特許 6971673 超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971673

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20211111BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/14

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-138023(P2017-138023)

(22)【出願日】2017年7月14日

(65)【公開番号】特開2019-17655(P2019-17655A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2020年6月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】志岐 栄一

【審査官】 冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１２９６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１１４８３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−２３９８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４６３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０６７８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３０１２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００ − ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波画像データから表示用画像データであるＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像又はＶＲ（Volume Rendering）画像を生成する画像生成部と、
前記表示用画像データを表示部に表示させる表示制御部と、
前記表示部に表示された前記表示用画像データに対する操作を操作者から受け付ける受付部と
を備え、
前記表示制御部は、前記表示用画像データを拡大させるための拡大操作を前記受付部が受け付けた場合に、前記表示用画像データを前記拡大操作に応じて拡大させて前記表示部に表示させ、
前記画像生成部は、前記拡大操作が完了した後に、前記超音波画像データを前記拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する、
超音波診断装置。

【請求項2】

前記超音波画像データは、複数の走査平面に対応する画像データを含む３次元Ｒａｗデータであり、
前記画像生成部は、前記受付部が前記拡大操作を受け付けた場合に、前記３次元Ｒａｗデータを前記拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する、
請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項3】

前記超音波画像データは、複数の走査平面に対応する画像データを含む３次元Ｒａｗデータが、予め規定されたデータ空間に組み込まれたボクセルデータであり、
前記画像生成部は、前記受付部が前記拡大操作を受け付けた場合に、前記ボクセルデータを前記拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する、
請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記受付部は、更に、前記拡大操作を確定するための確定操作を操作者から受け付け、
前記画像生成部は、前記受付部が前記確定操作を受け付けた場合に、前記超音波画像データを前記拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の前記新たな表示用画像データを再生成する、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記画像生成部は、前記受付部が前記拡大操作を受け付けた後、前記拡大操作が一定時間行われなかった場合に、前記超音波画像データを前記拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の前記新たな表示用画像データを再生成する、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

【請求項6】

前記受付部は、前記拡大操作として、前記表示部に表示された前記表示用画像データ上に関心領域を設定する設定操作を操作者から受け付け、
前記画像生成部は、前記受付部が前記設定操作を受け付けた場合に、前記表示用画像データに対する前記関心領域の大きさに応じて、前記関心領域に対応する前記超音波画像データの領域を拡大させ、拡大後の前記新たな表示用画像データを再生成する、
請求項１〜５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

【請求項7】

前記受付部は、前記表示部に表示された前記表示用画像データを縮小させるための縮小操作を操作者から受け付け、
前記表示制御部は、前記受付部が前記縮小操作を受け付けた場合に、前記表示用画像データを前記縮小操作に応じて縮小させ、縮小させた縮小画像データを前記表示部に表示させ、
前記画像生成部は、前記縮小操作が完了した後に、前記超音波画像データを前記縮小操作に応じて縮小させ、縮小後の新たな縮小画像データを再生成し、
前記表示制御部は、再生成された前記新たな縮小画像データを前記表示部に表示させる、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

【請求項8】

前記超音波画像データは、複数の走査平面に対応するＲａｗデータと、前記複数の走査平面に対応する各Ｒａｗデータの収集時における位置情報とを含む３次元Ｒａｗデータであり、
前記画像生成部は、前記位置情報に基づいて、前記複数の走査平面に対応する各Ｒａｗデータを補間して予め規定されたデータ空間に組み込むことで、ボクセルデータを生成する、
請求項１〜７のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

【請求項9】

超音波画像データから表示用画像データであるＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像又はＶＲ（Volume Rendering）画像を生成する画像生成部と、
前記表示用画像データを表示部に表示させる表示制御部と、
前記表示部に表示された前記表示用画像データに対する操作を操作者から受け付ける受付部と
を備え、
前記表示制御部は、前記表示用画像データを拡大させるための拡大操作を前記受付部が受け付けた場合に、前記表示用画像データを前記拡大操作に応じて拡大させて前記表示部に表示させ、
前記画像生成部は、前記拡大操作が完了した後に、前記超音波画像データを前記拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する、
画像処理装置。

【請求項10】

超音波画像データから表示用画像データであるＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像又はＶＲ（Volume Rendering）画像を生成し、
前記表示用画像データを表示部に表示させ、
前記表示部に表示された前記表示用画像データに対する操作を操作者から受け付け、
前記表示用画像データを拡大させるための拡大操作を受け付けた場合に、前記表示用画像データを前記拡大操作に応じて拡大させて前記表示部に表示させ、
前記拡大操作が完了した後に、前記超音波画像データを前記拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する、
各処理をコンピュータに実行させる、画像処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被検体内の３次元領域に対して超音波走査を行って、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像やＶＲ（Volume Rendering）画像を生成し、表示させる超音波診断装置が実用化されている。ＭＰＲ画像やＶＲ画像を表示するには、再構成処理若しくはレンダリング処理により生成された画像データを一旦フレームバッファに保存し、これをディスプレイの表示サイズに合わせて表示する。また、必要に応じて、ズーム機能、すなわち表示画像の拡大・縮小機能が利用される。例えば、関心領域内の画像データを詳細に観察したい場合は、画像データを拡大し、より広い領域を観察したい場合には、画像データを縮小する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３− ４１４号公報

【特許文献2】特表２０１５−５０００８３号公報

【特許文献3】特開２０１４−２３９８４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、拡大画像の解像度を向上させることが可能な超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る超音波診断装置は、画像生成部と、表示制御部と、受付部とを備える。画像生成部は、超音波画像データから表示用画像データを生成する。表示制御部は、前記表示用画像データを表示部に表示させる。受付部は、前記表示部に表示された前記表示用画像データに対する操作を操作者から受け付ける。画像生成部は、前記表示用画像データを拡大させるための拡大操作を前記受付部が受け付けた場合に、前記超音波画像データを前記拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】図２は、フレームバッファに保存された画像データを用いて拡大する場合について説明するための図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置による拡大機能について説明するための図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置による拡大機能について説明するための図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。

【図6】図６は、第１の実施形態の変形例に係る超音波診断装置の処理を説明するための図である。

【図7】図７は、第１の実施形態の変形例に係る超音波診断装置の処理を説明するための図である。

【図8】図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置による拡大機能について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを説明する。なお、以下では、一例として、以下に説明する実施形態が超音波診断装置に適用される場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、実施形態は、超音波診断装置により収集された超音波画像データを処理することが可能な画像処理装置に対しても適用可能である。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３とを有する。超音波プローブ１０１、入力装置１０２、及びディスプレイ１０３は、装置本体１００に接続される。

【0009】

超音波プローブ１０１は、複数の振動子（例えば、圧電振動子）を有し、これら複数の振動子は、後述する装置本体１００が有する送受信回路１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０１が有する複数の振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１０１は、振動子に設けられる整合層と、振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。

【0010】

超音波プローブ１０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号（エコー信号）として超音波プローブ１０１が有する複数の振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送受信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

