超声波图像取得装置的制作方法

专利名称：超声波图像取得装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用超声波扫描三维区域的超声波图像取得装置。
背景技术：
肝癌的比率在癌疾病中大约占10%,且处于该数量逐渐增加的趋 势。在肝癌的诊断中，使用超声波图像取得装置、MRI装置或X射线 CT装置等医用图像取得装置。特别，在X射线CT装置、MRI装置 中，由于确立了三维摄像法，所以与利用二维图像的诊断相比，诊断 能力提高。
另外，作为肝癌的治疗，进行肝动脉内抗癌剂注入疗法、肝动脉 松塞术(transcatheter arterial embolization, TAE)、 在抗癌剂注入 后进4亍栓塞术的冠动l^栓塞抗癌剂注入疗法(transcatheter arterial chemo-embolization, TACE) 、 ^/[曼袭治疗法、或剖腹手术的治疗 法。
在上述治疗法中实施得特别多的是低侵袭治疗法。其原因为，该 治疗与其他方法相比手法简单，且对患者的负担也少。作为低^:袭治
疗法，实施经皮性乙醇注入法(Percutaneous Ethanol Injection Technique) ( PEIT )、孩"皮烧灼法(microwave ablation )。这些手 法是利用穿刺实施的，在烧灼治疗法中，利用超声波图像取得装置实 时地摄影穿刺针，追踪穿刺针的位置，确认穿刺针的位置，同时进行 治疗。在烧灼治疗法中，最近实施得特别多的是射频波烧灼法(Radio Frequency Ablation ) (RFA)，进行使用了单一的针或展开成多个的 针等的治疗法。
为了追踪穿刺针的位置，使用可以摄影三维区域的超声波图像取 得装置。在使用沿着规定方向(扫描方向)将多个超声波振子配置成一列的 一 维阵列探测器利用超声波扫描三维区域的情况下，使用具备
摇动机构的一维阵列探测器(例如，日本特开2007 - 21018号公报)。 具备摇动机构的一维阵列探测器通过使沿着扫描方向配置成一列的超 声波振子沿着与扫描方向正交的方向(摇动方向)机械性地摇动，可 以利用超声波扫描三维区域，而取得体数据(volume data)。在这样 的 一维阵列探测器中，设置有用于使多个超声波振子摇动的电动机。 通过利用该电动机使超声波振子沿着摇动方向机械性地摇动，扫描三 维区域而取得体数据。
通过对利用超声波进行扫描而取得的体数据实施体绘制(volume rendering)，可以生成立体地表示被检体内的组织的三维图像数据， 并显示基于该三维图像数据的三维图像。另外，通过对体数据实施 MPR (Multiplanar Reconstruction,多平面重构)处理，还可以生成 任意断面中的图像数据(MPR图像数据)，并显示基于该MPR图像 数据的MPR图像。
在以往，通过使成为利用穿刺针的烧灼治疗的对象的穿刺对象(患 部)和穿刺针包含在成为利用超声波的扫描的对象的三维扫描区域， 取得立体地表示穿刺对象和穿刺针的三维图像数据。操作者通过参照 该三维图像，确认穿刺针相对穿刺对象的位置，观察利用穿刺针的穿 刺过程。
而且，设定使超声波振子摇动的最大的摇动角度，以使穿刺对象 和穿刺针这两方包含于三维扫描区域，利用超声波扫描由该最大的摇 动角度规定的三维扫描区域。即，利用超声波扫描整个扫描区域，以 使穿刺对象和穿刺针这两方包含于三维扫描区域。
在具有上述的摇动机构的一维阵列探测器中，体速率(volume rate)依赖于每单位时间的超声波振子的摇动次数。即，如果每单位 时间的摇动次数变多，则体速率变快，如果次数变少，则体速率变慢。
