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JP3210088B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents
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JP3210088B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasound diagnostic equipment

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JP3210088B2
JP3210088B2 JP23805892A JP23805892A JP3210088B2 JP 3210088 B2 JP3210088 B2 JP 3210088B2 JP 23805892 A JP23805892 A JP 23805892A JP 23805892 A JP23805892 A JP 23805892A JP 3210088 B2 JP3210088 B2 JP 3210088B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、心臓内あるいは血管内
の血流速の空間的拡がりを表示するいわゆるカラーフロ
ーマッピング(CFM)法を備えた超音波診断装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus provided with a so-called color flow mapping (CFM) method for displaying a spatial spread of a blood flow velocity in a heart or a blood vessel.

【0002】[0002]

【従来の技術】心臓内あるいは血管内の血流の情報を2
次元的拡がりの画像(以下「血流画像」と称する)を得
る方法、いわゆるカラーフローマッピング(CFM)法
は、超音波のドップラ効果を利用するものである。即
ち、生体内に送信された超音波ビームが移動反射体(血
球)により反射されると、その反射波の周波数(受信周
波数)は送信周波数に比し血球の移動速度に応じて偏移
する効果(ドップラ効果)を利用し、その偏移周波数
(ドップラ信号)の分布、すなわち空間的拡がりを有す
る血流画像を得るものである。
2. Description of the Related Art Information on the blood flow in the heart or blood vessels is referred to as 2.
A method of obtaining a dimensional spread image (hereinafter, referred to as a “blood flow image”), a so-called color flow mapping (CFM) method, utilizes the Doppler effect of ultrasonic waves. That is, when the ultrasonic beam transmitted into the living body is reflected by the moving reflector (blood cells), the frequency (reception frequency) of the reflected wave shifts according to the moving speed of the blood cells as compared with the transmission frequency. (Doppler effect) is used to obtain a distribution of the shift frequency (Doppler signal), that is, a blood flow image having a spatial spread.

【0003】通常、血管は生体内において縦横に、即ち
3次元的に存在している。しかし、血流画像は、超音波
ビームの走査平面に応じた2次元像である。そこで、3
次元的に存在している血管の血流についてはその一部、
即ちその走査平面に交差する部分の血流のみが断片的に
表示されるにすぎず、その血管の広範囲にわたる血流全
体の様子を1枚の血流画像では認識することができなか
った。そのため、その血管の血流全体の様子を次のよう
な方法を用いて認識していた。
Normally, blood vessels exist in a living body vertically and horizontally, that is, three-dimensionally. However, the blood flow image is a two-dimensional image corresponding to the scanning plane of the ultrasonic beam. So 3
Part of the blood flow of the blood vessels that exist in a dimension,
That is, only the blood flow at the portion intersecting the scanning plane is displayed fragmentarily, and the entire blood flow over a wide range of the blood vessel cannot be recognized by one blood flow image. Therefore, the state of the entire blood flow of the blood vessel has been recognized using the following method.

【0004】すなわち、超音波プローブの向きを変えた
り、生体に対する超音波プローブの接触位置を移動する
ことにより、その走査平面を変え、互いに走査範囲の異
なる複数の血流画像を得、診断者がそれらの血流画像を
個々に見ながら血流全体の様子を類推していた。しかし
この方法には次のような問題がある。
That is, by changing the direction of the ultrasonic probe or moving the contact position of the ultrasonic probe with the living body, the scanning plane is changed, and a plurality of blood flow images having different scanning ranges are obtained. By looking at these blood flow images individually, the state of the entire blood flow was inferred. However, this method has the following problems.

【0005】(1)血流全体の様子を類推するために
は、診断者は十分な解剖学的知識および非常な熟練が要
求される上、その血流全体の様子の認識の程度はその診
断者本人の解剖学的知識および熟練の程度に非常に左右
されてしまう。
(1) In order to analogize the state of the entire blood flow, the diagnostician requires sufficient anatomical knowledge and very skill, and the degree of recognition of the state of the entire blood flow is determined by the diagnosis. It is highly dependent on the anatomical knowledge and skill of the individual.

【0006】(2)診断者が得ている解剖学的知識は主
に正常時(健常時)に関する知識であるために、その解
剖学的知識の範囲外である異常部分についての類推は困
難である。
[0006] (2) Since the anatomical knowledge obtained by the diagnosing person is mainly related to the normal state (normal state), it is difficult to analogize an abnormal part outside the range of the anatomical knowledge. is there.

【0007】(3)血流全体の様子を類推するために
は、複数の血流画像各々が生体のどの位置に、且つどの
ような方向に超音波プローブを接触させて得た画像であ
るか、を知っておく必要がある。しかし、その位置およ
び方向を把握しているのは実際に超音波プローブの操作
に携わった操作者(診断者)本人だけであり、その本人
以外の者が複数の血流画像を見たとしてもその本人以外
の者は前記位置および方向を把握していないために血流
全体の様子を類推することは困難である。また複数の血
流画像をビデオテープ等に記憶させておき、後日その本
人がその複数の血流画像を見たとしても、はたしてその
複数の血流画像を得た時に類推した血流全体の様子を正
確に再現できるかどうかは疑問である。
(3) In order to analogize the state of the whole blood flow, it is necessary to determine at which position in the living body and in what direction the ultrasonic probe is brought into contact with each of the plurality of blood flow images. You need to know, However, only the operator (diagnostic person) who actually engaged in the operation of the ultrasonic probe knows the position and direction, and even if another person views multiple blood flow images, Since the other person does not know the position and direction, it is difficult to estimate the state of the entire blood flow. In addition, even if a plurality of blood flow images are stored on a video tape or the like, and the person views the plurality of blood flow images at a later date, the state of the entire blood flow estimated when the plurality of blood flow images were obtained. Is questionable.

【0008】(4)上記(3)の内容に関連して、血流
全体の様子は、超音波プローブの操作に携わった操作者
(診断者)本人の頭の中で複数の血流画像を基に類推さ
れたものであるため、その本人が第三者に血流全体の様
子を伝達することは非常に難しい。
(4) In connection with the content of the above (3), the state of the whole blood flow is obtained by acquiring a plurality of blood flow images in the head of the operator (diagnostic person) who was involved in operating the ultrasonic probe. It is very difficult for the person to communicate the state of the whole blood flow to a third party because of the analogy to the base.

【0009】以上のように、従来の血流全体の様子を認
識する手段には、伝達性や記録性等の客観性がなかっ
た。そのため、客観性を有する血流全体の様子を認識す
る手段の開発が待望されている。
As described above, the conventional means for recognizing the state of the entire blood flow has no objectivity such as transmissibility and recordability. Therefore, development of a means for recognizing the state of the entire blood flow having objectivity has been desired.

【0010】一方、現在用いられている血管の3次元表
示方法は次のような方法がある。即ち、X線CT装置や
磁気共鳴イメージング(MRI)装置等の画像収集装置
における関心部の表面表示法やボリュームレンダリング
(volume rendering)による3次元表示法、また2焦点
を有するX線撮影装置においてカテーテルを用いて血管
内に造影剤を注入しその造影剤の存在部分(血管)だけ
の左右両眼用の2種の画像を得、その2種の画像をステ
レオ表示する方法、さらにMRアンギオにおける血管の
回転表示法などがある。しかしいずれの方法によって
も、血管の存在情報を得るのみであり、血流の情報を得
ることは出来ない。
On the other hand, there are the following three-dimensional display methods of blood vessels currently used. That is, a surface display method of a part of interest in an image acquisition apparatus such as an X-ray CT apparatus or a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, a three-dimensional display method by volume rendering, and a catheter in an X-ray imaging apparatus having two focal points. A method of injecting a contrast agent into a blood vessel by using the method, obtaining two types of images for both the left and right eyes only of a portion (blood vessel) where the contrast agent exists, and displaying the two types of images in stereo, and a blood vessel in MR angio Rotation display method. However, according to any of the methods, only information on the presence of blood vessels is obtained, and information on blood flow cannot be obtained.

