JPH10192A - 超音波画像診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズ等に邪魔されることなく、所望の物体
表面を正確に表現することができる超音波画像診断装置
を提供すること。 【解決手段】 超音波画像診断装置１は超音波の送受信
等を行う超音波観測部２と、超音波観測部２から出力さ
れるエコーデータを基に３次元画像の表示のための画像
処理を行う画像処理部３と、超音波振動子を内蔵した超
音波プローブ４及び超音波振動子を３次元領域を走査す
るように駆動する駆動部５を有し、画像処理部３はスキ
ャンライン開始点からスキャンライン上を遠方側にスキ
ャンした場合、表面抽出のための輝度値以上のエコーデ
ータをつないだランに対し、ノイズ等によるランの長さ
に応じて設定されるランの閾値以上で、最もスキャンラ
イン開始点に近い点を表面位置と設定することにより、
ノイズ等により表面位置を誤抽出することを防止し、所
望の物体表面を正確に表現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生体への超音波の送
受により３次元画像を得る超音波画像診断装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、特開平６−３０９３７号公報等で
開示されている装置のようにスパイラルスキャン等の３
次元スキャンを行いながら、生体内へ超音波を送受波し
て被検部位のエコーデータを取り込み、生体内の被検部
位を３次元表示する超音波診断装置が提案されている。

【０００３】このうち、特開平７−４７０６６号公報、
特開平４−２７９１５６号公報では、医療診断に必要な
生体のエコーデータが本来有する階調性を保持しつつ、
生体の立体的な形状を表現するために、エコーデータを
３次元表示し、遠近やグローシェーディング等で陰影付
けされた体腔表面の表面画像データと合成する装置が開
示されている。

【０００４】この中で、特開平７−４７０６６号公報で
開示されている装置は、モニタの表示画面を４分割し、
トラックボール等で断面位置を設定することにより、対
話的に所望の断面を設定できる。

【０００５】また、特開平４−２７９１５８号公報で開
示されている装置は、視線上のしきい値処理により臓器
表面を自動的に抽出する。更に、表面を立体的に表現す
るために表面を着色して色相変化により遠近感を表現す
る。

【０００６】さらに、特開平７−４７０６６号公報、特
開平４−２７９１５８号公報で開示されている装置で
は、３次元画像中の表面画像データの表示色は遠近や立
体的な形状のみから付けられており、光学像で見える臓
器本来の色とは関連性がないものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−２７９１５６号公報で開示されている装置では、し
きい値処理を施し、ある輝度より大きいか否かを判断す
るだけで表面を抽出しているため、臓器外に存在するノ
イズを臓器表面と誤って抽出してしまう可能性があると
いう欠点があった。

【０００８】そこで、本発明の第１の目的は、ノイズ等
に邪魔されることなく、所望の物体表面を正確に表現す
ることができる超音波診断装置を提供することにある。

【０００９】また、特開平４−２７９１５６号公報で開
示されている装置では、表面抽出が適切に行われたか否
かを確認することができないという欠点があった。

【００１０】そこで、本発明の第２の目的は、物体表面
の抽出が適切に行われているか否かを確認することがで
きる超音波診断装置を提供することを目的とする。

【００１１】また、特開平４−２７９１５６号公報で開
示されている装置では、表面抽出が適切でない箇所を修
正することができないという欠点があった。

【００１２】そこで、本発明の第３の目的は、物体表面
の抽出が適切でない箇所を修正することができる超音波
診断装置を提供することにある。

【００１３】また、特開平７−４７０６６号公報で開示
されている装置では、切断線の交線位置を設定すること
のみにより断面位置を設定するよう構成されており、切
断線に平行な断面でしか断面を設定することができな
い。そのため、管腔軸に垂直な断層像上で例えば右下な
ど斜めの位置に存在する病変の位置では断面が観察でき
ず、病変の深達度を診断できないという欠点があった。

【００１４】そこで、本発明の第４の目的は、断層像上
で、いかなる位置に病変が存在しても断面を適切に設定
でき、病変の深達度を診断できる超音波診断装置を提供
することにある。

【００１５】また、特開平７−４７０６６号公報で開示
されている装置では、４分割したモニターの表示画面に
切断線を表示するだけで断面を表現しているため、この
４分割した画面から３次元画像として表示される部分と
表示されない部分の区別、対応関係がわかりにくいとい
う欠点があった。

【００１６】そこで、本発明の第５の目的は、断層像上
で、３次元画像として表示される部分と表示されない部
分の区別、対応関係がわかりやすく断面を設定できる超
音波診断装置を提供することにある。

【００１７】また、特開平７−４７０６６号公報で開示
されている装置では、シェーディングの際の光線角度を
変更することができず、形状によっては立体的に表現で
きないという欠点があった。

【００１８】そこで、本発明の第６の目的は、所望の物
体表面をより立体的に表現し、かつ、光線角度をより直
感的、解剖学的に理解しやすく設定できる超音波画像診
断装置を提供することにある。

【００１９】また、特開平７−４７０６６号公報で開示
されている装置では、視線方向を指示する手段が無い。
そのため、病変など関心領域がよく見えるように、３次
元画像の視線方向を変更して、２次元再投影した後も関
心領域がよく見えない場合があり、所望の３次元画像を
得るまで多数回の再投影を必要とするという欠点があっ
た。

【００２０】そこで、本発明の第７の目的は、病変など
関心領域がよく見えるように、視線角度をより簡単に設
定できる超音波診断装置を提供することにある。

【００２１】また、医師がエコーデータで病変の深達度
など進行の具合いを判断し、表面画像データで病変の形
状等について内視鏡をはじめとする光学像との対比を行
う際、特開平７−４７０６６号公報で開示されている装
置では、３次元表示された画像データ、及び表面画像デ
ータが共にグレースケールで表示されているため、３次
元画像の各部位が生体のエコーの階調を保持している画
像データなのか、形状等の立体的な情報を陰影として付
加されている表面画像データなのか、術者には区別がつ
きにくいという欠点があった。

【００２２】さらに、特開平７−４７０６６号公報、特
開平４−２７９１５６号公報で開示されている装置で
は、３次元画像中の表面画像データの表示色は遠近や立
体的な形状のみからつけられており、光学像で見える臓
器本来の色とは関連性がないため、体腔内のどの部位の
３次元画像を観察しているか、術者以外の者には判断が
つきにくいという欠点があった。

【００２３】そこで、本発明の第８の目的は、エコーデ
ータと表面画像データの区別がつき易い超音波画像診断
装置を提供することにある。

【００２４】さらに、本発明の第９の目的は、表面画像
データの表示色を光学像で見える臓器本来の色と関連付
け、より実物らしい３次元画像を観察できる超音波画像
診断装置を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、以下の（１）の構成にしている。 （１）生体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域の
エコーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段
と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３
次元エコーデータ内における所望の断面位置を設定する
断面位置設定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段
に記憶された該３次元エコーデータ内における所望の物
体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位
置抽出手段により抽出された該表面位置が示す表面エコ
ーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位
置設定手段により位置を設定された断面エコーデータ
と、前記陰影付加手段により陰影を付加された該表面エ
コーデータより３次元画像を合成する合成手段と、前記
合成手段により合成された該３次元画像を表示する表示
手段と、を設けた超音波画像診断装置において、前記表
面位置抽出手段が、該３次元エコーデータ内において、
スキャンライン開始点よりスキャンライン上を遠方にス
キャンし、或るしきい値より輝度値の大きい点が所定の
距離以上連続したランのうち、該スキャンライン開始点
に最も近いランを抽出するラン抽出手段を設けたことを
特徴とする。

【００２６】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、ラン抽出手段が３次元エコーデータ内にお
いて、スキャンライン開始点よりスキャンライン上を遠
方にスキャンし、或るしきい値より輝度値の大きい点が
所定の距離以上連続したランのうち、スキャンライン開
始点に最も近いランを抽出することで、３次元エコーデ
ータ記憶手段に記憶された３次元エコーデータ内におけ
る所望の物体表面位置を抽出する。陰影付加手段は、表
面位置抽出手段により抽出された表面位置が示す表面エ
コーデータに陰影を付加する。合成手段は、断面エコー
データと表面エコーデータより３次元画像を合成する。
表示手段は、３次元画像を表示する。

【００２７】また、上記第２の目的を達成するために、
以下の（２）或いは（３）の構成にしている。 （２）生体へ超音波を送受波し、３次元領域内の連続し
た複数の超音波断層像を得る超音波プローブと、前記超
音波プローブにより得られた連続した複数の該超音波断
層像からなる３次元領域のエコーデータを格納する３次
元エコーデータ記憶手段と、前記３次元エコーデータ記
憶手段に記憶された該３次元エコーデータ内における所
望の断面位置を設定する断面位置設定手段と、前記３次
元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元エコーデ
ータ内における所望の物体表面位置を抽出する表面位置
抽出手段と、前記表面位置抽出手段により抽出された該
表面位置が示す表面エコーデータに陰影を付加する陰影
付加手段と、前記断面位置設定手段により位置が設定さ
れた断面エコーデータと、前記陰影付加手段により陰影
を付加された該表面エコーデータより３次元画像を合成
する合成手段と、前記合成手段により合成された該３次
元画像を表示する表示手段と、を設けた超音波画像診断
装置において、前記表面位置抽出手段が、連続した複数
の該超音波断層像の全て、もしくは特定の超音波断層像
に、抽出した該物体表面位置を境界として重畳する境界
重畳手段を設けたことを特徴とする。

【００２８】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、境界重畳手段が、連続した複数の超音波断
層像の全て、もしくは特定の超音波断層像に、抽出した
物体表面位置を境界として重畳し、抽出位置を使用者が
確認しながら、３次元エコーデータ記憶手段に記憶され
た３次元エコーデータ内における所望の物体表面位置を
抽出する。 陰影付加手段は、表面位置抽出手段によ
り抽出された表面位置が示す表面エコーデータに陰影を
付加する。合成手段は、断面エコーデータと表面エコー
データより３次元画像を合成する。表示手段は、３次元
画像を表示する。

【００２９】（３）生体へ超音波を送受波し、得られた
３次元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデー
タ記憶手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶
された該３次元エコーデータ内における所望の断面位置
を設定する断面位置設定手段と、前記３次元エコーデー
タ記憶手段に記憶された該３次元エコーデータ内におけ
る所望の物体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、
前記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示
す表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、
前記断面位置設定手段により位置が設定された断面エコ
ーデータと、前記陰影付加手段により陰影を付加された
該表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
と、前記合成手段により合成された該３次元画像を表示
する表示手段と、を設けた超音波画像診断装置におい
て、前記表面位置抽出手段が、該３次元エコーデータ内
のエコーデータから生成される向きの異なる複数の断層
像を構築する断層像構築手段と、前記断層像構築手段に
より構築される該断層像に、抽出した該物体表面位置を
境界として重畳する境界重畳手段とを設けたことを特徴
とする。

【００３０】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、断層像構築手段が、３次元エコーデータ内
のエコーデータから生成される向きの異なる複数の断層
像を構築し、境界重畳手段が断層像構築手段により構築
される断層像に、抽出した物体表面位置を境界として重
畳し、抽出位置を使用者が確認しながら、３次元エコー
データ記憶手段に記憶された３次元エコーデータ内にお
ける所望の物体表面位置を抽出する。 陰影付加手段
は、表面位置抽出手段により抽出された表面位置が示す
表面エコーデータに陰影を付加する。合成手段は、断面
エコーデータと表面エコーデータより３次元画像を合成
する。表示手段は３次元画像を表示する。

【００３１】また、上記第３の目的を達成するために、
以下の（４）或いは（５）の構成にしている。 （４）（２）又は（３）の超音波画像診断装置におい
て、前記表面位置抽出手段が、前記境界重畳手段が重畳
した該境界を修正する境界修正手段を設け、前記境界修
正手段により修正された該境界により抽出する該物体表
面位置を修正することを特徴とする。上記構成によれ
ば、断面位置設定手段は、３次元エコーデータ記憶手段
に記憶された３次元エコーデータ内における所望の断面
位置を設定する。表面位置抽出手段は、境界修正手段
が、前記境界重畳手段が重畳した該境界を修正し、境界
修正手段により修正された境界により抽出する物体表面
位置を修正することで、３次元エコーデータ記憶手段に
記憶された３次元エコーデータ内における所望の物体表
面位置を適切に抽出する。陰影付加手段は、表面位置抽
出手段により抽出された表面位置が示す表面エコーデー
タに陰影を付加する。合成手段は、断面エコーデータと
表面エコーデータより３次元画像を合成する。表示手段
は、３次元画像を表示する。

【００３２】（５）（４）の超音波画像診断装置におい
て、前記表面位置抽出手段が、該３次元エコーデータ内
において、スキャンライン開始点よりスキャンライン上
を遠方にスキャンし、或るしきい値より輝度値の大きい
点が所定の距離以上連続したランのうち、該スキャンラ
イン開始点に最も近いランを抽出するラン抽出手段を設
け、前記境界修正手段が、修正すべき境界が存在するス
キャンラインを指定する修正スキャンライン指定手段を
設け、前記修正スキャンライン指定手段により指定され
た該スキャンライン上で、前記ラン抽出手段が抽出した
ランの次に、該スキャンライン開始点に近いランを抽出
することを特徴とする。

【００３３】上記構成によれば、表面位置抽出手段は、
ラン抽出手段が３次元エコーデータ内において、スキャ
ンライン開始点よりスキャンライン上を遠方にスキャン
し、或るしきい値より輝度値が大きい点が所定の距離以
上連続したランのうち、スキャンライン開始点に最も近
いランを抽出することで、３次元エコーデータ記憶手段
に記憶された３次元エコーデータ内における所望の物体
表面位置を抽出する。境界修正手段は、修正スキャンラ
イン指定手段が修正すべき境界が存在するスキャンライ
ンを指定し、修正スキャンライン指定手段により指定さ
れたスキャンライン上で、ラン抽出手段が抽出したラン
の次に、スキャンライン開始点に近いランを抽出するこ
とで、３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元
エコーデータ内における所望の物体表面位置を適切に抽
出する。

【００３４】また、上記第４の目的を達成するために、
以下の（６）の構成にしている。 （６）生体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域の
エコーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段
と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３
次元エコーデータ内における所望の断面位置を設定する
断面位置設定手段と、前記断面位置設定手段により位置
が設定された断面エコーデータを用いて３次元画像を構
築する合成手段と、前記合成手段により合成された該３
次元画像を表示する表示手段と、を設けた超音波画像診
断装置において、前記断面位置設定手段が、該３次元エ
コーデータ内のエコーデータから生成される向きの異な
る複数の断層像を構築する断層像構築手段と、前記断層
像構築手段により構築された複数の該断層像内で、断面
位置を示す切断線を移動する切断線移動手段と、前記断
層像構築手段により構築された複数の該断層像のうち、
特定の断層像を回転させる断層像回転手段と、を設け、
前記断層像構築手段により構築された複数の該断層像の
うち、特定の該断層像以外の断層像を、前記断層像回転
手段によるこの特定の該断層像の回転に連動して変更す
ることを特徴とする。

【００３５】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
断層像構築手段が、該３次元エコーデータ内のエコーデ
ータから生成される向きの異なる複数の断層像を構築
し、切断線移動手段が、断層像構築手段により構築され
た複数の断層像内で、断面超音波を示す切断線を移動
し、断層像回転手段が、断層像構築手段により構築され
た複数の断層像のうち、特定の断層像を回転させ、断層
像構築手段により構築された複数の断層像のうち、特定
の断層像以外の断層像を、断層像回転手段によるこの特
定の断層像の回転に連動して変更することで、３次元エ
コーデータ記憶手段に記憶された３次元エコーデータ内
における所望の断面位置を設定する。合成手段は、断面
位置設定手段により位置が設定された断面エコーデータ
を用いて３次元画像を構築する。表示手段は、３次元画
像を表示する。

【００３６】また、上記第５の目的を達成するために、
以下の（７）又は（８）の構成にしている。 （７）生体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域の
エコーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段
と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３
次元エコーデータ内における所望の断面位置を設定する
断面位置設定手段と、前記断面位置設定手段により位置
が設定された断面エコーデータを用いて３次元画像を構
築する合成手段と、前記合成手段により合成された該３
次元画像を表示する表示手段と、を設けた超音波画像診
断装置において、前記断面位置設定手段が、該３次元エ
コーデータ内のエコーデータから生成される向きの異な
る複数の断層像を構築する断層像構築手段と、前記断層
像構築手段により構築された複数の該断層像内で、断面
位置を示す切断線を移動する切断線移動手段と、を設
け、前記断層像構築手段が、前記合成手段により該３次
元画像として合成されるエコーデータと、それ以外のエ
コーデータを異なる態様の表示にするマスク手段を設け
たことを特徴とする。