在烧灼治疗中，为了观察针对穿刺对象的利用穿刺针的穿刺过程， 需要取得并显示表示穿刺对象(患部)的图像，并且实时地追踪穿刺 针的位置。因此，需要取得并显示表示穿刺对象的三维图像、MPR图像，并且实时地取得并显示表示穿刺针的三维图像、MPR图像。
在以往，由于扫描整个扫描区域，所以可以取得并显示表示穿刺 对象和穿刺针的图像。但是，每单位时间的超声波振子的摇动次数变 少，其结果，存在体速率变慢的问题。由此，难以实时地取得并显示 表示穿刺针的三维图像、MPR图像，因此难以实时地追踪穿刺针的位 置。

发明内容
本发明的目的在于提供一种超声波图像取得装置，可以取得表示 穿刺对象的图像，并且可以提高表示穿刺针的图像的实时性。
本发明的第一方面的超声波图像取得装置的特征在于，具备扫 描部，通过扫描三维的扫描区域，取得上述扫描区域中的体数据；控 制部，通过使上述扫描部扫描三维的第一扫描区域，取得上述第一扫 描区域中的体数据，通过使上述扫描部连续多次扫描比上述第一扫描 区域小而且包含于上述第一扫描区域中的第二扫描区域，连续取得上 述笫二扫描区域中的体数据；图像生成部，根据上述第一扫描区域中 的体数据，生成包括上述第二扫描区域的上述第一扫描区域中的超声 波图像数据，每当通过上述多次连续扫描取得上述第二扫描区域中的 体数据，更新上述第二扫描区域中的体数据而生成新的超声波图像数 据；以及显示控制部，使基于上述生成的超声波图像数据的超声波图 像显示在显示部上，每当生成上述新的超声波图像数据，更新显示在 上述显示部上的超声波图像而显示在上述显示部上。
根据该第一方面，通过连续扫描多次笫二扫描区域，更新第二扫 描区域中的体数据的速率(rate)变快。因此，可以提高第二扫描区 域中的超声波图像的实时性。进而通过扫描比第二扫描区域大的第一 扫描区域，可以取得摄影对象的整体像。通过使穿刺针包含于第二扫 描区域，可以取得并显示表示包含于第一扫描区域中的穿刺对象的超 声波图像，并且可以提高表示穿刺针的超声波图像的实时性。


图l是示出本发明的实施方式的超声波图像取得装置的框图。
图2A是示出本发明的实施方式的超声波图像取得装置中设置的 超声波探测器的机构的示意图。
图2B是示出本发明的实施方式的超声波图像取得装置中设置的 超声波探测器的机构的示意图。
图3是示出利用本发明的实施方式的超声波图像取得装置扫描的 三维扫描区域的概念图。
图4是示出利用本发明的实施方式的超声波图像取得装置扫描的 三维操作区域和用于扫描该扫描区域的时序的概念图。
图5是用于说明本发明的实施方式的超声波图像取得装置的第一 动作例的概念图。
图6是用于说明本发明的实施方式的超声波图像取得装置的第二 动作例的概念图。
图7是用于说明本发明的实施方式的超声波图像取得装置的第二 动作例的概念图。
图8是示出利用本发明的实施方式的超声波图像取得装置取得的 图^^的显示例的画面的图。
图9是示出扫描区域和图像生成区域的概念图。
图IO是用于说明以往技术的摇动的动作的概念图。
具体实施例方式
参照图1，对本发明的实施方式的超声波图像取得装置进行说明。 图l是示出本发明的实施方式的超声波图像取得装置的框图。
本发明的实施方式的超声波图像取得装置1具备超声波探测器2、 发送接收部3、信号处理部4、存储部5、图像处理部6、显示控制部 7、用户接口 (UI)8、以及控制部9。
在超声波探测器2中，使用作为将多个超声波振子沿着扫描方向 配置成一列的一维阵列探测器的、可以通过使多个超声波振子沿着与扫描方向正交的方向(摇动方向)机械性地摇动而扫描三维区域的机