【0011】また、2次元像を得る超音波診断装置にお
いて、超音波プローブの向きを変えたり、生体に対する
超音波プローブの接触位置を移動することにより、その
走査平面を変え、このときの超音波プローブの位置を検
出すると共に互いに走査範囲の異なる複数の2次元血流
画像を得、得られた複数の2次元血流画像から3次元画
像を得、これを3次元表示する方法が考えられている。
しかしながらこの方法においては超音波プローブの操作
を終えてから3次元表示が行われるので、所望の3次元
画像が得られなかった場合には診断をやり直さなければ
ならず、3次元血流画像をリアルタイムで見ることがで
きないといった欠点があった。
In the ultrasonic diagnostic apparatus for obtaining a two-dimensional image, the scanning plane is changed by changing the direction of the ultrasonic probe or moving the contact position of the ultrasonic probe with the living body. A method of detecting the position of the probe, obtaining a plurality of two-dimensional blood flow images having different scanning ranges from each other, obtaining a three-dimensional image from the obtained two-dimensional blood flow images, and displaying the three-dimensional image in three dimensions has been considered. I have.
However, in this method, since the three-dimensional display is performed after the operation of the ultrasonic probe is completed, if the desired three-dimensional image cannot be obtained, the diagnosis must be performed again, and the three-dimensional blood flow image is displayed in real time. There was a drawback that it could not be seen in.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の超音波診断装置においては、リアルタイムで伝達
性や記録性等の客観性を有した血流の3次元情報を得る
ことができなかった。そこで本発明は上記欠点を除去す
るものであり、リアルタイムで3次元画像を表示するこ
とが可能な超音波診断装置を提供することを目的とする
ものである。
As described above,
In the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, three-dimensional information of blood flow having objectivity such as transmissibility and recordability cannot be obtained in real time. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of displaying a three-dimensional image in real time.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項1
記載の超音波診断装置は、上記の目的を達成するため、
被検体内に超音波送波と前記被検体からのエコー信号の
受波を行う超音波プローブと、前記エコー信号に基づい
て前記被検体内の移動体の移動情報を得る手段と、前記
超音波プローブの位置又は方向の少なくとも一方を検出
し、この検出結果に基づいて前記移動体の3次元空間に
おける位置情報を求める手段と、前記移動情報及び前記
位置情報に基づいて、前記移動情報の3次元分布データ
を記憶するメモリと、画像の保持及び更新にかかる操作
を行うための操作手段と、前記メモリに記憶された3次
元分布データを保持する状態と、前記メモリに記憶され
た3次元分布データを前記移動情報及び前記位置情報に
基づいて部分的に更新する状態とを、前記操作手段への
入力に応じて切替える手段と、所定角度づつずらした複
数の方向から投影した2次元画像を前記メモリに記憶さ
れた3次元分布データからリアルタイムで求めて順に連
続表示する3次元画像表示手段を具備することを特徴と
する。本発明にかかる請求項2記載の超音波診断装置
は、上記の目的を達成するため、被検体内を超音波によ
りスキャンしてエコー信号を得る手段と、前記エコー信
号に基づいてBモード像用のデータを得る手段と、前記
エコー信号に基づいて前記被検体内の移動体の移動情報
を得る手段と、画像の保持及び更新にかかる操作を行う
ための操作手段と、前記Bモード像用のデータ及び前記
移動情報に基づいて求めた2次元断層像を表示する手段
と、前記移動情報に基づいて、移動情報の3次元分布デ
ータを記憶するメモリと、前記メモリに記憶された移動
情報の3次元分布データを所定角度づつずらした複数の
方向から投影した2次元画像を求めて順に連続表示する
3次元画像表示手段と、前記2次元断層像及び前記3次
元分布データをリアルタイムで更新する状態と、前記2
次元断層像をリアルタイムで更新し且つ前記3次元分布
データは更新せずに保持する状態とを、前記操作手段へ
の入力に応じて切替える手段とを具備することを特徴と
する。
Means for Solving the Problems Claim 1 according to the present invention.
The described ultrasonic diagnostic apparatus, in order to achieve the above object,
An ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave into the subject and receiving an echo signal from the subject, a unit for obtaining movement information of a moving body in the subject based on the echo signal, Means for detecting at least one of the position and the direction of the probe and obtaining position information of the moving body in a three-dimensional space based on the detection result; and a three-dimensional image of the movement information based on the movement information and the position information. Memory for storing distribution data, operation means for performing operations related to holding and updating of images, state for holding three-dimensional distribution data stored in the memory, and three-dimensional distribution data stored in the memory Means for switching the state of updating partially based on the movement information and the position information in accordance with an input to the operation means, and projecting from a plurality of directions shifted by a predetermined angle. A two-dimensional image, characterized by comprising a three-dimensional image display means for continuously displaying the order determined in real time from three-dimensional distribution data stored in the memory was. In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2 of the present invention scans the inside of a subject with ultrasonic waves to obtain an echo signal, and obtains an echo signal for a B-mode image based on the echo signal. Means for obtaining movement data of the moving object in the subject based on the echo signal, operation means for performing operations related to holding and updating of an image, and means for operating the B-mode image. Means for displaying a two-dimensional tomographic image obtained based on the data and the movement information; a memory for storing three-dimensional distribution data of the movement information based on the movement information; A three-dimensional image display means for obtaining a two-dimensional image projected from a plurality of directions displaced by a predetermined angle from the two-dimensional distribution data and sequentially displaying the two-dimensional images sequentially; In a state in which the update, the 2
Means for switching between a state in which the three-dimensional distribution data is updated in real time and a state in which the three-dimensional distribution data is held without being updated, according to an input to the operation means.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、被検体内の所望の3次元空間
に対して超音波ビームスキャンをして得た移動体からの
エコー信号に応じたその移動体の移動情報と、その移動
情報の前記3次元空間における位置情報とから前記移動
体の移動情報の3次元分布を得、前記超音波ビームスキ
ャンを行うごとに前記3次元分布を更新し、その3次元
分布に対して複数の方向から投影して得た複数の2次元
像を所定の順番でリアルタイムに表示し、人間の「運動
視差」と呼ばれる視覚特性によって、血流全体の様子を
3次元的に認識することができる画像を得ることができ
る。以上のようにしてリアルタイムに3次元画像を得る
こができる。
According to the present invention, movement information of a moving object in response to an echo signal from the moving object obtained by performing an ultrasonic beam scan on a desired three-dimensional space in the subject, and the movement information A three-dimensional distribution of the movement information of the moving object from the position information in the three-dimensional space, and updates the three-dimensional distribution each time the ultrasonic beam scan is performed; A plurality of two-dimensional images obtained by projecting from the camera are displayed in real time in a predetermined order, and an image capable of three-dimensionally recognizing the state of the entire blood flow by a human visual characteristic called “motion parallax”. Obtainable. As described above, a three-dimensional image can be obtained in real time.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照しながら第1の実施例を説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の第1の実施例に係る超音波
診断装置の概略的な構成を示すブロック図である。超音
波プローブのスキャン方式にはリニア走査、セクタ走査
等があり、またスキャン手段には手動走査、機械走査、
電子走査があり、いずれを採用してもよいがここではセ
クタ電子走査法を採用しているものとして以下説明す
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. The scanning method of the ultrasonic probe includes linear scanning, sector scanning and the like, and the scanning means is manual scanning, mechanical scanning,
There is electronic scanning, and any of them may be employed. However, the following description is based on the assumption that the sector electronic scanning method is employed.

【0017】図1に示し第1の実施例に係る超音波診断
装置は、システムコントローラ13をシステム全体の制
御中枢として、位置検出回路1、超音波プローブ2、送
信系3、受信系4、Bモード処理系5、カラーフローマ
ッピング(CFM)処理系6、ディジタルスキャンコン
バータ(DSC)7、3次元ディジタルスキャンコンバ
ータ(3D−DSC)8、2次元表示系9、3次元表示
系10、操作スイッチ12を具備している。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 has a system controller 13 as a control center of the whole system, and a position detecting circuit 1, an ultrasonic probe 2, a transmitting system 3, a receiving system 4, B Mode processing system 5, color flow mapping (CFM) processing system 6, digital scan converter (DSC) 7, three-dimensional digital scan converter (3D-DSC) 8, two-dimensional display system 9, three-dimensional display system 10, operation switch 12 Is provided.

【0018】超音波プローブ2は、複数の圧電振動子を
並設してなり、送信系3により送信駆動されると、超音
波パルスを被検体Pに送波し、被検体Pで流動する血流
によるドプラ偏移をともなうエコー信号を受信する。こ
の超音波プローブ2の走査方式は前述したようにセクタ
電子走査法であるので、走査面は扇状の2次元的に拡が
った平面である。ここで1走査面から得たエコー信号を
走査データと称するものとする。この超音波プローブ2
は、図3に示すように被検体Pの体表面20に接触さ
れ、その走査面の方向を様々に変えられるようになって
いる。走査面の方向を変えることによって、被検体Pの
所望の3次元範囲(以下「実空間」と称する)内の複数
の走査データを得、この複数の走査データによって3次
元的拡がりを有するデータ(ボリュームデータ)が生成
される。ここで、その走査面の方向を変更するための超
音波プローブ2の操作は手動で行ってもよいし、機械的
手段により行ってもよい。本実施例ではこの超音波プロ
ーブ2の操作を手動で行うものとする。ここで複数の走
査データを得るための超音波プローブ2の操作を3次元
スキャンと称するものとする。
The ultrasonic probe 2 includes a plurality of piezoelectric vibrators arranged side by side. When the ultrasonic probe 2 is driven to transmit by the transmission system 3, it transmits ultrasonic pulses to the subject P, and the blood flowing in the subject P Receives echo signals with Doppler shift due to flow. Since the scanning method of the ultrasonic probe 2 is the sector electronic scanning method as described above, the scanning surface is a fan-shaped two-dimensionally spread plane. Here, the echo signal obtained from one scanning plane is referred to as scanning data. This ultrasonic probe 2
Is brought into contact with the body surface 20 of the subject P as shown in FIG. 3 so that the direction of the scanning plane can be changed in various ways. By changing the direction of the scanning plane, a plurality of scan data within a desired three-dimensional range (hereinafter, referred to as “real space”) of the subject P is obtained, and the data having a three-dimensional spread is obtained by the plurality of scan data. Volume data) is generated. Here, the operation of the ultrasonic probe 2 for changing the direction of the scanning plane may be performed manually or may be performed by mechanical means. In this embodiment, the operation of the ultrasonic probe 2 is performed manually. Here, the operation of the ultrasonic probe 2 for obtaining a plurality of scan data is referred to as a three-dimensional scan.

【0019】位置検出回路1は、走査面毎に超音波プロ
ーブ2の位置、走査面方向、具体的には図4に示した位
置x,y,zと角度θ、φ、ψ(以下「走査データ位置
情報」と称する)を検出し、この走査データ位置情報を
3D−DSC8へ供給する。この位置検出器の一例とし
て3次元位置検出アーム20の外観図を図5に示した。
アーム21の先端に超音波プローブ2が取り付けられて
いて、アーム21の数箇所(図中1軸、2軸、3軸、4
軸、5軸、6軸)がそれぞれ回転可能に接続されてお
り、その回転角により位置情報を得るようになってい
る。この走査データ位置情報は、CFM処理系6を介し
て得られる2次元血流情報(以下「CFMデータ」と称
する)を、実空間に対応している3D−DSC8が有す
るX・Y・Z座標系の3次元メモリ範囲(以下「3次元
メモリ空間」と称する)に元の通りに分布させてボリュ
ームデータを生成する際のアドレスを算出するために用
いられることになるが、詳細は後述する。
The position detecting circuit 1 determines the position of the ultrasonic probe 2 in each scanning plane, the scanning plane direction, specifically, the positions x, y, and z shown in FIG. (Referred to as "data position information"), and supplies this scan data position information to the 3D-DSC 8. FIG. 5 shows an external view of a three-dimensional position detection arm 20 as an example of this position detector.
The ultrasonic probe 2 is attached to the tip of the arm 21, and several positions of the arm 21 (one axis, two axes, three axes,
Axes, 5 axes, and 6 axes) are rotatably connected to each other, and position information is obtained based on the rotation angles. The scan data position information is obtained by converting the two-dimensional blood flow information (hereinafter referred to as “CFM data”) obtained through the CFM processing system 6 into the X, Y, and Z coordinates of the 3D-DSC 8 corresponding to the real space. It is used to calculate an address when generating volume data by distributing it in the original three-dimensional memory range (hereinafter referred to as “three-dimensional memory space”), which will be described later in detail.