【0011】

なお、第１の実施形態は、図１に示す超音波プローブ１０１が、複数の圧電振動子が一列で配置された１次元超音波プローブである場合や、一列に配置された複数の圧電振動子が機械的に揺動されるメカ４Ｄ（Dimension）超音波プローブである場合、複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブである場合のいずれであっても適用可能である。

【0012】

入力装置１０２は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１００に対して受け付けた各種設定要求を転送する。

【0013】

ディスプレイ１０３は、超音波診断装置１の操作者が入力装置１０２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された表示用画像データ等を表示したりする。

【0014】

装置本体１００は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に基づいて表示用画像データを生成する装置である。装置本体１００は、例えば、図１に示すように、送受信回路１１０と、信号処理回路１２０と、画像処理回路１３０と、処理回路１４０と、内部記憶回路１５０と、画像メモリ１６０と、フレームバッファ１７０とを有する。送受信回路１１０、信号処理回路１２０、画像処理回路１３０、処理回路１４０、内部記憶回路１５０、画像メモリ１６０、及びフレームバッファ１７０は、相互に通信可能に接続される。

【0015】

送受信回路１１０は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ１０１に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ１０１から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

【0016】

なお、送受信回路１１０は、後述する処理回路１４０の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

【0017】

また、送受信回路１１０は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延部、加算器等を有し、超音波プローブ１１が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延部は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部によって処理された反射波信号の加算処理を行って反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。

【0018】

送受信回路１１０は、被検体Ｐの２次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から２次元方向に超音波ビームを送信させる。そして、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、送受信回路１１０は、被検体Ｐの３次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から３次元方向に超音波ビームを送信させる。そして、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号から３次元の反射波データを生成する。

【0019】

信号処理回路１２０は、例えば、送受信回路１１０から受信した反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理等を行って、サンプル点ごとの信号強度が輝度で表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。具体的には、信号処理回路１２０は、組織の断層像や造影剤エコー成分を表すデータ（Ｂモードデータ）を生成する。信号処理回路１２０により生成されたＢモードデータは、画像処理回路１３０に出力される。

【0020】

また、信号処理回路１２０は、例えば、送受信回路１１０から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したデータ（ドプラデータ）として生成する。具体的には、信号処理回路１２０は、反射波データからドプラ効果に基づいて血流成分（カラードプラ成分）や組織成分（組織ドプラ成分）を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。信号処理回路１２０により得られた運動情報は、画像処理回路１３０に送られ、平均速度画像、分散画像、パワー画像、若しくはこれらの組み合わせ画像としてディスプレイ１０３に表示される。

【0021】

ここで、信号処理回路１２０において生成されるＢモードデータやドプラデータは、超音波走査の走査線信号列で表されるデータであり、「Ｒａｗデータ（ローデータ）」と称される。つまり、Ｒａｗデータは、超音波プローブの種類（リニアプローブ、コンベックスプローブ、セクタプローブ等）に応じた形状の空間が走査線信号列で表されたデータである。なお、本実施形態では、３次元空間に対する超音波走査により収集されるＲａｗデータを「３次元Ｒａｗデータ」と称する。

【0022】

画像処理回路１３０は、信号処理回路１２０により生成されたデータから表示用画像データを生成する。２次元走査の場合、画像処理回路１３０は、信号処理回路１２０が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した表示用のＢモード画像データを生成する。また、画像処理回路１３０は、信号処理回路１２０が生成したドプラデータから移動体情報を表す表示用のドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。

【0023】

ここで、画像処理回路１３０は、一般的には、超音波走査の走査線信号列（Ｒａｗデータ）を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用画像データを生成する。具体的には、画像処理回路１３０は、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用画像データを生成する。

【0024】

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波データ（Ｒａｗデータ）であり、画像処理回路１３０が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用画像データである。ここでは以降の説明を容易にするためＲａｗデータを超音波画像データとも呼ぶ。また、画像処理回路１３０は、信号処理回路１２０が３次元Ｒａｗデータ（３次元Ｂモードデータ及び３次元ドプラデータ）を生成した場合、３次元Ｒａｗデータに対し補間処理を行うことで、ボクセルデータと呼ぶ３次元の画像データを生成することもある。ここでは以降の説明を容易にするため３次元Ｒａｗデータ及びボクセルデータを含めて超音波画像データと呼ぶ。そして、画像処理回路１３０は、３次元の超音波画像データに対して、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じた座標変換や各種レンダリング処理を行って、２次元の画像データ、即ち表示用画像データを生成する。

【0025】

ここで、「ボクセルデータ」とは、例えば、予め規定された３次元のデータ空間に対して３次元Ｒａｗデータが組み込まれたデータを表す。つまり、例えば、画像処理回路１３０は、３次元Ｂモードデータを、予め規定された３次元のデータ空間に座標変換（補間）して組み込むことにより、３次元のＢモード画像データをボクセルデータとして生成する。また、画像処理回路１３０は、３次元ドプラデータを、予め規定された３次元のデータ空間に座標変換して組み込むことにより、３次元のドプラ画像データをボクセルデータとして生成する。なお、言い換えると、ボクセルデータとしてデータ空間に割り当てられる前の状態（補間処理が行われていない状態）のデータを、「Ｒａｗデータ」と称する。また、以下の実施形態では、「Ｒａｗデータ」と「ボクセルデータ」とを総称して「超音波画像データ」と表記する。

【0026】

処理回路１４０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１４０は、入力装置１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶回路１５０から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路１１０、信号処理回路１２０、及び画像処理回路１３０の処理を制御する。また、処理回路１４０は、フレームバッファ１７０が記憶する表示用画像データをディスプレイ１０３にて表示するように制御する。

【0027】

また、処理回路１４０は、図１に示すように、表示制御機能１４１と、受付機能１４２とを実行する。ここで、例えば、図１に示す処理回路１４０の構成要素である表示制御機能１４１及び受付機能１４２が実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で超音波診断装置１の記憶装置（例えば、内部記憶回路１５０）に記録されている。処理回路１４０は、各プログラムを記憶装置から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１４０は、図１の処理回路１４０内に示された各機能を有することとなる。なお、表示制御機能１４１及び受付機能１４２が実行する各処理機能については、後述する。

【0028】

内部記憶回路１５０は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行うための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶回路１５０は、必要に応じて、画像メモリ１６０が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶回路１５０が記憶するデータは、図示しないインタフェースを介して、外部装置へ転送することができる。

【0029】

画像メモリ１６０は、信号処理回路１２０乃至画像処理回路１３０が生成した超音波画像データを記憶するメモリである。例えば、画像メモリ１６０は、超音波画像データとして、複数の走査平面に対応する３次元Ｒａｗデータを記憶する。また、例えば、画像メモリ１６０は、３次元Ｒａｗデータが予め規定されたデータ空間に組み込まれたボクセルデータを記憶することも可能である。

【0030】

画像メモリ１６０が記憶するＢモードデータやドプラデータ、即ちＲａｗデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像処理回路１３０を経由して表示用画像データとなる。