【００３７】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
断層像構築手段が、３次元エコーデータ内のエコーデー
タから生成される向きの異なる複数の断層像を構築し、
切断線移動手段が、断層像構築手段により構築された複
数の断層像内で、断面位置を示す切断線を移動し、マス
ク手段が、合成手段により３次元画像として構築される
エコーデータと、それ以外のエコーデータを異なる態様
の表示にすることで、３次元エコーデータ記憶手段に記
憶された３次元エコーデータ内における所望の断面位置
を設定する。合成手段は、断面位置設定手段により位置
を設定された断面エコーデータを用いて３次元画像を構
築する。表示手段は、３次元画像を表示する。

【００３８】（８）（７）の超音波画像診断装置におい
て、前記マスク手段が、前記合成手段が該３次元画像と
して合成するためのエコーデータと、それ以外のエコー
データを異なる態様の表示にするか同様の表示にするか
を指定する表示態様指定手段を設けたことを特徴とす
る。上記構成によれば、表示態様指定手段が、合成手段
が３次元画像として合成するためのエコーデータと、そ
れ以外のエコーデータを異なる態様の表示にするか同様
の表示にするかを指定する。

【００３９】また、上記第６の目的を達成するために、
以下の（９）又は（１０）の構成にしている。 （９）生体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域の
エコーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段
と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３
次元エコーデータ内における所望の断面位置を設定する
断面位置設定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段
に記憶された該３次元エコーデータ内における所望の物
体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位
置抽出手段により抽出された該表面位置が示す表面エコ
ーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位
置設定手段により位置が設定された断面エコーデータ
と、前記陰影付加手段により陰影を付加された該表面エ
コーデータより３次元画像を合成する合成手段と、前記
合成手段により合成された該３次元画像を表示する表示
手段と、を設けたことを超音波画像診断装置において、
前記陰影付加手段が、陰影付加のための光線角度を、生
体管腔軸、もしくは超音波プローブ挿入軸を座標軸とす
る座標系での角度として設定する光線角度設定手段を設
け、前記表示手段が、該生体管腔軸、もしくは該超音波
プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での該光線角度を
表示したことを特徴とする。

【００４０】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、３次元エコーデータ記憶手段に記憶された
３次元エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽
出する。陰影付加手段は、光線角度設定手段が、陰影付
加のための光線角度を、生体管腔軸、もしくは超音波プ
ローブ挿入軸を座標軸とする座標系での角度として設定
し、表示手段が、３次元画像を表示し、生体管腔軸、も
しくは該超音波プローブ挿入軸を座標軸とする座標系で
の光線角度を表示することで、表面位置抽出手段により
抽出された表面位置が示す表面エコーデータに陰影を付
加する。合成手段は、断面エコーデータと表面エコーデ
ータより３次元画像を合成する。表示手段は、３次元画
像を表示する。

【００４１】（１０）（９）の超音波画像診断装置にお
いて、前記表示手段が、該光線角度を立体的に表示した
ことを特徴とする。上記構成によれば、表示手段は、光
線角度を立体的に表示する。

【００４２】また、上記第７の目的を達成するために、
以下の（１１）の構成にしている。 （１１）生体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域
のエコーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段
と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３
次元エコーデータ内における所望の断面位置を設定する
断面位置設定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段
に記憶された該３次元エコーデータ内における所望の物
体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位
置抽出手段により抽出された該表面位置が示す表面エコ
ーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位
置設定手段により位置が設定された断面エコーデータ
と、前記陰影付加手段により陰影を付加された該表面エ
コーデータより３次元画像を合成する合成手段と、前記
合成手段により合成された該３次元画像を表示する表示
手段と、を設けた超音波画像診断装置において、前記断
面位置設定手段により位置が設定された断面エコーデー
タと、前記表面位置抽出手段により位置を抽出された表
面エコーデータの座標を変換する座標変換手段と、前記
座標変換手段が、該３次元画像を表示する際の視線方向
がなす視線角度を、生体管腔軸、もしくは超音波プロー
ブ挿入軸を座標軸とする座標系での角度として設定する
視線角度設定手段と、を設け、前記表示手段が、該生体
管腔軸、もしくは該超音波プローブ挿入軸を座標軸とす
る座標系での該視線角度を表示したことを特徴とする。

【００４３】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、３次元エコーデータ記憶手段に記憶された
３次元エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽
出する。陰影付加手段は、表面位置抽出手段により抽出
された表面位置が示す表面エコーデータに陰影を付加す
る。座標変換手段は、視線角度設定手段が、３次元画像
を表示する際の視線方向がなす視線角度を、生体管腔
軸、もしくは超音波プローブ挿入軸を座標軸とする座標
系での角度として設定し、表示手段が、生体管腔軸、も
しくは超音波プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での
視線角度を表示することで、断面位置設定手段により位
置を設定された断面エコーデータと、表面位置抽出手段
により位置を抽出された表面エコーデータの座標を変換
する。合成手段は、断面エコーデータと表面エコーデー
タより３次元画像を合成する。表示手段は、３次元画像
を表示する。

【００４４】また、上記第８の目的を達成するために、
以下の（１２）の構成にしている。 （１２）生体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域
のエコーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段
と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３
次元エコーデータ内における所望の断面位置を設定する
断面位置設定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段
に記憶された該３次元エコーデータ内における所望の物
体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位
置抽出手段により抽出された該表面位置が示す表面エコ
ーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位
置設定手段により位置を設定された断面エコーデータ
と、前記陰影付加手段により陰影を付加された該表面エ
コーデータより３次元画像を合成する合成手段と、前記
合成手段により合成された該３次元画像を表示する表示
手段と、を設けた超音波画像診断装置において、前記合
成手段が、該３次元画像に該断面エコーデータと該表面
エコーデータの境界線を断面表面境界線として重畳する
断面表面境界重畳手段を設け、前記表示手段が、前記断
面表面境界重畳手段が該断面表面境界線を重畳した該３
次元画像を表示することを特徴とする。

【００４５】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、３次元エコーデータ記憶手段に記憶された
３次元エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽
出する。陰影付加手段は、表面位置抽出手段により抽出
された表面位置が示す表面エコーデータに陰影を付加す
る。合成手段は、断面エコーデータと表面エコーデータ
より３次元画像を合成し、断面表面境界重畳手段が、３
次元画像に断面エコーデータと表面エコーデータの境界
線を断面表面境界線として重畳する。表示手段は、断面
表面境重畳手段が断面表面境界線を重畳した３次元画像
を表示する。

【００４６】また、上記第１の目的を達成するために、
以下の（１３）の構成にしている。 （１３）（１）の超音波画像診断装置において、該スキ
ャンライン開始点の位置を指定するスキャンライン開始
点指定手段を設けたことを特徴とする。

【００４７】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。

【００４８】表面位置抽出手段は、スキャンライン開始
点指定手段が、スキャンライン開始点の位置を指定した
後、ラン抽出手段が、３次元エコーデータ内において、
指定されたスキャンライン開始点よりスキャンライン上
を遠方にスキャンし、或るしきい値より輝度値の大きい
点が所定の距離以上連続したランのうち、スキャンライ
ン開始点に最も近いランを抽出することで、３次元エコ
ーデータ記憶手段に記憶された３次元エコーデータ内に
おける所望の物体表面位置を抽出する。陰影付加手段
は、表面位置抽出手段により抽出された表面位置が示す
表面エコーデータに陰影を付加する。合成手段は、断面
エコーデータと表面エコーデータより３次元画像を合成
する。表示手段は、３次元画像を表示する。

【００４９】また、上記第９の目的を達成するために、
以下の（１４）の構成にしている。 （１４）生体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域
のエコーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段
と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３
次元エコーデータ内における所望の断面位置を設定する
断面位置設定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段
に記憶された該３次元エコーデータ内における所望の物
体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位
置抽出手段により抽出された該表面位置が示す表面エコ
ーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位
置設定手段により位置を設定された断面エコーデータ
と、前記陰影付加手段により陰影を付加された該表面エ
コーデータより３次元画像を合成する合成手段と、前記
合成手段により合成された該３次元画像を表示する表示
手段と、を設けた超音波画像診断装置において、前記陰
影付加手段が、臓器表面色にて、該表面エコーデータに
陰影を付加すること、を特徴とする。

【００５０】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、３次元エコーデータ記憶手段に記憶された
３次元エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽
出する。陰影付加手段は、表面位置抽出手段により抽出
された表面位置が示す表面エコーデータに、臓器表面色
にて陰影を付加する。合成手段は、断面エコーデータと
表面エコーデータより３次元画像を合成する。表示手段
は、３次元画像を表示する。

【００５１】また、上記第８の目的を達成するために、
以下の（１５）の構成にしている。 （１５）生体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域
のエコーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段
と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３
次元エコーデータ内における所望の断面位置を設定する
断面位置設定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段
に記憶された該３次元エコーデータ内における所望の物
体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位
置抽出手段により抽出された該表面位置が示す表面エコ
ーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位
置設定手段により位置を設定された断面エコーデータ
と、前記陰影付加手段により陰影を付加された該表面エ
コーデータより３次元画像を合成する合成手段と、前記
合成手段により合成された該３次元画像を表示する表示
手段と、を設けた超音波画像診断装置において、前記陰
影付加手段が、該表面エコーデータの表示色を指定する
表示色指定手段を設け、前記表示色指定手段が指定した
該表示色にて、該表面エコーデータに陰影を付加するこ
とを特徴とする。

【００５２】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、３次元エコーデータ記憶手段に記憶された
３次元エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽
出する。陰影付加手段は、表示色指定手段が、表面エコ
ーデータの表示色を指定し、表示色指定手段が指定した
表示色にて、表面エコーデータに陰影を付加する。合成
手段は、断面エコーデータと表面エコーデータより３次
元画像を合成する。表示手段は、３次元画像を表示す
る。

【００５３】また、上記第１の目的を達成するために、
以下の（１６）の構成にしている。 （１６）生体へ超音波を送受波し、得られた連続した複
数の該超音波断層像からなる３次元領域のエコーデータ
を格納する３次元エコーデータ記憶手段と、前記３次元
エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元エコーデー
タ内における所望の断面位置を設定する断面位置設定手
段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該
３次元エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽
出する表面位置抽出手段と、前記表面位置抽出手段によ
り抽出された該表面位置が示す表面エコーデータに陰影
を付加する陰影付加手段と、前記断面位置設定手段によ
り位置を設定された断面エコーデータと、前記陰影付加
手段により陰影を付加された該表面エコーデータより３
次元画像を合成する合成手段と、前記合成手段により合
成された該３次元画像を表示する表示手段と、を設けた
超音波画像診断装置において、前記表面位置抽出手段
が、複数の該超音波断層像のうち特定の断層像上で、所
望の物体表面位置を指定する表面位置指定手段と、前記
表面位置指定手段により指定された、表面位置の輝度値
の勾配値を算出する第１の勾配値算出手段と、複数の該
超音波断層像のうち、該特定の断層像以外の断層像上
の、該第１の勾配値が算出された点から特定の範囲内
で、輝度値の勾配値を算出する第２の勾配値算出手段
と、前記第１の勾配値算出手段と前記第２の勾配値算出
手段により算出された該勾配値を比較することにより、
前記表面位置指定手段が該物体表面位置を指定した断層
像とは異なる断層像上で物体表面位置を特定する表面位
置特定手段と、を有することを特徴とする。

【００５４】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、この表面位置抽出手段を構成する表面位置
指定手段が、複数の超音波断層像のうち特定の断層像上
で、所望の物体表面位置を指定し、第１の勾配値算出手
段が、表面位置指定手段により指定された、表面位置の
輝度値の勾配値を算出し、第２の勾配値算出手段が、複
数の超音波断層像のうち、この特定の断層像以外の断層
像上の、第１の勾配値が算出された点から特定の範囲内
で、輝度値の勾配値を算出し、表面位置特定手段が、第
１の勾配値算出手段と第２の勾配値算出手段により算出
された勾配値を比較することにより、表面位置指定手段
が物体表面位置を指定した断層像とは異なる断層像上で
物体表面位置を特定することで、３次元エコーデータ記
憶手段に記憶された３次元エコーデータ内における所望
の物体表面位置を抽出する。陰影付加手段は、表面位置
抽出手段により抽出された表面位置が示す表面エコーデ
ータに陰影を付加する。合成手段は、断面エコーデータ
と表面エコーデータより３次元画像を合成する。表示手
段は、３次元画像を表示する。

【００５５】また、上記第１の目的を達成するために、
以下の（１７）の構成にしている。 （１７）生体へ超音波を送受波し、得られた連続した複
数の該超音波断層像からなる３次元領域のエコーデータ
を格納する３次元エコーデータ記憶手段と、前記３次元
エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元エコーデー
タ内における所望の断面位置を設定する断面位置設定手
段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該
３次元エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽
出する表面位置抽出手段と、前記表面位置抽出手段によ
り抽出された該表面位置が示す表面エコーデータに陰影
を付加する陰影付加手段と、前記断面位置設定手段によ
り位置を設定された断面エコーデータと、前記陰影付加
手段により陰影を付加された該表面エコーデータより３
次元画像を合成する合成手段と、前記合成手段により合
成された該３次元画像を表示する表示手段と、を設けた
超音波画像診断装置において、前記表面位置抽出手段
が、連続した複数の該超音波断層像上で、順次、所望の
物体表面位置を自動的にトレースする表面トレース手段
を設けたことを特徴とする。

【００５６】上記構成によれば、断面位置設定手段は、
３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する。表面位置
抽出手段は、表面トレース手段が、連続した複数の該超
音波断層像上で、順次、所望の物体表面位置を自動的に
トレースすることで、３次元エコーデータ記憶手段に記
憶された３次元エコーデータ内における所望の物体表面
位置を抽出する。陰影付加手段は、表面位置抽出手段に
より抽出された表面位置が示す表面エコーデータに陰影
を付加する。合成手段は、断面エコーデータと表面エコ
ーデータより３次元画像を合成する。表示手段は、３次
元画像を表示する。

【００５７】また、上記第１の目的を達成するために、
以下の（１８）の構成にしている。 （１８）（１７）の超音波画像診断装置において、前記
表面トレース手段が、所望の物体表面位置を探索するた
めの円弧上で、該表面位置を輝度値の変化点として探索
する輝度変化点探索手段を設け、該変化点を、改めて該
円弧の中心として置き直すことで、順次、所望の物体表
面位置をトレースすることを特徴とする。上記構成によ
れば、表面トレース手段は、輝度値変化点探索手段が、
表面位置を探索するための円弧上で、表面位置を輝度値
の変化点として探索し、該変化点を、改めて該円弧の中
心として置き直すことで、順次、表面位置をトレースす
る。

【００５８】また、上記第１の目的を達成するために、
以下の（１９）の構成にしている。 （１９）（１７）、（１８）の超音波画像診断装置にお
いて、前記表面位置抽出手段が、該超音波断層像上でト
レースするトレース開始点を指定するトレース開始点指
定手段を設けたことを特徴とする。上記構成によれば、
表面位置抽出手段は、トレース開始点指定手段が、超音
波断層像上でトレースするトレース開始点を指定し、表
面トレース手段が、連続した複数の該超音波断層像上
で、順次、所望の物体表面位置を自動的にトレースする
ことで、３次元エコーデータ記憶手段に記憶された３次
元エコーデータ内における所望の物体表面を抽出する。

【００５９】また、上記第１の目的を達成するために、
以下の（２０）の構成にしている。 （２０）（１７）、（１８）、（１９）の超音波画像診
断装置において、前記表面位置抽出手段が、該３次元エ
コーデータ内のエコーデータから生成される向きの異な
る複数の断層像を構築する断層像構築手段を設け、前記
トレース開始点指定手段が、前記断層像構築手段が構築
する連続した複数の該超音波断層像とは向きの異なる該
断層像上で、該トレース開始点を指定することを特徴と
する。