【0020】送信系3は、パルス発生器3A、送信遅延
回路3B、パルサ3Cを備えている。この送信系3にお
いて、パルス発生器3Aはレートパルスを発生し、この
レートパルスを送信遅延回路3Bへ送出する。送信遅延
回路3Bは、パルス発生器3Aから受けたレートパルス
に対し、所定の方向へ超音波ビームを収束させるべく振
動子毎に所定の遅延時間を与え、この遅延レートパルス
をパルサ3Cへ送出する。パルサ3Cは、送信遅延回路
3Bから受けた遅延レートパルスに基づき超音波プロー
ブ2の各々の振動子を所定回数だけ繰り返し駆動する。
The transmission system 3 includes a pulse generator 3A, a transmission delay circuit 3B, and a pulser 3C. In the transmission system 3, the pulse generator 3A generates a rate pulse and sends the rate pulse to the transmission delay circuit 3B. The transmission delay circuit 3B gives a predetermined delay time to each of the transducers so as to converge the ultrasonic beam in a predetermined direction with respect to the rate pulse received from the pulse generator 3A, and sends the delay rate pulse to the pulser 3C. . The pulser 3C repeatedly drives each transducer of the ultrasonic probe 2 a predetermined number of times based on the delay rate pulse received from the transmission delay circuit 3B.

【0021】この超音波の送受波で得たエコー信号を受
ける受信系4は、プリアンプ4A、受信遅延回路4B、
加算器4Cを備えている。この受信系4において、プリ
アンプ4Aはエコー信号を所定のレベルまで増幅し、増
幅された信号を受信遅延回路4Bへ送出する。受信遅延
回路4Bは、プリアンプ4Aから受けた増幅後の信号に
対し送信遅延回路3Bで与えた遅延時間を元に戻すよう
な遅延時間を各振動子毎に与える。加算器4Cは、受信
遅延回路4Bを通した各振動子からの信号を加算合成す
る一方、その加算合成した信号をBモード処理系5とC
FM処理系6へそれぞれへ送出する。
A receiving system 4 for receiving an echo signal obtained by transmitting and receiving the ultrasonic wave includes a preamplifier 4A, a reception delay circuit 4B,
An adder 4C is provided. In the receiving system 4, the preamplifier 4A amplifies the echo signal to a predetermined level, and sends out the amplified signal to the reception delay circuit 4B. The reception delay circuit 4B gives a delay time to each of the transducers that restores the delay time given by the transmission delay circuit 3B to the amplified signal received from the preamplifier 4A. The adder 4C adds and combines the signals from the respective vibrators passed through the reception delay circuit 4B, and combines the added and combined signal with the B-mode processing system 5 and the C-mode signal.
The data is sent to the FM processing system 6.

【0022】Bモード処理系5は、対数増幅器5A、包
絡線検波回路5B、A/D変換器5Cを備えていて、シ
ステムコントローラ13の制御下で次のような処理を行
う。即ち、Bモード処理系5において、対数増幅器5A
は、受信系4の加算器4Cから受けた信号を対数増幅
し、包絡線検波回路5Bへ送出する。包絡線検波回路5
Bは、対数増幅器5Aの出力について包絡線を検波し、
この検波出力をA/D変換器5Cへ送出する。従ってA
/D変換器5Cにおいて包絡線検波回路5Bからの検波
出力をディジタル信号に変換し、Bモード像データとし
てDSC7へ出力することになる。
The B-mode processing system 5 includes a logarithmic amplifier 5A, an envelope detection circuit 5B, and an A / D converter 5C, and performs the following processing under the control of the system controller 13. That is, in the B-mode processing system 5, the logarithmic amplifier 5A
A logarithmically amplifies the signal received from the adder 4C of the receiving system 4 and sends it out to the envelope detection circuit 5B. Envelope detection circuit 5
B detects the envelope of the output of the logarithmic amplifier 5A,
This detection output is sent to the A / D converter 5C. Therefore A
The detection output from the envelope detection circuit 5B is converted into a digital signal in the / D converter 5C, and is output to the DSC 7 as B-mode image data.

【0023】一方、CFM処理系6は、位相検波回路6
A、A/D変換器6B、MTI(Moving−Tar
get−Indicator )フィルタ6C、自己相
関器6D、演算部6Eを備えていて、システムコントロ
ーラ13の制御下で次のような処理を行う。即ち、CF
M処理系6において、移送検波回路6Aは、受信系4の
加算器4Cからの信号を受けて、この信号について直交
位相検波し、図示しないローパスフィルタにより高周波
成分を除去してドップラ偏移信号、即ち血流像のための
ドップラ検波出力を得る。このドップラ検波出力には血
流情報以外に心臓の壁等のように動きの遅い物体からの
不要な反射信号(クラッタ成分)も含まれている。そこ
で、ドップラ検波出力をA/D変換器6Bによりディジ
タル信号に変換し、MTIフィルタ6Cを通す。ここ
で、MTIとは、レーダで使用されている技術で、前述
したようにMoving−Target−Indica
torの略であり、移動目標だけをドップラ効果を利用
して検出する方法である。従って、MTIフィルタ6C
は、所定回数繰り返し送波したレートパルスにおける同
一ピクセル間の位相変化に基いて血流の動きだけを検出
し、ドップラ検波出力からクラッタ成分を除去すること
になる。
On the other hand, the CFM processing system 6 includes a phase detection circuit 6
A, A / D converter 6B, MTI (Moving-Tar)
A get-Indicator) filter 6C, an autocorrelator 6D, and an operation unit 6E are provided, and perform the following processing under the control of the system controller 13. That is, CF
In the M processing system 6, the transfer detection circuit 6A receives a signal from the adder 4C of the reception system 4, performs quadrature phase detection on the signal, removes high-frequency components by a low-pass filter (not shown), and outputs a Doppler shift signal. That is, a Doppler detection output for a blood flow image is obtained. The Doppler detection output includes unnecessary reflected signals (clutter components) from slow-moving objects such as the heart wall in addition to blood flow information. Therefore, the Doppler detection output is converted into a digital signal by the A / D converter 6B and passes through the MTI filter 6C. Here, MTI is a technology used in radar, and as described above, Moving-Target-Indica
It is an abbreviation of tor , and is a method of detecting only a moving target using the Doppler effect. Therefore, the MTI filter 6C
Detects only the movement of the blood flow based on the phase change between the same pixels in the rate pulse repeatedly transmitted a predetermined number of times, and removes the clutter component from the Doppler detection output.

【0024】自己相関器6Dは、このクラッタ成分を除
去した信号を2次元の多点数毎にリアルタイムで周波数
分析する。自己相関器6Dによる周波数分析の演算数
は、FFT(高速フーリエ変換)法における演算数より
非常に少ないものであり、そのためリアルタイム処理が
可能となった。演算部6Eはこの自己相関器6Dの出力
を受けるものであり、平均速度演算部、分散演算部、パ
ワー演算部を有している。この演算部6Eにおいて、平
均速度演算部は平均ドップラシフト周波数fdをもと
め、分散演算部は分散σ2 を求め、パワー演算部はトー
タルパワーTPを求める。なお、トータルパワーTPは
血流からの散乱エコーの強度に比例するがMTIフィル
タ6Cのカットオフ周波数以下に相当する移動物体から
のエコー成分が除かれている。この平均ドップラシフト
周波数fd、分散σ2 、トータルパワーTPからなるC
FMデータは走査データ毎に得られ、DSC7と3D−
DSC8へ出力される。ここで3D−DSC8へ供給さ
れるCFMデータについて説明する。このCFMデータ
は血流の有無、および血流方向に応じた次の3種類の値
(ボクセル値)からなる。即ち、血流がないことを表す
値「1」、血流方向がプローブに対して向かってくる方
向であることを表す値「2」、血流方向がプローブから
遠ざかる方向であることを表す値「3」である。DSC
7は、Bモード処理系6の出力とCFM処理系6から入
力した各画像データを後述するカラーモニタ9Cの走査
方式に応じて表示系9へ出力する。
The autocorrelator 6D analyzes the frequency of the signal from which the clutter component has been removed in real time for each two-dimensional multipoint. The number of operations in the frequency analysis by the autocorrelator 6D is much smaller than the number of operations in the FFT (fast Fourier transform) method, so that real-time processing has become possible. The operation unit 6E receives the output of the autocorrelator 6D, and includes an average speed operation unit, a dispersion operation unit, and a power operation unit. In this calculation unit 6E, the average speed calculation unit obtains the average Doppler shift frequency fd, and the variance calculation unit calculates the variance σ 2 , And the power calculation unit calculates the total power TP. The total power TP is proportional to the intensity of the scattered echo from the blood flow, but the echo component from the moving object corresponding to the cut-off frequency of the MTI filter 6C or lower is removed. This average Doppler shift frequency fd, variance σ 2 , C consisting of total power TP
FM data is obtained for each scan data, and DSC7 and 3D-
Output to DSC8. Here, the CFM data supplied to the 3D-DSC 8 will be described. The CFM data includes the following three types of values (voxel values) according to the presence or absence of blood flow and the direction of blood flow. That is, a value “1” indicating that there is no blood flow, a value “2” indicating that the blood flow direction is toward the probe, and a value indicating that the blood flow direction is away from the probe. "3". DSC
Numeral 7 outputs the output of the B-mode processing system 6 and each image data input from the CFM processing system 6 to the display system 9 in accordance with the scanning method of the color monitor 9C described later.

【0025】3D−DSC8は、CFM処理系6の出力
を受けるものであり、3次元スキャンにより得た複数の
CFMデータを3次元メモリ空間内に分布させボリュー
ムデータを生成し、そのボリュームデータを用いて複数
の投影方向からの複数の投影像(2次元像)データを作
成し、その複数の投影像データを所定の順序で3次元表
示系10へ供給する。
The 3D-DSC 8 receives the output of the CFM processing system 6, distributes a plurality of CFM data obtained by three-dimensional scanning in a three-dimensional memory space, generates volume data, and uses the volume data. To generate a plurality of projection image (two-dimensional image) data from a plurality of projection directions, and supply the plurality of projection image data to the three-dimensional display system 10 in a predetermined order.