械式一维阵列探测器。另外，在超声波探测器2中，也可以使用二维 地配置有多个超声波振子的二维阵列探测器。在本实施方式中，作为 一个例子，对将机械式一维阵列探测器用作超声波探测器2的情况进 行说明。
此处，参照图2A和图2B对作为机械式一维阵列探测器的超声波 探测器2进行说明。图2A以及图2B是示出本发明的实施方式的超声 波图像取得装置中设置的超声波探测器的机构的示意图。图2A是从 摇动方向(Y方向)观察超声波探测器的图。图2B是从扫描方向(X 方向)观察超声波探测器的图。
作为机械式一维阵列探测器的超声波探测器2通过并用机械性的 摇动和电子扫描，利用超声波扫描三维的扫描区域。超声波探测器2 具备超声波振子組21、摇动机构22、摇动角度检测部23。超声波振 子组21具备沿着扫描方向配置成一列的未图示的多个超声波振子。如 图2A所示，沿着超声波振子的排列方向(扫描方向)的二维的扫描 面S是利用超声波进行电子扫描的。此处，将超声波振子組21的排列 方向(扫描方向)设为X方向，将形成超声波波束的深度方向设为Z 方向。摇动机构22具备电动机机构。而且，如图2B所示，摇动机构 22通过利用该电动机机构使超声波振子組21沿着与X方向和Z卡由 正交的Y方向(摇动方向)摇动，进行机械性的扫描。在图2B中， 用虛线表示角度被改变的状态的超声波振子組21。例如， 一边如图2A 所示，利用超声波对扫描面S进行电子扫描， 一边如图2B所示，使 超声波振子组21沿着摇动方向(Y方向)摇动，从而对沿着摇动方向 排列的多个扫描面S进行电子扫描。由此，利用超声波扫描三维的扫 描区域V。例如，将摇动的中心位置设为摇动角度的0度。通过夹着 该中心位置，使超声波振子组21在摇动方向的+方向与-方向之间往 返运动，利用超声波扫描三维的扫描区域V。
摇动角度检测部23具备对摇动机构22的电动机的旋转量进行检 测的编码器，检测由摇动机构22产生的摇动的角度。摇动角度检测部23向摇动控制部91输出表示所检测出的摇动角度的摇动角度信息。 摇动控制部91利用该摇动角度信息对摇动机构22的电动机的动作进 行控制。
摇动控制部91按照存储在动作条件存储部93中的摇动条件，驱 动设置于超声波探测器2的摇动机构22。由此，设置于超声波探测器 2的超声波振子组21被摇动，可以进行机械性的扫描。此时，摇动控 制部91按照包括表示摇动角度的摇动角度信息和表示摇动速度的摇 动速度信息的摇动条件，在规定的摇动角度的范围内以规定的摇动速 度使超声波振子组21摇动。摇动速度为使超声波振子组21沿着摇动 方向(Y方向)摇动的速度。
另外，操作者可以使用操作部82输入摇动角度信息和摇动速度信 息。从操作部82输入的摇动角度信息和摇动速度信息从用户接口 ( UI) 8输出到控制部9，存储到控制部9的动作条件存储部93而作为摇动 条件。
发送接收部3具备发送部和接收部。发送接收部3在控制部9的 控制下，向超声波探测器2供给电信号而发生超声波，并且接收超声 波探测器2所接收到的回波信号。发送接收部3利用超声波探测器2 扫描(电子扫描)由图2A所示的扫描方向(X方向)的角度规定的 扫描面S。此时，控制部9通过按照包括表示扫描方向(X方向)上 的角度的信息、扫描线密度等的电子扫描条件，控制利用发送接收部 3的电子扫描，对扫描面S进行电子扫描。
另外，操作者可以使用操作部82,输入扫描线密度等电子扫描条 件。从操作部82输入的电子扫描条件从用户接口 (UI)8输出到控制 部9,存储到控制部9的动作条件存储部93。