【0031】

フレームバッファ１７０は、ディスプレイ１０３に表示されるための表示用画像データ（フレームバッファデータ）を保存する記憶領域である。例えば、フレームバッファ１７０に保存された表示用画像データは、線形補間などの補間処理によってディスプレイ１０３の表示サイズ（ピクセル数）の表示画像に変換される。そして、変換後の表示画像がディスプレイ１０３に表示される。例えば、フレームバッファ１７０は、表示用画像データとして、画像処理回路１３０により生成されるＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データ及びＶＲ（Volume Rendering）画像データを保存する。

【0032】

なお、第１の実施形態に係る超音波診断装置１において、３次元Ｒａｗデータは、種々の収集方法により収集可能である。例えば、３次元Ｒａｗデータの収集方法としては、以下の４通りの方法が代表的である。

【0033】

第１の方法は、Ｓｅｎｓｏｒ３Ｄ法と呼ばれる方法である。Ｓｅｎｓｏｒ３Ｄ法は、２次元の走査平面を走査する超音波プローブ１０１の位置情報を取得しつつ、超音波プローブ１０１を走査平面に略垂直方向に移動させることで、位置の異なる複数フレームの２次元のＲａｗデータを３次元Ｒａｗデータとして収集する方法である。Ｓｅｎｓｏｒ３Ｄ法では、各フレームは必ずしも等間隔とは限らないので、各フレームの２次元のＲａｗデータが収集された時の位置情報に基づいて、サンプル位置が等間隔に並んだボクセルデータが生成される。

【0034】

第２の方法は、Ｓｍａｒｔ３Ｄ法と呼ばれる方法である。Ｓｍａｒｔ３Ｄ法は、超音波プローブ１０１を走査平面に略垂直方向に移動させることで、複数フレームの２次元のＲａｗデータを収集し、複数フレームの２次元のＲａｗデータにおける各フレーム（サンプル位置）が等間隔に並んでいると仮定して３次元Ｒａｗデータを収集する方法である。この場合、各フレームが等間隔に並んでいると仮定しているので、ボクセルデータは必ずしも生成しなくてよい。

【0035】

第３の方法は、Ｍｅｃｈａ４Ｄ法と呼ばれる方法である。Ｍｅｃｈａ４Ｄ法は、２次元の走査平面を走査する１次元アレー（振動子群）を走査平面に略垂直方向に機械的に搖動するメカ４Ｄプローブを用いて、複数フレームの２次元のＲａｗデータを３次元Ｒａｗデータとして収集する方法である。Ｍｅｃｈａ４Ｄ法では、機械的な揺動により各フレームの２次元のＲａｗデータの位置関係が既知（等間隔）となるため、この位置関係に基づいて、３次元Ｒａｗデータが生成される。この場合、各フレームが等間隔に並んでいるので、ボクセルデータは必ずしも生成しなくてよい。

【0036】

第４の方法は、２次元アレー法と呼ばれる方法である。２次元アレー法は、格子状に並んだ複数の振動子を有する２次元アレー型の超音波プローブを用いて３次元的に超音波走査を行って３次元Ｒａｗデータを収集する方法である。２次元アレー法により収集された３次元Ｒａｗデータの各サンプル位置は等間隔となる。この場合、各サンプル位置が等間隔なので、ボクセルデータは必ずしも生成しなくてよい。

【0037】

なお、第１の実施形態では、Ｓｅｎｓｏｒ３Ｄ法により３次元Ｒａｗデータを収集する場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではなく、Ｓｅｎｓｏｒ３Ｄ法以外の任意の収集方法により収集される場合にも適用可能である。

【0038】

ところで、一般的には、ズーム機能（拡大機能及び縮小機能）は、フレームバッファ１７０に保存された表示用画像データを、ディスプレイ１０３の表示サイズに合わせて補間して表示する。このため、ディスプレイ１０３に表示される表示画像の表示分解能は、フレームバッファ１７０の解像度によって規定されてしまう。つまり、表示画像を拡大しても、フレームバッファ１７０の解像度以上の解像度を得ることはできない。更に、通常、フレームバッファ１７０の解像度は、表示用画像データの元になる画像データ（超音波画像データ）の解像度より劣るので、表示画像を拡大しても元の画像データの解像度を得ることは同様にできない。

【0039】

図２を用いて、フレームバッファ１７０に保存された画像データを用いて拡大する場合について説明する。図２は、フレームバッファ１７０に保存された画像データを用いて拡大する場合について説明するための図である。図２には、３次元Ｒａｗデータがディスプレイ１０３に表示されるまでの一連の処理と、各段階における画像データの解像度とを関連づけて例示する。数値で例示されている各段階における画像データの解像度の意味は、例えば、３次元Ｒａｗデータで１０２４＊５１２ピクセルの画像データがボクセルデータで８２０＊４１０ピクセルになる場合、同じ領域の画像データを３次元Ｒａｗデータでは１０２４＊５１２ピクセルに収め、ボクセルデータでは８２０＊４１０ピクセルに収めるという意味で、従って３次元Ｒａｗデータの方が解像度がよいということになる。なお、図２では、リニアプローブをエレベーション方向（振動子配列に対して垂直方向）に移動させて、Ｓｅｎｓｏｒ３Ｄ法により３次元Ｒａｗデータを収集した場合を一例として説明する。

【0040】

図２に示すように、Ｓ１０において、例えば、Ｓｅｎｓｏｒ３Ｄ法により３次元Ｒａｗデータが収集される。例えば、信号処理回路１２０は、複数フレームの２次元のＢモードデータがエレベーション方向に並んだデータを、３次元Ｒａｗデータとして生成する。そして、生成された３次元Ｒａｗデータは、画像メモリ１６０内の記憶領域（３次元Ｒａｗデータメモリ）に格納される。なお、以下では、３次元ＲａｗデータとしてＢモードデータが用いられる場合を説明するが、これに限らず、超音波診断装置１により収集可能な任意の形式のＲａｗデータ（ドプラデータなど）が用いられても良い。また、以下に例示する画像データのサンプル数はあくまで一例であり、任意のサンプル数に変更可能である。

【0041】

３次元Ｒａｗデータにおいて、Ｘ軸方向は深さ方向（レンジ方向）、Ｙ軸方向は走査方向（アジマス方向）、Ｚ軸方向は超音波プローブ１０１の移動方向（エレベーション方向）に対応する。３次元ＲａｗデータのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のサンプル数は、例えば、１０２４＊５１２＊４００である。つまり、図２に例示の３次元Ｒａｗデータは、各走査線におけるサンプル数が１０２４サンプルであり、走査線の本数が５１２本であるＢモードデータが、エレベーション方向に沿って４００枚並んだ画像データに対応する。

【0042】

なお、Ｓｅｎｓｏｒ３Ｄ法では、超音波プローブ１０１の移動が手動で行われる。このため、手ぶれ等の影響により、複数フレームのＢモードデータは、必ずしも一方向かつ等間隔に並ぶとは限らない。このため、各フレームのＢモードデータの収集時における位置情報が位置センサ（磁気センサやジャイロセンサ等）によって取得され、各フレームのＢモードデータに対応づけて画像メモリ１６０に記憶されている。

