）する。図１２では、“閾値（基準値）Ath＝０．２”が設定されている。このように、操作部２０が閾値（基準値）Athを調整することにより、陰影処理を無効とする部位（関心部位以外の部位）を調整することができる。

また、閾値（基準値）Athは、弾性値に応じた弾性不透明度の最小値に基づいて設定されてもよい。図１３は、弾性不透明度テーブル５０において、弾性不透明度の最小値に基づいて設定された閾値（基準値）Athを示した図である。図１３に示すように、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６により作成された弾性不透明度テーブル５０には、閾値（基準値）Athに相当するライン８０が示されている。弾性不透明度テーブル５０において、弾性不透明度の最小値は“Amin”である。

弾性値に応じた弾性不透明度の最小値に基づいて閾値（基準値）Athが設定される場合、弾性不透明度の最小値Aminに、任意の値Aoffsetを加算した値を閾値（基準値）Athとしてもよい。この場合、閾値（基準値）Athは下記の式（８）で表される。なお、Aoffsetは任意の定数である。

Ath＝Amin＋Aoffset ・・・・・（８）

また、弾性値に応じた弾性不透明度の最小値に基づいて閾値（基準値）Athが設定される場合、弾性不透明度の最小値Aminに、任意の重み成分を乗算した値を閾値（基準値）Athとしてもよい。この場合、閾値（基準値）Athは下記の式（９）で表される。なお、“１”より大きな任意の定数である。

Ath＝Amin・Acoeff ・・・・・（９）

この結果、弾性不透明度に対する閾値（基準値）Athが自動的に設定され、使用者が閾値（基準値）Athを手動で設定する必要がなくなり、閾値（基準値）Athの設定が簡便になる。なお、不透明度“０”は完全な透明領域を表すとともに、ノイズの除去など特別な意図を持って用いられることもあるため、弾性不透明度“０”を除いた最小値を“Amin”としてもよい。

また、画像表示部１９は、前記陰影処理を無効とした前記三次元弾性画像及び前記陰影処理を有効とした前記三次元弾性画像の両方又は何れか一方を切り替えて表示してもよい。この場合、操作部２０が、弾性不透明度に関する閾値（基準値）Athよりも小さい弾性不透明度が設定される部位（関心部位以外の部位）について、操作部２０が陰影処理を無効にするか否かを設定する。そして、制御部２１が、前記陰影処理を無効とした前記三次元弾性画像及び前記陰影処理を有効とした前記三次元弾性画像の両方又は何れか一方を切り替える。図１４は、陰影処理を無効とした三次元弾性画像及び陰影処理を有効とした三次元弾性画像を切り替えて表示する例を示した図である。画像表示部１９の画面１３０には、陰影処理を無効とした三次元弾性画像９０が表示されている。画像表示部１９の画面１３２には、陰影処理を有効とした三次元弾性画像７０が表示されている。

また、画像１３０，１３２には、陰影制御部１３１が表示されている。陰影制御部１３１は、操作部２０に相当するボタンによって、弾性不透明度が小さい部位（関心部位以外の部位）に対する陰影処理の有効／無効を設定することができる。図１４（ａ）は、弾性不透明度が小さい部位（関心部位以外の部位）に対する陰影処理を、陰影制御部１３１がオフ（つまり、無効）にしている状態を示している。図１４（ｂ）は、弾性不透明度が小さい部位（関心部位以外の部位）に対する陰影処理を、陰影制御部１３１がオン（つまり、有効）にしている状態を示している。使用者が、操作部２０を通して陰影制御部１３１により、陰影処理のオン／オフを切り替える。このように、陰影処理の有効／無効を自由に選択することができる。

また、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、関心部位の前記弾性値に関連付けられた前記弾性不透明度よりも小さい弾性不透明度を前記関心部位以外の部位に関連付け、三次元弾性画像構成部１７は、前記弾性値又は前記弾性不透明度に基づいて前記関心部位以外の部位について前記陰影処理を無効としてもよい。弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、弾性値に基づき定められる関心部位以外の部位について、ボリュームレンダリングに用いられる弾性不透明度を、関心部位の弾性不透明度よりも低く設定する。三次元弾性画像構成部１７は、関心部位以外の部位について、ボリュームレンダリングにおける陰影処理を無効とする。