【００６０】上記構成によれば、表面位置抽出手段は、
この表面位置抽出手段を構成する断層像構築手段が、３
次元エコーデータ内のエコーデータから生成される向き
の異なる複数の断層像を構築し、トレース開始点指定手
段は、断層像構築手段が構築する連続した複数の超音波
断層像とは向きの異なる断層像上で、トレース開始点を
指定し、トレースを行うことで３次元エコーデータ記憶
手段に記憶された３次元エコーデータ内における所望の
物体表面位置を抽出する。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１から図１６は本発明の第１の
実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の
超音波画像診断装置の構成を示すブロック図、図２はＣ
ＰＵと画像処理プロセッサが行う画像処理の内容を示す
フローチャート図、図３は図２における断面位置の設定
の詳細な内容を示すフローチャート図、図４は４つの断
面位置での超音波画像の具体例を示す図、図５は表面位
置の抽出を行わない簡易３次元画像を示す図、図６は図
４において、図５の断面として現れない部分をハッチン
グで示した図、図７は視線方向の設定用の子画面を示す
図、図８は図７の角度の空間的な説明図、図９は図２に
おける表面の位置の抽出の処理内容の詳細を示すフロー
チャート図、図１０は表面の位置を抽出するスキャン開
始点からのスキャンの様子を示す説明図、図１１は陰影
付加の処理内容の詳細を示すフローチャート図、図１２
は陰影付加の処理の説明図、図１３は光線方向の設定値
を示す設定用子画面を示す図、図１４は図１３の角度の
空間的な説明図、図１５は３次元画像における４枚の断
面の非表示部分をハッチングで示した図、図１６は最終
的に構築される３次元画像を示す図である。

【００６２】図１に示すように、本実施の形態の超音波
画像診断装置１は、超音波の送受信及びリアルタイムの
エコー画像の表示を行う超音波観測部２と、この超音波
観測部２で得られたエコーデータを基に３次元画像表示
のための画像処理を行う画像処理部３とを備えている。
また、超音波を送受波する超音波振動子（トランスデュ
ーサー）を体腔内へ挿入し、超音波振動子のスパイラル
スキャンが行えるような手段を備えた超音波プローブ
４、及びこの超音波プローブ４を駆動する駆動部５が超
音波観測部２に接続されている。

【００６３】超音波観測部２は、駆動部５に対して超音
波を送受信部する送受信部６と、送受信部６で取り込ま
れたエコー信号をデジタルのエコーデータに変換するＡ
／Ｄコンバータ７と、Ａ／Ｄコンバータ７で変換された
エコデータを記憶するフレームメモリ８と、フレームメ
モリ８に格納されたエコーデータを所望のテレビジョン
方式の画像データに変換するデジタルスキャンコンバー
タ（ＤＳＣと略記）９と、ＤＳＣ９の出力のデジタル画
像信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１０
と、Ｄ／Ａコンバータ１０の出力画像信号を入力してリ
アルタイムのエコー画像の表示を行うモニタ１１と、駆
動部５、送受信部６、Ａ／Ｄコンバータ７、フレームメ
モリ８等の各部の制御を行うシステムコントローラ１２
とを備えて構成されている。

【００６４】画像処理部３は、画像処理などの制御を行
うＣＰＵ１３と、各画像処理結果のデータなどを記憶す
る主記憶装置１４と、システムコントローラ１２との命
令の送受を行う制御部１５と、超音波観測部２からの連
続した音線データを連続した複数の２次元画像データに
変換する極座標変換部１６と、極座標変換部１６で変換
された画像データなどを記憶する画像データ記憶装置１
７と、表面位置抽出、陰影付加、合成、座標変換などの
各種画像処理を高速に行うための画像処理プロセッサ１
８と、処理プログラム及びバックアップデータなどの情
報を記憶するハードディスク等からなる第１の外部記憶
装置１９と、第１の外部記憶装置１９のバックアップを
行うための光磁気ディスク等からなる第２の外部記憶装
置２０と、キーボード等の操作用端末２１と、画像処理
後のデータを一時記憶するフレームバッファ２２と、フ
レームバッファ２２の出力画像信号をアナログ信号に変
換するＤ／Ａコンバータ２３と、Ｄ／Ａコンバータ２３
の出力画像信号を入力して画像処理後の３次元画像の表
示を行う３次元画像処理用モニタ２４と、３次元画像処
理用モニタ２３の表示面に設けられ、画像表示領域の設
定等の入力を行うカバー状のタッチパネル２５とを備え
て構成されている。

【００６５】上記操作用端末２１の操作面にはマスク切
換えキー２１ａと簡易３次元構築キー２１ｂが備えられ
ている。また、タッチパネル２５が備えられているた
め、使用者が３次元画像処理用モニタ２３上を指でタッ
チした点を、ＣＰＵ１３が認識できるように構成されて
いる。画像処理部３の各部はデータ転送バス２６を介し
て接続され、画像データ等の受け渡しが行われるように
なっている。

【００６６】本実施の形態では後述するように表面位置
の抽出手段を有し、この表面位置の抽出手段は超音波観
測部２から出力される３次元エコーデータ内に対し、ス
キャンライン開始点よりスキャンライン上を遠方にスキ
ャンし、表面抽出のために設定した或るしきい値より輝
度値の大きい点が所定の距離以上連続したランのうち、
ノイズ等によるものを除去する閾値を越え、該スキャン
ライン開始点に最も近いランを抽出するようにしてノイ
ズ等による誤抽出を防止して臓器等の対象物の表面を正
確に抽出し、その抽出された位置を合成して対象物の表
面に対応する正確な３次元画像を表示できるようにして
いることが大きな特徴となっている。

【００６７】以下、超音波観測部２の作用を説明する。
超音波観測を行う際には、超音波プローブ４を体腔内に
挿入し、システムコントローラ１２の制御に基づき、送
受信部６及び駆動部５によって、超音波プローブ４内の
超音波振動子をスパイラル状に駆動して生体内へ超音波
を送受波することによって、体腔内の３次元領域のエコ
ーデータが取り込まれるようになっている。

【００６８】例えば、超音波プローブ４の駆動部５に内
蔵され、雌ネジに螺合した雄ネジの後端に取り付けたモ
ータを回転させて、超音波プローブ４の軸方向に沿って
配置されたこの雄ネジの先端に取り付けた超音波振動子
を回転駆動して、超音波プローブ４の軸方向（長手方
向）に垂直な方向に超音波を放射状に送波すると共に、
音響インピーダンスの変化部分で反射された反射超音波
（エコー信号）を受信する。また、回転と共に、雄ネジ
のピッチ分づつ、回転軸の軸方向にリニア状に走査する
ことにより、（つまりスパイラル走査による）３次元領
域に対するエコー信号を得る。このエコー信号はＡ／Ｄ
コンバータ７でデジタル信号に変換されてエコーデータ
となる。

【００６９】得られたエコーデータ、は、フレームメモ
リ８に格納され、ＤＳＣ９、Ｄ／Ａコンバータ１０を経
てモニタ１１にリアルタイムのエコー画像（超音波観測
画像）として表示される。また、同時に、Ａ／Ｄコンバ
ータ７の後段からデジタル信号として連続した１次元の
エコーデータ（音線データ）の形で画像処理部３へ送ら
れるようになっている。なお、このとき、２次元画像デ
ータの画像サイズや画像間の距離などの付帯データも同
時に画像処理部３へ送られる。

【００７０】次に、画像処理部３の作用を説明する。超
音波プローブ４の体腔内でのスパイラルスキャンにより
得られ、超音波観測部２から画像処理部３へ送られた音
線データは、極座標変換部１６により、画像データに変
換される。そして、画像データ記憶装置１７は、画像デ
ータを付帯データと併せて、連続した複数の２次元画像
として取り込まれた順に書き込む。

【００７１】画像データ記憶装置１７は、３次元エコー
データ記憶手段として機能する。画像処理プロセッサ１
８は、この画像データ記憶装置１７へ記憶された画像デ
ータ及び付帯データを基に、表面位置抽出、陰影付加、
合成、座標変換などの画像処理を行う。

【００７２】そして、処理結果の画像データはフレーム
バッファ２２へ送られて一時記憶され、Ｄ／Ａコンバー
タ２３を経て３次元画像処理用モニタ２４へ送出され
る。その後、３次元画像処理用モニタ２４上にエコーデ
ータを基にした３次元画像が表示される。

【００７３】前述の画像処理プロセッサ１８による各画
像処理の過程はＣＰＵ１３によって制御されるようにな
っている。以下、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８
が行う画像処理の詳細を図２のフローチャート及び図３
から図１６が示す処理過程の説明図を参照しながら説明
する。

【００７４】図２に示すステップＳ１では、画像データ
記憶装置１７に格納されている３次元領域の画像データ
を付帯データと共に読み出す。また、図２に示すステッ
プＳ２では、断面位置を設定する。

【００７５】以下、このステップＳ２の詳細を説明す
る。図３は、ステップＳ２の具体例の詳細な内容を示す
フローチャートである。図４は３次元画像処理用モニタ
２４に３次元表示されるときの断層像構築手段により構
築される複数、具体的には４枚の断面（断面エコーデー
タ）を示しており、梨地模様で示す部分が病変部等の関
心領域３１である。

【００７６】この断面はステップＳ１で画像データ記憶
装置１７から読み出された画像データを用いて３次元画
像処理用モニタ２４上に表示される。図１６では、この
４枚の断面を適当に設定して最終的に構築される３次元
画像を示しており、図４の断面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは図１６
の断面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応している（図４は実際には
以下で説明するように図１６の状態から病変部を含む断
面となるように図１６の断面Ａ等を平行移動とか、回転
した後の断面に相当する）。

【００７７】即ち、断面Ｃは断面Ａ、Ｄに対し垂直で、
図４に示す切断線＋を含む断面、断面Ｂは同様に図４に
示す切断線×を含む断面である。また、断面Ａは断面
Ｂ、Ｃに対し垂直で図４に示す切断線△を含む断面、断
面Ｄは同様に図４に示す切断線□を含む断面である。

【００７８】図１６において、ｚ軸は後述するように超
音波プローブ４の挿入軸（超音波プローブ４の長手方
向）に設定されるので、このｚ軸に垂直で互いに平行な
断面ＡとＤをラジアル面、ｚ軸に平行な断面ＢとＣをリ
ニア面として説明する。 この場合、断面Ａをラジア
ル走査の前側の面としてラジアル前、断面Ｄをラジアル
走査の後側の面としてラジアル後と記す。また、図１６
に示すようにｙ軸を上方向に設定して３次元表示を行う
場合に対応させて、断面Ｂをリニア横、断面Ｃをリニア
上と記す。

【００７９】図４で点線で示されている切断線、操作中
の断面の枠線などは、白黒のグレースケールで表示され
ている断面と区別しやすいように黄色等で着色して区別
し易いように表示されるようにしている。

【００８０】図３に示すステップＳ２１では、使用者
は、タッチパネル２５を介し、病変部等の関心領域３１
が断面Ａに表示されるよう、図４の断面Ｂ（つまりリニ
ア横）の△カーソルを指でタッチし、△カーソルを矢印
の方向（図４では左右方向）にスライドさせる。する
と、連動して切断線△が移動し、この切断線△による断
面Ａ（ラジアル前）に関心領域３１が表示されるように
なる。このように、断層像構築手段或いは断層像構築機
能は断面位置を示す切断線を移動する切断線移動手段或
いは切断線移動機能を備えている。

【００８１】図３に示すステップＳ２２では、使用者は
関心領域３１が適切な向きになるよう、断面Ａを回転さ
せる。具体的には、図４の断面Ａにおける符号Ｋで示し
た一点を指でタッチし、指を矢印方向に動かす。する
と、連動して断面Ａの画像全体が符号０で示されている
断面Ａの中心点を中心にして矢印の方向へ回転する。図
４の断面Ａでは関心領域３１が真下に来るよう設定して
いる。つまり、断層像を回転する断層像回転手段或いは
断層像回転機能を有する。

【００８２】図３に示すステップＳ２３では、関心領域
３１上に切断線＋或いは×が来るよう、切断線＋、×を
移動する。移動の方法は△カーソルのときと同様であ
る。すると、断面Ｂ或いは断面Ｃに関心領域３１が表示
される。図４では切断線×を移動した場合を示してい
る。図３に示すステップＳ２４では、関心領域３１が切
断線△と□の間に含まれるよう、切断線△、□を移動す
る。

【００８３】こうして、図１６に示される３次元画像の
断面位置設定が完了する。上述のように断層像構築手段
（機能）が構築した向きの異なる複数の断層像のうち特
定の断層像上で、切断線移動手段が断面位置を示す切断
線を移動し、断層像回転手段が断層像を回転し、特定の
断層像以外の断層像が連動して変更されるので、断層像
上で、いかなる位置に病変部が存在しても病変部を通る
ように断面を設定でき、病変の深達度等を診断できるよ
うにしている。

【００８４】ところで、このステップＳ２での断面位置
設定が終了したあと、使用者が簡易３次元構築キー２１
ｂを押すと、使用者への参考のため図５に示すような表
面位置抽出を行わない簡易３次元画像が構築され、３次
元画像処理用モニタ２４上に表示される。

【００８５】また、以下のように断層像上で、３次元画
像として表示される部分と表示されない部分との区別及
び対応関係が分かり易いように断面を設定或いは表示で
きるようにマスク手段或いは表示態様の指定手段を設け
ている。

【００８６】図６では、図４で示されている断面のう
ち、図５に示す簡易３次元画像の断面として現れない部
分をハッチングで示している。使用者が操作用端末２１
上のマスク切り換えキー２１ａを押すと、このハッチン
グされた部分を、ハッチングされていない部分より暗く
表示して、図６の３次元斜視表示とそれに対応する各断
面との対応とか、各断面との相互の対応関係等が分かり
やすくなるようにしている。更にもう一度マスク切り換
えキー２１ａを押すと、図４で示されている元の表示に
戻る。また、ハッチングされた部分を暗く表示させたま
ま、上述のステップＳ２１からステップＳ２４までの処
理を行うこともできる。

【００８７】このようにマスク切り換えキー２１ａを操
作して表示形態の指定或いは選択を行うことにより、３
次元画像を合成するためのエコーデータと、それ以外の
エコーデータ（３次元画像として実際には表示されない
エコーデータ）とを異なる態様の表示にするか同様の表
示にするかを指定する表示態様の指定手段を設けてい
る。

【００８８】図２に示すステップＳ３では、視線方向の
設定を行う。以下、このステップＳ３の詳細を説明す
る。

【００８９】ステップＳ３では現在の視線方向の設定値
が図７に示す様な設定用子画面として３次元画像処理用
モニタ２４上に表示される。図８は、図７で示す角度
θ、φとの空間的な関係を説明する図であり、座標軸０
−ｘｙｚは画像データ内に取ってある。このとき、ｚ軸
は生体管腔軸の方向である。

【００９０】本実施の形態では、超音波プローブ４が生
体管腔軸に沿って体腔内に挿入されるため、超音波プロ
ーブ４の挿入軸の方向にｚ軸をとるものとする。なお、
本実施の形態では、特に設定を変更しなくとも体腔内が
斜め方向から立体的に表現されるよう、角度θ、φにデ
フォルト値として４５°が設定されている。

【００９１】使用者は、タッチパネル２５を介し、視線
方向を所望の方向に変更できるよう、符号Ｅで示した子
画面上の一点を指でタッチし、符号Ｏで示した子画面の
中心に対し、円周方向にスライドさせる。すると、線分
ＯＥが移動し、連動して視線角度θが変更され、設定さ
れる。このように座標変換手段としての極座標変換部１
６は極座標の変換を行う。また、角度φについても、指
でタッチする点がｘ′に変わるほかは操作方法は同じで
ある。

【００９２】なお、図８で示される表示も設定用子画面
として、図７で示される設定用子画面に連動して３次元
画像処理用モニタ２４上に表示される。そして、図１６
に示される３次元画像の視線方向の設定を行う。このよ
うに本実施の形態では、座標変換手段が、断面エコーデ
ータと表面エコーデータの座標を変換し、視線角度設定
手段が、３次元画像を表示する際の視線方向がなす視線
角度を、生体管腔軸、もしくは超音波プローブ挿入軸を
座標軸とする座標系での角度として設定し、表示手段
が、生体管腔軸、もしくは該超音波プローブ挿入軸を座
標軸とする座標系での視線角度を表示するようにして、
３次元画像の視線角度をより簡単に設定できるようにし
ている。また、直感的、解剖学的に理解しやすくなるよ
うにしている。