【0043】

続いて、Ｓ１１において、３次元Ｒａｗデータからボクセルデータが生成される。例えば、画像処理回路１３０は、３次元Ｒａｗデータと位置情報とを画像メモリ１６０から読み出す。そして、画像処理回路１３０は、サンプル位置が必ずしも等間隔でない３次元Ｒａｗデータに対して位置情報を用いた補間処理を行って、サンプル位置が等間隔に並んだボクセルデータを生成する。具体的には、画像メモリ１６０は、予めサンプル数が規定されたボクセルデータ用のデータ空間（ボクセルデータメモリ）を有する。そして、画像処理回路１３０は、ボクセルデータメモリに対応するデータを、３次元Ｒａｗデータの補間処理により生成し、生成したデータをボクセルデータメモリに組み込む。

【0044】

ボクセルデータメモリにおいて、Ｘ’軸方向はＸ軸方向、Ｙ’軸方向はＹ軸方向、Ｚ’軸方向はＺ軸方向に対応する。ボクセルデータメモリのＸ’軸方向、Ｙ’軸方向、及びＺ’軸方向のサンプル数は、例えば、１０２４＊５１２＊５１２である。ボクセルデータメモリに格納されたボクセルデータは、補間処理によりＸ’軸方向、Ｙ’軸方向、及びＺ’軸方向のデータが等間隔に並ぶこととなる。

【0045】

続いて、Ｓ１２Ａにおいて、ボクセルデータからＭＰＲ画像データが生成され、フレームバッファ１７０に格納される。例えば、画像処理回路１３０は、ボクセルデータに対してＭＰＲ処理を行ってＭＰＲ画像データを生成する。

【0046】

具体例として、Ａ面、Ｂ面、及びＣ面のＭＰＲ画像と、ＶＲ画像とを表示する４画面表示が行われる場合を説明する。この場合、画像処理回路１３０は、Ａ面、Ｂ面、及びＣ面のＭＰＲ画像データをそれぞれ生成する。そして、画像処理回路１３０は、生成した３つのＭＰＲ画像データを、３つの異なるフレームバッファ１７０にそれぞれ格納する。

【0047】

ＭＰＲ画像データは、Ｘ’’軸方向及びＹ’’軸方向を有する。例えば、Ａ面のＭＰＲ画像データは、Ｘ’−Ｙ’面に対応する画像データである。また、Ｂ面のＭＰＲ画像データは、Ｘ’−Ｚ’面に対応する画像データである。また、Ｃ面のＭＰＲ画像データは−Ｙ’−Ｚ’面に対応する画像データである。また、フレームバッファ１７０（フレームバッファデータ）のサイズは、例えば、５１２＊５１２ピクセルである。

【0048】

また、Ｓ１２Ｂにおいて、ボクセルデータからＶＲ画像データが生成され、フレームバッファ１７０に格納される。例えば、画像処理回路１３０は、ボクセルデータに対してＶＲ処理を行ってＶＲ画像データを生成する。例えば、４画面表示が行われる場合、画像処理回路１３０は、ＭＰＲ画像データのフレームバッファ１７０とは異なるフレームバッファ１７０に、ＶＲ画像データを格納する。つまり、４画面表示が行われる場合には、４画面それぞれに相当する４つのフレームバッファ１７０が備えられる。なお、フレームバッファ１７０のピクセル数（サイズ）は、例えば、５１２＊５１２ピクセルである。

【0049】

そして、Ｓ１３において、ＭＰＲ画像データ及びＶＲ画像データから表示画像が生成され、ディスプレイ１０３に表示される。一般的に、フレームバッファのピクセル数は、ディスプレイ１０３のピクセル数と異なる。このため、例えば、表示制御機能１４１は、線形補間などの補間処理を行って、フレームバッファ１７０に保存された画像データのピクセル数をディスプレイ１０３のピクセル数に合わせて表示する。具体例として、７００＊８００ピクセルのディスプレイ１０３で４画面表示が行われる場合、各表示画像のＸ’’’−Ｙ’’’面のピクセル数は、３５０＊４００ピクセルである。

【0050】

ここで、超音波画像データの解像度は、データのサンプリング間隔（ｍｍ）と音場の拡がり（ｍｍ）で決まる。すなわち、レンジ方向は、深さ方向のサンプリングピッチと超音波のパルス長、アジマス方向は、走査線の間隔と超音波ビームの方位方向の幅、エレベーション方向は、（フレームピッチ）＝（プローブの移動速度）／（フレームレート）と超音波ビームのスライス方向の幅のうち粗い方で決まる。ここでは、理にかなった場合として、下記初期状態においてデータのサンプリング間隔と音場の拡がりは同等である場合を考える。すなわち、サンプリング間隔を変えると解像度が変わる。

【0051】

まず、初期状態（ズーム機能を用いずに表示した状態）として、収集した領域の全体像が表示される場合の解像度について説明する。なお、以下では、４画面表示で表示される４つの表示画像のうち、代表例としてＡ面のＭＰＲ画像の解像度について説明する。なお、他の表示画像（Ｂ面のＭＰＲ画像、Ｃ面のＭＰＲ画像、及びＶＲ画像）の解像度については、Ａ面のＭＰＲ画像の解像度と同様に算出可能であるため説明を省略する。

【0052】

３次元ＲａｗデータからＡ面の全体像が表示される場合、Ｘ−Ｙ面１０２４＊５１２ピクセルである３次元Ｒａｗデータから、Ｘ’−Ｙ’面１０２４＊５１２ピクセルのボクセルデータが生成される。この場合、３次元Ｒａｗデータ及びボクセルデータのピクセル数は同一であるが、３次元Ｒａｗデータは、超音波プローブ１０１を移動させる際の手ぶれや被検体表面の起伏等により各フレームのＢモードデータの位置関係がずれた状態で収集されている。このように、位置ずれを含む３次元Ｒａｗデータ全体をボクセルデータに変換する場合、３次元Ｒａｗデータは縮小されてボクセルデータに変換されるため、ボクセルデータの解像度は低下する。例えば、８０％に３次元Ｒａｗデータが縮小される場合、３次元ＲａｗデータのＸ−Ｙ面１０２４＊５１２ピクセルがボクセルデータのＸ’−Ｙ’面８２０＊４１０ピクセルに変換される。

【0053】

なお、Ｂ面のＭＰＲ画像についても同様である。つまり、例えば、３次元ＲａｗデータのＺ軸方向のフレーム間隔がボクセルデータのＺ’軸方向のサンプルピッチよりも小さい状態でプローブを動かした場合に、３次元Ｒａｗデータをボクセルデータに変換する場合には、フレームが間引かれる様な状態になり、ボクセルデータの解像度は低下する。

