超聲波診斷裝置以及超聲波圖像顯示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置以及超聲波圖像顯示方法，特別涉及使給定的部分的 陰影處理（shadow processing)無(wú)效的超聲波診斷裝置以及超聲波圖像顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲波診斷裝置經(jīng)由超聲波探頭對(duì)被檢體內(nèi)部發(fā)送超聲波，基于從被檢體內(nèi)部的 生物體組織接收到的接收信號(hào)來(lái)構(gòu)成三維斷層圖像和三維彈性圖像，并顯示超聲波圖像。
[0003] 在現(xiàn)有的超聲波診斷裝置中，為了在比關(guān)心部位更靠視線方向的視點(diǎn)側(cè)存在關(guān)心 部位以外的部位的情況下也適當(dāng)顯示關(guān)心部位，在構(gòu)成三維彈性圖像時(shí)進(jìn)行設(shè)定，將關(guān)心 部位的不透明度設(shè)定得較大，將關(guān)心部位以外的部位的不透明度設(shè)定得較小（例如參考專 利文獻(xiàn)1)。
[0004] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)I :W02011/086774號(hào)公報(bào) [0007] 發(fā)明的概要
[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 在專利文獻(xiàn)1中公開了設(shè)定三維彈性圖像的不透明度，但并未公開基于不透明度 或彈性值使體繪制中的陰影處理無(wú)效。為此，例如即使通過(guò)將不透明度設(shè)定得較小來(lái)半透 明顯示關(guān)心部位以外的部位，也會(huì)對(duì)半透明的部位（關(guān)心部位以外的部位）進(jìn)行陰影處理， 有三維彈性圖像的外觀變差的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于，通過(guò)使關(guān)心部位以外的部位的陰影處理無(wú)效，即使半透明地 顯示關(guān)心部位以外的部位也會(huì)構(gòu)成外觀良好的三維彈性圖像。
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 本發(fā)明的超聲波診斷裝置具備：經(jīng)由超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波的發(fā)送部； 接收來(lái)自所述被檢體的反射回波信號(hào)的接收部；通過(guò)對(duì)包含基于所述反射回波信號(hào)的彈 性值的彈性體數(shù)據(jù)實(shí)施陰影處理進(jìn)行體繪制來(lái)構(gòu)成三維彈性圖像的三維彈性圖像構(gòu)成部； 和顯示所述三維彈性圖像的圖像顯示部，所述三維彈性圖像構(gòu)成部使用與所述彈性值相應(yīng) 的彈性不透明度進(jìn)行體繪制，對(duì)于具有給定的所述彈性不透明度的部分使所述陰影處理無(wú) 效。
[0013] 根據(jù)該構(gòu)成，通過(guò)使關(guān)心部位以外的部位的陰影處理無(wú)效，即使半透明地顯示關(guān) 心部位以外的部位也能夠構(gòu)成外觀良好的三維彈性圖像。
[0014] 發(fā)明的效果
[0015] 本發(fā)明所涉及的超聲波診斷裝置基于彈性不透明度或彈性值使體繪制中的陰影 處理無(wú)效，能夠構(gòu)成外觀良好的三維彈性圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是表示第1實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的一例的圖。
[0017] 圖2是表示與亮度值相應(yīng)的斷層不透明度的圖。
[0018] 圖3是表示三維斷層圖像構(gòu)成部的一例的圖。
[0019] 圖4是表示與彈性值相應(yīng)的色調(diào)條的一例的圖。