【００９３】図２に示すステップＳ４では、臓器等の対
象物の表面の位置を抽出する。以下、このステップＳ４
の詳細を説明する。

【００９４】図９は、ステップＳ４の詳細な内容を示す
フローチャートである。図１０は、表面の位置を抽出す
るスキャンライン開始点Ｏからのスキャンの様子を説明
する図である。なお、ステップＳ４１１からステップＳ
４２８までは、表面位置の抽出を自動抽出で行う自動抽
出ルーチン、ステップＳ４２９からステップ４４２まで
は自動検出された境界を表示、修正する表示／修正ルー
チンである。以下に自動抽出ルーチンについて、その詳
細な内容を説明する。この自動抽出ルーチンはノイズ等
による表面の誤抽出を防止して、表面位置に対応するラ
ンを抽出するラン抽出手段を有する。

【００９５】図９に示すステップＳ４１１では画像デー
タを平滑化する。この平滑化を行う処理単位は、超音波
プローブ４の超音波振動子がスキャンする際の超音波の
分解能に対し最適になるよう、可変にする。

【００９６】図９に示すステップＳ４１２では画像デー
タに、表面抽出のためのしきい値処理を施す。そして、
しきい値以下の輝度値をもつ点は輝度値を０で置き換え
られるようにする。

【００９７】図９に示す次のステップＳ４１３では、上
記しきい値以上の点同士がつながったもの（ラン）のう
ち、これ以下の長さのランはノイズと判定するべきだと
いうしきい値の長さを、変数ｒｕｎ０に代入する。この
入力は操作用端末２１を介して行われる。

【００９８】図９に示すステップＳ４１４では変数ｉに
０を代入する。この変数ｉは画像データ記憶装置１７に
画像データとして書き込まれた、連続した複数の２次元
画像のうち、現在処理すべき２次元画像の番号を示す
（このため、画像ｉと略記する場合がある）。本実施の
形態では、５０枚の連続した２次元画像の全てを処理す
るものとし、 ０≦ｉ≦４９ とする。なお、全ての画像に対して処理を行うものに限
定されるものでなく、特定の画像のみに対して行うよう
な場合も含む。

【００９９】図９に示すステップＳ４１５では変数ｓに
０を代入する。この変数ｓは表面の位置を抽出するため
に、スキャンライン開始点より遠方側に発せられるスキ
ャンラインのうち、現在処理すべきスキャンラインを示
す（このため、スキャンラインｓと略記する場合があ
る）。本実施の形態では、例えば１０°間隔で放射状に
３６本のスキャンラインを発するものとし、 ０≦ｓ≦３５ とする。なお、この間隔の場合には抽出される境界は点
状となるが、この間隔を小さくするなどすれば抽出され
る境界は殆ど線状となり、本実施の形態はこのような場
合も含む。

【０１００】図９に示すステップＳ４１６では、スキャ
ンライン開始点の座標を処理点アドレスに設定する。処
理点アドレスは、ｘアドレスとｙアドレスからなり、現
在処理中の点のｘ座標とｙ座標を示す。本実施の形態で
は、スキャンライン開始点は各２次元画像の中心にとる
ことにする。図１０では開始点を点Ｏとして示してあ
る。

【０１０１】図９に示すステップＳ４１７では、変数ｒ
ｕｎに０を代入する。変数ｒｕｎは、ランの長さを計る
ために用いる。図９に示すステップＳ４１８では、処理
点アドレスをスキャンラインｓ上の次の点のアドレスに
移す。

【０１０２】図９に示すステップＳ４１９では、処理点
アドレスで示される点の輝度値が、ステップＳ４１２で
行われたしきい値処理のしきい値より大きいか小さいか
を判断する。大きければステップＳ４２０へ、小さけれ
ばステップＳ４１７へジャンプする。

【０１０３】図９に示すステップＳ４２０では、１次元
配列変数ｐのｒｕｎ番目の変数ｐ（ｒｕｎ）に処理点ア
ドレスのｘアドレスを代入し、１次元配列変数ｑのｒｕ
ｎ番目の変数ｑ（ｒｕｎ）に処理点アドレスのｙアドレ
スを代入する。図９に示すステップＳ４２１では、変数
ｒｕｎに１を加算する。

【０１０４】図９に示すステップＳ４２２では、変数ｒ
ｕｎがｒｕｎ０と一致するか否かを判断する。一致すれ
ばステップＳ４２３へ、一致しなければステップＳ４１
８へジャンプする。

【０１０５】図９に示すステップＳ４２３では、２次元
配列変数Ｘ（ｓ，ｉ）にｐ（ｒｕｎ−ｒｕｎ０）を代入
し、２次元配列変数Ｙ（ｓ，ｉ）にｑ（ｒｕｎ−ｒｕｎ
０）を代入する。こうして、しきい値より輝度値の大き
い点が距離ｒｕｎ０以上連続したランのうち、スキャン
ライン開始点に最も近いランの座標をＸ（ｓ，ｉ）、Ｙ
（ｓ，ｉ）として抽出する。

【０１０６】図９に示すステップＳ４２４では、Ｘ
（ｓ，ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）を画像データ記憶装置１７に
出力する。即ち、ステップＳ４２４では、図１０に示さ
れた点Ｍのアドレスを画像データ記憶装置１７に書き込
む。図９に示すステップＳ４２５では、変数ｓに１を加
算する。即ち、処理を行うスキャンラインを隣のスキャ
ンラインへ移す。

【０１０７】図９に示すステップＳ４２６では、変数ｓ
が３５＋１と一致するか否か判断する。即ち、２次元画
像ｉ中で最後のスキャンラインの処理が終ったか否かを
判断する。一致すればステップＳ４２７へ、一致しなけ
ればステップＳ４１６へジャンプする。

【０１０８】図９に示すステップＳ４２７では、変数ｉ
に１を加算する。即ち、処理を行う２次元画像を隣の２
次元画像へ移す。

【０１０９】図９に示すステップＳ４２８では、ｉが４
９＋１と一致するか否かを判断する。即ち、画像データ
記憶装置１７へ書き込まれた２次元画像の中で最後の２
次元画像の処理が終わったか否か判断する。一致すれば
ステップＳ４２９へ、一致しなければステップＳ４１５
へジャンプする。

【０１１０】こうして、自動抽出ルーチンでは、全ての
２次元画像上の全てのスキャンラインについて、体腔の
表面、すなわち境界と認識された点の座標が画像データ
記憶装置１７へ書き込まれる。

【０１１１】この自動抽出ルーティンにより、ノイズ等
による表面の誤抽出の殆どを解消することができる。本
実施の形態ではさらに、この自動抽出ルーティンによっ
ても排除できないで、誤抽出してしまった境界を修正す
る境界修正手段或いは境界修正機能を有し、かつ修正さ
れた境界を表示する表示／修正ルーチンを設けている。
従って、境界修正機能で物体表面位置を修正するので、
物体表面の抽出が適切でない箇所を修正してノイズ等の
誤抽出をさらに軽減して正確な３次元画像を表示するこ
とができるようにしている。

【０１１２】以下に表示／修正ルーチンについて詳細を
説明する。図９に示すステップＳ４２９では、０≦ｉ≦
４９、０≦ｓ≦３５となる全ての整数ｉ、ｓについて、
Ｘ（ｓ，ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）を読み出す。即ち、画像デ
ータ記憶装置１７から境界と認識された点の座標を読み
出す。

【０１１３】図９に示すステップＳ４３０では、しきい
値処理された各２次元画像に対し、Ｘ（ｓ，ｉ）、Ｙ
（ｓ，ｉ）で座標が示される境界点を重畳する。つま
り、物体表面の抽出が適切に行われたか否かを確認でき
るように、境界重畳手段或いは境界重畳機能を有し、こ
の境界重畳機能により各２次元画像に対し、抽出した表
面に対応する座標位置Ｘ（ｓ，ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）を点
状に重畳する。

【０１１４】図９に示すステップＳ４３１では、境界点
が重畳された２次元画像を３次元画像処理用モニタ２４
上に一覧表示する。図９に示すステップＳ４３２では、
修正するべき２次元画像ｉ０と、修正するべきスキャン
ラインｓ０を指定する。

【０１１５】図１０ではこの点が点Ｍ（Ｘ（ｓ０，ｉ
０）、Ｙ（ｓ０，ｉ０））として示されている。この点
は、体腔内の残渣、またはノイズ等により、スキャンラ
イン開始点Ｏから見て、境界として抽出すべき点より手
前に誤抽出してしまった点である。また、指定の方法
は、タッチパネル２５を介し、このスキャンラインの近
傍を指でタッチすることにより指定する。なお、図１０
上では一般の画像ｉの画像上で、修正すべき画像ｉ０の
説明を図示している関係上ｉとｉ０とが混在した表示と
なっている（図１０上では、ｉ０がｉ、ｓ０がｓ＋２の
場合となる）。

【０１１６】図９に示すステップＳ４３３では、スキャ
ンラインｓ０上で、点Ｍ（Ｘ（ｓ０，ｉ０）、Ｙ（ｓ
０，ｉ０））のランの遠方側の端点の座標を処理点アド
レスに設定する。図１０ではこの点をＮで示している。
図９に示すステップＳ４３４からステップＳ４３９まで
は、ステップＳ４１７からステップＳ４２２までと基本
的に処理が同じなので、説明を省略する。

【０１１７】図９に示すステップＳ４４０では、２次元
配列変数Ｘ（ｓ０，ｉ０）にｐ（ｒｕｎ−ｒｕｎ０）を
代入し、２次元配列変数Ｙ（ｓ０，ｉ０）にｑ（ｒｕｎ
−ｒｕｎ０）を代入する。そして、誤抽出した点の次
に、スキャンライン開始点に近いランの座標を改めてＸ
（ｓ０，ｉ０）、Ｙ（ｓ０，ｉ０）として抽出する。

【０１１８】このようにして、しきい値より輝度値の大
きい点が距離ｒｕｎ０以上連続したランのうち、誤抽出
した点の次に、スキャンライン開始点に近いランの座標
をＸ（ｓ０，ｉ０）、Ｙ（ｓ０，ｉ０）として抽出す
る。図１０ではこの点をＭ′（Ｘ（ｓ０，ｉ０）、Ｙ
（ｓ０，ｉ０））で示している。

【０１１９】図９に示すステップＳ４４１ではＸ（ｓ
０，ｉ０）、Ｙ（ｓ０，ｉ０）を画像データ記憶装置１
７に出力し、上書きする。つまり、図１０に示す点Ｍ
（Ｘ（ｓ０，ｉ０）、Ｙ（ｓ０，ｉ０））を点Ｍ′（Ｘ
（ｓ０，ｉ０）、Ｙ（ｓ０，ｉ０））に修正し、ノイズ
等による誤抽出された点Ｍ（Ｘ（ｓ０，ｉ０）、Ｙ（ｓ
０，ｉ０））を修正する。

【０１２０】図９に示すステップＳ４４２では、３次元
画像処理用モニタ２４上には、まだ修正が必要か否かメ
ッセージが出力され、使用者は操作用端末２１を介して
応答する。修正が必要な場合は、ステップＳ４３２へジ
ャンプし、修正が不必要な場合は図２で示すステップＳ
５へ移る。

【０１２１】こうして、表示／修正ルーチンでは、体腔
内の残渣、またはノイズ等により、誤抽出してしまった
点を修正する。図２に示すステップＳ５では、ステップ
Ｓ４で抽出された表面に陰影を付加する。以下、このス
テップＳ５の詳細な処理内容を説明する。

【０１２２】図１１は、ステップＳ５の詳細な処理内容
のフローチャートを示す。図１２は、陰影を付加する処
理を説明する図である。

【０１２３】図１１に示すステップＳ５１１では、画像
データをモデリングする。本実施の形態では、ステップ
Ｓ４で境界（体腔の表面）として抽出された点から、ポ
リゴンと称する複数の多角形を仮定する。

【０１２４】図１２では、このポリゴンのうちの二つ
の、ステップＳ４で抽出された点Ｍs、Ｍs + 1 、Ｍ′s
、Ｍ′s + 1 を頂点とする二つの三角形、△Ｍs Ｍs +
1 Ｍ′s と△Ｍs + 1 Ｍ′s Ｍ′s + 1 で表してい
る。ここで、スキャンライン開始点０と点Ｍs 、Ｍs +
1 は２次元画像ｉ上の点、スキャンライン開始点０′と
点Ｍ′s 、Ｍ′s + 1 は２次元画像ｉ＋１上の点であ
る。また、点Ｍs とＭ′s 、点Ｍs + 1 とＭ′s + 1 は
互いにスキャンラインの番号が同じである。４点の座標
は以下の通りである。

【０１２５】 Ｍs （Ｘ（ｓ，ｉ），Ｙ（ｓ，ｉ）） Ｍs + 1 （Ｘ（ｓ＋１，ｉ），Ｙ（ｓ＋１，ｉ）） Ｍ′s （Ｘ（ｓ，ｉ＋１），Ｙ（ｓ，ｉ＋１）） Ｍ′s + 1 （Ｘ（ｓ＋１，ｉ＋１），Ｙ（ｓ＋１，ｉ
＋１）） このステップＳ５１１では、頂点の座標値より各ポリゴ
ンの法線ベクトルを算出する。図１２では、各ポリゴン
の法線ベクトルをＶs 、Ｖ′s として示している。

【０１２６】図１１に示すステップＳ５１２では、ステ
ップＳ３で設定された視線方向に対応して、各ポリゴン
頂点の座標を座標変換する。このとき、同時に各ポリゴ
ンの法線ベクトルも変換する。

【０１２７】図１１に示すステップＳ５１３では、各ポ
リゴンに陰面処理を施す。即ち、視線に対して、ポリゴ
ンの陰になっているポリゴンを消去する。図１１に示す
ステップＳ５１４では、光線方向の設定を行う。つま
り、光線方向（光線角度）を設定する光線角度設定手段
或いは光線角度設定機能を備えている。

【０１２８】ステップＳ５１４では現在の光線方向の設
定値が図１３に示す様な設定用子画面として３次元画像
処理用モニタ２４上に表示される。

【０１２９】図１４は、図１３で示す角度θ、φとの空
間的な関係を説明する図である。図１４で示される表示
も設定用子画面として、図１３で示される設定用子画面
に連動して３次元画像処理用モニタ２４上に表示され
る。設定方法など作用はステップＳ３と同じであるため
省略する。

【０１３０】本実施の形態では光線角度設定手段が、陰
影付加のための光線角度を、生体管腔軸、もしくは超音
波プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での角度として
設定し、表示手段が、生体管腔軸、もしくは超音波プロ
ーブ挿入軸を座標軸とする座標系での光線角度を表示す
るようにして、所望の物体表面をより立体的に表現し、
かつ、光線角度をより直感的、解剖学的に理解しやすく
設定できるようにしている。

【０１３１】図１１に示すステップＳ５１５は、各ポリ
ゴンの視点から距離や、法線ベクトルとステップＳ５１
４で設定された光線方向となす角に応じて、フラットシ
ューディング、グローシェーディング、フォーンシェー
ディング、デプスシェーディングなどのシェーディング
のアルゴリズムを用い、各ポリゴン内の点の明るさを決
定する。こうして、表面の陰影を付加する。

【０１３２】図２に示すステップＳ６は、ステップＳ２
で位置を設定された断面の非表示部分をカットする。図
１５上でハッチングがかかっている部分は、図１６に示
す３次元画像の４枚の断面のうち非表示部分を示してお
り、この部分のデータは消去される。

【０１３３】図２に示すステップＳ７は、ステップＳ３
で設定された視線方向に対応して、３次元画像の４枚の
断面のうちステップＳ６で残された表示部分の座標変換
を行う。

【０１３４】図２に示すステップＳ８は合成処理を行
う。つまり、ステップＳ４とステップＳ５で位置が抽出
され、陰影が付加された表面と、ステップＳ６とステッ
プＳ７で非表示部分がカットされ、座標変換が施された
断面とを合成することで、図１６に示す３次元画像を構
築する。図１６中では表面データ部分をＥで示してい
る。

【０１３５】図２に示すステップＳ９は、断面と表面の
境界線を図１６に示す例えば緑色の境界線として、３次
元画像に重畳する。つまり、本実施の形態では断面と表
面の境界線を３次元画像に重畳する断面表面境界重畳手
段を有し、この断面表面境界重畳手段は３次元画像に断
面エコーデータと表面エコーデータ境界線を断面表面境
界線として重畳し、表示手段が、断面表面境界線を重畳
した３次元画像を表示するようにして、エコーデータと
表面画像データの区別がつき易いようにしている。

【０１３６】図２に示すステップＳ１０では、図８で構
築した３次元画像を３次元画像処理用モニタ２４上に表
示する。なお、上述のように、ＣＰＵ１３及び画像処理
プロセッサ１８は、表面位置抽出手段、陰影付加手段、
合成手段、ラン抽出手段、境界重畳手段、断層像構築手
段、座標変換手段、断面表面境界重畳手段として機能す
る。