【0054】

次に、Ｘ’−Ｙ’面１０２４＊５１２ピクセルのボクセルデータから、Ｘ’’−Ｙ’’面５１２＊５１２ピクセルのフレームバッファデータが生成される。ここで、同じ画像に対してＸ’軸１０２４ピクセルからＸ’’軸５１２ピクセルへとピクセル数が２分の１に減少しているので、フレームバッファデータを生成する時点で解像度は低下する。図２の例では、ボクセルデータのＸ’−Ｙ’面８２０＊４１０ピクセルがフレームバッファデータのＸ’’−Ｙ’’面４１０＊２０５ピクセルに変換される。

【0055】

そして、フレームバッファデータが表示される際には、補間処理により３５０＊４００の表示ピクセルに変換することで、最終的な表示画像の解像度が決まる。表示においてもＸ’’軸５１２ピクセルからＸ’’’軸３５０ピクセルへとピクセル数が減少するので、解像度は低下する。図２の例では、フレームバッファデータのＸ’’−Ｙ’’面４１０＊２０５ピクセルが表示画像のＸ’’’−Ｙ’’’面２８０＊１４０ピクセルに変換される。

【0056】

ここで、Ｓ１４Ａにおいて、拡大機能により表示画像を拡大する場合、一般的にはパフォーマンス（処理時間）を優先して、初期状態のフレームバッファデータを用いて補間処理のピッチ（ｍｍ）を細かくして拡大する。

【0057】

例えば、一辺の長さを４倍に拡大する場合（面積としては１６倍に拡大する場合）、フレームバッファデータのＸ’’−Ｙ’’面４１０＊２０５ピクセルの１／４の大きさの拡大領域１０２＊５１ピクセルが、表示画像のＸ’’’−Ｙ’’’面２８０＊１４０ピクセルに変換されることにより４倍に拡大され、拡大された画像がディスプレイ１０３に表示される。この場合、ディスプレイ１０３に表示されるのはフレームバッファデータ１０２＊５１ピクセルだけではなく、ディスプレイ１０３の３５０＊４００ピクセルに表示できる、より広い範囲のフレームバッファデータが表示されるが、表示領域の対応付けが分かればよいので、説明を簡単にするため、以降、「フレームバッファデータの拡大領域１０２＊５１ピクセルが表示画像２８０＊１４０ピクセルで表示される」等と記述する。画像に描出されるオブジェクトは拡大されて表示されるものの、拡大後の表示画像（拡大画像）の解像度は、３次元Ｒａｗデータより解像度の低いフレームバッファデータの解像度で決まってしまう。すなわち、フレームバッファデータを用いて拡大する場合、フレームバッファデータの内の拡大領域Ｘ’’−Ｙ’’面１０２＊５１ピクセルの解像度によって規定されてしまうため、解像度は３次元Ｒａｗデータの解像度より低下してしまう。

【0058】

そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、拡大画像の解像度を向上させるために、以下の構成を備える。

【0059】

すなわち、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、画像処理回路１３０と、表示制御機能１４１と、受付機能１４２とを有する。画像処理回路１３０は、超音波画像データから表示用画像データを生成する。表示制御機能１４１は、表示用画像データを表示部に表示させる。受付機能１４２は、表示部に表示された表示用画像データに対する操作を操作者から受け付ける。画像処理回路１３０は、表示用画像データを拡大させるための拡大操作を受付機能１４２が受け付けた場合に、超音波画像データを拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の超音波画像データから新たな表示用画像データを再生成する。

【0060】

例えば、超音波診断装置１は、フレームバッファデータよりも解像度が高い３次元Ｒａｗデータ若しくはボクセルデータを用いて表示画像を拡大する。これにより、超音波診断装置１は、拡大画像の解像度を向上させることができる。

【0061】

図３及び図４を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置１による拡大機能について説明する。図３及び図４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１による拡大機能について説明するための図である。なお、図３及び図４において、Ｓ１０〜Ｓ１３の処理内容は、図２に示したＳ１０〜Ｓ１３の処理内容と同一であるので説明を省略する。

【0062】

図３に示すように、Ｓ１４Ｂにおいて、３次元Ｒａｗデータが拡大のため選択される。例えば、受付機能１４２は、ディスプレイ１０３に表示された表示画像上で、表示画像を拡大させるための拡大操作を操作者から受け付ける。そして、受付機能１４２は、受け付けた拡大操作に関する情報を、画像処理回路１３０に通知する。例えば、受付機能１４２は、拡大される領域の中心座標と、拡大率とを画像処理回路１３０に通知する。

【0063】

そして、画像処理回路１３０は、拡大操作に関する情報が受付機能１４２から通知されると、通知された情報に基づいて、３次元Ｒａｗデータを拡大のため選択する。例えば、画像処理回路１３０は、拡大される領域（関心領域）の中心座標及び拡大率に基づいて、３次元Ｒａｗデータから拡大対象となる領域を抽出する。そして、画像処理回路１３０は、抽出した領域の３次元Ｒａｗデータを用いて、拡大率に応じて拡大されたボクセルデータ、フレームバッファデータを順に再生成する。

【0064】

例えば、図２のＳ１４Ａと同様に、一辺の長さを４倍に拡大する場合（面積としては１６倍に拡大する場合）、３次元ＲａｗデータのＸ−Ｙ面１０２４＊５１２ピクセルからＸ−Ｙ面２５６＊１２８ピクセルが選択され、この画像データが拡大される。即ち、Ｘ−Ｙ面２５６＊１２８ピクセルの３次元Ｒａｗデータが、位置ずれを加味したＸ’−Ｙ’面８２０＊４１０ピクセルのボクセルデータに変換されることにより拡大される。そして、Ｘ’−Ｙ’面８２０＊４１０ピクセルのボクセルデータが、Ｘ’’−Ｙ’’面４１０＊２０５のフレームバッファデータに変換される。そして、Ｘ’’−Ｙ’’面４１０＊２０５ピクセルのフレームバッファデータが、Ｘ’’’−Ｙ’’’面２８０＊１４０ピクセルの表示画像に変換される。

【0065】

つまり、フレームバッファデータの４倍拡大（図２の例）では、Ｘ’’−Ｙ’’面１０２＊５１ピクセルの画像データが、Ｘ’’’−Ｙ’’’面２８０＊１４０ピクセルで表示されるため、解像度は３次元Ｒａｗデータより解像度の低いフレームバッファの解像度で規定され、解像度が低下する。これに対して、３次元Ｒａｗデータの４倍拡大（図３の例）では、Ｘ−Ｙ面２５６＊１２８ピクセルの３次元Ｒａｗデータが、フレームバッファ１７０でＸ’’−Ｙ’’面４１０＊２０５となり、Ｘ’’’−Ｙ’’’面２８０＊１４０の表示画像として表示される。このため、３次元Ｒａｗデータの４倍拡大では、全体としては解像度が低下しないこととなる。