【0026】図2は3D−DSC8の構成を示すブロッ
ク図である。3D−DSC8は、図2に示したように、
ボリュームメモリ(VM)8A、アドレスコントローラ
8B、最大値フィルタ8C、中間バッファ8D、座標回
転部8E、Zバッファアルゴリズム部8F、投影像メモ
リ8G、3D−DSCコントローラ8Iを備えている。
3D−DSC8においてボリュームメモリ(VM)8A
は、実空間に対応している3次元メモリ空間を有してお
り、この3次元メモリ空間にCFM処理系6から入力す
る複数のCFMデータを分布させ、ボリュームデータを
生成する。なお、ボリュームデータは3次元スキャン開
始前にクリアしておく。3次元メモリ空間は微小な立体
画素である複数のボクセルを有している。CFMデータ
の分布はアドレスコントローラ8Bから供給される書込
アドレス信号に応じて行われる。アドレスコントローラ
8Bは、位置検出回路1から入力する走査データ位置情
報を入力し、その走査データ位置情報を主に用いてVM
8Aの3次元メモリ空間におけるCFMデータの書込ア
ドレスを算出し、その書込アドレスを適宜なタイミング
でVM8Aへ供給する。ここでもし3次元メモリ空間上
で同じアドレスのデータがあった場合(走査面が重なる
ような3次元スキャンを行った場合に発生する)には、
ボクセル値の大きい方を選択する。これはたとえ血管内
から得たデータであっても心臓の拍動の特定のタイミン
グ(拡張期)においてはそのデータはドップラ成分を含
まない場合、すなわち前述の血流なし「1」とされてし
まう場合(ドップラ消失)がある。このドップラ消失を
極力防ぐために値の大きいデータを選択する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the 3D-DSC 8. 3D-DSC8, as shown in FIG.
It has a volume memory (VM) 8A, an address controller 8B, a maximum value filter 8C, an intermediate buffer 8D, a coordinate rotation unit 8E, a Z buffer algorithm unit 8F, a projection image memory 8G, and a 3D-DSC controller 8I.
Volume memory (VM) 8A in 3D-DSC8
Has a three-dimensional memory space corresponding to the real space, and distributes a plurality of CFM data input from the CFM processing system 6 in this three-dimensional memory space to generate volume data. The volume data is cleared before the start of the three-dimensional scan. The three-dimensional memory space has a plurality of voxels, which are minute stereoscopic pixels. The distribution of the CFM data is performed according to a write address signal supplied from the address controller 8B. The address controller 8B inputs the scan data position information input from the position detection circuit 1, and mainly uses the scan data position information to generate the VM data.
The write address of the CFM data in the three-dimensional memory space of 8A is calculated, and the write address is supplied to the VM 8A at an appropriate timing. Here, if there is data of the same address in the three-dimensional memory space (which occurs when a three-dimensional scan is performed so that the scanning planes overlap),
Select the one with the larger voxel value. This means that even if the data is obtained from the inside of a blood vessel, the data does not include a Doppler component at a specific timing (diastole) of the heartbeat, that is, the above-mentioned blood flow is set to “1”. There are cases (Doppler disappearance). Data with a large value is selected in order to prevent Doppler disappearance as much as possible.

【0027】最大値フィルタ8Cは、いわゆる補間回路
である。即ち、3次元メモリ空間において3次元スキャ
ン範囲内であるにもかかわらず、データが供給されない
点(補間点)のボクセルデータを補間するものである。
この補間はN×N×Nのフィールド内においてコンボリ
ューションにより行われる。ただしNはこのフィールド
に含まれる補間点数より大きく設定される。この補間処
理は次のように行われる。ここで補間点の3次元メモリ
空間における座標を仮にvm(x,y,z) とすると、前記フィ
ールドに含まれるボクセルデータの座標範囲はvm(x-i,y
-j,z-k) である。ただし、−N/2≦i≦N/2、−N
/2≦j≦N/2、−N/2≦k≦N/2である。そし
て補間点vm(x,y,z) にvm(x-i,y-j,z-k) の中の最大ボク
セル値を当てはめる。最大値フィルタ8Cで補間された
ボリュームデータは中間バッファ8Dに供給される。中
間バッファ8Dは、VM8Aと同じ3次元メモリ空間を
有しており、最大フィルタ8Cで補間されたボリューム
データVDを記憶する。
The maximum value filter 8C is a so-called interpolation circuit. That is, voxel data at a point (interpolation point) to which no data is supplied despite being within the three-dimensional scan range in the three-dimensional memory space is interpolated.
This interpolation is performed by convolution in an N × N × N field. However, N is set to be larger than the number of interpolation points included in this field. This interpolation processing is performed as follows. Here, assuming that the coordinates of the interpolation point in the three-dimensional memory space are vm (x, y, z), the coordinate range of the voxel data included in the field is vm (xi, y
-j, zk). However, -N / 2 ≦ i ≦ N / 2, −N
/ 2 ≦ j ≦ N / 2 and −N / 2 ≦ k ≦ N / 2. Then, the maximum voxel value in vm (xi, yj, zk) is applied to the interpolation point vm (x, y, z). The volume data interpolated by the maximum value filter 8C is supplied to the intermediate buffer 8D. The intermediate buffer 8D has the same three-dimensional memory space as the VM 8A, and stores the volume data VD interpolated by the maximum filter 8C.

【0028】図6及び図7は複数種類の投影像を得る動
作を模擬的に示した図である。次に図2、図6及び図7
を用いて本実施例の動作を説明する。座標回転部8Eと
Zバッファアルゴリズム部8Fは、中間バッファ8Dに
記憶されているボリュームデータVDから複数の投影方
向から得た複数の投影像データを得る。ここでボリュー
ムデータVDは座標回転部8Eにおいて操作者が指定す
るy軸と並行な投影回転軸ARの回りに矢印a4 の方向
に所定角度θd毎に回転する。ここで回転前の座標を
(x0 ,y0 ,z0 )とし、角度θd回転後の座標を
(x,y,z)とすると、それらの関係は次のようにな
る。 x0 =x・cos θd+z・sin θd …(1) y0 =y …(2) z0 =x・(−sin θd)+z・cos θd …(3) この関係に基づいてボリュームデータVDを角度θd毎
に回転させる。
FIGS. 6 and 7 are views schematically showing operations for obtaining a plurality of types of projection images. Next, FIG. 2, FIG. 6 and FIG.
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. The coordinate rotation unit 8E and the Z buffer algorithm unit 8F obtain a plurality of projection image data obtained from a plurality of projection directions from the volume data VD stored in the intermediate buffer 8D. Here the volume data VD is rotated about the y-axis and parallel projection rotation axis AR to specify the operator in the coordinate rotating portion 8E in the direction of arrow a 4 every predetermined angle [theta] d. Here, assuming that the coordinates before rotation are (x0, y0, z0) and the coordinates after rotation of the angle θd are (x, y, z), the relationship is as follows. x0 = x · cos θd + z · sin θd (1) y0 = y (2) z0 = x · (−sin θd) + z · cos θd (3) Based on this relationship, the volume data VD is changed for each angle θd. Rotate.

【0029】Zバッファアルゴリズム部8Fは、ボリュ
ームデータVDが角度θd回転する毎に投影像を作成す
る。投影方法は図6に示したように、3次元メモリ空間
内の所定の位置、ここではz軸上のプラス側に固定した
点(視点)VPから投影面SFを介してボリュームデー
タVDのxy面に向かって多数の投影光線(レイ)を規
定し、各レイ毎にそのレイ上に存在する特定のボクセル
データを抽出する。抽出するボクセルデータは次のよう
に特定される。レイ上のボクセルデータがすべて3次元
スキャン範囲外である場合、即ち、ボクセル値がゼロの
ままである場合にはそのレイに関する投影像上のピクセ
ル値を「0」とする。このピクセル値「0」の部分は表
示に際して例えば緑で表示されることになる。次に視点
VP側からxy面に向かってレイ上のボクセルデータの
ボクセル値を順にみたとして、最初に現れる「2」また
は「3」のボクセル値を有するボクセルデータを抽出
し、そのボクセル値をこのレイに関する投影像上のピク
セル値とする。レイ上のボクセルデータに「2」または
「3」が1個もない場合であって「1」がある場合は
「1」をこのレイに関する投影像上のピクセル値とす
る。これらのピクセル値「1」、「2」、「3」は表示
に際しては、それぞれ黒、赤、青で表示されることにな
る。
The Z-buffer algorithm section 8F creates a projection image every time the volume data VD rotates by an angle θd. As shown in FIG. 6, the projection method is as follows: a xy plane of the volume data VD via a projection plane SF from a predetermined position (viewpoint) VP fixed on the plus side on the z-axis, in this case, in the three-dimensional memory space. , A number of projection rays (rays) are defined, and for each ray, specific voxel data existing on that ray is extracted. The voxel data to be extracted is specified as follows. If all the voxel data on the ray is outside the three-dimensional scan range, that is, if the voxel value remains zero, the pixel value on the projected image for that ray is set to “0”. The pixel value “0” is displayed in, for example, green when displayed. Next, assuming the voxel values of the voxel data on the ray in order from the viewpoint VP side toward the xy plane, the voxel data having the voxel value of “2” or “3” appearing first is extracted, and the voxel value is calculated as The pixel value on the projected image related to the ray. If there is no “2” or “3” in the voxel data on the ray and there is “1”, “1” is set as the pixel value on the projection image for this ray. These pixel values “1”, “2”, and “3” are displayed in black, red, and blue when displayed.