【０１３７】また、タッチパネル２５は断面位置設定手
段、境界修正手段、修正スキャンライン指定手段、切断
線移動手段、断層像回転手段、マスク手段、光線角度設
定手段、視線角度設定手段として機能する。

【０１３８】また、マスク切り換えキー２１ａは、表示
態様指定手段として機能する。また、画像データ記憶装
置１７は、３次元エコーデータ記憶手段として機能す
る。また、３次元画像処理用モニタ２４は表示手段とし
て機能する。

【０１３９】本実施の形態は以下の効果を有する。本実
施の形態では、ラン抽出手段が、スキャンライン上を遠
方にスキャンし、或るしきい値より輝度値の大きい点が
所定の距離以上連続したランのうち、スキャンライン開
始点に最も近いランを抽出するので、この所定の距離以
下のランはノイズとして殆ど除去できる。このため、ノ
イズ等に殆ど邪魔されることなく、所望の物体表面を正
確に表現することができる。

【０１４０】また、本実施の形態では、ステップＳ４１
３で、これ以下の長さのランはノイズと判定すべきだと
いう長さを入力することにより、様々な種類のノイズ除
去を行うことができる。また、仮にノイズ等により誤抽
出した部分が存在しても、境界修正機能により、抽出さ
れた境界を修正できるので、よりノイズ等の影響の少な
い物体表面の抽出を行うことができる。また、本実施の
形態では、図１０で示す画像を参照することができるの
で、修正が適正か否かを確認しながら境界を修正でき
る。

【０１４１】つまり、境界重畳機能により連続した複数
の超音波断層像の全て、もしくは特定の超音波断層像
に、抽出した物体表面位置を境界として重畳し、表示手
段で表示するので、物体表面の抽出が適切に行われてい
るか否かを確認することができる。

【０１４２】本実施の形態では、簡易３次元構築キー２
１ｂを押すと、使用者への参考のために図５に示すよう
な表面位置抽出を行わない簡易３次元画像を表示させた
ため、簡単に、完成した３次元画像のイメージをつかむ
ことができる。また、断層像構築手段が構築した向きの
異なる複数の断層像のうち特定の断層像上で、切断線移
動手段が断面位置を示す切断線を移動し、断層像回転手
段が断層像を回転し、特定の断層像以外の断層像が連動
して変更されるので、断層像上で、いかなる位置に病変
部が存在しても病変部を通るように断面を設定でき、病
変の深達度等を診断できる。

【０１４３】また、断層像構築手段が、３次元エコーデ
ータ内のエコーデータから生成される向きの異なる複数
の断層像を構築し、切断線移動手段が、構築された複数
の断層像内で、断面位置を示す切断線を移動し、マスク
手段が、３次元画像として合成されるエコーデータとそ
れ以外のエコーデータを異なる態様の表示にすることが
できるので、断層像上で、３次元画像として表示される
部分と表示されない部分の区別、対応関係がわかりやす
くなる。

【０１４４】また、通常の断層像の態様での表示と、３
次元画像として表示するためのエコーデータとそれ以外
のエコーデータを態様を変えて、断面を設定するための
表示と、２種類の表示のいずれかを指定する表示態様指
定手段を設けたので、この様なマスクが邪魔なときには
これを取り除き、複数枚の断層像を用いた任意断面でで
の通常の診断を行うことができる。

【０１４５】また、本実施の形態では、光線角度設定手
段が、陰影付加のための光線角度を、生体管腔軸、もし
くは超音波プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での角
度として設定し、表示手段が、生体管腔軸、もしくは超
音波プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での光線角度
を表示するので、所望の物体表面をより立体的に表現
し、かつ、光線角度をより直感的、解剖学的に理解しや
すく設定できる。また、本実施の形態では、表示手段
が、光線角度を立体的に表示するので、光線角度を感覚
的に把握しやすい。

【０１４６】また、本実施の形態では、座標変換手段
が、断面エコーデータと表面エコーデータの座標を変換
し、視線角度設定手段が、３次元画像を表示する際の視
線方向がなす視線角度を、生体管腔軸、もしくは超音波
プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での角度として設
定し、表示手段が、生体管腔軸、もしくは該超音波プロ
ーブ挿入軸を座標軸とする座標系での視線角度を表示す
るので、３次元画像の視線角度をより簡単に設定でき
る。また、直感的、解剖学的に理解しやすく設定でき
る。

【０１４７】また、本実施の形態では、断面表面境界重
畳手段が、３次元画像に断面エコーデータと表面エコー
データの境界線を断面表面境界線として重畳し、表示手
段が、断面表面境界線を重畳した３次元画像を表示する
ので、エコーデータと表面画像データの区別がつき易
い。

【０１４８】（第１の実施の形態の変形例）本実施の形
態では、タッチパネル２５を用いているが、タッチパネ
ル２５ではなくとも、画面にカーソルを表示させてマウ
ス、ライトペン、トラックボールなどの他のポインティ
ングデバイスを用いても良い。

【０１４９】また、本実施の形態のしきい値処理は、し
きい値以下の輝度値をもつ点の輝度値を０で置き換える
という点で、２値化も含む。また、本実施の形態では、
視線方向、光線方向の設定は、タッチパネル２５を用
い、それぞれ図７、図１３で示す表示に対して設定でき
るようにしているが、図８、図１４で示す表示に対して
設定できるようにしても良い。

【０１５０】また、本実施の形態では、ステップＳ２の
断面位置設定は、ステップＳ４での表面位置抽出の前段
に設けているが、順序はこの逆でも良い。本実施の形態
では、マスク切り換えキー２１ａを押すと図６に示す表
示に切り換えるが、順序を逆にしたときには、マスク切
り換えキー２１ａを押すことにより図１５に示す表示に
切り換えるようにしても良い。

【０１５１】また、本実施の形態では、超音波プローブ
４はスパイラルスキャンを行うが、セクタスキャンとリ
ニアスキャンの組み合わせなど本実施の形態の具体例に
限定されるものでない。

【０１５２】また、本実施の形態では、ステップＳ４３
０で境界点を重畳しているが、隣合うスキャンライン上
の境界点を順に結んだ境界線でも構わない。更には、境
界線内の内部を赤色等、重畳する超音波断層像とは別の
系統の色で塗りつぶし、境界をその塗りつぶされた領域
の辺として表現しても良い。また、本実施の形態では、
ステップＳ４３１で境界点を重畳された２次元画像を一
覧表示しているが、隣合う２次元画像を順次表示させて
も構わない。

【０１５３】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を説明する。構成は第１の実施の形態と共通
であり、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８の処理が
異なる。このため、異なる部分のみを説明する。図１７
は第２実施の形態における超音波による４枚の断面を示
す。

【０１５４】以下、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１
８の動作を図１７を参照しながら説明する。本実施の形
態は、第１の実施の形態における表面位置抽出での一覧
表示（図９のステップＳ４３１）に代えて、図１７に示
す複数の断面の表示を３次元画像処理用モニタ２４上に
表示させる。この画面の中で、抽出された境界が境界線
として各断面に重畳されており、図１７では断面Ｃにノ
イズで誤抽出された境界を参照することができる。

【０１５５】この画面では、第１の実施の形態における
図４と同様、特定の断面の切断線＋、×、△、□の移
動、回転に連動して他の断面を変更する。そして、図１
７のようにノイズ等で誤抽出した境界を見つけた場合に
は、図９で説明したようにして境界の修正を行う。その
他の作用は第１の実施の形態と共通である。

【０１５６】なお、このとき、ＣＰＵ１３及び画像処理
プロセッサ１８は、断層像構築手段、境界重畳手段とし
て機能する。

【０１５７】本実施の形態は以下の効果を有する。本実
施の形態では、図１７に示す複数の断面の表示を３次元
画像処理用モニタ２４上に表示し、抽出された境界が境
界線として各断面に重畳するので、連続する複数の２次
元画像に渡り、表面位置抽出が適切か否か一目で判断で
きる。このように向きの異なる複数の断層像に、抽出し
た物体表面位置を境界として重畳するので、境界抽出の
誤りの著しい部分が一目で発見できる。また、断面を変
更することにより、誤抽出された部分を探すことができ
る。

【０１５８】（第３の実施の形態）次に本発明の第３の
実施の形態を図１８ないし図２０を参照して説明する。
図１８は第３の実施の形態における処理内容の一部を示
すフローチャート、図１９はその作用及び効果の説明
図、図２０は本実施の形態における超音波プローブ４に
よるスキャンの変形例の説明図である。

【０１５９】本実施の形態はその構成が第１の実施の形
態と共通であり、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８
の処理が異なる。このため、異なる部分のみを説明す
る。以下、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８の動作
を図１８から図２０を参照しながら説明する。

【０１６０】本実施の形態では、図９に示すスキャンラ
イン開始点を指定する処理のみが、第１の実施の形態と
異なり、その他は同じである。本実施の形態では、図９
におけるステップＳ４１４とステップＳ４１５の間に、
図１８に示すようにステップＳ１８１１、ステップＳ１
８１２の処理を付加する。その他の処理は、図９に示す
第１の実施の形態の処理と同じである。

【０１６１】図１８に示すステップＳ１８１１では、変
数ｉで指定される画像を、３次元画像処理用モニタ２４
上に表示する。この画像ｉを図１９に示す。

【０１６２】図１８に示すステップＳ１８１２では、３
次元画像処理用モニタ２４上に表示された画像ｉを参照
しながらスキャンライン開始点を指定する。図１９で
は、このスキャンライン開始点がＯとして示されてい
る。この指定の方法は、タッチパネル２５を介し、スキ
ャンライン開始点Ｏの位置を指でタッチすることにより
指定する。

【０１６３】こうして、スキャンライン開始点Ｏが指定
される。このように、タッチパネル２５は、スキャンラ
イン開始点指定手段として機能する。その他は第１の実
施の形態の場合と同様である。

【０１６４】本実施の形態によれば、以下の効果を有す
る。例えば、スキャンライン開始点が図１９で示されて
いる点Ｏd に、あらかじめ設定されている場合、抽出さ
れる境界に死角ができる。この死角部分を図１９中では
ハッチングで示している。

【０１６５】しかし、本実施の形態では、ステップＳ１
８１２で、３次元画像処理用モニタ２４上に表示された
画像を参照しながらスキャンライン開始点Ｏを指定する
ので、第１の実施の形態に比べ、このような死角が生じ
にくい位置にスキャンライン開始点Ｏを指定することが
できる。その他の効果は、第１の実施の形態と同じであ
る。

【０１６６】なお、以下に説明する本実施の形態の変形
例の構成を採用しても良い。本変形例での超音波プロー
ブ４は、被検体外より超音波を照射する。この超音波プ
ローブ４の図示しない超音波振動子は、セクタスキャン
を行いながら直線上を移動する。すなわち、超音波プロ
ーブ４が体外よりセクタスキャンとリニアスキャンとを
組み合わせたセクタ＆リニアスキャンを行うことで、連
続した複数の２次元画像が、３次元エコーデータとし
て、画像データ記憶装置１７に書き込まれる。この複数
の２次元画像を図２０に示す。図２０では取り込まれた
順に画像１，画像２，…と画像番号が付されている。

【０１６７】図２０の梨地模様の部分は、腫瘍などの低
輝度領域を示し、その周囲のハッチングの部分は、肝臓
実質などの高輝度領域を示している。

【０１６８】なお、この変形例においては、図１８に示
すステップＳ１８１２で３次元画像処理用モニタ２４上
に表示された画像を参照しながらスキャンライン開始点
Ｏを指定する。図２０では、この点がＯとして示されて
いる。この指定の方法は、タッチパネル２５を介し、点
Ｏを指でタッチすることにより指定する。

【０１６９】この他の構成、作用及び効果は、図１８及
び図１９を参照して述べた第３の実施の形態の場合の構
成、作用及び効果と同じである。このように、本実施の
形態による表面抽出手段或いは方法を用いると、スパイ
ラルスキャンやセクタ＆リニアスキャンなどスキャン方
法を変えても正確に表面を抽出できる。

【０１７０】（第４の実施の形態）次に本発明の第４の
実施の形態を図２１を参照して説明する。図２１は本実
施の形態における陰影付加の処理内容を示すフローチャ
ートであり、ポリゴンを表示する際の表示色を操作用端
末２１から入力する過程を含む。

【０１７１】構成は第１の実施の形態と共通であり、Ｃ
ＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８の処理が一部異な
る。このため、異なる部分のみを説明する。

【０１７２】ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８の動
作を図２１を参照しながら説明する。

【０１７３】図２１に示すステップＳ２１１１〜ステッ
プＳ２１１４は、第１の実施の形態における図１１のス
テップＳ５１１〜ステップＳ５１４の処理とそれぞれ同
じである。

【０１７４】図２１に示すステップＳ２１１５では、ポ
リゴンを表示する際の表示色を操作用端子２１から入力
する。

【０１７５】図２１に示すステップＳ２１１６では、図
１１で示すステップＳ５１５の処理と同様のアルゴリズ
ムで、ステップＳ２１１５で入力された色調にて、各ポ
リゴン内の点の明度を決定する。

【０１７６】こうして、ステップＳ２１１５で入力され
た色調にて、表面の陰影を付加し、シェーディング処理
を行う。なお、上述のように、操作用端末２１は表示色
指定手段として機能する。本実施の形態は、以下の効果
を有する。

【０１７７】本実施の形態では、ステップＳ２１１５で
ポリゴンを表示する際の表示色を入力し、ポリゴンの色
調を決定したため、図１６の表面データＥがこの表示色
で表示され、グレースケールを保持した他の部分と区別
して表示できる。そのため、３次元画像の各部位が生体
のエコーの階調を保持している画像データなのか、形状
等の立体的な情報を陰影として付加されている表面画像
データなのか、術者は区別することが容易にできる。

【０１７８】なお、表示色として内視鏡の光学像などで
見える実際の臓器表面の色調を指定すれば、より実物ら
しい３次元画像を表示できる。その他の効果は、第１の
実施の形態と同じである。

【０１７９】（第４の実施の形態の変形例）本実施の形
態では、ステップＳ２１１５で操作用端末２１を通じて
表示色を入力したが、内視鏡画像などの光学像を第１の
外部記憶装置１９などの記憶装置に貯え、ここにから代
表的な色調をコピーしても良い。また、この貯えられた
光学像は食道、胃上部、十二指腸という具合に別々に貯
え、これらの表示色を用いても良い。

【０１８０】（第５の実施の形態）次に本発明の第５の
実施の形態を図２２ないし図２４を参照して説明する。
図２２は第５の実施の形態における表面位置の抽出処理
のフローチャート、図２３、図２４はその作用及び効果
を説明する図である。

【０１８１】本実施の形態はその構成が第１の実施の形
態と同じであり、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８
の処理が異なる。このため、異なる部分のみを説明す
る。以下、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８の動作
を図２２から図２４を参照しながら説明する。

【０１８２】本実施の形態では、図９に示す表面位置抽
出処理のみが第１の実施の形態と異なり、その他は同じ
である。図２２に示すステップＳ２２１１では、画像デ
ータ記憶装置１７に格納されている連続した５０枚の２
次元画像にうち第１番目の画像を、３次元画像処理用モ
ニタ２４に表示する。この画像を図２３に示す。

【０１８３】図２２に示すステップＳ２２１２では、第
１番目の画像のトレースを行う。３次元画像処理用モニ
タ２４に表示された２次元画像の境界、すなわち臓器表
面をマニュアル的にトレースする。トレースはタッチパ
ネル２５を介して行われる。

【０１８４】図２２に示すステップＳ２２１３では、ト
レースした点での第１勾配値の算出を行う。つまり、図
２３に示すように画像中のある１点０を中心に、トレー
スを開始した点Ｚ１から等角度αにあたるトレース軌跡
上の点Ｚ２，Ｚ３，…，Ｚｉ，…での輝度値の勾配値
（以下、第１勾配値）を算出する。

【０１８５】なお、この第１勾配値は直線ＯＺi （ｉ＝
１，２，３…）上での輝度の勾配値を表すものであり、
勾配値を算出する際の距離は一定の長さにとる。図２４
（Ａ）では第１の画像中での直線ＯＺi 上の輝度値を表
しており、この「一定の長さ」はΔｘ、輝度値の差はΔ
Ｉと表されている。従って、 勾配値＝ΔＩ／Δｘ と表される。