【0066】

すなわち、フレームバッファデータを用いた拡大では、３次元Ｒａｗデータより解像度が低いフレームバッファデータＸ’’−Ｙ’’面１０２＊５１ピクセルで解像度が律則（規定）され、３次元Ｒａｗデータを用いた拡大では、フレームバッファデータより解像度が高い３次元ＲａｗデータＸ−Ｙ面２５６＊１２８ピクセルで解像度が律則される。したがって、３次元Ｒａｗデータを用いて表示画像を拡大することで、フレームバッファデータを用いて拡大する場合と比較して拡大画像の解像度を向上させることができ、診断能を向上させることができる。

【0067】

また、図４に示すように、Ｓ１４Ｃにおいて、ボクセルデータが拡大される。なお、ボクセルデータを用いた拡大の処理内容は、拡大対象となる画像データがボクセルデータである点を除き、図３に示した３次元Ｒａｗデータを用いた拡大の処理内容と同様である。

【0068】

例えば、図２のＳ１４Ａと同様に、一辺の長さを４倍に拡大する場合（面積としては１６倍に拡大する場合）、ボクセルデータのＸ’−Ｙ’面８２０＊４１０ピクセルから、Ｘ’−Ｙ’面２０５＊１０２ピクセルが選択される。そして、Ｘ’−Ｙ’面２０５＊１０２ピクセルのボクセルデータが、Ｘ’’−Ｙ’’面４１０＊２０５のフレームバッファデータに変換されることにより拡大される。そして、Ｘ’’−Ｙ’’面４１０＊２０５ピクセルのフレームバッファデータが、Ｘ’’’−Ｙ’’’面２８０＊１４０ピクセルの表示画像に変換される。

【0069】

つまり、フレームバッファデータの４倍拡大（図２の例）では、Ｘ’’−Ｙ’’面１０２＊５１ピクセルの画像データが、Ｘ’’’−Ｙ’’’面２８０＊１４０ピクセルで表示されるのに対して、ボクセルデータの４倍拡大（図４の例）では、Ｘ−Ｙ面２０５＊１０２ピクセルのボクセルデータが、フレームバッファ１７０でＸ’’−Ｙ’’面４１０＊２０５となり、Ｘ’’’−Ｙ’’’面２８０＊１４０の表示画像として表示される。

【0070】

すなわち、フレームバッファデータを用いた拡大では、Ｘ’’−Ｙ’’面１０２＊５１ピクセルで解像度が律則（規定）され、ボクセルデータを用いた拡大では、Ｘ’−Ｙ’面２０５＊１０２ピクセルで解像度が律則される。したがって、ボクセルデータを用いて表示画像を拡大することで、フレームバッファデータを用いて拡大する場合と比較して拡大画像の解像度を向上させることができ、診断能を向上させることができる。また、ボクセルデータを用いた拡大では、３次元Ｒａｗデータを用いた拡大と比較して解像度が低下するものの、３次元Ｒａｗデータからボクセルデータへの変換処理が発生しないので、パフォーマンスの点で有利である。

【0071】

なお、図２から図４の内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図２から図４において説明したデータ数（ピクセル数）はあくまで一例であり、超音波診断装置１の構成に応じて適宜変更されて良い。

【0072】

また、図２から図４では、説明の簡略化のため、超音波プローブ１０１がリニアプローブである場合を説明したが、これに限らず、コンベックスプローブやセクタプローブ等、任意の形状の超音波プローブ１０１が適用可能である。

【0073】

図５を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順について説明する。図５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。図５に示す処理手順は、例えば、４画面表示を開始する旨の指示を操作者から受け付けた場合に、開始される。

【0074】

ステップＳ１０１において、処理回路１４０は、表示を開始するか否かを判定する。例えば、処理回路１４０は、４画面表示を開始する旨の指示を操作者から受け付けた場合に、表示を開始すると判定し（ステップＳ１０１肯定）、ステップＳ１０２以降の処理を開始する。なお、表示を開始しない場合（ステップＳ１０１否定）、ステップＳ１０２以降の処理は開始されず、各処理機能は待機状態である。

【0075】

ステップＳ１０１が肯定されると、ステップＳ１０２において、画像処理回路１３０は、３次元Ｒａｗデータからボクセルデータを生成する。例えば、画像処理回路１３０は、３次元Ｒａｗデータと位置情報とを画像メモリ１６０から読み出す。そして、画像処理回路１３０は、サンプル位置が必ずしも等間隔でない３次元Ｒａｗデータに対して位置情報を用いた補間処理を行って、サンプル位置が等間隔に並んだボクセルデータを生成する。

【0076】

ステップＳ１０３において、画像処理回路１３０は、ボクセルデータから表示用画像データを生成する。例えば、画像処理回路１３０は、ボクセルデータに対してＭＰＲ処理を行ってＭＰＲ画像データを生成する。また、画像処理回路１３０は、ボクセルデータに対してＶＲ処理を行ってＶＲ画像データを生成する。

【0077】

ステップＳ１０４において、画像処理回路１３０は、表示用画像データをディスプレイ１０３に表示させる。例えば、表示制御機能１４１は、線形補間などの補間処理を行って、フレームバッファ１７０に保存された表示用画像データのピクセル数をディスプレイ１０３のピクセル数に合わせることで、表示画像を生成する。そして、表示制御機能１４１は、生成した表示画像をディスプレイ１０３に表示させる。

【0078】

ステップＳ１０５において、受付機能１４２は、拡大操作（若しくは縮小操作）を受け付けたか否かを判定する。例えば、受付機能１４２は、ディスプレイ１０３に表示された表示画像上で、表示画像を拡大させるための拡大操作（若しくは縮小操作）を操作者から受け付けると（ステップＳ１０５肯定）、受け付けた拡大操作に関する情報を画像処理回路１３０に通知し、ステップＳ１０６の処理へ移行する。一方、受付機能１４２は、拡大操作（若しくは縮小操作）を操作者から受け付けない場合（ステップＳ１０５否定）、ステップＳ１０９の処理へ移行する。

【0079】

ステップＳ１０６において、画像処理回路１３０は、拡大操作（若しくは縮小操作）に応じて、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータを拡大若しくは縮小する。例えば、画像処理回路１３０は、拡大操作に関する情報が受付機能１４２から通知されると、通知された情報に基づいて、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータを拡大する。

【0080】

ステップＳ１０７において、画像処理回路１３０は、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータから拡大後（若しくは縮小後）の新たな表示用画像データを再生成する。例えば、画像処理回路１３０は、３次元Ｒａｗデータから拡大後のボクセルデータ、フレームバッファデータを順に再生成する。若しくは、例えば、画像処理回路１３０は、ボクセルデータから拡大後のフレームバッファデータを再生成する。

【0081】

ステップＳ１０８において、表示制御機能１４１は、新たな表示用画像データをディスプレイ１０３に表示させる。例えば、表示制御機能１４１は、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータから生成された拡大後のフレームバッファデータをディスプレイ１０３に表示させる。