【0030】さらにZバッファアルゴリズム部8Fは、
視点VPからのz軸方向に関する距離に応じてその投影
像に明るさ値(輝度値)を与える。この輝度値を与える
ことによってモニタ上で遠近感を表現することができ
る。ここで、3次元メモリ空間で取り得る各x,y,z
軸上の座標範囲が−126から126であるとし、投影
像上の或るピクセルの座標を(xa,ya,za)であるとす
る。そのピクセル値が「0」および「1」である場合、
そのピクセルに関しては輝度値は与えない。またそのピ
クセル値が「2」である場合、zaに128を加え、その
値をそのピクセルに関するピクセル値とするそのピクセ
ルの値が「3」のばあい、zaに384を加え、その値を
そのピクセルに関するピクセル値とする。すなわちZバ
ッファアルゴリズム部8Fからの出力は「0」、
「1」、「2〜254」、「258〜510」のいずれ
かの値となる。
Further, the Z buffer algorithm unit 8F includes:
A brightness value (brightness value) is given to the projection image according to the distance in the z-axis direction from the viewpoint VP. By giving this luminance value, a sense of perspective can be expressed on the monitor. Here, each x, y, z that can be taken in the three-dimensional memory space
It is assumed that the coordinate range on the axis is -126 to 126, and the coordinates of a certain pixel on the projected image are (xa, ya, za). If the pixel values are “0” and “1”,
No luminance value is given for that pixel. When the pixel value is “2”, 128 is added to za, and when the value of the pixel is “3”, the value of which is the pixel value of the pixel is “3”, 384 is added to za, and the value is added to that value. Let be the pixel value for the pixel. That is, the output from the Z buffer algorithm unit 8F is "0",
It takes one of the values "1", "2-254", and "258-510".

【0031】投影メモリ8Gは、複数のプレーンメモリ
(PM)8G1 、8G2 …8Gm を有している。各プレ
ーンメモリが記憶する投影像データは予め決まってい
て、例えばプレーンメモリ8G1 は最初に得た投影像G
1 を記憶し、プレーンメモリ8G2 は次に得た投影像G
2 を記憶し、以下同様に投影像を得た順番に従ってプレ
ーンメモリに記憶される。出力に際してはプレーンメモ
リ8G1 に記憶されている投影像G1 を出力し、次にプ
レーンメモリ8G2 に記憶されている投影像G2を出力
し、以下同様にプレーンメモリ8Gm まで順番に連続的
に出力する。この連続的な出力動作は3D−DSCコン
トローラ8Iの制御下、操作者が終了指定するまで繰り
返し行われる。投影メモリ8Gからの出力は操作者が操
作スイッチ12から指示することによって、様々に変化
させることができる。この出力の変化は、例えば所望の
投影像で停止させたり、出力間隔を変化させ表示スピー
ドを変化させたり、所望部の拡大、縮小させたり等であ
る。
The projection memory 8G has a plurality of plane memories (PM) 8G1, 8G2... 8Gm. The projection image data stored in each plane memory is predetermined. For example, the plane memory 8G1 stores the projection image G obtained first.
1 and the plane memory 8G2 stores the projection image G
2 is stored in the plane memory according to the order in which the projection images are obtained. At the time of output, the projection image G1 stored in the plane memory 8G1 is output, then the projection image G2 stored in the plane memory 8G2 is output, and so on. This continuous output operation is repeatedly performed under the control of the 3D-DSC controller 8I until the operator designates termination. The output from the projection memory 8G can be variously changed by the operator's instruction from the operation switch 12. The change in the output is, for example, stopping at a desired projection image, changing the display interval by changing the output interval, or enlarging or reducing a desired portion.

【0032】2次元表示系9は、DSC7から供給され
るCFM像データあるいはBモード像データを表示す
る。3次元表示系10は、3D−DSC8から供給され
る投影像データにカラー処理を施し、表示する。3次元
表示系10は、カラー処理回路10A、D/A変換器1
0B、カラーモニタ10Cを備えている。カラー処理回
路10Aは、投影像データの各ピクセル値に応じて色
相、輝度を与える。
The two-dimensional display system 9 displays CFM image data or B-mode image data supplied from the DSC 7. The three-dimensional display system 10 performs color processing on the projection image data supplied from the 3D-DSC 8 and displays the data. The three-dimensional display system 10 includes a color processing circuit 10A, a D / A converter 1
0B and a color monitor 10C. The color processing circuit 10A gives hue and luminance according to each pixel value of the projection image data.

【0033】D/A変換器10Bは、カラー処理回路1
0Aからの出力をアナログ変換し、カラーモニタ10C
は投影像データを表示する。カラーモニタ9Cには従来
のBモードあるいはCFM像が表示され、カラーモニタ
10Cには投影像がそれぞれリアルタイムで同時に表示
される。カラー処理回路10Aの処理形式ここではRG
B形式を用いるものとする。もちろん他の形式を用いて
もよい。3D−DSC8から供給される投影像データの
各ピクセル値は前述したように血流の状態によって4種
類に分類されており、さらに血流がある部分のピクセル
値は視点からの距離に応じて一定の範囲を有している。
ピクセル値の種類によって色相が決定され、ピクセル値
の大きさによって輝度が決定される。すなわちピクセル
値が「0」の場合には緑、「1」の場合には黒、「2〜
254」の場合には赤、「258〜510」の場合には
青となるようにR(赤)信号、G(緑)信号、B(青)
信号を割付け、さらにピクセル値が「2〜254」の範
囲のいずれかである場合には、ピクセル値「254」で
最大輝度、ピクセル値「2」で最小輝度となるように各
ピクセルの輝度を設定する。また、ピクセル値が「25
8〜510」の範囲のいずれかである場合も同様に「5
10」で最大輝度、ピクセル値「258」で最小輝度と
なるように各ピクセルの輝度を設定する。次に以上のよ
うに構成された本実施例装置の動作について説明する。
The D / A converter 10B is a color processing circuit 1
The output from 0A is converted to analog and the color monitor 10C
Displays projection image data. A conventional B mode or CFM image is displayed on the color monitor 9C, and a projected image is simultaneously displayed on the color monitor 10C in real time. The processing format of the color processing circuit 10A is RG
The B format shall be used. Of course, other formats may be used. Each pixel value of the projection image data supplied from the 3D-DSC 8 is classified into four types according to the state of the blood flow as described above, and the pixel value of the portion where the blood flow is present is constant according to the distance from the viewpoint. Has a range of
The hue is determined by the type of the pixel value, and the brightness is determined by the magnitude of the pixel value. That is, if the pixel value is “0”, it is green, if it is “1”, it is black, and “2”
R (red) signal, G (green) signal, B (blue) so as to be red in the case of "254" and blue in the case of "258 to 510".
Signal, and if the pixel value is in one of the ranges of “2-254”, the brightness of each pixel is set such that the pixel value “254” has the maximum brightness and the pixel value “2” has the minimum brightness. Set. If the pixel value is “25”
8 to 510 ”.
The luminance of each pixel is set so that the maximum luminance is set at "10" and the minimum luminance is set at the pixel value "258". Next, the operation of the present embodiment apparatus configured as described above will be described.

【0034】図3は3次元スキャンの一例を示す図であ
る。一点鎖線は複数の走査データの操作方向を示してい
る。図3に示したように超音波プローブ2を被検体Pの
体表面20に接触させ、その接触点(超音波放射点P0
)を変えずに、矢印a1,a2,a3 で示す方向に傾かせ
あるいは回転させながら3次元スキャンを行う。ここで
超音波プローブ2の矢印a1 の方向への傾きを角度θで
表し、同様に矢印a2 の方向への傾きを角度φで表し、
矢印a3 の方向への回転を角度ψで表すものとする。ま
た1走査面の最も端のラスタと各ラスタとのなす角(超
音波ビームの拡がり角度)はωで表すものとする。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a three-dimensional scan. An alternate long and short dash line indicates an operation direction of a plurality of scan data. As shown in FIG. 3, the ultrasonic probe 2 is brought into contact with the body surface 20 of the subject P, and the contact point (the ultrasonic radiation point P0)
3), the three-dimensional scan is performed while tilting or rotating in the directions indicated by arrows a1, a2 and a3. Here, the inclination of the ultrasonic probe 2 in the direction of arrow a1 is represented by an angle θ, and similarly, the inclination of the ultrasonic probe 2 in the direction of arrow a2 is represented by an angle φ,
The rotation in the direction of arrow a3 is represented by angle ψ. The angle between the raster at the end of one scanning plane and each raster (the divergence angle of the ultrasonic beam) is represented by ω.

【0035】この3次元スキャンによって被検体Pの所
望の実空間(3次元空間)内の3次元スキャン範囲から
のエコー信号を得ることができる。ここで心臓の拍動の
影響を軽減するために、心臓の拍動周期に応じて走査す
るようにしてもよい。このエコー信号は受信系4を介し
て、Bモード処理系5およびCFM処理系6に供給さ
れ、各走査面毎にBモード像およびCFM象が得られ
る。Bモード像データおよびCFMデータはDSC7に
送られ、さらにCFMデータは3D−DSC8に送られ
る。
By this three-dimensional scan, an echo signal from a three-dimensional scan range in a desired real space (three-dimensional space) of the subject P can be obtained. Here, in order to reduce the influence of the heart beat, scanning may be performed according to the heart beat cycle. This echo signal is supplied to a B-mode processing system 5 and a CFM processing system 6 via a reception system 4, and a B-mode image and a CFM image are obtained for each scanning plane. The B-mode image data and the CFM data are sent to the DSC 7, and the CFM data is sent to the 3D-DSC 8.

【0036】3次元スキャンで得られる全てのCFMデ
ータ(1走査面に対して1CFMデータが対応する)
は、3D−DSC8に供給される。図4は3D−DSC
8の3次元メモリ空間SVにおけるCFMデータの分布
の様子を示した図である。超音波プローブ2の位置およ
び回転角度、即ち走査データ位置情報(位置x,y,z
及び角度θ、φ、ψ)は、各走査面毎に位置検出回路1
で検出され、3D−DSC8のアドレスコントローラ8
Bへ供給される。3次元メモリ空間SV上で角度θは3
次元メモリ空間SVのy軸と走査面の中心線CLとのな
す角度であり、角度φはx軸と走査面の中心線CLとの
なす角度であり、角度φは走査面の回転角度である。こ
れらの角度情報により3次元メモリ空間SVにおける走
査面の範囲が確定され、さらに各ラスタの振り角ωと走
査面内の各点の深度と超音波放射点P0 の3次元メモリ
空間SV上の座標とによりCFMデータの各点毎の3次
元メモリ空間SV上におけるアドレスが得られる。
All CFM data obtained by three-dimensional scanning (one CFM data corresponds to one scanning plane)
Is supplied to the 3D-DSC8. FIG. 4 shows 3D-DSC
FIG. 8 is a diagram showing a state of distribution of CFM data in an eight-dimensional memory space SV. Position and rotation angle of the ultrasonic probe 2, that is, scan data position information (position x, y, z
And angles θ, φ, ψ) are determined by the position detection circuit 1 for each scanning plane.
And the address controller 8 of the 3D-DSC 8
B. The angle θ is 3 in the three-dimensional memory space SV.
The angle between the y-axis of the three-dimensional memory space SV and the center line CL of the scanning plane, the angle φ is the angle between the x-axis and the center line CL of the scanning plane, and the angle φ is the rotation angle of the scanning plane. . The angle information determines the range of the scanning plane in the three-dimensional memory space SV, and furthermore, the swing angle ω of each raster, the depth of each point in the scanning plane, and the coordinates of the ultrasonic radiation point P0 in the three-dimensional memory space SV. Thus, an address in the three-dimensional memory space SV for each point of the CFM data is obtained.