【０１８６】図２２に示すステップＳ２２１４では、第
２番目の画像に対し、第１番目の画像で設定した直線Ｏ
Ｚi 方向の勾配値（以下、第２勾配値）を算出する。こ
の第２勾配値は、点Ｚi に対応する第２番目の画像上の
点Ｚi ′（図２４（Ｂ）参照）から直線ＯＺi 上の特定
の範囲内の各点について算出される。図２４（Ｂ）では
この特定の範囲をδｘで示す。つまり、点Ｚｉに対応す
る点Ｚi ′を中心として、ＯＺｉ方向及びその逆方向に
範囲δｘに含まれる範囲内の各点で第２勾配値を算出す
る。この処理を全ての点Ｚi に対応する範囲内の点につ
いて繰り返す。

【０１８７】図２２に示すステップＳ２２１５では、各
点で算出された第２勾配値と、点Ｚｉで算出された第１
勾配値とを比較し、最も、第１勾配値に近い値を持つ直
線ＯＺi ′上の点を特定する。図２４（Ｂ）ではこのよ
うにして特定された点をＺi″で示す。この様にして第
２番目の画像の境界が特定される。

【０１８８】このような処理を行うことにより、図２３
及び図２４（Ａ）に示すようにノイズが存在するような
画像においても、ノイズの位置を範囲δｘにより、ある
程度除去できるし、仮に範囲δｘ内にノイズが含まれて
も、その勾配値は第１勾配値に近い値を持つことは極め
て少ないので、殆どの場合に最も第１勾配値に近い値を
持つ点を第２番目の画像の境界点を正しく特定できる。

【０１８９】図２２に示すステップＳ２２１６では、全
ての２次元画像について処理が終わったか否かで処理を
分岐させる。終わっていなければステップＳ２２１４へ
ジャンプする。終わっていれば表面位置抽出処理を終了
する。なお、ステップＳ２２１４へジャンプした後は、
第２番目の画像の勾配値を第１勾配値として、第３番目
の画像の勾配値を第２勾配値として同じ処理を繰り返
す。以降の画像についても処理を同様である。こうし
て、表面位置が抽出される。

【０１９０】なお、上述のように、ＣＰＵ１３及び画像
処理プロセッサ１８は、第１の勾配値算出手段、第２の
勾配値算出手段、表面位置特定手段として機能する。ま
た、タッチパネル２５は、表面位置指定手段として機能
する。本実施の形態によれば、以下の効果を有する。

【０１９１】本実施の形態では、ステップＳ２２１４
で、第２勾配値を第１勾配値が算出された点から特定の
範囲内の各点について算出し、ステップＳ２２１５で第
２勾配値と第１勾配値とを比較することで表面位置を抽
出した。そのため、この範囲内に入らないノイズを表面
として誤抽出することはない。このノイズを図２３、図
２４に示す。その他の効果は、第１の実施の形態と同じ
である。

【０１９２】（第６の実施の形態）次に本発明の第６の
実施の形態を図２５ないし図３０を参照して説明する。
図２５は第６の実施の形態における表面位置抽出処理の
詳細を示すフローチャートである。図２６、図２７、図
２８、図２９は、表面の位置を抽出する開始点Ｐからの
トレースの様子を説明する図である。なお、図２７は図
２６の右側の拡大図、図２９は図２６の左側の拡大図で
あり、図２８は図２７に示す円弧上の輝度値を示す。

【０１９３】本実施の形態はその構成が第１の実施の形
態と共通であり、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８
の処理が異なる。第１の実施の形態とは図２に示すステ
ップＳ４の表面位置抽出方法が異なるため、その部分に
ついて説明する。以下、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッ
サ１８が行う画像処理の詳細を図２５ないし図３０を参
照しながら説明する。図２５に示すステップＳ２５１１
からステップＳ２５３１までは、表面位置の自動抽出を
行う自動抽出ルーチン、ステップＳ２５３２からステッ
プＳ２５３９までは、自動抽出された境界を表示、修正
する表示／修正ルーチンである。

【０１９４】更に、自動抽出ルーチンのうち、ステップ
Ｓ２５１１からステップＳ２５２５までは、トレース開
始点を抽出するトレース開始点抽出ルーチン、ステップ
Ｓ２５２６からステップＳ２５３１までは、表面位置の
トレースによる自動抽出を行うトレースルーチンであ
る。以下に自動抽出ルーチンのうちのトレース開始点抽
出ルーチンについて詳細を説明する。

【０１９５】図２５に示すステップＳ２５１１では、画
像データを平滑化する。この平滑化を行う処理単位は、
超音波プローブ４がスキャンする際の超音波の分解能に
対し最適になるよう、可変にする。

【０１９６】図２５に示すステップＳ２５１２では、画
像データに２値化処理を施す。或るしきい値以下の輝度
値をもつ点は輝度値を０で、しきい値以上の輝度値をも
つ点は輝度値を１で置き換えられる。

【０１９７】図２５に示すステップＳ２５１３では、し
きい値以上の点同士でつながったもの（ラン）のうち、
これ以上の長さのランはノイズと判定すべきだという長
さを、変数ｒｕｎ０に代入する。この入力は、操作用端
末２１を介して行われる。

【０１９８】図２５に示すステップＳ２５１４では、変
数ｉに０を代入する。変数ｉは、画像データ記憶装置１
７に画像データとして書き込まれた、連続した複数の２
次元画像のうち、現在処理すべき２次元画像の番号を示
す。本実施の形態では、５０枚の２次元画像を処理する
ものとし、 ０≦ｉ≦４９ とする。

【０１９９】図２５に示すステップＳ２５１５では、変
数ｓに０を代入する。変数ｓは、この後に説明するトレ
ースによって抽出された境界点の番号を付すための変数
である。

【０２００】図２５に示すステップＳ２５１６では、画
面上の一点Ｇを指定する。以下、この点Ｇをスキャンラ
イン開始点と呼び、図２６に示す。具体的には、使用者
が、タッチパネル２５を介し、画面上の点を指でタッチ
することで点Ｇを指定する。図２５に示すステップＳ２
５１７では、画面上の別の一点Ｇ′を指定する。具体的
には、使用者が、タッチパネル２５を介し、画面上の点
を指でタッチする。なお、このとき３次元画像処理用モ
ニタ２４に表示された２次元画像上に、指の動きに併せ
て線分ＧＧ′が図２６に示すように表示される。以下こ
のＧＧ′をスキャンラインと呼ぶ。

【０２０１】図２５に示すステップＳ２５１８では、Ｇ
の座標を処理点アドレスに設定する。処理点アドレス
は、ｘアドレスとｙアドレスからなり、現在処理中の点
のｘ座標とｙ座標を示す。図２５に示すステップＳ２５
１９では、変数ｒｕｎに０を代入する。変数ｒｕｎは、
ランの長さを計るために用いる。

【０２０２】図２５に示すステップＳ２５２０では、処
理点アドレスをスキャンラインＧＧ′上の次の点のアド
レスに移す。図２５に示すステップＳ２５２１では、処
理点アドレスで示される点の輝度値が、ステップＳ２５
１２で行われた２値化処理のしきい値より大きいか小さ
いかを判断する。大きければステップＳ２５２２へ移
り、小さければステップＳ２５１９へジャンプする。

【０２０３】図２５に示すステップＳ２５２２では、１
次元配列変数ｐのｒｕｎ番目の変数ｐ（ｒｕｎ）に処理
点アドレスのｘアドレスを代入し、１次元配列変数ｑの
ｒｕｎ番目の変数ｑ（ｒｕｎ）に処理点アドレスのｙア
ドレスを代入する。図２５に示すステップＳ２５２３で
は、変数ｒｕｎに１を加算する。

【０２０４】図２５に示すステップＳ２５２４では、変
数ｒｕｎがｒｕｎ０と一致するか否か判断する。一致す
ればステップＳ２５２５へ移り、一致しなければステッ
プＳ２５２０へジャンプする。

【０２０５】図２５に示すステップＳ２５２５では、２
次元配列変数Ｘ（ｓ，ｉ）にｑ（ｒｕｎ−ｒｕｎ０）を
代入し、２次元配列変数Ｙ（ｓ，ｉ）にｑ（ｒｕｎ−ｒ
ｕｎ０）を代入する。こうして、スキャンライン上のし
きい値より輝度値の大きい点が距離ｒｕｎ０以上連続し
たランのうち、スキャンライン開始点に最も近いランの
座標をＸ（ｓ，ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）として抽出する。次
に自動抽出ルーチンのうちのトレースルーチンについて
詳細を説明する。

【０２０６】図２５に示すステップＳ２５２６では、Ｘ
（ｓ，ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）を画像データ記憶装置１７に
出力する。即ち、ステップＳ２５２６では、図２６に示
された点Ｐのアドレスを画像データ記憶装置１７に書き
込む。

【０２０７】図２５に示すステップＳ２５２７では、図
２６の一部を拡大した図２７に示されている点Ｐを中心
とする半径ｒの円弧上で、線分ＧＰと円弧との交差Ｐｏ
から探索することにより新たな境界点Ｐ′を抽出す
る。この探索は、以下の通り行われる。

【０２０８】まず、図２６は、臓器表面を境に外側が臓
器実質を表しており、内側、すなわちＧを含む側は通
常、水など超音波媒体を表す部分である。そのため、図
２７の円弧上における、２値化後の輝度値は図２８の様
に示される。

【０２０９】図２８の横軸は、線分ＧＰとのなす角ψを
示す。点Ｐｏ は超音波媒体側にあり、低輝度側の点で
あるため、角ψの変化に対して輝度が低い側から高い側
へ変化する点が図２６、及び図２７に示す境界点Ｐ′に
対応する。このようにして、図２８上で点Ｐｏ の輝度
値の側から最初に変化する点を探索することで点Ｐ′を
抽出する。図２５に示すステップＳ２５２８では、変数
ｓに１を加算する。以下、点Ｐ′を改めて点Ｐと置き直
すことにする。

【０２１０】図２５に示すステップＳ２５２９では、改
めて置き直された点Ｐより∠ＰＧＧ′を計算し、∠ＰＧ
Ｇ′が３６０°より大きいか小さいかを判断する。大き
ければステップＳ２５３０へ移り、小さければステップ
Ｓ２５２６へジャンプする。ところで、ステップＳ２５
２８で点Ｐ′は点Ｐと置き直されているので、この∠Ｐ
ＧＧ′は、実際には図２７の∠Ｐ′ＧＧ′に相当する。

【０２１１】図２５に示すステップＳ２５３０では、変
数ｉに１を加算する。即ち、処理を行う２次元画像を隣
の２次元画像へ移す。図２５に示すステップＳ２５３１
では、ｉが４９＋１と一致するか否かを判断する。即
ち、画像データ記憶装置１７へ書き込まれた２次元画像
の中で最後の２次元画像の処理が終わったか否か判断す
る。一致すればステップＳ２５３２へ移り、一致しなけ
ればステップＳ２５１５へジャンプする。

【０２１２】こうして、トレース開始点抽出ルーチンと
トレースルーチンからなる自動抽出ルーチンでは、画像
データ記憶装置１７に記憶された全ての２次元画像につ
いて、体腔の表面、即ち境界と認識された点Ｐ（ｓ，
ｉ）の座標Ｘ（ｓ，ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）が求められ、順
次に画像データ記憶装置１７に書き込まれる。

【０２１３】ところで、図２６では画面の臓器実質が画
面の左側で切れているため、このままでは、点Ｐ（ｓ，
ｉ）の探索が中断してしまう。そのため、ステップＳ２
５２７では、図２９に示すように、最初に点Ｐｏの輝度
値が変化する点を探索する際、円弧が途中で画像の端に
ぶつかったときには、円弧と画像の端との交点を点Ｐ′
として抽出することにする。

【０２１４】次に表示／修正ルーチンについて詳細を説
明する。図２５に示すステップＳ２５３２では、画像デ
ータ記憶装置１７に書き込まれた全ての画像、全ての境
界点について、Ｘ（ｓ，ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）を読み出
す。

【０２１５】即ち、画像データ記憶装置１７から境界と
認識された点Ｐの座標を読み出す。図２５に示すステッ
プＳ２５３３では、超音波階調を有する各２次元画像に
対し、Ｘ（ｓ，ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）で座標が示される境
界点を重畳する。

【０２１６】図２５に示すステップＳ２５３４では、境
界点が重畳された超音波階調を有する２次元画像を３次
元画像処理用モニタ２４上に一覧表示する。

【０２１７】図２５に示すステップＳ２５３５では、一
覧表示された２次元画像の中から、境界を誤抽出した２
次元画像ｉ０を指定する。この２次元画像ｉ０を図３０
に示す。

【０２１８】図２５に示すステップＳ２５３６では、使
用者は、タッチパネル２５を介し、２次元画像ｉ０の中
で修正範囲を指定する。具体的には、図３０のように、
誤抽出された境界の端点Ｒ1 とＲ2 を指定し、∠Ｒ1 Ｇ
Ｒ2 を決定することで修正範囲を指定する。この範囲
は、図３０上でハッチングで示した部分に対応する。

【０２１９】図２５に示すステップＳ２５３７では、使
用者は、タッチパネル２５を介し、真の境界をマニュア
ル的にトレースする。このトレースの様子を図３０に示
す。つまり、誤抽出された黒点で示す境界点の代わり
に、白点（白丸）で示すように真の境界点をトレースす
るようにする。このとき、∠Ｒ1 ＧＲ2 の範囲内で、使
用者がトレースした軌跡上の等距離の区間毎に改めて真
の境界点Ｐ（ｓ，ｉ）を設定する。

【０２２０】図２５に示すステップＳ２５３８では、誤
抽出された境界点の座標を画像データ記憶装置１７から
消去し、ステップＳ２５３７で設定した真の境界点Ｐ
（ｓ，ｉ）の座標を改めて各２次元配列変数Ｘ（ｓ，
ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）として画像データ記憶装置１７に出
力する。なお、この際、画像データ記憶装置１７中の２
次元配列変数Ｘ（ｓ，ｉ）、Ｙ（ｓ，ｉ）は、図２６の
Ｐ（ｓ，ｉ）（ｓ＝０，１，…）のように順番に番号ｓ
が付されるように改めて並べ換えられる。

【０２２１】図２５に示すステップＳ２５３９では、３
次元画像処理用モニタ２４上に、まだ修正が必要か否か
メッセージが出力され、使用者は操作用端末２１を介し
て応答する。修正が必要な場合は、ステップＳ２５３４
へジャンプし、不必要な場合は表面位置抽出の処理を終
了する。

【０２２２】こうして、表示／修正ルーチンでは、体腔
内の残渣、またはノイズ等により、誤抽出してしまった
点を修正する。なお、上述のように、ＣＰＵ１３及び画
像処理プロセッサ１８は、表面トレース手段、輝度変化
点探索手段として機能する。また、タッチパネル２５
は、トレース開始点指定手段として機能する。

【０２２３】本実施の形態によれば、以下の効果を有す
る。本実施の形態では、連続した複数の超音波断層像上
で、順次、所望の物体表面位置を自動的にトレースする
ので、例えば、図２６に示されているノイズを臓器表面
と誤って抽出することはない。すなわち、ノイズ等に邪
魔されることなく、所望の物体表面を正確に抽出及び表
現することができる。

【０２２４】また、本実施の形態では、ステップＳ２５
１１で画像を平滑化しているため、あらかじめ、スキャ
ンライン上の表面位置を抽出する前に、ある程度のノイ
ズを除去することができる。

【０２２５】また、本実施の形態では、ステップＳ２５
３３で超音波断層像上に境界点を重畳し、ステップＳ２
５３４で一覧表示しているが、このとき重畳表示される
画像は、２値化などしきい値処理された画像でも良い。
ただし、本実施の形態のように、超音波階調を有する原
画像をこのように、一覧表示させれば、通常、診断に用
いる超音波画像上に境界点が重畳されるため、どの画像
を修正するべきなのか一層はっきりする効果が得られ
る。

【０２２６】また、本実施の形態では、図３０で示す画
像を参照しながら修正することができるので、境界を適
切に修正できる。また、本実施の形態では、ステップＳ
２５１３で、これ以下の長さのランはノイズと判定すべ
きだという長さを入力するので、トレース開始点を指定
する際に、様々な大きさのノイズを除去することができ
る。その他の効果は、第１の実施の形態と同じである。

【０２２７】（第６の実施の形態の変形例）本実施の形
態では、タッチパネル２５を用いているが、タッチパネ
ル２５ではなくとも、画面にカーソルを表示させてマウ
ス、ライトペン、トラックボールなどの他のポインティ
ングデバイスを用いても良い。また、本実施の形態で
は、ステップＳ２５１２で２値化を行ったが、他のしき
い値処理を用いても良い。