另外，发送接收部3的发送部具备未图示的时钟发生电路、发送 延迟电路、以及脉冲星(pulsar)电路。时钟发生电路发生决定超声 波信号的发送定时、发送频率的时钟信号。发送延迟电路在发送超声 波时施加延迟来实施发送聚焦。脉冲星电路具有与和各超声波振子对 应的独立通道的数量相应的脉冲星。脉冲星电路在被施加延迟的发送定时发生驱动脉沖，向超声波探测器2的各超声波振子供给振动能量。 另外，发送接收部3的接收部具备未图示的前置放大器电路、A/D 变换电路、接收延迟电路、以及加法电路。前置放大器电路针对每个 接收通道对从超声波探测器2的各超声波振子输出的回波信号进行放 大。A/D变换电路对所放大的回波信号进行A/D变换。接收延迟电路 对A/D变换后的回波信号提供为了决定接收指向性而所需的延迟时 间。加法电路对提供了延迟时间的回波信号进行加法运算。利用该加 法运算，来自与接收指向性相应的方向的反射分量被强调。另外，有 时将利用该发送接收部3加法处理后的信号称为"RF信号"。从发送 接收部3输出的RF信号被输出到信号处理部4。
信号处理部4具备B模式处理部。B模式处理部通过进行回波的 振幅信息的影像化，根据回波信号生成B模式超声波栅格数据(raster data)。具体而言，B模式处理部对从发送接收部3发送的信号进行 带通滤波处理，之后，对输出信号的包络线进行检波。然后，B模式 处理部通过对所检波的数据利用对数变换进行压缩处理，进行回波的 振幅信息的影像化。
另外，信号处理部4也可以具备多普勒处理部。多普勒处理部例 如通过对从发送接收部3发送的接收信号进行正交检波，取出多普勒 偏移频率分量，并通过实施FFT处理，生成表示血流速度的多普勒频 率分布。
从发送接收部3输出的信号通过某处理部被实施规定的处理。信 号处理部4向存储部5输出超声波栅格数据。
存储部5由存储器、硬盘驱动器等存储装置构成。存储部5存储 利用信号处理部4生成的超声波栅格数据。在本实施方式中，通过进 行机械性的扫描和电子扫描而扫描三维的扫描区域，其结果，取得由 多个扫描面构成的体数据并存储到存储部5。
在本实施方式中，使超声波振子组21摇动，以使成为利用穿刺针 的烧灼治疗的对象的穿刺对象(患部)和穿刺针包含在成为利用超声 波的扫描对象的三维的扫描区域中。参照图3和图4对成为利用超声波的扫描对象的三维的扫描区域和用于扫描该扫描区域的时序进行说
明。图3是示出利用本发明的实施方式的超声波图像取得装置扫描的 三维的扫描区域的概念图。图4是示出利用本发明的实施方式的超声 波图像取得装置扫描的三维的扫描区域和用于扫描该扫描区域的时序 的概念图。
如图3所示，通过一边使超声波探测器2的超声波振子组21沿着 摇动方向(Y方向)摇动一边沿着X方向进行电子扫描，扫描三维的 扫描区域V。在本实施方式中，利用超声波扫描具有规定大小的三维 的笫一扫描区域V1，进而，利用超声波扫描比该第一扫描区域VI小 而且包含于第一扫描区域V1中的三维的第二扫描区域V2。在摄影穿 刺对象(患部)和穿刺针的情况下，使穿刺对象100包含于第一扫描 区域V1中，使穿刺针24包含于第二扫描区域V2中。换言之，设定 第一扫描区域V1以包括穿刺对象100,设定第二扫描区域V2以包括 穿刺针24。
第一扫描区域VI和第二扫描区域V2是分别利用摇动角度规定 的。例如如图4所示，将摇动的中心位置设为摇动角度的0度。将摇 动角度从+ a度到-a度为止的范围设为第二扫描区域V2。将摇动角 度从+ p度到-p度为止的范围设为第一扫描区域VI。 +卩度与-p 度的绝对值比+ a度与-a度的绝对值大，所以第二扫描区域V2包含 在第一扫描区域V1。即，+(*度到-a度包含在+ P度到-P度之间， 所以第二扫描区域V2包含在第一扫描区域VI。在本实施方式中，在 第一扫描区域VI内将摇动方向(Y方向)上的大致中央的范围设定 成第二扫描区域V2的范围。