【0082】

ステップＳ１０９において、処理回路１４０は、表示を終了するか否かを判定する。例えば、処理回路１４０は、４画面表示を終了する旨の指示を操作者から受け付けた場合に、表示を終了すると判定し（ステップＳ１０９肯定）、図５の処理手順を終了する。なお、表示を終了しない場合（ステップＳ１０９否定）、ステップＳ１０５の処理に移行する。

【0083】

このように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、フレームバッファ１７０に保存された画像データよりも解像度が高い超音波画像データを用いて表示画像を拡大する。これにより、超音波診断装置１は、拡大画像の解像度を向上させ、診断能を向上させることができる。

【0084】

例えば、超音波診断装置１において、画像処理回路１３０は、受付機能１４２が拡大操作を受け付けた場合に、３次元Ｒａｗデータを用いて拡大操作を行い、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する。これにより、超音波診断装置１は、フレームバッファデータを用いて拡大画像を生成する場合と比較して、解像度を向上させることができる。

【0085】

また、例えば、超音波診断装置１において、画像処理回路１３０は、受付機能１４２が拡大操作を受け付けた場合に、ボクセルデータを用いて拡大操作を行い、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する。これにより、超音波診断装置１は、３次元Ｒａｗデータを用いた拡大と比較して解像度が低下するものの、フレームバッファデータを用いて拡大画像を生成する場合と比較して高解像度の拡大画像を、早い処理時間（応答時間）で提供することができる。

【0086】

なお、第１の実施形態では、超音波画像データとして、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータを用いて拡大を行う場合を説明したが、３次元Ｒａｗデータ及びボクセルデータのいずれを用いて拡大を行うかについては、適宜設定可能である。例えば、３次元Ｒａｗデータ及びボクセルデータのいずれを用いて拡大を行うかが予め設定されていても良いし、表示対象となる撮像部位に応じて設定されていても良い。また、３次元Ｒａｗデータ及びボクセルデータのいずれを用いるかを毎回操作者に確認する形態であってもよい。

【0087】

（第１の実施形態の変形例）
上記の実施形態にて説明した例では、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータから再び画像生成処理を行うこととなるため、フレームバッファデータを用いて拡大する場合と比較して処理時間がかかることとなる。そこで、第１の実施形態の変形例では、この処理時間による影響を低減し、パフォーマンスを改善するための処理を説明する。

【0088】

図６及び図７を用いて、第１の実施形態の変形例に係る超音波診断装置１の処理を説明する。図６及び図７は、第１の実施形態の変形例に係る超音波診断装置１の処理を説明するための図である。なお、図６及び図７では、４画面表示が行われる場合を説明する。また、図６及び図７では、連続的に拡大若しくは縮小を行う場合を説明する。

【0089】

図６に示すように、初期状態では、Ａ面、Ｂ面、及びＣ面のＭＰＲ画像と、ＶＲ画像とを含む表示画像１０が表示される（Ｓ２０）。この表示画像１０には、拡大中心としてマーカ１１，１２，１３が表示される。マーカ１１は、Ａ面のＭＰＲ画像における拡大中心を示し、マーカ１２は、Ｂ面のＭＰＲ画像における拡大中心を示し、マーカ１３は、Ｃ面のＭＰＲ画像における拡大中心を示す。

【0090】

そして、操作者は、例えば、トラックボール１０２Ａを回転させることで、各マーカ１１，１２，１３を関心領域の中心位置に移動させる（Ｓ２１）。

【0091】

そして、操作者は、ロータリースイッチ（拡大ボタン）１０２Ｂを回転させることで、表示画像の拡大操作を行う。この場合、表示画像２０に含まれるＡ面、Ｂ面、及びＣ面のＭＰＲ画像は、各マーカ１１，１２，１３の位置を中心として拡大される。

【0092】

ここで、ロータリースイッチ１０２Ｂの回転操作により拡大している間は、フレームバッファ１７０に保存されたフレームバッファデータを用いて拡大する。例えば、表示制御機能１４１は、ロータリースイッチ１０２Ｂの回転により指定された拡大率でフレームバッファデータを拡大する。そして、表示制御機能１４１は、拡大後のフレームバッファデータから表示画像２０を生成し、ディスプレイ１０３に表示させる（Ｓ２２）。操作者は、この操作により所望の拡大率（関心領域の大きさ）に調整する。

【0093】

そして、操作者は、所望の拡大率になったと判断すると、ロータリースイッチ１０２Ｂを押下する。受付機能１４２は、ロータリースイッチ１０２Ｂの押下を受け付けると、操作者による拡大操作に関する情報を画像処理回路１３０に通知する。画像処理回路１３０は、拡大操作に関する情報が受付機能１４２から通知されると、通知された情報に基づいて、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータを拡大する。即ち、画像処理回路１３０は、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータから拡大後の新たな表示用画像データを再生成する。そして、表示制御機能１４１は、再生成された新たな表示用画像データから表示画像３０を生成し、ディスプレイ１０３に表示させる（Ｓ２３）。

【0094】

このように、表示制御機能１４１は、受付機能１４２が拡大操作を受け付けた場合に、表示用画像データを拡大操作に応じて拡大させてディスプレイ１０３に表示させる。そして、画像処理回路１３０は、拡大操作が完了した後に、超音波画像データを拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する。例えば、受付機能１４２は、更に、拡大操作を確定するための確定操作を操作者から受け付ける。そして、画像処理回路１３０は、受付機能１４２が確定操作を受け付けた場合に、超音波画像データを拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の新たな表示用画像データを再生成する。これにより、操作者が拡大率を調整している場合には、応答時間が早いフレームバッファデータを用いて拡大を行うことができるとともに、拡大率が決定された場合には、解像度が向上した拡大画像を表示することが可能となる。

【0095】

次に、図７を用いて、図６のＳ２３において拡大された表示画像３０に対する縮小操作が行われる場合を説明する。図７に示すように、操作者は、例えば、トラックボール１０２Ａを回転させることで、各マーカ１１，１２，１３を関心領域の中心位置に移動させる（Ｓ３１）。

【0096】

そして、操作者は、ロータリースイッチ（拡大ボタン）１０２Ｂを逆回転させることで、表示画像３０の縮小操作を行う（Ｓ３２）。この場合、表示画像３０に含まれるＡ面、Ｂ面、及びＣ面のＭＰＲ画像は、各マーカ１１，１２，１３の位置を中心として縮小される。

【0097】

ここで、ロータリースイッチ１０２Ｂの回転操作により縮小している間は、フレームバッファ１７０に保存されたフレームバッファデータを用いて縮小する。例えば、表示制御機能１４１は、ロータリースイッチ１０２Ｂの回転により指定された拡大率でフレームバッファデータを縮小する。そして、表示制御機能１４１は、縮小後のフレームバッファデータから表示画像４０を生成し、ディスプレイ１０３に表示させる（Ｓ３２）。この場合、フレームバッファ１７０には、表示画像３０の関心領域に対応する領域に含まれる画像データが保存されており、関心領域の外側の画像データは保存されていない。このため、表示画像４０の領域全体には画像データが表示されず、フレームバッファ１７０に保存された一部の領域の画像データが表示される。なお、操作者は、この操作により所望の拡大率に調整する。