【0037】CFMデータは、CFM処理系6より逐一
送られてきて、その時の位置データに基づいてアドレス
コントローラ8BによりボリュームメモリVM上の所定
の位置に格納される。ボリュームデータは最大値フィル
タ8Cを介することによって補間され、中間バッファ8
Dに記憶される。このボリュームデータVDを用いて複
数の投影像データを得る。ここで投影像の作成動作は投
影回転軸の位置、視点の位置、角度θd の設定を待って
開始される。この設定は操作スイッチ12から入力され
る。この投影回転軸の位置や、視点の位置の設定を変え
ることにより、様々な方向からの投影像を得、表示させ
ることができる。
The CFM data is sent one by one from the CFM processing system 6 and stored in a predetermined position on the volume memory VM by the address controller 8B based on the position data at that time. The volume data is interpolated by passing through the maximum value filter 8C,
D. A plurality of projection image data is obtained using the volume data VD. Here, the projection image creation operation is started after setting the position of the projection rotation axis, the position of the viewpoint, and the angle θd. This setting is input from the operation switch 12. By changing the position of the projection rotation axis and the setting of the viewpoint position, projected images from various directions can be obtained and displayed.

【0038】図6及び図7は複数の投影像データの作成
動作を示す図である。ボリュームデータVDは座標回転
部8Eでy軸と平行な投影回転軸ARの回りを矢印a4
の方向に角度θd 毎に回転し、Zバッファアルゴリズム
部8Fで3次元メモリ空間SV内の投影面SF上に視点
VPに基づいて投影され、さらにその投影像に視点VP
からのz軸方向の距離に応じた情報が付加される。この
情報は表示のときの輝度に対応する情報である。この角
度θd は11.25度程度に設定することが望ましく、
この場合ボリュームデータVDが1回転する間に32枚
の投影像を得ることができる。ここでボリュームデータ
VDの回転角度が角度θd の時に得た投影像データをG
1 とし、角度2θd の時に得た投影像データをG2 と
し、角度32θd の時に得た投影像データをG32とする
と、各投影像データG1 ,G2 …G32は投影メモリ8G
を介して、まず投影像データG1 が出力され、次いでG
2 が出力され、G32まで操作者が指定する時間間隔で連
続的に出力され表示される。この時間間隔を32種類の
投影像を一通り表示するのに要する時間が1秒となるよ
うに設定すれば32種類の投影像は非常にスムーズに回
転するアニメーション映像のように表示することができ
る。
FIGS. 6 and 7 are diagrams showing the operation of creating a plurality of projection image data. The volume data VD is turned around the projection rotation axis AR parallel to the y axis by an arrow a4 in the coordinate rotation unit 8E.
, And is projected by the Z-buffer algorithm unit 8F on the projection plane SF in the three-dimensional memory space SV based on the viewpoint VP.
Information according to the distance in the z-axis direction from is added. This information is information corresponding to the luminance at the time of display. This angle θd is preferably set to about 11.25 degrees,
In this case, 32 projection images can be obtained during one rotation of the volume data VD. Here, the projection image data obtained when the rotation angle of the volume data VD is the angle θd is G
If the projection image data obtained at an angle of 2θd is G2 and the projection image data obtained at an angle of 32θd is G32, each of the projection image data G1, G2.
, Projection image data G1 is output first, and then G1
2 is output, and is continuously output and displayed at time intervals specified by the operator up to G32. If this time interval is set so that the time required to display the 32 types of projected images as one cycle is 1 second, the 32 types of projected images can be displayed as an animation image that rotates very smoothly. .

【0039】図7は複数の投影像の連続表示について示
した概念図である。図7においては説明の便宜上4種類
の投影像を得るものとする。また図7に示した矢印Q1,
Q2,Q3,Q4 それぞれは投影像G1,G2,G3,G4 を得る
際の投影方向に対応している。またボリュームデータV
Dは図示したような3次元的に配置された血管Pa,P
bに関するデータであり、血管Pa,Pbそれぞれの血
流方向は矢印Sa,Sbで示す方向であるとする。投影
像G1,G2,G3,G4 は、ボリュームデータVDを回転さ
せ、投影方向を変えながら所定の角度θd 、ここでは9
0度毎に得られる。投影像G1,G2,G3,G4 は輝度情報
が付加されることから表示の際には、手前部分は明る
く、後方部分は暗く表示されるように、遠近感を持って
表示される。また血管Pa,Pbの血流方向が逆である
ことから、血流像Pb´は例えば赤で、血流像Pa´は
青で表示される。その他に血流のない部分は黒で、スキ
ャン範囲外の部分は緑で表示される。この投影像G1,G
2,G3,G4 を、G1,G2,G3,G4 の順番で連続的に表示
する。この連続的な表示によって、診断者はあたかも血
管の3次元模型が回転しているように認識することがで
きる。その結果血管Pa,Pbの血流の3次元的な状態
を診断者が類推することなく認識することができ、また
類推する必要がないことから第三者に容易に伝達するこ
とができ、さらに回転の様子をアニメーション映像とし
て記録することも可能である。なお図7においてQ5の
方向から見た投影像はG5のようになる。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing continuous display of a plurality of projection images. In FIG. 7, four types of projected images are obtained for convenience of explanation. Arrow Q1 shown in FIG.
Each of Q2, Q3, Q4 corresponds to the projection direction when obtaining the projection images G1, G2, G3, G4. Also, the volume data V
D represents three-dimensionally arranged blood vessels Pa and P as shown in the figure.
b, and it is assumed that the blood flow directions of the blood vessels Pa and Pb are directions indicated by arrows Sa and Sb. The projection images G1, G2, G3, G4 are obtained by rotating the volume data VD and changing the projection direction to a predetermined angle θd, here 9
Obtained every 0 degrees. The projection images G1, G2, G3, and G4 are displayed with a sense of perspective such that the front portion is displayed bright and the rear portion is displayed dark because the luminance information is added. Further, since the blood flow directions of the blood vessels Pa and Pb are opposite, the blood flow image Pb 'is displayed in red, for example, and the blood flow image Pa' is displayed in blue. Other parts without blood flow are displayed in black, and parts outside the scan range are displayed in green. These projected images G1, G
2, G3, G4 are displayed continuously in the order of G1, G2, G3, G4. With this continuous display, the diagnostician can recognize as if the three-dimensional model of the blood vessel is rotating. As a result, the three-dimensional state of the blood flow of the blood vessels Pa and Pb can be recognized without analogy by the diagnostician, and can be easily transmitted to a third party because there is no need for analogy. The state of rotation can be recorded as an animation image. In FIG. 7, the projection image viewed from the direction of Q5 is as shown by G5.

【0040】以上説明した本実施例装置の動作は、CF
Mデータの入力とは独立に非常に高速で行なわれるの
で、3次元スキャンが終了しない時点から、、回転投影
像による3次元表示が行なわれる。3次元スキャンの最
初の頃は、全体の1部しか見えないが、3次元スキャン
を行うにつれて、3次元空間の全体像が見えてくる。
The operation of the apparatus of this embodiment described above is based on CF
Since the operation is performed at a very high speed independently of the input of the M data, the three-dimensional display using the rotational projection image is performed from the time when the three-dimensional scan is not completed. At the beginning of the three-dimensional scan, only a part of the whole is visible, but as the three-dimensional scan is performed, the whole image of the three-dimensional space becomes visible.

【0041】なお、現在スキャンしている断層像はカラ
ーモニタ9Cで常にリアルタイムで表示されている。3
次元表示は、カラーモニタ10Cで表示される。操作者
は2つのモニタを見ながら最適な3次元画像が得られる
ようにプローブの動きを調整することができる。
The currently scanned tomographic image is always displayed in real time on the color monitor 9C. 3
The dimensional display is displayed on the color monitor 10C. The operator can adjust the movement of the probe so as to obtain an optimal three-dimensional image while viewing the two monitors.

【0042】もし、操作者が途中で所望の3次元画像が
得られないと判断した場合には、操作スイッチ12より
3次元スキャンを中断し、最初からやり直しをすること
ができる。
If the operator determines that a desired three-dimensional image cannot be obtained on the way, the three-dimensional scan can be interrupted by the operation switch 12 and the operation can be restarted from the beginning.

【0043】また、操作スイッチ12には、フリーズス
イッチが備えられていて、このフリーズスイッチをオン
にするとスキャンが停止され、画像がその時点で保持さ
れる。本実施例においては、3個のフリーズスイッチ
(FS1、FS2、FS3)が備えられている。これら
の3個のスイッチは、どれかが押されると他のスイッチ
は解除される。FS1がオンの場合には、スキャンが停
止されて2次元の画像及び3次元の画像がその時点で保
持される。保持された3次元画像は回転表示される。F
S2がオンの場合には、3次元画像だけが保持され、ス
キャンは続行され最新の2次元画像が表示される。FS
3がオンの場合には、2次元画像、3次元画像とも最新
の画像が表示される 次に、これらのフリーズスイッチの使用方法について説
明する。
The operation switch 12 is provided with a freeze switch. When the freeze switch is turned on, scanning is stopped and the image is held at that time. In this embodiment, three freeze switches (FS1, FS2, FS3) are provided. When any one of these three switches is pressed, the other switches are released. When the FS1 is ON, the scanning is stopped and the two-dimensional image and the three-dimensional image are held at that time. The held three-dimensional image is rotated and displayed. F
When S2 is ON, only the three-dimensional image is held, the scan is continued, and the latest two-dimensional image is displayed. FS
When 3 is on, the latest image is displayed for both the two-dimensional image and the three-dimensional image. Next, how to use these freeze switches will be described.