另外，对于第二扫描区域V2以外的区域， 也利用摇动角度来规定。例如，将摇动角度从+ a度到+ p度为止的 范围设为第三扫描区域V3，将摇动角度从-a度到-p度为止的范围 设为第四扫描区域V4。另外，摇动角度从+ a度到-a度为止的范围 相当于本发明的"第二摇动角度的范围"的一个例子，摇动角度从+ P 度到-P度为止的范围相当于本发明的"第一摇动角度的范围"的一个 例子。操作者可以使用操作部82，输入用于规定第一扫描区域VI的摇 动角度信息(+卩度和-卩度)，并输入用于规定第二扫描区域V2的 摇动角度信息(+ (*度和-01度)。例如，操作者使用操作部82,输 入士30度而作为用于规定第一扫描.区域V1的摇动角度信息(士p度)， 输入士10度而作为用于规定第二扫描区域V2的摇动角度信息(士a度)。 从操作部82输入的摇动角度信息(士a度和士p度)从用户接口 (UI) 8输出到控制部9，存储到控制部9的动作条件存储部93而作为摇动 条件。另外，操作者使用操作部82，输入表示第一扫描区域VI中的 摇动速度的摇动速度信息和表示第二扫描区域V2中的摇动速度的摇 动速度信息。另外，第一扫描区域V1中的摇动速度与第二扫描区域 V2中的摇动速度既可以是相同的速度，也可以是不同的速度。
发送接收部3通过使超声波振子组21发送超声波波束，并沿着扫 描方向(X方向)电子地扫描超声波波束，对扫描面S进行扫描。通 过一边进行该电子扫描，一边摇动机构22在摇动控制部91的控制下， 使超声波振子组21沿着摇动方向(Y方向)从-a度到+01度为止机 械性地摇动，利用超声波波束扫描三维的第二扫描区域V2。其结果， 取得第二扫描区域V2中的体数据。进而，通过摇动机构22在摇动控 制部91的控制下，使超声波振子组21沿着摇动方向(Y方向)从+ a 度到-a度为止机械性地摇动，利用超声波波束扫描第二扫描区域V2。 其结果，取得第二扫描区域V2中的体数据。即，通过在第二扫描区 域V2中使超声波振子组21往返摇动一次，取得第二扫描区域V2中 的二个体数据。
同样地，通过发送接收部3沿着扫描方向(X方向)电子地扫描 超声波波束，对扫描面S进行扫描。通过一边进行该电子扫描， 一边 摇动机构22在摇动控制部91的控制下，使超声波振子组21沿着摇动 方向(Y方向)从-p度到+卩度为止机械性地摇动，利用超声波波束 扫描三维的第一扫描区域V1。其结果，取得第一扫描区域V1中的体 数据。在第一扫描区域V1中，包括第二扫描区域V2、第三扫描区域 V3和笫四扫描区域。因此，在第一扫描区域VI中的体数据中，包括第二扫描区域V2中的体数据、第三扫描区域V3中的体数据、和第四 扫描区域V4中的体数据。即，通过使超声波振子组21沿着摇动方向 (Y方向)从-p度到+卩度为止摇动，利用超声波波束依次扫描第四 扫描区域V4、第二扫描区域V2和第三扫描区域V3。由此，依次取 得第四扫描区域V4中的体数据、第二扫描区域V2中的体数据、和第 三扫描区域V3中的体数据。进而，通过摇动机构22在摇动控制部91 的控制下，使超声波振子组21沿着摇动方向(Y方向)从+ p度到-P度为止机械性地摇动，利用超声波波束扫描第一扫描区域VI。其结 果，取得第一扫描区域VI中的体数据。即，通过在第一扫描区域V1 中使超声波振子组21往返摇动一次，取得第一扫描区域V1中的二个 体数据。