[0020] 圖5是表示與彈性值相應(yīng)的彈性不透明度的圖。
[0021] 圖6是表示三維彈性圖像構(gòu)成部的一例的圖。
[0022] 圖7是表示實(shí)施陰影處理而體繪制的三維彈性圖像的一例的圖。
[0023] 圖8是表示與彈性不透明度相關(guān)的任意的閾值（基準(zhǔn)值）的圖。
[0024] 圖9是表示由三維彈性圖像構(gòu)成部使陰影處理無(wú)效的三維彈性圖像的一例的圖。
[0025] 圖10是表示第2實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的一例的圖。
[0026] 圖11是表示由三維合成圖像構(gòu)成部使陰影處理無(wú)效的三維合成圖像的一例的 圖。
[0027] 圖12是表示圖像顯示部的顯示例的圖。
[0028] 圖13是表示在彈性不透明度表中基于彈性不透明度的最小值設(shè)定的閾值（基準(zhǔn) 值）的圖。
[0029] 圖14是表示切換顯示使陰影處理無(wú)效的三維彈性圖像以及使陰影處理有效的三 維彈性圖像的示例的圖。
[0030] 圖15是表示關(guān)心部位以及關(guān)心部位以外的部位的彈性不透明度的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] (第1實(shí)施方式）
[0032] 以下使用附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的超聲波診斷裝置。圖1是表示本實(shí)施方 式的超聲波診斷裝置的一例的圖。如圖1所示那樣，本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置200的 特征在于，具備：經(jīng)由超聲波探頭2向被檢體1發(fā)送超聲波的發(fā)送部3 ;接收來(lái)自所述被檢 體1的反射回波信號(hào)的接收部4 ;通過(guò)對(duì)包含基于所述反射回波信號(hào)的彈性值在內(nèi)的彈性 體數(shù)據(jù)實(shí)施陰影處理進(jìn)行體繪制來(lái)構(gòu)成三維彈性圖像的三維彈性圖像構(gòu)成部；和顯示所述 三維彈性圖像的圖像顯示部19,所述三維彈性圖像構(gòu)成部17使用與所述彈性值相應(yīng)的彈 性不透明度進(jìn)行體繪制，對(duì)具有給定的所述彈性不透明度的部分使所述陰影處理無(wú)效。
[0033] 另外，本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置200的其它特征在于，具備：經(jīng)由超聲波探頭 2向被檢體1發(fā)送超聲波的發(fā)送部3 ;接收來(lái)自所述被檢體1的反射回波信號(hào)的接收部4 ;通 過(guò)對(duì)包含基于所述反射回波信號(hào)的彈性值在內(nèi)的彈性體數(shù)據(jù)實(shí)施陰影處理進(jìn)行體繪制來(lái) 構(gòu)成三維彈性圖像的三維彈性圖像構(gòu)成部17 ;和顯示所述三維彈性圖像的圖像顯示部19， 所述三維彈性圖像構(gòu)成部17對(duì)具有給定的所述彈性值的部分使所述陰影處理無(wú)效。
[0034] 對(duì)本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置200進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。超聲波診斷裝置200具備： 與被檢體1抵接而使用的超聲波探頭2 ;經(jīng)由超聲波探頭2空開一定的時(shí)間間隔對(duì)被檢體1 反復(fù)發(fā)送超聲波的發(fā)送部3 ;接收從被檢體1反射的反射回波信號(hào)的接收部4 ;控制發(fā)送部 3和接收部4的超聲波收發(fā)控制部5 ;和對(duì)接收部4所接收到的反射回波進(jìn)行調(diào)相相加的調(diào) 相相加部6。