図１５は、関心部位及び関心部位以外の部位の弾性不透明度を示した図である。図１５に示すように、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６により作成された弾性不透明度テーブル１４０に、関心部位が設定される。中間硬さの部位は診断対象となることが少ないので、関心部位以外の部位として設定される。したがって、弾性値“ａ”から弾性値“ｂ”までの弾性値範囲に属する中間硬さの部位が、関心部位以外の部位として弾性不透明度に関連付けられる。その他の弾性値範囲に属する硬い部位及び軟らかい部位が、関心部位として弾性不透明度に関連付けられる。そして、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、関心部位以外の部位である弾性値“ａ”から弾性値“ｂ”までの弾性値範囲に関連付けられた弾性不透明度を、その他の弾性値範囲に関連付けられた弾性不透明度よりも小さい値に設定する。関心部位及び関心部位以外の部位は、目的に応じて弾性不透明度に関連付けられる。

例えば、図６の弾性第１成分ボリュームレンダリング部６０、弾性第２成分ボリュームレンダリング部６１、弾性第３成分ボリュームレンダリング部６２が、式（４）〜（６）に従ってボリュームレンダリングを行い、不透明度として弾性不透明度を用いる。この場合、弾性第１成分ボリュームレンダリング部６０、弾性第２成分ボリュームレンダリング部６１、弾性第３成分ボリュームレンダリング部６２は、弾性値“ａ”から弾性値“ｂ”までの弾性値範囲に属する弾性値を持つボクセルについて、陰影重み成分を“１．０”として、陰影処理の効果を無効とする。

具体的には、ボリュームレンダリングの式（４）において、“ａ≦E(ｉ)≦ｂ”ならば“S（ｉ）＝１．０”に陰影重み成分S(ｉ)を変更し、陰影処理を無効とする。一方、“E（ｉ）＜ａ”又は“ｂ＜E（ｉ）”ならば“S（ｉ）＝S（ｉ）” として陰影重み成分S(ｉ)を変更せず、陰影処理を有効とする。このように、任意に設定された関心部位について弾性不透明度を大きくすることで、陰影処理を有効にした立体的な三次元弾性画像を構成し、関心部位以外の部位について弾性不透明度を小さくすることで、陰影処理を無効にした見た目のよい半透明な三次元弾性画像を構成することができる。この結果、注目しやすい三次元弾性画像として関心部位が構成可能となる。関心部位の陰影処理は有効となるので関心部位の弾性不透明度を自由に設定することが可能となる。例えば、図１５に示すように、弾性不透明度テーブル１４０では、関心部位である軟らかい部位（弾性値“ｂ”以上の弾性値範囲）の弾性不透明度が緩やかに増加しているので、関心部位において弾性不透明度が比較的小さく、関心部位以外の部位の弾性不透明度に近い値を有しているが、弾性値“ｂ”を設定することにより関心部位及び関心部位以外の部位を確実に区別することができる。

このように、三次元画像構成部１７０は、任意に設定された関心部位の前記弾性値（弾性値範囲）に基づいて、前記関心部位の前記弾性値よりも小さい又は大きい弾性値を有する部分について陰影処理を無効としてもよい。例えば、前記三次元弾性画像構成部１７は、関心部位の前記弾性値及び前記関心部位以外の前記弾性値のうち少なくとも１つに基づいて、前記関心部位以外の部位について前記陰影処理を無効とする。この場合、図１５に示すように、弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）１６は、関心部位の前記弾性値に関連付けられた前記弾性不透明度よりも小さい弾性不透明度を前記関心部位以外の部位に関連付けてもよい。弾性値に基づいて関心部位及び関心部位以外の部位を任意に設定するので、弾性不透明度によらずに、関心部位については、陰影処理を有効にした立体的な三次元弾性画像を構成し、関心部位以外の部位については、陰影処理を無効にした見た目のよい半透明な三次元弾性画像を構成することができる。また、この場合も、関心部位以外の部位に対する陰影処理の有効／無効を制御してもよい。

また、三次元断層画像構成部１３は、輝度値に応じた所定の断層不透明度及び所定の輝度値のうち少なくとも１つを有する部分について、複数の原色成分（例えば、ＲＧＢ成分）の少なくとも１つの陰影処理を無効としてもよい。

また、上記の実施の形態の超音波診断装置に関する超音波画像表示方法は、超音波探触子２を介して被検体１に超音波を送信し、前記被検体１からの反射エコー信号を受信し、前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成し、前記三次元弾性画像を表示する超音波画像表示方法であって、前記弾性値に応じた弾性不透明度を用いてボリュームレンダリングし、所定の前記弾性不透明度を有する部分について前記陰影処理を無効とする。