进而，通过发送接收部3沿着扫描方向(X方向)电子地扫描超 声波波束，对扫描面S进行扫描。通过一边进行该电子扫描， 一边摇 动机构22在摇动控制部91的控制下，使超声波振子组21沿着摇动方 向(Y方向)从+ a度到-p度为止机械性地摇动，利用超声波波束依 次扫描第二扫描区域V2和第四扫描区域V4。其结果，依次取得第二 扫描区域V2中的体数据、和第四扫描区域V4中的体数据。进而，通 过摇动机构22在摇动控制部91的控制下，使超声波振子组21沿着摇 动方向(Y方向)从+ (5度到-a度为止机械性地摇动，利用超声波波 束依次扫描第三扫描区域V3和第二扫描区域V2。其结果，依次取得 第三扫描区域V3中的体数据和第二扫描区域V2中的体数据。
在本实施方式中，摇动控制部91通过在将穿刺针设为对象的第二 扫描区域V2中，使超声波振子组21连续摇动多次，发送接收部3连 续扫描多次第二扫描区域V2。由此，发送接收部3连续多次取得第二 扫描区域V2中的体数据。
在本实施方式中，在超声波振子组21的摇动中，将该摇动的从折 回到下一次的折回为止的扫描计数成一次扫描。例如，将从-a度到 + 01度为止的范围的扫描计数成一次扫描。同样地，将从+ a度到-a 度为止的范围的扫描计数成一次扫描。摇动控制部91对摇动的折回的次数进行计数，在第二扫描区域V2中，使超声波振子组21连续摇动 多次。
例如，摇动控制部91在第二扫描区域V2中使超声波振子组21 连续摇动多次，之后，在第一扫描区域V1中使超声波振子组21摇动 一次。换言之，摇动控制部91每当在第一扫描区域VI中使超声波振 子组21摇动一次，在第二扫描区域V2中使超声波振子组21连续摇 动多次。具体而言，摇动控制部91 一边对摇动的折回的次数进行计数， 一边在第二扫描区域V2中使超声波振子组21连续摇动多次，之后， 在第一扫描区域V1中使超声波振子组21摇动一次，之后，在第二扫 描区域V2中使超声波振子组21连续摇动多次。以后，摇动控制部91 一边切换针对第一扫描区域V1的扫描与针对第二扫描区域V2的扫描 一边反复执行。由此，发送接收部3连续多次取得第二扫描区域V2 中的体数据，进而，取得第一扫描区域V1中的体数据。即，发送接 收部3在多次连续的扫描期间，取得第四扫描区域V4中的体数据、 第二扫描区域V2中的体数据、以及第三扫描区域V3中的体数据。
操作者可以使用操作部82，输入连续扫描第二扫描区域V2的次 数。从操作部82输入的表示次数的次数信息从用户接口 (UI)8输出 到控制部9，存储到控制部9的动作条件存储部93而作为摇动条件。 摇动控制部91通过按照包含在摇动条件中的次数信息控制利用摇动 机构22的摇动动作，在第二扫描区域V2中，使超声波振子组21连 续摇动多次。
如上所迷，在本实施方式的摇动条件中，包括摇动角度信息、摇 动速度信息和次数信息，并存储到动作条件存储部93。
图像处理部6具备数据取得部61和图像生成部62。数据取得部 61在图像生成控制部92的控制下，从存储部5取得各扫描区域中的 体数据并输出到图像生成部62。图像生成控制部92向数据取得部61 输出包含在摇动条件的表示摇动角度的摇动角度信息、和表示扫描了 由摇动角度规定的各扫描区域的时间的长度的时间信息。扫描了各扫
X口度求出的。例如，控制部9根据摇动角度和摇动速度，求出扫描了各 扫描区域的时间的长度。数据取得部61按照从图像生成控制部92输 出的摇动角度信息和时间信息，从存储部5取得由摇动角度规定的各 扫描区域中的、在最近的时间取得的体数据并输出到图像生成部62。