[0035] 超聲波探頭2配設(shè)多個(gè)振蕩器而形成，具有經(jīng)由振蕩器對(duì)被檢體1收發(fā)超聲波的 功能。超聲波探頭2由形成矩形或扇形的多個(gè)振蕩器構(gòu)成，使振蕩器在與多個(gè)振蕩器的排 列方向正交的方向上機(jī)械振蕩，能三維地收發(fā)超聲波。另外，超聲波探頭2也可以是將多個(gè) 振蕩器二維排列，能電子地控制超聲波的收發(fā)的構(gòu)成。
[0036] 發(fā)送部3生成用于驅(qū)動(dòng)超聲波探頭2的振蕩器來(lái)使超聲波產(chǎn)生的發(fā)信脈沖。發(fā)送 部3具有將發(fā)送的超聲波的收斂點(diǎn)設(shè)定在給定的深度的功能。接收部4以給定的增益放大 超聲波探頭2接收到的反射回波信號(hào)，并生成RF信號(hào)（即接收信號(hào)）。超聲波收發(fā)控制部 5控制發(fā)送部3和接收部4。
[0037] 調(diào)相相加部6控制被接收部4放大的RF信號(hào)的相位，形成針對(duì)1個(gè)或多個(gè)收斂點(diǎn) 的超聲波束，生成RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)（相當(dāng)于RAW數(shù)據(jù)）。
[0038] 超聲波診斷裝置200具備：斷層圖像構(gòu)成部7,其基于由調(diào)相相加部6生成的RF信 號(hào)幀數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)成二維斷層圖像；斷層體數(shù)據(jù)生成部10,其基于二維斷層圖像的取得位置， 對(duì)由斷層圖像構(gòu)成部7構(gòu)成的二維斷層圖像進(jìn)行三維坐標(biāo)變換，生成斷層體數(shù)據(jù)；斷層體 原色分量變換部11，其將斷層體數(shù)據(jù)分離（變換）為與亮度對(duì)應(yīng)的彩色圖像顯示用三原色 分量；斷層不透明度表生成部（斷層不透明度設(shè)定部）12,其生成與斷層體數(shù)據(jù)的亮度對(duì)應(yīng) 的斷層不透明度的表；三維斷層圖像構(gòu)成部13,其對(duì)由斷層體原色分量變換部11分離（變 換）的斷層體數(shù)據(jù)的各原色分量的體數(shù)據(jù)使用斷層不透明度進(jìn)行體繪制，構(gòu)成三維斷層圖 像；RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部8,其存儲(chǔ)由調(diào)相相加部6生成的RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)；彈性圖像構(gòu)成 部9,其基于存儲(chǔ)在RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部8的多個(gè)RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)成二維彈性圖像； 彈性體數(shù)據(jù)生成部14,其基于二維彈性圖像的取得位置，對(duì)由彈性圖像構(gòu)成部9構(gòu)成的二 維彈性圖像進(jìn)行三維坐標(biāo)變換，生成彈性體數(shù)據(jù)；彈性體原色分量變換部15,其將彈性體 數(shù)據(jù)分離（變換）為與彈性值對(duì)應(yīng)的彩色圖像顯示用三原色分量；彈性不透明度表生成部 (彈性不透明度設(shè)定部）16,其生成與彈性體數(shù)據(jù)的彈性值對(duì)應(yīng)的彈性不透明度的表；三維 彈性圖像構(gòu)成部17,其對(duì)由彈性體原色分量變換部15分離（變換）的彈性體數(shù)據(jù)的各原 色分量的體數(shù)據(jù)使用彈性不透明度進(jìn)行體繪制，構(gòu)成三維彈性圖像；切換相加部18,其合 成二維斷層圖像和二維彈性圖像，或者合成三維斷層圖像和三維彈性圖像品；和圖像顯示 部19,其顯示由切換相加部18合成的合成圖像、二維圖像（二維斷層圖像以及二維彈性圖 像）、三維圖像（三維斷層圖像和三維彈性圖像）等。