【0044】最初に、FS2を押して3次元画像のみを
フリーズする。次に、操作パネル12に設けられた図示
しない3次元画像クリアスイッチを押して3次元画像を
初期化する。2次元画像を観察しながら3次元スキャン
の範囲を決定して、最初のスキャン位置にプローブを持
ってくる。そこで、FS1を押して、リアルタイムの2
次元画像とリアルタイムの3次元画像を観察しながら3
次元スキャンを行う。3次元スキャンが終了した時点
で、FS2を押して3次元画像をフリーズする。そし
て、3次元画像で全体を観察するが、3次元画像だけで
は詳細な部分が観察しにくい場合がある。そこで、フリ
ーズした3次元画像を観察しながら、さらに超音波プロ
ーブを動かしてリアルタイムの2次元画像によって詳細
を観察することができる。
First, FS2 is pressed to freeze only a three-dimensional image. Next, a three-dimensional image clear switch (not shown) provided on the operation panel 12 is pressed to initialize the three-dimensional image. The range of the three-dimensional scan is determined while observing the two-dimensional image, and the probe is brought to the first scan position. Then, press FS1 and the real-time 2
Observing 3D images and real-time 3D images
Perform a dimensional scan. When the three-dimensional scan is completed, the user presses FS2 to freeze the three-dimensional image. Although the whole is observed with a three-dimensional image, it may be difficult to observe a detailed part only with the three-dimensional image. Therefore, while observing the frozen three-dimensional image, the ultrasonic probe can be further moved to observe the details in real-time two-dimensional images.

【0045】さらに、3次元画像が部分的に不足してい
たり不鮮明な場合においては、臓器が動かないとすれ
ば、一度作成した3次元画像にスキャンを追加すること
も可能である。FS2を押して3次元画像をフリーズす
る。そして、3次元画像を観察してそれが不十分な場合
には、リアルタイムの2次元画像とフリーズした3次元
画像を観察しながら、超音波プローブを補充したい位置
に動かす。そこで、FS3を押すとそれ以降のスキャン
画像が3次元画像に追加されて、リアルタイムで3次元
画像を表示することができる。追加の3次元スキャンが
終了したらFS1又はFS2を押して3次元画像をフリ
ーズする。
Further, in the case where the three-dimensional image is partially insufficient or unclear, if the organ does not move, it is possible to add a scan to the three-dimensional image once created. Press FS2 to freeze the 3D image. When the three-dimensional image is observed and is insufficient, the ultrasonic probe is moved to a position at which the ultrasonic probe is to be replenished while observing the real-time two-dimensional image and the frozen three-dimensional image. Then, when FS3 is pressed, the subsequent scanned images are added to the three-dimensional image, and the three-dimensional image can be displayed in real time. When the additional three-dimensional scan is completed, FS1 or FS2 is pressed to freeze the three-dimensional image.

【0046】また、FS2を押した状態の場合に、3次
元画像の上に現在スキャンしている平面、即ち2次元画
像の面を、マーカなどで3次元画像の上に表示するよう
にしてもよい。
When the FS2 is pressed, the plane currently being scanned on the three-dimensional image, that is, the surface of the two-dimensional image may be displayed on the three-dimensional image with a marker or the like. Good.

【0047】また、FS1を押すと2次元画像と3次元
画像の両方がフリーズされる。その場合に、従来の超音
波診断装置と同様に、フリーズした時点から時間的に前
の2次元画像が一定枚数、例えば64枚が記憶されてい
る。それらの画像は画像選択スイッチを操作することに
よって任意の画像を表示することができる。従って、3
次元画像を観察しながら、既にスキャンした2次元画像
も観察することができる。その場合には、現在表示して
いる2次元画像の面を、マーカ等で3次元画像の上に表
示するようにしてもよい。
When FS1 is pressed, both the two-dimensional image and the three-dimensional image are frozen. In this case, as in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, a fixed number of two-dimensional images temporally before the freeze point, for example, 64 are stored. Any of these images can be displayed by operating the image selection switch. Therefore, 3
While observing the two-dimensional image, it is also possible to observe the already scanned two-dimensional image. In that case, the surface of the currently displayed two-dimensional image may be displayed on the three-dimensional image using a marker or the like.

【0048】また、スキャンした2次元画像の全てを用
いて3次元画像を作成しているが、心電図の特定の信号
に同期した2次元画像のみを用いて3次元画像を作成す
るようにしてもよい。この場合は、リアルタイムの3次
元画像を観察しながらプローブの移動速度を調節して3
次元スキャンを行うようにする。こうすれば心臓などの
早い動きの臓器もリアルタイムで3次元画像を観察する
ことができる。
Although a three-dimensional image is created using all the scanned two-dimensional images, a three-dimensional image may be created using only a two-dimensional image synchronized with a specific signal of an electrocardiogram. Good. In this case, while observing a real-time three-dimensional image, the moving speed of the probe is adjusted and
Perform a dimensional scan. In this way, even a fast-moving organ such as the heart can observe a three-dimensional image in real time.

【0049】また、2次元画像から3次元画像を作成す
る場合に3次元メモリ空間上で同じアドレスがあった場
合(スキャン面が部分的に重なる場合)にはボクセル値
が大きい方を選択するようにしている。これは心臓の拍
動などによるドプラ消失を防ぐためである。そこでプロ
ーブを遅く動かして3次元スキャンを行えば同一の面を
複数回スキャンするのでドプラ消失が防げる。しかしな
がら、その半面ノイズ、アーチファクト、臓器の動きな
どによって、1度ボクセル値に大きい値が入るとそれが
消えなくなる場合が生じる。このため3次元スキャンを
長く行うと3次元画像にアーチファクトが多くなるとい
う問題が生じる。そこで、スキャン面に相当する3次元
メモリのボクセル値にリカーシィブフィルタを掛けて、
古い情報を順次消去するようにしてもよい。リカーシィ
ブフィルタは例えば、表1に示すようにする。表1は、
3次元メモリの現在のボクセル値をスキャン画像のデー
タによって更新する場合の関係を示したものである。こ
れを実行するために、ボリュームメモリ8Aは各ボクセ
ルが2桁の数値を記憶できるようにする。さらに、メモ
リからの出力は下記の表2に示すような値を出力するよ
うにする。また、3次元メモリは初期状態では全て0が
入っているものとする。なお、表1、表2は1例であ
り、これに限定されることなく種々の変形が可能であ
る。
When a three-dimensional image is created from a two-dimensional image, if the same address is present in the three-dimensional memory space (when the scan planes partially overlap), the one with the larger voxel value is selected. I have to. This is to prevent Doppler disappearance due to heart beats and the like. Therefore, if the probe is moved slowly to perform a three-dimensional scan, the same surface is scanned a plurality of times, so that Doppler disappearance can be prevented. However, once a large voxel value is entered, it may not disappear due to the half-sided noise, artifact, movement of the organ, and the like. For this reason, if the three-dimensional scan is performed for a long time, there is a problem in that artifacts increase in the three-dimensional image. Therefore, a recursive filter is applied to the voxel values of the three-dimensional memory corresponding to the scan plane,
Old information may be sequentially deleted. The recursive filter is, for example, as shown in Table 1. Table 1
FIG. 9 shows a relationship when a current voxel value of a three-dimensional memory is updated with data of a scanned image. To do this, the volume memory 8A allows each voxel to store a two digit number. Further, the output from the memory outputs a value as shown in Table 2 below. In the three-dimensional memory, it is assumed that all zeros are stored in the initial state. Tables 1 and 2 are examples, and various modifications are possible without being limited to them.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】以上説明した実施例においては、3次元表
示はTVモニタで行ったが、次に、3次元の表示方式が
異なる実施例を説明する。図8に本実施例の構成の1部
を示す。図8は図1に示す実施例の構成のうち3D−D
SC8と3次元表示系10をそれぞれ3D表示制御部8
0と3D表示装置90に置き換えたものである。従っ
て、図8に図示していない部分は図1と同じである。図
8と図1で同一の構成要素は同一の番号で示してある。
In the embodiment described above, three-dimensional display is performed by a TV monitor. Next, an embodiment in which a three-dimensional display method is different will be described. FIG. 8 shows a part of the configuration of this embodiment. FIG. 8 shows 3D-D of the configuration of the embodiment shown in FIG.
The SC 8 and the three-dimensional display system 10 are respectively connected to the 3D display control unit 8
0 and 3D display device 90. Therefore, portions not shown in FIG. 8 are the same as those in FIG. 8 and FIG. 1, the same components are denoted by the same reference numerals.

【0053】図9は、3次元表示制御部80の一構成例
を示している。ボリュームメモリ8Aにボクセル値を作
成するまでは、以上説明した実施例と同様である。3次
元アドレスコントローラ84には図示していない操作パ
ネルより、表示方向を示す回転角度、表示の中心を移動
させるための移動量、表示の大きさを決めるための拡大
/縮小率が入力される。3次元アドレスコントローラ8
4はこれらのデータから表示の3次元座標とボリューム
メモリ8Aに作成された3次元画像の座標との関係を計
算する。この計算は簡単なアフィン変換で求まる。3次
元アドレスコントローラ84は表示の3次元上の各点に
対応するボリュームメモリ8Aのアドレスを求めて、そ
のボクセル値を読出して、表示用3次元メモリ82に記
憶する
FIG. 9 shows an example of the configuration of the three-dimensional display control section 80. Until a voxel value is created in the volume memory 8A, it is the same as the above-described embodiment. A rotation angle indicating a display direction, a moving amount for moving the center of the display, and an enlargement / reduction ratio for determining a display size are input to the three-dimensional address controller 84 from an operation panel (not shown). 3D address controller 8
4 calculates the relationship between the three-dimensional coordinates of the display and the coordinates of the three-dimensional image created in the volume memory 8A from these data. This calculation can be obtained by a simple affine transformation. The three-dimensional address controller 84 obtains an address of the volume memory 8A corresponding to each point on the three-dimensional display, reads out the voxel value, and stores it in the three-dimensional display memory 82.