【０２２８】また、本実施の形態では、ステップＳ２５
３３で境界点を重畳しているが、境界点Ｐ（ｓ，ｉ）
を、番号ｓの順に結んだ境界線でも構わない。更には、
境界線内の内部を赤色等、重畳する超音波断層像とは別
の系統の色で塗りつぶし、境界をその塗りつぶされた領
域の辺として表現しても良い。

【０２２９】また、本実施の形態では、ステップＳ２５
３４で境界点を重畳された２次元画像を一覧表示してい
るが、隣合う２次元画像を順次表示させても構わない。
また、本実施の形態では、図２６に示す例えば胃のよう
な管腔状臓器を仮定して適用しているが、肝臓や膵臓の
ように非管腔形状の臓器にも適用できる。

【０２３０】（第７の実施の形態）次に本発明の第７の
実施の形態を図３１及び図３２を参照して説明する。図
３１は第７の実施の形態における表面位置の抽出処理の
一部を示すフローチャート、図３２はその作用及び効果
を説明する図である。

【０２３１】本実施の形態はその構成が第６の実施の形
態と同じであり、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８
の処理が異なる。このため、異なる部分のみを説明す
る。以下、ＣＰＵ１３と画像処理プロセッサ１８の動作
を図３１及び図３２を参照しながら説明する。

【０２３２】本実施の形態では、図２５に示すスキャン
ライン開始点を指定する処理のみが第６の実施の形態と
異なり、その他は同じである。本実施の形態では、図３
１に示すように、ステップＳ３１１１、ステップＳ３１
１２、ステップＳ３１１３の処理を付加する。図３１に
示すその他の処理は、図２５に示す第６の実施の形態の
同番号の処理と同じである。

【０２３３】図３１に示すステップＳ２５１３の次のス
テップＳ３１１１では、図３２で示される４枚の断面の
画像を、３次元画像処理用モニタ２４上に表示する。こ
の４枚の断面の位置関係は図４と同様である。

【０２３４】図３１に示すステップＳ３１１２では、３
次元画像処理用モニタ２４上に表示された画像を参照し
ながら画面Ｂ、またはＣのリニア面でトレース開始点を
指定する。この指定の方法は、タッチパネル２５を介
し、図３２中の太線を指でなぞることにより指定する。
リニア面は５０枚の連続した複数の２次元画像から形成
されるので、リニア面に表現されている境界を指でなぞ
ることによって、５０枚の２次元画像のトレース開始点
を一度に指定できる。こうして、トレース開始点が指定
される。

【０２３５】なお、トレース開始点が一度に指定できた
ので、図２５のステップＳ２５１６からステップＳ２５
２５までの処理は省略される。そのかわり、図３１に示
すステップＳ３１１３では、２次元配列変数Ｘ（ｓ，
ｉ）Ｙ（ｓ，ｉ）に、２次元画像ｉのトレース開始点の
アドレスを代入する。なお、上述のように、タッチパネ
ル２５は、トレース開始点指定手段として機能する。

【０２３６】本実施の形態によれば、以下の効果を有す
る。本実施の形態では、ステップＳ３１１２で、３次元
画像処理用モニタ２４上に表示された画像を参照しなが
ら、５０枚の画像に対し１度にトレース開始点を指定す
るので、５０枚の画像に対し順次トレース開始点を指定
する第６の実施の形態に比べ操作が簡便である。その他
の効果は、第６の実施の形態と同じである。

【０２３７】［付記］ １．生体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域のエ
コーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段と、
前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元
エコーデータ内における所望の断面位置を設定する断面
位置設定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記
憶された該３次元エコーデータ内における所望の物体表
面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位置抽
出手段により抽出された該表面位置が示す表面エコーデ
ータに陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位置設
定手段により位置を設定された断面エコーデータと、前
記陰影付加手段により陰影を付加された該表面エコーデ
ータより３次元画像を合成する合成手段と、前記合成手
段により合成された該３次元画像を表示する表示手段
と、を設けた超音波画像診断装置において、前記表面位
置抽出手段が、該３次元エコーデータ内において、スキ
ャンライン開始点よりスキャンライン上を遠方にスキャ
ンし、或るしきい値より輝度値の大きい点が所定の距離
以上連続したランのうち、該スキャンライン開始点に最
も近いランを抽出するラン抽出手段と、を設けたことを
特徴とする超音波画像診断装置。

【０２３８】（付記１の目的）ノイズ等に邪魔されるこ
となく、所望の物体表面を正確に表現することができる
超音波診断装置を提供すること。

【０２３９】（付記１の効果）ラン抽出手段が、スキャ
ンライン上を遠方にスキャンし、或るしきい値より輝度
値の大きい点が所定の距離以上連続したランのうち、ス
キャンライン開始点に最も近いランを抽出するので、こ
の所定の距離以下のランはノイズとして除去できる。こ
のため、ノイズ等に邪魔されることなく、所望の物体表
面を正確に表現することができる。

【０２４０】２．生体へ超音波を送受波し、３次元領域
内の連続した複数の超音波断層像を得る超音波プローブ
と、前記超音波プローブにより得られた連続した複数の
該超音波断層像からなる３次元領域のエコーデータを格
納する３次元エコーデータ記憶手段と、前記３次元エコ
ーデータ記憶手段に記憶された該３次元エコーデータ内
における所望の断面位置を設定する断面位置設定手段
と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３
次元エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽出
する表面位置抽出手段と、前記表面位置抽出手段により
抽出された該表面位置が示す表面エコーデータに陰影を
付加する陰影付加手段と、前記断面位置設定手段により
位置が設定された断面エコーデータと、前記陰影付加手
段により陰影を付加された該表面エコーデータより３次
元画像を合成する合成手段と、前記合成手段により合成
された該３次元画像を表示する表示手段と、を設けた超
音波画像診断装置において、前記表面位置抽出手段が、
連続した複数の該超音波断層像の全て、もしくは特定の
超音波断層像に、抽出した該物体表面位置を境界として
重畳する境界重畳手段を設けたことを特徴とする超音波
画像診断装置。

【０２４１】（付記２、３の背景）また、特開平４−２
７９１５６号公報で開示されている装置では、表面抽出
が適切に行われたか否かを確認することができないとい
う欠点があった。

【０２４２】（付記２、３の目的）物体表面の抽出が適
切に行われているか否かを確認することができる超音波
診断装置を提供すること。

【０２４３】（付記２、３の効果）境界重畳手段が、連
続した複数の超音波断層像の全て、もしくは特定の超音
波断層像に、抽出した物体表面位置を境界として重畳す
るので、物体表面の抽出が適切に行われているか否かを
確認することができる。

【０２４４】３．生体へ超音波を送受波し、得られた３
次元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデータ
記憶手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶さ
れた該３次元エコーデータ内における所望の断面位置を
設定する断面位置設定手段と、前記３次元エコーデータ
記憶手段に記憶された該３次元エコーデータ内における
所望の物体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前
記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示す
表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、前
記断面位置設定手段により位置が設定された断面エコー
データと、前記陰影付加手段により陰影を付加された該
表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
と、前記合成手段により合成された該３次元画像を表示
する表示手段と、を設けた超音波画像診断装置におい
て、前記表面位置抽出手段が、該３次元エコーデータ内
のエコーデータから生成される向きの異なる複数の断層
像を構築する断層像構築手段と、前記断層像構築手段に
より構築される該断層像に、抽出した該物体表面位置を
境界として重畳する境界重畳手段とを設けたことを特徴
とする超音波画像診断装置。

【０２４５】（付記３の効果）向きの異なる複数の断層
像に、抽出した物体表面位置を境界として重畳するの
で、境界抽出の誤りの著しい部分が一目で発見できる。

【０２４６】４．前記表面位置抽出手段が、前記境界重
畳手段が重畳した該境界を修正する境界修正手段を設
け、前記境界修正手段により修正された該境界により抽
出する該物体表面位置を修正することを特徴とする付記
２又は３記載の超音波画像診断装置。

【０２４７】５．前記表面位置抽出手段が、該３次元エ
コーデータ内において、スキャンライン開始点よりスキ
ャンライン上を遠方にスキャンし、或るしきい値より輝
度値の大きい点が所定の距離以上連続したランのうち、
該スキャンライン開始点に最も近いランを抽出するラン
抽出手段を設け、前記境界修正手段が、修正すべき境界
が存在するスキャンラインを指定する修正スキャンライ
ン指定手段を設け、前記修正スキャンライン指定手段に
より指定された該スキャンライン上で、前記ラン抽出手
段が抽出したランの次に、該スキャンライン開始点に近
いランを抽出することを特徴とする付記４記載の超音波
画像診断装置。

【０２４８】（付記４、５の背景）また、特開平４−２
７９１５６号公報で開示されている装置では、表面抽出
が適切でない箇所を修正することができないという欠点
があった。

【０２４９】（付記４、５の目的）物体表面の抽出が適
切でない箇所を修正することができる超音波診断装置を
提供すること。 （付記４、５の効果）境界修正手段が物体表面位置を修
正するので、物体表面の抽出が適切できない箇所を修正
することができる。

【０２５０】６．生体へ超音波を送受波し、得られた３
次元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデータ
記憶手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶さ
れた該３次元エコーデータ内における所望の断面位置を
設定する断面位置設定手段と、前記断面位置設定手段に
より位置が設定された断面エコーデータを用いて３次元
画像を構築する合成手段と、前記合成手段により合成さ
れた該３次元画像を表示する表示手段と、を設けた超音
波画像診断装置において、前記断面位置設定手段が、該
３次元エコーデータ内のエコーデータから生成される向
きの異なる複数の断層像を構築する断層像構築手段と、
前記断層像構築手段により構築された複数の該断層像内
で、断面位置を示す切断線を移動する切断線移動手段
と、前記断層像構築手段により構築された複数の該断層
像のうち、特定の該断層像を回転させる断層像回転手段
と、を設け、前記断層像構築手段により構築された複数
の該断層像のうち、特定の該断層像以外の断層像を、前
記断層像回転手段によるこの特定の該断層像の回転に連
動して変更することを特徴とする超音波画像診断装置。

【０２５１】（付記６の背景）また、特開平７−４７０
６６号公報で開示されている装置では、切断線の交線位
置を設定することのみにより断面位置を設定するよう構
成されており、切断線に平行な断面でしか断面を設定す
ることができない。そのため、管腔軸に垂直な断層像上
で、例えば右下など斜めの位置に存在する病変の位置で
は断面が観察できず、病変の深達度を診断できないとい
う欠点があった。

【０２５２】（付記６の目的）断層像上で、いかなる位
置に病変が存在しても断面を適切に設定でき、病変の深
達度を診断できる超音波診断装置を提供すること。

【０２５３】（付記６の効果）断層像構築手段が構築し
た向きの異なる複数の断層像のうち特定の断層像上で、
切断線移動手段が断面位置を示す切断線を移動し、断層
像回転手段が断層像を回転し、特定の断層像以外の断層
像が連動して変更されるので、断層像上で、いかなる位
置に病変が存在しても断面を設定でき、病変の深達度を
診断できる。

【０２５４】７．生体へ超音波を送受波し、得られた３
次元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデータ
記憶手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶さ
れた該３次元エコーデータ内における所望の断面位置を
設定する断面位置設定手段と、前記断面位置設定手段に
より位置を設定された断面エコーデータを用いて３次元
画像を合成する合成手段と、前記合成手段により合成さ
れた該３次元画像を表示する表示手段と、を設けた超音
波画像診断装置において、前記断面位置設定手段が、該
３次元エコーデータ内のエコーデータから生成される向
きの異なる複数の断層像を構築する断層像構築手段と、
前記断層像構築手段により構築された複数の該断層像内
で、断面位置を示す切断線を移動する切断線移動手段
と、を設け、前記断層像構築手段が、前記合成手段によ
り該３次元画像として合成されるエコーデータと、それ
以外のエコーデータを異なる態様の表示によるマスク手
段を設けたことを特徴とする超音波画像診断装置。

【０２５５】（付記７、８の背景）また、特開平７−４
７０６６号公報で開示されている装置では、４分割した
モニターの表示画面に切断線を表示するだけで断面を表
現しているため、この４分割した画面から３次元画像と
して表示される部分と表示されない部分の区別、対応関
係がわかりにくいという欠点があった。

【０２５６】（付記７、８の目的）断層像上で、３次元
画像として表示される部分と表示されない部分の区別、
対応関係がわかりやすく断面を設定できる超音波診断装
置を提供すること。

【０２５７】（付記７、８の効果）断層像構築手段が、
３次元エコーデータ内のエコーデータから生成される向
きの異なる複数の断層像を構築し、切断線移動手段が、
構築された複数の断層像内で、断面位置を示す切断線を
移動し、マスク手段が、３次元画像として合成されるエ
コーデータとそれ以外のエコーデータを異なる態様の表
示にするので、断層像上で、３次元画像として表示され
る部分と表示されない部分の区別、対応関係がわかりや
すく断面を設定できる。

【０２５８】８．前記マスク手段が、前記合成手段が該
３次元画像として合成するためのエコーデータと、それ
以外のエコーデータを異なる態様の表示にするか同様の
表示にするかを指定する表示態様指定手段を設けたこと
を特徴とする付記７記載の超音波画像診断装置。

【０２５９】（付記８の効果）通常の断層像の態様での
表示と、３次元画像として表示するためのエコーデータ
とそれ以外のエコーデータを態様を変えて、断面を設定
するための表示と、２種類の表示のいずれかを指定する
表示態様指定手段を設けたので、この様なマスクが邪魔
なときにはこれを取り除き、複数枚の断層像を用いた任
意断面ででの通常の診断を行うことができる。

【０２６０】９．生体へ超音波を送受波し、得られた３
次元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデータ
記憶手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶さ
れた該３次元エコーデータ内における所望の断面位置を
設定する断面位置設定手段と、前記３次元エコーデータ
記憶手段に記憶された該３次元エコーデータ内における
所望の物体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前
記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示す
表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、前
記断面位置設定手段により位置が設定された断面エコー
データと、前記陰影付加手段により陰影を付加された該
表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
と、前記合成手段により合成された該３次元画像を表示
する表示手段と、を設けた超音波画像診断装置におい
て、前記陰影付加手段が、陰影付加のための光線角度
を、生体管腔軸、もしくは超音波プローブ挿入軸を座標
軸とする座標系での角度として設定する光線角度設定手
段を設け、前記表示手段が、該生体管腔軸、もしくは超
音波プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での該光線角
度を表示したことを特徴とする超音波画像診断装置。

【０２６１】（付記９、１０の背景）また、特開平７−
４７０６６号公報で開示されている装置では、シェーデ
ィングの際の光線角度を変更することができず、形状に
よっては立体的に表現できないという欠点があった。

【０２６２】（付記９、１０の目的）所望の物体表面を
より立体的に表現し、かつ、光線角度をより直感的、解
剖学的に理解しやすく設定できる超音波画像診断装置を
提供すること。

【０２６３】（付記９、１０の効果）光線角度設定手段
が、陰影付加のための光線角度を、生体管腔軸、もしく
は超音波プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での角度
として設定し、表示手段が、生体管腔軸、もしくは超音
波プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での光線角度を
表示したので、所望の物体表面をより立体的に表現し、
かつ、光線角度をより直感的、解剖学的に理解しやすく
設定できる。

【０２６４】１０．前記表示手段が、該光線角度を立体
的に表示したことを特徴とする付記９記載の超音波画像
診断装置。 （付記１０の効果）表示手段が、光線角度を立体的に表
示したので、光線角度を感覚的に把握しやすい。

【０２６５】１１．生体へ超音波を送受波し、得られた
３次元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデー
タ記憶手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶
された該３次元エコーデータ内における所望の断面位置
を設定する断面位置設定手段と、前記３次元エコーデー
タ記憶手段に記憶された該３次元エコーデータ内におけ
る所望の物体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、
前記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示
す表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、
前記断面位置設定手段により位置が設定された断面エコ
ーデータと、前記陰影付加手段により陰影を付加された
該表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
と、前記合成手段により合成された該３次元画像を表示
する表示手段と、を設けたこと超音波画像診断装置にお
いて、前記断面位置設定手段により位置が設定された断
面エコーデータと、前記表面位置抽出手段により位置を
抽出された表面エコーデータの座標を変換する座標変換
手段と、前記座標変換手段が、該３次元画像を表示する
際の視線方向がなす視線角度を、生体管腔軸、もしくは
超音波プローブ挿入軸を座標軸とする座標系での角度と
して設定する視線角度設定手段と、を設け、前記表示手
段が、該生体管腔軸、もしくは該超音波プローブ挿入軸
を座標軸とする座標系での該視線角度を表示したことを
特徴とする超音波画像診断装置。