また、上記の実施の形態の超音波診断装置に関する超音波画像表示方法は、超音波探触子２を介して被検体１に超音波を送信し、前記被検体１からの反射エコー信号を受信し、前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成し、前記三次元弾性画像を表示する超音波画像表示方法であって、所定の前記弾性値を有する部分について前記陰影処理を無効とする。

また、上記の実施の形態の超音波診断装置に関する超音波画像表示方法は、超音波探触子２を介して被検体１に超音波を送信し、前記被検体１からの反射エコー信号を受信し、前記反射エコー信号に基づく前記被検体１の断層ボリュームデータを作成し、前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータを作成し、前記断層ボリュームデータと前記弾性ボリュームデータを合成して、合成ボリュームデータを作成し、前記合成ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元合成画像を構成し、前記三次元合成画像を表示する超音波画像表示方法であって、前記断層ボリュームデータの輝度に応じた所定の断層不透明度、前記弾性値に応じた所定の弾性不透明度、及び所定の前記弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について前記陰影処理を無効とする。

本発明に係る超音波診断装置は、弾性不透明度又は弾性値に基づいてボリュームレンダリングにおける陰影処理を無効にし、見た目のよい三次元画像を構成することができ、所定の部分の陰影処理を無効とする超音波診断装置及び超音波画像表示方法などとして有用である。

１ 被検体
２ 超音波探触子
３ 送信部
４ 受信部
５ 超音波送受信制御部
６ 整相加算部
７ 断層画像構成部
８ ＲＦ信号フレームデータ記憶部
９ 弾性画像構成部
１０ 断層ボリュームデータ作成部
１１ 断層ボリューム原色成分変換部
１２ 断層不透明度テーブル作成部（断層不透明度設定部）
１３ 三次元断層画像構成部
１４ 弾性ボリュームデータ作成部
１５ 弾性ボリューム原色成分変換部
１６ 弾性不透明度テーブル作成部（弾性不透明度設定部）
１７ 三次元弾性画像構成部
１８ 切替加算部
１９ 画像表示部
２０ 操作部
２１ 制御部
３０ 断層第１成分ボリュームレンダリング部
３１ 断層第２成分ボリュームレンダリング部
３２ 断層第３成分ボリュームレンダリング部
６０ 弾性第１成分ボリュームレンダリング部
６１ 弾性第２成分ボリュームレンダリング部
６２ 弾性第３成分ボリュームレンダリング部
１００ 第１成分合成部
１０１ 第２成分合成部
１０２ 第３成分合成部
１０３ 三次元合成画像構成部
１０４ 合成第１成分ボリュームレンダリング部
１０５ 合成第２成分ボリュームレンダリング部
１０６ 合成第３成分ボリュームレンダリング部
１５０ ボリュームデータ合成部
１７０ 三次元画像構成部

Claims (16)