【0054】次に3D表示装置90について、図10に
示した概念図を参照して説明する。LED101を例え
ば128×128のマトリックスに配置してX,Y平面
を表す。LED101は1色でもよいし、複数色であっ
てもよい。このマトリックス全体をZ方向に、例えば1
0回/秒で往復運動をさせる。そうすると、ある時点に
おける1個のLEDの位置は3次元上の1点に存在す
る。3次元上の各点は1回の往復で2回対応するが、通
常は往路のみを利用し、復路は利用しない。従って、1
0回/秒毎に3次元上の各点が存在する。その点を3次
元画像のボクセル値に対応してLEDを点滅させれば3
次元画像を表示できる。1点についてみれば10回/秒
毎にしか点灯しないが、人間の目には残像効果があるの
で、連続した3次元画像に見える。
Next, the 3D display device 90 will be described with reference to the conceptual diagram shown in FIG. The LEDs 101 are arranged in, for example, a 128 × 128 matrix to represent the X and Y planes. The LED 101 may be a single color or a plurality of colors. The entire matrix is moved in the Z direction, for example, 1
Reciprocate at 0 times / sec. Then, the position of one LED at a certain time point exists at one point on three dimensions. Each point on the three-dimension corresponds twice in one round trip, but usually only the forward path is used and the return path is not used. Therefore, 1
There are three-dimensional points every 0 times / sec. By blinking the LED corresponding to the voxel value of the three-dimensional image,
A dimensional image can be displayed. As for one point, the light is turned on only every 10 times / sec. However, since a human eye has an afterimage effect, it looks like a continuous three-dimensional image.

【0055】この3次元表示装置90はLEDの現在の
3次元座標に対応した表示用3次元メモリ82のボクセ
ル値を読出してLEDを点滅させる。その際に、図示し
ていない操作パネルより表示方法が指示され、それに基
づいた表示方式で表示する。表示方式は例えば表3に示
すようにボクセル値とLEDの点滅を対応させて表示す
る。
The three-dimensional display device 90 reads the voxel value of the three-dimensional display memory 82 corresponding to the current three-dimensional coordinates of the LED and blinks the LED. At this time, a display method is instructed from an operation panel (not shown), and the display is performed in a display method based on the display method. As the display method, for example, as shown in Table 3, the voxel value and the blinking of the LED are displayed in correspondence.

【0056】[0056]

【表3】 尚、本発明は以上説明した実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載されている要旨に変更がな
い限り、あらゆる変形が可能である。
[Table 3] It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible as long as the gist described in the claims is not changed.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳述したように請求項1にかかる本
発明によれば、3次元分布データを複数の方向から投影
した2次元画像を順に連続表示するため血流全体の様子
を3次元的に認識でき、又、フリーズ後の3次元分布デ
ータ中の不足部分又は不鮮明な部分に対して、必要に応
じて部分的にデータの更新をすることができる。又、請
求項2にかかる本発明によれば、3次元分布データを複
数の方向から投影した2次元画像を順に連続表示するこ
とにより血流全体の様子を3次元的に認識でき、Bモー
ド像と移動情報から求めた2次元画像により3次元分布
のデータで詳細な観察が難しい部分について詳細観察を
行うことができる。
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, since the two-dimensional images obtained by projecting the three-dimensional distribution data from a plurality of directions are successively displayed in sequence, the state of the entire blood flow can be three-dimensionally displayed. In addition, it is possible to partially update the data of the missing part or the unclear part in the frozen three-dimensional distribution data as necessary. According to the second aspect of the present invention, the state of the entire blood flow can be three-dimensionally recognized by sequentially displaying two-dimensional images obtained by projecting three-dimensional distribution data from a plurality of directions. And a two-dimensional image obtained from the movement information, it is possible to perform a detailed observation on a part that is difficult to observe in detail with three-dimensional distribution data.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施例に係る超音波診断装置の概略的な
構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment.

【図2】図1に示した3次元ディジタルスキャンコンバ
ータの概略的な構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the three-dimensional digital scan converter shown in FIG.

【図3】3次元スキャンの一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a three-dimensional scan.

【図4】ボリュームデータの生成動作を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of generating volume data.

【図5】3次元位置検出アームの外観図。FIG. 5 is an external view of a three-dimensional position detection arm.

【図6】図4に示したボリュームデータから投影像を得
る動作を説明する図。
FIG. 6 is a view for explaining an operation of obtaining a projection image from the volume data shown in FIG. 4;

【図7】図6に示した動作を繰り返すことにより得られ
る複数の投影像による血流の3次元表示について説明す
る図。
FIG. 7 is an exemplary view for explaining three-dimensional display of blood flow by a plurality of projection images obtained by repeating the operation shown in FIG. 6;

【図8】3次元表示方式の異なる実施例の構成の一部を
示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a part of the configuration of an embodiment having a different three-dimensional display method.

【図9】3次元表示部80の構成を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional display unit 80.

【図10】3次元表示装置90の概念図。FIG. 10 is a conceptual diagram of a three-dimensional display device 90.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 位置検出回路 2 超音波プローブ 3 送信系 4 受信系 5 Bモード処理系 6 カラーフローマッピング処理系 7 ディジタルスキャンコンバータ 8 3次元ディジタルスキャンコンバータ 9 2次元表示系 10 3次元表示系 12 操作スイッチ 13 システムコントローラ Reference Signs List 1 position detection circuit 2 ultrasonic probe 3 transmission system 4 reception system 5 B-mode processing system 6 color flow mapping processing system 7 digital scan converter 8 3D digital scan converter 9 2D display system 10 3D display system 12 Operation switch 13 system controller

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−128948(JP,A) 特開 平2−36851(JP,A) 特開 平4−174655(JP,A) 佐藤武史,佐々木博,住野洋一,本郷 信宏,土子正良.「3次元カラードプ ラ」.平成4年4月25日.日本超音波医 学会第60回研究発表会講演論文集. (社)日本超音波医学会発行.第137〜 138頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00 - 8/15 Continuation of the front page (56) References JP-A-61-128948 (JP, A) JP-A-2-36851 (JP, A) JP-A-4-174655 (JP, A) Takeshi Sato, Hiroshi Sasaki, Yoichi Sumino , Hongo Nobuhiro, Doji Masayoshi. "3D colored Doppler". April 25, 1992. Proceedings of the 60th Annual Meeting of the Japanese Society of Sonographers. Published by The Japan Society of Sonographers. Pp. 137-138 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 8/00-8/15

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検体内に超音波送波と前記被検体から
のエコー信号の受波を行う超音波プローブと、 前記エコー信号に基づいて前記被検体内の移動体の移動
情報を得る手段と、 前記超音波プローブの位置又は方向の少なくとも一方を
検出し、この検出結果に基づいて前記移動体の3次元空
間における位置情報を求める手段と、 前記移動情報及び前記位置情報に基づいて、前記移動情
報の3次元分布データを記憶するメモリと、 画像の保持及び更新にかかる操作を行うための操作手段
と、 前記メモリに記憶された3次元分布データを保持する状
態と、前記メモリに記憶された3次元分布データを前記
移動情報及び前記位置情報に基づいて部分的に更新する
状態とを、前記操作手段への入力に応じて切替える手段
と、 所定角度づつずらした複数の方向から投影した2次元画
像を前記メモリに記憶された3次元分布データからリア
ルタイムで求めて順に連続表示する3次元画像表示手段
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
1. An ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave into a subject and receiving an echo signal from the subject, and means for obtaining movement information of a moving body in the subject based on the echo signal. Means for detecting at least one of the position or the direction of the ultrasonic probe, and obtaining position information of the moving body in a three-dimensional space based on the detection result, based on the movement information and the position information, A memory for storing three-dimensional distribution data of movement information; an operation unit for performing operations related to holding and updating of images; a state for holding three-dimensional distribution data stored in the memory; Means for switching the three-dimensional distribution data to be partially updated based on the movement information and the position information in accordance with an input to the operation means; An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: three-dimensional image display means for obtaining two-dimensional images projected from several directions in real time from three-dimensional distribution data stored in the memory and sequentially displaying the three-dimensional images sequentially.
【請求項2】 被検体内を超音波によりスキャンしてエ
コー信号を得る手段と、 前記エコー信号に基づいてBモード像用のデータを得る
手段と、 前記エコー信号に基づいて前記被検体内の移動体の移動
情報を得る手段と、 画像の保持及び更新にかかる操作を行うための操作手段
と、 前記Bモード像用のデータ及び前記移動情報に基づいて
求めた2次元断層像を表示する手段と、 前記移動情報に基づいて、移動情報の3次元分布データ
を記憶するメモリと、 前記メモリに記憶された移動情報の3次元分布データを
所定角度づつずらした複数の方向から投影した2次元画
像を求めて順に連続表示する3次元画像表示手段と、 前記2次元断層像及び前記3次元分布データをリアルタ
イムで更新する状態と、前記2次元断層像をリアルタイ
ムで更新し且つ前記3次元分布データは更新せずに保持
する状態とを、前記操作手段への入力に応じて切替える
手段とを具備することを特徴とする超音波診断装置。
Means for scanning the inside of the subject with ultrasonic waves to obtain an echo signal, means for obtaining data for a B-mode image based on the echo signal, and means for obtaining data for a B-mode image based on the echo signal. Means for obtaining movement information of a moving object; operation means for performing operations relating to holding and updating of an image; means for displaying a two-dimensional tomographic image obtained based on the data for the B-mode image and the movement information A memory storing three-dimensional distribution data of the movement information based on the movement information; and a two-dimensional image projected from a plurality of directions shifted by a predetermined angle from the three-dimensional distribution data of the movement information stored in the memory. A three-dimensional image display means for sequentially displaying the two-dimensional tomographic images and sequentially updating the two-dimensional tomographic images and the three-dimensional distribution data, and updating the two-dimensional tomographic images in real time. Ultrasonic diagnostic apparatus to and the three-dimensional distribution data and state held without updating, characterized by comprising a means for switching in response to an input to the operating means.
【請求項3】 心電図の特定の信号に同期したエコー信
号を用いて3次元分布データを生成することを特徴とす
る請求項1記載又は請求項2の超音波診断装置。
3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein three-dimensional distribution data is generated using an echo signal synchronized with a specific signal of an electrocardiogram.
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佐藤武史,佐々木博,住野洋一,本郷信宏,土子正良.「3次元カラードプラ」.平成4年4月25日.日本超音波医学会第60回研究発表会講演論文集.(社)日本超音波医学会発行.第137〜138頁

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