例如，在取得了第二扫描区域V2中的体数据的情况下，数据取 得部61按照从图像生成控制部92输出的表示第二扫描区域V2的范 围的摇动角度信息和时间信息，从存储部5取得在最近的时间取得的 第二扫描区域V2中的体数据并输出到图像生成部62。另外，在取得 了第三扫描区域V3中的体数据的情况下，数据取得部61按照表示第 三扫描区域V3的范围的摇动角度信息和时间信息，从存储部5取得 在最近的时间取得的第三扫描区域V3中的体数据并输出到图像生成 部62。另外，在取得了第四扫描区域V4中的体数据的情况下，数据 取得部61按照表示第四扫描区域V4的范围的摇动角度信息和时间信 息，从存储部5取得在最近的时间取得的第四扫描区域V4中的体数 据并输出到图像生成部62。
图像生成部62通过对由多个扫描面中的数据构成的体数据实施 体绘制，生成立体地表示被检体的組织形态的三维图4象数据。另外， 图像生成部62也可以通过对体数据实施MPR处理，生成任意断面中 的图像数据(MPR图像数据)。另外，图像生成部62也可以通过对 体数据实施MIP ( Maximum Intensity Projection,最大密度投影)处 理，生成最大值投影图像数据(MIP图像数据)。图像生成部62向 显示控制部7输出三维图像数据、MPR图像数据等超声波图像数据。 显示控制部7使显示部81显示基于三维图像数据的三维图像、基于 MPR图像数据的MPR图像。
另外，图像生成部62也可以通过对各扫描面中的超声波栅格数据 实施数字扫描变换处理，而变换成体素(voxel)单位的亮度值，从而 生成各向同性体素数据、或非各向同性体素数据。然后，图像生成部 62也可以通过对体素数据实施体绘制或MPR处理，生成三维图像数 据、MPR图像数据。在本实施方式中，图像生成部62结合利用数据取得部61取得的 各扫描区域中的体数据。图像生成部62通过对该结合的一个体数据实 施体绘制、MPR处理，生成三维图像数据、MPR图像数据。显示控 制部7使显示部81显示基于所结合的体数据的三维图像、MPR图像。
例如，利用发送接收部3取得第二扫描区域V2中的体数据，如 果从数据取得部61向图像生成部62输出了该体数据，则图像生成部 62根据该体数据生成三维图像数据、MPR图像数据。显示控制部7 使显示部81显示第二扫描区域V2中的三维图像、MPR图像。由此， 在三维图像中，立体地表示包含在第二扫描区域V2中的组织、穿刺 针。另外，在MPR图像中，表示包含在第二扫描区域V2中的组织、 穿刺针的断面中的形态。
另外，利用发送接收部3取得第三扫描区域V3中的体数据，如 果从数据取得部61向图像生成部62输出了第二扫描区域V2中的体 数据和第三扫描区域V3中的体数据，则图像生成部62结合这二个体 数据。图像生成部62根据该结合的体数据生成三维图像数据、MPR 图像数据。显示控制部7使显示部81显示第二扫描区域V2和第三扫 描区域V3中的三维图像、MPR图像。由此，在三维图像中，立体地 表示包含在第二扫描区域V2和第三扫描区域V3中的组织、穿剌针。 另夕卜，在MPR图像中，表示包含在第二扫描区域V2和第三扫描区域 V3中的组织、穿刺针的断面中的形态。
然后，如果利用发送接收部3依次取得了各扫描区域中的体数据， 则数据取得部61从存储部5取得各扫描区域中的在最近的时间取得的 体数据并输出到图像生成部62。图像生成部62通过将各扫描区域中 的体数据更新成在最近的时间取得的体数据，生成最近的时间下的三 维图像数据、MPR图像数据。显示控制部7使显示部81显示更新后 的三维图像、MPR图像。由此，各扫描区域中的三维图像、MPR图 《象-故更新而显示在显示部81上。
在本实施方式中，在将穿刺针设为对象的第二扫描区域V2中， 通过使超声波振子组21连续摇动多次，发送接收部3连续扫描多次第二扫描区域V2。由此，利用发送接收部3连续取得第二扫描区域V2 中的体数据。图像生成部62连续生成多次第二扫描区域V2中的三维 图像数据、MPR图像数据。然后，显示控制部7使显示部81显示第 二扫描区域V2中的图像被更新的三维图像、MPR图像。