1. 超音波探触子を介して被検体に超音波を送信する送信部と、
   前記被検体からの反射エコー信号を受信する受信部と、
   前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成する三次元弾性画像構成部と、
   前記三次元弾性画像を表示する画像表示部とを備え、
   前記三次元弾性画像構成部は、前記弾性値に応じた弾性不透明度を用いてボリュームレンダリングし、所定の前記弾性不透明度を有する部分について前記陰影処理を無効とすることを特徴とする超音波診断装置。
2. 超音波探触子を介して被検体に超音波を送信する送信部と、
   前記被検体からの反射エコー信号を受信する受信部と、
   前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成する三次元弾性画像構成部と、
   前記三次元弾性画像を表示する画像表示部とを備え、
   前記三次元弾性画像構成部は、所定の前記弾性値を有する部分について前記陰影処理を無効とすることを特徴とする超音波診断装置。
3. 超音波探触子を介して被検体に超音波を送信する送信部と、
   前記被検体からの反射エコー信号を受信する受信部と、
   前記反射エコー信号に基づく前記被検体の断層ボリュームデータを作成する断層ボリュームデータ作成部と、
   前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータを作成する弾性ボリュームデータ作成部と、
   前記断層ボリュームデータと前記弾性ボリュームデータを合成して、合成ボリュームデータを作成するボリュームデータ合成部と、
   前記合成ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元合成画像を構成する三次元合成画像構成部と、
   前記三次元合成画像を表示する画像表示部とを備え、
   前記三次元合成画像構成部は、前記断層ボリュームデータの輝度に応じた所定の断層不透明度、前記弾性値に応じた所定の弾性不透明度、及び所定の前記弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について前記陰影処理を無効とすることを特徴とする超音波診断装置。
4. 前記弾性ボリュームデータを複数の原色成分に変換する弾性ボリューム原色成分変換部を備え、
   前記三次元弾性画像構成部は、
   前記複数の原色成分の少なくとも１つに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成し、
   前記弾性値に応じた所定の弾性不透明度及び所定の前記弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について、前記複数の原色成分の少なくとも１つの前記陰影処理を無効とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
5. 前記断層ボリュームデータを複数の原色成分に変換する断層ボリューム原色成分変換部と、
   前記弾性ボリュームデータを複数の原色成分に変換する弾性ボリューム原色成分変換部とを備え、
   前記ボリュームデータ合成部は、前記複数の原色成分に応じて前記断層ボリュームデータと前記弾性ボリュームデータを合成して、前記複数の原色成分に応じた複数の前記合成ボリュームデータを作成し、
   前記三次元合成画像構成部は、
   前記複数の合成ボリュームデータの少なくとも１つに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元合成画像を構成し、
   前記弾性値に応じた所定の弾性不透明度及び所定の前記弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について、前記複数の合成ボリュームデータの少なくとも１つの前記陰影処理を無効とすることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
6. 前記三次元弾性画像構成部は、前記弾性不透明度が予め設定された基準値よりも小さい場合に、前記陰影処理を無効と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。
7. 前記基準値を調整する操作部を備えることを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
8. 前記基準値は、前記弾性値に応じた前記弾性不透明度の最小値に基づいて設定されることを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
9. 前記弾性値に前記弾性不透明度を関連付けることにより前記弾性値に応じた前記弾性不透明度を設定する弾性不透明度設定部を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
10. 前記弾性不透明度設定部は、関心部位の前記弾性値に関連付けられた前記弾性不透明度よりも小さい弾性不透明度を前記関心部位以外の部位に関連付け、
    前記三次元弾性画像構成部は、前記弾性値又は前記弾性不透明度に基づいて前記関心部位以外の部位について前記陰影処理を無効と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. 前記三次元弾性画像構成部は、関心部位の前記弾性値及び前記関心部位以外の前記弾性値のうち少なくとも１つに基づいて、前記関心部位以外の部位について前記陰影処理を無効と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。
12. 前記画像表示部は、前記陰影処理を無効とした前記三次元弾性画像及び前記陰影処理を有効とした前記三次元弾性画像の両方又は何れか一方を切り替えて表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
13. 前記陰影処理を無効とした前記三次元弾性画像及び前記陰影処理を有効とした前記三次元弾性画像の両方又は何れか一方を切り替える制御部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
14. 超音波探触子を介して被検体に超音波を送信し、
    前記被検体からの反射エコー信号を受信し、
    前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成し、
    前記三次元弾性画像を表示する超音波画像表示方法であって、
    前記弾性値に応じた弾性不透明度を用いてボリュームレンダリングし、所定の前記弾性不透明度を有する部分について前記陰影処理を無効とすることを特徴とする超音波画像表示方法。
15. 超音波探触子を介して被検体に超音波を送信し、
    前記被検体からの反射エコー信号を受信し、
    前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元弾性画像を構成し、
    前記三次元弾性画像を表示する超音波画像表示方法であって、
    所定の前記弾性値を有する部分について前記陰影処理を無効とすることを特徴とする超音波画像表示方法。
16. 超音波探触子を介して被検体に超音波を送信し、
    前記被検体からの反射エコー信号を受信し、
    前記反射エコー信号に基づく前記被検体の断層ボリュームデータを作成し、
    前記反射エコー信号に基づく弾性値を含む弾性ボリュームデータを作成し、
    前記断層ボリュームデータと前記弾性ボリュームデータを合成して、合成ボリュームデータを作成し、
    前記合成ボリュームデータに陰影処理を施してボリュームレンダリングすることにより、三次元合成画像を構成し、
    前記三次元合成画像を表示する超音波画像表示方法であって、
    前記断層ボリュームデータの輝度に応じた所定の断層不透明度、前記弾性値に応じた所定の弾性不透明度、及び所定の前記弾性値のうち少なくとも１つを有する部分について前記陰影処理を無効とすることを特徴とする超音波画像表示方法。

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