[0039] 三維斷層圖像構(gòu)成部13、三維彈性圖像構(gòu)成部17和切換相加部18包含在三維圖 像構(gòu)成部170中。三維圖像構(gòu)成部170在對(duì)體數(shù)據(jù)實(shí)施陰影處理進(jìn)行體繪制的情況下，對(duì) 具有與彈性值相應(yīng)的給定的彈性不透明度以及給定的彈性值當(dāng)中至少一者的部分使陰影 處理無(wú)效，構(gòu)成三維圖像。
[0040] 另外，超聲波診斷裝置200具備：控制各構(gòu)成要素的控制部21 ;和對(duì)控制部21進(jìn) 行各種輸入的操作部20。操作部20具備鍵盤、軌跡球等。
[0041] 斷層圖像構(gòu)成部7基于控制部21中的設(shè)定條件，輸入從調(diào)相相加部6輸出的RF 信號(hào)幀數(shù)據(jù)，進(jìn)行增益修正、日志壓縮、檢波、輪廓強(qiáng)調(diào)、以及濾波器處理等的信號(hào)處理，構(gòu) 成二維斷層圖像。
[0042] 超聲波探頭2能收發(fā)超聲波并且測(cè)量收發(fā)方向的偏角（θ，φ)。斷層體數(shù)據(jù)生成 部10基于與二維斷層圖像的取得位置相當(dāng)?shù)氖瞻l(fā)方向的偏角（θ，φ)，對(duì)多個(gè)二維斷層圖 像進(jìn)行三維變換，生成（生成）斷層體數(shù)據(jù)。
[0043] 斷層體原色分量變換部11將斷層體數(shù)據(jù)變換成多個(gè)原色分量。斷層體原色分量 變換部11將斷層體數(shù)據(jù)分離（變換）為與亮度值對(duì)應(yīng)的彩色圖像顯示用三原色分量，輸 出各原色分量的體數(shù)據(jù)。優(yōu)選彩色圖像顯示用三原色分量是決定色調(diào)的R(紅）、G(綠）、 B(藍(lán)）的三原色，斷層體原色分量變換部11并不限于這些分量，也可以分離（變換）為其 它原色分量。
[0044] 在本實(shí)施方式中，說(shuō)明分離（變換）為RGB的三原色的示例。斷層圖像一般以黑 白進(jìn)行顯示，分配與亮度相應(yīng)的色調(diào)，使得亮度最高的部分成為白色，亮度最低的部分成為 黑色。例如，白色在1?8三原色中表征為1? = 255、6 = 255、8 = 255。因此，能將亮度最高 的體素分離（變換）為R = 255、G = 255、B = 255這3個(gè)分量。如此，斷層體原色分量變 換部11對(duì)斷層體數(shù)據(jù)的各體素將與亮度相應(yīng)的色調(diào)分離（變換）為RGB這3個(gè)分量，生成 R分量作為斷層第1分量體數(shù)據(jù)，生成G分量作為斷層第2分量體數(shù)據(jù)，生成B分量作為斷 層第3分量體數(shù)據(jù)。
[0045] 圖2是表示與亮度值相應(yīng)的斷層不透明度的圖。三維斷層圖像構(gòu)成部13使用與 亮度值相應(yīng)的斷層不透明度來(lái)進(jìn)行體繪制。斷層不透明度表生成部（斷層不透明度設(shè)定 部）12通過(guò)將斷層不透明度與亮度值建立關(guān)聯(lián)來(lái)設(shè)定與亮度值相應(yīng)的斷層不透明度。
[0046] 如圖2所示那樣，斷層不透明度表生成部（斷層不透明度設(shè)定部）12生成將橫軸 設(shè)為斷層體數(shù)據(jù)的亮度值、將縱軸設(shè)為不透明度的斷層不透明度表22。三維斷層圖像構(gòu)成 部13將由斷層不透明度表22所設(shè)定的不透明度作為斷層不透明度使用。
[0047] 圖3是表示三維斷層圖像構(gòu)成部13的一例的圖。如圖3所示那樣，三維斷層圖像 構(gòu)成部13具備：斷層第1分量體繪制部30、斷層第2分量體繪制部31、以及斷層第3分量 體繪制部32。斷層第1分量體繪制部30對(duì)斷層第1分量體數(shù)據(jù)實(shí)施陰影處理進(jìn)行體繪制。 斷層第2分量體繪制部31對(duì)斷層第2分量體數(shù)據(jù)實(shí)施陰影處理進(jìn)行體繪制。斷層第3分 量體繪制部32對(duì)斷層第3分量體數(shù)據(jù)實(shí)施陰影處理進(jìn)行體繪制。
[0048] 實(shí)施陰影處理的體繪制使用式（1)~（3)進(jìn)行。通過(guò)將對(duì)各分量（例如RGB分 量）的體數(shù)據(jù)實(shí)施陰影處理進(jìn)行