【0098】

そして、操作者は、所望の拡大率になったと判断すると、ロータリースイッチ１０２Ｂを押下する。受付機能１４２は、ロータリースイッチ１０２Ｂの押下を受け付けると、操作者による縮小操作に関する情報を画像処理回路１３０に通知する。画像処理回路１３０は、縮小操作に関する情報が受付機能１４２から通知されると、通知された情報に基づいて、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータを拡大する。即ち、画像処理回路１３０は、３次元Ｒａｗデータ又はボクセルデータから拡大後の新たな表示用画像データを再生成する。そして、表示制御機能１４１は、再生成された新たな表示用画像データから表示画像５０を生成し、ディスプレイ１０３に表示させる（Ｓ３３）。

【0099】

このように、受付機能１４２は、ディスプレイ１０３に表示された表示画像を縮小させるための縮小操作を操作者から受け付ける。そして、表示制御機能１４１は、受付機能１４２が縮小操作を受け付けた場合に、表示用画像データを縮小操作に応じて縮小させ、縮小させた縮小画像データをディスプレイ１０３に表示させる。そして、画像処理回路１３０は、縮小操作が完了した後に、超音波画像データを縮小操作に応じて縮小させ、縮小後の新たな縮小画像データを再生成する。そして、表示制御機能１４１は、再生成された新たな縮小画像データをディスプレイ１０３に表示させる。これにより、操作者が拡大率を調整している場合には、応答時間が早いフレームバッファデータを用いて縮小を行うことができるとともに、拡大率が決定された場合には、表示領域が広がった縮小画像を表示することができる。

【0100】

なお、図６及び図７の内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図６及び図７では、拡大操作を確定するための確定操作として、ロータリースイッチ１０２Ｂの押下を受け付ける場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、受付機能１４２は、ロータリースイッチ１０２Ｂの回転による拡大操作を受け付け後、一定時間操作が行われなかった場合に、拡大操作が完了したものと判断して拡大を行っても良い。すなわち、画像処理回路１３０は、受付機能１４２が拡大操作を受け付け後、拡大操作が一定時間行われなかった場合に、超音波画像データを拡大操作に応じて拡大させ、拡大後の新たな表示用画像データを再生成してもよい。

【0101】

また、上述した実施形態では、拡大操作として、拡大される領域の中心座標及び拡大率を指定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ａ面、Ｂ面、Ｃ面のＭＰＲ画像上に関心領域を設定し、スイッチを押下することにより関心領域の拡大を行うこともできる。すなわち、受付機能１４２は、拡大操作として、ディスプレイ１０３に表示された表示用画像データ上に関心領域を設定する設定操作を操作者から受け付ける。そして、画像処理回路１３０は、受付機能１４２が設定操作を受け付けた場合に、表示用画像データに対する関心領域の大きさに応じて、関心領域に対応する超音波画像データの領域を拡大させ、拡大後の超音波画像データから新たな表示用画像データを再生成する。

【0102】

また、上述した実施形態において、更に、初期化（イニシャライズ）のための指示を受け付けることも可能である。例えば、操作者は、上述した実施形態により任意の拡大率に拡大若しくは縮小された表示画像がディスプレイ１０３に表示される場合に、初期の倍率で画像を閲覧したいと考える場合がある。この場合に、操作者が初期化のための指示（初期化ボタンの押下など）を行うと、受付機能１４２は、この指示を画像処理回路１３０へ通知する。そして、画像処理回路１３０は、通知された指示に従って、初期状態の画像データを再生成する。例えば、画像処理回路１３０は、元の３次元Ｒａｗデータを用いて、３次元Ｒａｗデータ全体が描出される倍率で、ボクセルデータ及びフレームバッファデータを順に再生成する。

【0103】

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、３次元Ｒａｗデータの収集方法としてＳｅｎｓｏｒ３Ｄ法が適用可能な場合の構成を例示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、Ｓｅｎｓｏｒ３Ｄ法が適用されず、Ｓｍａｒｔ３Ｄ法、Ｍｅｃｈａ４Ｄ法、及び２次元アレー法のいずれかが適用される場合には、簡易な構成で実現可能である。

【0104】

図８を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置１による拡大機能について説明する。図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１による拡大機能について説明するための図である。

【0105】

図８に示すように、例えば、Ｓｍａｒｔ３Ｄ法により３次元Ｒａｗデータが収集される（Ｓ４０）。例えば、信号処理回路１２０は、複数フレームの２次元のＢモードデータがエレベーション方向に並んだ画像データを、３次元Ｒａｗデータとして生成する。この場合、画像処理回路１３０は、複数フレームのＢモードデータにおけるサンプル位置が等間隔に並んでいると仮定して、３次元Ｒａｗデータを処理する。

【0106】

つまり、第２の実施形態で用いられる３次元Ｒａｗデータは、サンプル位置が等間隔に並んでいるものとして扱われる。このため、画像処理回路１３０は、第１の実施形態にて説明したボクセルデータを生成することなく、３次元ＲａｗデータからＭＰＲ画像データ及びＶＲ画像データを生成することができる。そして、画像処理回路１３０は、生成したＭＰＲ画像データ及びＶＲ画像データをフレームバッファ１７０に格納し（Ｓ４１Ａ，Ｓ４１Ｂ）、表示画像を表示する（Ｓ４２）。

【0107】

したがって、第２の実施形態において拡大操作が行われた場合には、画像処理回路１３０は、３次元Ｒａｗデータの拡大領域を選択する（Ｓ４３）。そして、画像処理回路１３０は、３次元Ｒａｗデータから拡大後のＭＰＲ画像データ及びＶＲ画像データを再生成し、再生成されたＭＰＲ画像データ及びＶＲ画像データをディスプレイ１０３に表示させる。

【0108】

これによれば、第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、第１の実施形態に係る構成と比較して簡易な構成で実現可能でパフォーマンスも向上する。なお、図８の例では、Ｓｍａｒｔ３Ｄ法が適用される場合を説明したが、Ｍｅｃｈａ４Ｄ法、若しくは２次元アレー法が適用される場合にも同様の構成により拡大機能が実現可能である。

【0109】

（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

【0110】

また、上記説明において用いた「プロセッサ（回路）」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１５０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１５０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

【0111】

また、上述した実施形態において、画像処理回路１３０は、画像処理部の一例である。また、表示制御機能１４１は、表示制御部の一例である。また、受付機能１４２は、受付部の一例である。画像処理部、表示制御部、及び受付部の各構成は、ソフトウェアとして実現されても良いし、ハードウェアとして実現されても良いし、或いはソフトウェア及びハードウェアの混合として実現されても良い。

【0112】

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

【0113】

また、上述した実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

【0114】

また、上述した実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理方法は、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理方法は、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0115】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、拡大画像の解像度を向上させることができる。

【0116】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0117】

１ 超音波診断装置
１３０ 画像処理回路
１４０ 処理回路
１４１ 表示制御機能
１４２ 受付機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】