【０２６６】（付記１１の背景）また、特開平７−４７
０６６号公報で開示されている装置では、視線方向を指
示する手段が無い。そのため、病変など関心領域がよく
見えるように、３次元画像の視線方向を変更して、２次
元再投影した後も関心領域がよく見えない場合があり、
所望の３次元画像を得るまで多数回の再投影を必要とす
るという欠点があった。

【０２６７】（付記１１の目的）病変など関心領域がよ
く見えるように、視線角度をより簡単に設定できる超音
波診断装置を提供すること。

【０２６８】（付記１１の効果）座標変換手段が、断面
エコーデータと表面エコーデータの座標を変換し、視線
角度設定手段が、３次元画像を表示する際の視線方向が
なす視線角度を、生体管腔軸、もしくは超音波プローブ
挿入軸を座標軸とする座標系での角度として設定し、表
示手段が、生体管腔軸、もしくは該超音波プローブ挿入
軸を座標軸とする座標系での視線角度を表示するので、
３次元画像の視線角度をより簡単に設定できる。また、
直感的、解剖学的に理解しやすく設定できる。

【０２６９】１２．生体へ超音波を送受波し、得られた
３次元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデー
タ記憶手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶
された該３次元エコーデータ内における所望の断面位置
を設定する断面位置設定手段と、前記３次元エコーデー
タ記憶手段に記憶された該３次元エコーデータ内におけ
る所望の物体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、
前記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示
す表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、
前記断面位置設定手段により位置が設定された断面エコ
ーデータと、前記陰影付加手段により陰影を付加された
該表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
と、前記合成手段により合成された該３次元画像を表示
する表示手段と、を設けた超音波画像診断装置におい
て、前記合成手段が、該３次元画像に該断面エコーデー
タと該表面エコーデータの境界線を断面表面境界線とし
て重畳する断面表面境界重畳手段を設け、前記表示手段
が、前記断面表面境界重畳手段が該断面表面境界線を重
畳した該３次元画像を表示することを特徴とする超音波
画像診断装置。

【０２７０】（付記１２の背景）また、医師がエコーデ
ータで病変の深達度など進行の具合いを判断し、表面画
像データで病変の形状等について内視鏡をはじめとする
光学像との対比を行う際、特開平７−４７０６６号公報
で開示されている装置では、３次元表示された画像デー
タ、及び表面画像データが共にグレースケールで表示さ
れているため、３次元画像の各部位が生体のエコーの階
調を保持している画像データなのか、形状等の立体的な
情報を陰影として付加されている表面画像データなの
か、術者には区別がつきにくいという欠点があった。

【０２７１】さらに、特開平７−４７０６６号公報、特
開平４−２７９１５６号公報で開示されている装置で
は、３次元画像中の表面画像データの表示色は遠近や立
体的な形状のみからつけられており、光学像で見える臓
器本来の色とは関連性がないため、体腔内のどの部位の
３次元画像を観察しているか、術者以外の者には判断が
つきにくいという欠点があった。

【０２７２】（付記１２の目的）エコーデータと表面画
像データの区別がつき易い超音波画像診断装置を提供す
ること。 （付記１２の効果）断面表面境界重畳手段が、３次元画
像に断面エコーデータと表面エコーデータの境界線を断
面表面境界線として重畳し、表示手段が、断面表面境界
線を重畳した３次元画像を表示するので、エコーデータ
と表面画像データの区別がつき易い。

【０２７３】１３．特許請求項１記載の超音波画像診断
装置において、該スキャンライン開始点の位置を指定す
るスキャンライン開始点指定手段と、を設けたことを特
徴とする超音波画像診断装置。 （付記１３の目的）付記１の目的と同じ。

【０２７４】１４．生体へ超音波を送受波し、得られた
３次元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデー
タ記憶手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶
された該３次元エコーデータ内における所望の断面位置
を設定する断面位置設定手段と、前記３次元エコーデー
タ記憶手段に記憶された該３次元エコーデータ内におけ
る所望の物体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、
前記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示
す表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、
前記断面位置設定手段により位置を設定された断面エコ
ーデータと、前記陰影付加手段により陰影を付加された
該表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
と、前記合成手段により合成された該３次元画像を表示
する表示手段と、を設けた超音波画像診断装置におい
て、前記陰影付加手段が、臓器表面色にて、該表面エコ
ーデータに陰影を付加すること、を特徴とする超音波画
像診断装置。 （付記１４の目的）表面画像データの表示色を光学像で
見える臓器本来の色と関連付け、より実物らしい３次元
画像を観察できる超音波画像診断装置を提供すること。

【０２７５】（付記１４の効果）陰影付加手段により、
表面エコーデータに臓器表面色で陰影を付加するので、
より実物らしい３次元画像で観察できる。

【０２７６】１５．生体へ超音波を送受波し、得られた
３次元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデー
タ記憶手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶
された該３次元エコーデータ内における所望の断面位置
を設定する断面位置設定手段と、前記３次元エコーデー
タ記憶手段に記憶された該３次元エコーデータ内におけ
る所望の物体表面位置を抽出する表面位置抽出手段と、
前記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示
す表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、
前記断面位置設定手段により位置を設定された断面エコ
ーデータと、前記陰影付加手段により陰影を付加された
該表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
と、前記合成手段により合成された該３次元画像を表示
する表示手段と、を設けた超音波画像診断装置におい
て、前記陰影付加手段が、該表面エコーデータの表示色
を指定する表示色指定手段と、を設け、前記表示色指定
手段が指定した該表示色にて、該表面エコーデータに陰
影を付加すること、を特徴とする超音波画像診断装置。 （付記１５の目的）付記１２の目的と同じ。

【０２７７】１６．生体へ超音波を送受波し、得られた
連続した複数の該超音波断層像からなる３次元領域のエ
コーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段と、
前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元
エコーデータ内における所望の断面位置を設定する断面
位置設定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記
憶された該３次元エコーデータ内における所望の物体表
面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位置抽
出手段により抽出された該表面位置が示す表面エコーデ
ータに陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位置設
定手段により位置を設定された断面エコーデータと、前
記陰影付加手段により陰影を付加された該表面エコーデ
ータより３次元画像を合成する合成手段と、前記合成手
段により合成された該３次元画像を表示する表示手段
と、を設けた超音波画像診断装置において、前記表面位
置抽出手段が、複数の該超音波断層像のうち特定の断層
像上で、所望の物体表面位置を指定する表面位置指定手
段と、前記表面位置指定手段により指定された、表面位
置の輝度値の勾配値を算出する第１の勾配値算出手段
と、複数の該超音波断層像のうち、該特定の断層像以外
の断層像上の、該第１の勾配値が算出された点から特定
の範囲内で、輝度値の勾配値を算出する第２の勾配値算
出手段と、前記第１の勾配値算出手段と前記第２の勾配
値算出手段により算出された該勾配値を比較することに
より、前記表面位置指定手段が該物体表面位置を指定し
た断層像とは異なる断層像上で物体表面位置を特定する
表面位置特定手段と、を設けたことを特徴とする超音波
画像診断装置。 （付記１６、１７、１８、１９、２０の目的）付記１の
目的と同じ。

【０２７８】１７．生体へ超音波を送受波し、得られた
連続した複数の該超音波断層像からなる３次元領域のエ
コーデータを格納する３次元エコーデータ記憶手段と、
前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元
エコーデータ内における所望の断面位置を設定する断面
位置設定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記
憶された該３次元エコーデータ内における所望の物体表
面位置を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位置抽
出手段により抽出された該表面位置が示す表面エコーデ
ータに陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位置設
定手段により位置を設定された断面エコーデータと、前
記陰影付加手段により陰影を付加された該表面エコーデ
ータより３次元画像を合成する合成手段と、前記合成手
段により合成された該３次元画像を表示する表示手段
と、を設けた超音波画像診断装置において、前記表面位
置抽出手段が、連続した複数の該超音波断層像上で、順
次、所望の物体表面位置を自動的にトレースする表面ト
レース手段を設けたことを特徴とする超音波画像診断装
置。

【０２７９】１８．付記１７記載の超音波画像診断装置
において、前記表面トレース手段が、所望の物体表面位
置を探索するための円弧上で、該表面位置を輝度値の変
化点として探索する輝度変化点探索手段を設け、該変化
点を、改めて該円弧の中心として置き直すことで、順
次、所望の物体表面位置をトレースすることを特徴とす
る超音波画像診断装置。

【０２８０】１９．付記１７、１８記載の超音波画像診
断装置において、前記表面位置抽出手段が、該超音波断
層像上でトレースするトレース開始点を指定するトレー
ス開始点指定手段を設けたことを特徴とする超音波画像
診断装置。

【０２８１】２０．付記１７、１８、１９記載の超音波
画像診断装置において、前記表面位置抽出手段が、該３
次元エコーデータ内のエコーデータから生成される向き
の異なる複数の断面像を構築する断層像構築手段と、を
設け、前記トレース開始点指定手段が、前記断層像構築
手段が構築する連続した複数の該超音波断層像とは向き
の異なる該断層像上で、該トレース開始点を指定するこ
と、を特徴とする超音波画像診断装置。

【０２８２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、生
体へ超音波を送受波し、得られた３次元領域のエコーデ
ータを格納する３次元エコーデータ記憶手段と、前記３
次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元エコー
データ内における所望の断面位置を設定する断面位置設
定手段と、前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶され
た該３次元エコーデータ内における所望の物体表面位置
を抽出する表面位置抽出手段と、前記表面位置抽出手段
により抽出された該表面位置が示す表面エコーデータに
陰影を付加する陰影付加手段と、前記断面位置設定手段
により位置を設定された断面エコーデータと、前記陰影
付加手段により陰影を付加された該表面エコーデータよ
り３次元画像を合成する合成手段と、前記合成手段によ
り合成された該３次元画像を表示する表示手段と、を設
けた超音波画像診断装置において、前記表面位置抽出手
段が、該３次元エコーデータ内において、スキャンライ
ン開始点よりスキャンライン上を遠方にスキャンし、或
るしきい値より輝度値の大きい点が所定の距離以上連続
したランのうち、該スキャンライン開始点に最も近いラ
ンを抽出するラン抽出手段を設けているので、ノイズ等
が存在する場合にもラン抽出手段により、そのノイズ等
を除去して臓器等の表面位置を抽出でき、表面を正確に
３次元表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の超音波画像診断装
置の構成を示すブロック図。

【図２】ＣＰＵと画像処理プロセッサが行う画像処理の
内容を示すフローチャート図。

【図３】図２における断面位置の設定の詳細な内容を示
すフローチャート図。

【図４】各切断面に対応する４枚の超音波画像の具体例
を示す図。

【図５】表面位置の抽出を行わない簡易３次元画像を示
す図。

【図６】図４において、図５の断面として現れない部分
をハッチングで示した図。

【図７】視線方向の設定用の子画面を示す図。

【図８】図７の角度の空間的な説明図。

【図９】図２における表面位置の抽出の処理内容の詳細
を示すフローチャート図。

【図１０】表面の位置を抽出するスキャン開始点からの
スキャンの様子を示す説明図。

【図１１】陰影付加の処理内容の詳細を示すフローチャ
ート図。

【図１２】陰影付加の処理の説明図。

【図１３】光線方向の設定値を示す設定用子画面を示す
図。

【図１４】図１３の角度の空間的な説明図。

【図１５】３次元画像における４枚の断面の非表示部分
をハッチングで示した図。

【図１６】最終的に構築される３次元画像を示す図。

【図１７】本発明の第２の実施の形態における４枚の超
音波画像の具体例を示す図。

【図１８】本発明の第３の実施の形態における表面位置
の抽出の処理内容の一部を示すフローチャート図。

【図１９】第３の実施の形態における作用の説明図。

【図２０】超音波プローブによるスキャンの変形例の説
明図。

【図２１】本発明の第４の実施の形態における陰影付加
の処理内容を示すフローチャート図。

【図２２】本発明の第５の実施の形態における表面位置
抽出の処理内容を示すフローチャート図。

【図２３】第１番目の画像の境界点をマニュアル的にト
レースする様子を示す説明図。

【図２４】第１番目の画像上でトレースした点での第１
勾配値及び第２番目の画像上での対応する点での第２勾
配値を算出する説明図。

【図２５】本発明の第６の実施の形態における表面位置
抽出の処理内容の詳細を示すフローチャート図。

【図２６】２次元画像ｉ上で開始点Ｐから境界点を順次
トレースする様子を示す説明図。

【図２７】図２６の一部を拡大して示す説明図。

【図２８】図２５のステップＳ２５２７の処理における
２値化による作用の説明図。

【図２９】画像の端の処理の説明図。

【図３０】境界が誤抽出された部分を修正する様子を示
す説明図。

【図３１】本発明の第７の実施の形態における表面位置
抽出の処理内容の一部を示すフローチャート図。

【図３２】スキャンライン開始点を指定する作用の説明
図。

【符号の説明】

１…超音波画像診断装置 ２…超音波観測部 ３…画像処理部 ４…超音波プローブ ５…駆動部 ６…送受信部 ７…Ａ／Ｄコンバータ ８…フレームメモリ ９…ＤＳＣ １１…モニタ １２…システムコントローラ １３…ＣＰＵ １４…主記憶装置 １５…制御部 １６…極座標変換部 １７…画像データ記憶装置 １８…画像処理プロセッサ １９…第１の外部記憶装置 ２０…第２の外部記憶装置 ２１…操作用端末 ２２…フレームバッファ ２４…３次元画像処理用モニタ ２５…タッチパネル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体へ超音波を送受波し、得られた３次
   元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデータ記
   憶手段と、 前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元
   エコーデータ内における所望の断面位置を設定する断面
   位置設定手段と、 前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元
   エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽出する
   表面位置抽出手段と、 前記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示
   す表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、 前記断面位置設定手段により位置を設定された断面エコ
   ーデータと、前記陰影付加手段により陰影を付加された
   該表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
   と、 前記合成手段により合成された該３次元画像を表示する
   表示手段と、 を設けた超音波画像診断装置において、 前記表面位置抽出手段が、該３次元エコーデータ内にお
   いて、スキャンライン開始点よりスキャンライン上を遠
   方にスキャンし、或るしきい値より輝度値の大きい点が
   所定の距離以上連続したランのうち、該スキャンライン
   開始点に最も近いランを抽出するラン抽出手段を設けた
   ことを特徴とする超音波画像診断装置。
2. 【請求項２】 生体へ超音波を送受波し、得られた３次
   元領域のエコーデータを格納する３次元エコーデータ記
   憶手段と、 前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元
   エコーデータ内における所望の断面位置を設定する断面
   位置設定手段と、 前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元
   エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽出する
   表面位置抽出手段と、 前記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示
   す表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、 前記断面位置設定手段により位置を設定された断面エコ
   ーデータと、前記陰影付加手段により陰影を付加された
   該表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
   と、 前記合成手段により合成された該３次元画像を表示する
   表示手段と、 を設けた超音波画像診断装置において、 前記陰影付加手段が、 臓器表面色にて、該表面エコーデータに陰影を付加する
   こと、 を特徴とする超音波画像診断装置。
3. 【請求項３】 生体へ超音波を送受波し、得られた連続
   した複数の該超音波断層像からなる３次元領域のエコー
   データを格納する３次元エコーデータ記憶手段と、 前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元
   エコーデータ内における所望の断面位置を設定する断面
   位置設定手段と、 前記３次元エコーデータ記憶手段に記憶された該３次元
   エコーデータ内における所望の物体表面位置を抽出する
   表面位置抽出手段と、 前記表面位置抽出手段により抽出された該表面位置が示
   す表面エコーデータに陰影を付加する陰影付加手段と、 前記断面位置設定手段により位置を設定された断面エコ
   ーデータと、前記陰影付加手段により陰影を付加された
   該表面エコーデータより３次元画像を合成する合成手段
   と、 前記合成手段により合成された該３次元画像を表示する
   表示手段と、 を設けた超音波画像診断装置において、 前記表面位置抽出手段が、 連続した複数の該超音波断層像上で、順次、所望の物体
   表面位置を自動的にトレースする表面トレース手段を設
   けたことを特徴とする超音波画像診断装置。