如上所述，通过每当扫描一次第一扫描区域Vl,连续扫描多次第 二扫描区域V2，更新第二扫描区域V2中的体数据的定时变快，所以 表示穿刺针的三维图像、MPR图像的实时性提高。另外，通过扫描第 一扫描区域V1，可以取得并显示表示穿刺对象(患部)的整体像的三 维图像、MPR图像。这样，根据本实施方式的超声波图像取得装置1， 可以取得并显示表示穿刺对象(患部)的整体像的三维图像、MPR图 像，并且可以提高表示穿刺针的三维图像、MPR图像的实时性。由此， 可以一边确认穿刺对象(患部)的整体像， 一边实时地追踪穿刺针的 位置而观察针对穿刺对象的穿刺过程。
另外，在不使超声波振子组21摇动而利用超声波对扫描面进行扫 描的情况下，图像生成部62也可以生成该扫描面中的超声波图像数 据。例如，图《象生成部62也可以具备DSC (Digital Scan Converter, 数字扫描变换器)，为了得到用直角坐标系表示的图像，将利用信号 处理部4处理后的数据变换成用直角坐标系表示的图像数据(扫描变 换处理)。作为一个例子，图像生成部62根据B模式超声波栅格数 据生成作为二维信息的断层像数据，显示控制部7使显示部81显示基 于该断层像数据的断层像。
控制部9具备摇动控制部91、图像生成控制部92和动作条件存 储部93。如上所述，摇动控制部91控制利用超声波探测器2的摇动 机构22的摇动动作。另外，图像生成控制部92控制利用图像处理部 6的数据取得部61的数据取得。另外，在动作条件存储部93中，存 储有包括摇动角度、摇动速度和次数信息的摇动条件、超声波波束的 扫描线密度等条件。另外，控制部9控制发送接收部3进行的超声波 的发送接收。
用户接口 (UI)8具备显示部81和操作部82。显示部81由CRT、液晶显示器等监视器构成，显示三维图像、MPR图像。操作部82接 收摇动角度、摇动速度、或扫描线密度等条件的输入。该操作部82 由操纵杆、跟踪球等定点设备、开关、各种按钮、键盘、鼠标、或TCS (Touch Command Screen )等构成。
另外，图像处理部6、显示控制部7、以及控制部9由CPU( Central Processing Unit,中央处理单元)、和ROM ( Read Only Memory, 只读存储器)、RAM ( Random Access Memory,随机访问存储器) 等存储装置构成。在存储装置中，存储有用于执行图像处理部6的功 能的图像处理程序、用于执行显示控制部7的功能的显示控制程序、 用于执行控制部9的功能的控制程序。在图像处理程序中，包括用于 执行数据取得部61的功能的数据取得程序、用于执行图像生成部62 的功能的图像生成程序。另外，在控制程序中，包括用于执行摇动控 制部91的功能的摇动控制程序、用于执行图像生成控制部92的功能 的图像生成控制程序。于是，通过CPU执行数据取得程序，从存储部 5取得各扫描区域中的体数据，进而，通过CPU执行图像生成程序， 对该体数据实施体绘制等图像处理。另外，通过CPU执行显示控制程 序，使显示部81显示三维图像等图像。另外，通过CPU执行摇动控 制程序，对超声波探测器2的摇动机构22的动作进行控制。另外，通 过CPU执行图像生成控制程序，控制利用数据取得部61进行的数椐 读入。
接下来，对超声波振子组21的摇动动作的一个例子进行说明。 (第一动作例)
首先，参照图5对第一动作例进行说明。图5是用于说明本发明 的实施方式的超声波图像取得装置的第一动作例的概念图。在图5所 示的曲线图中，横轴表示时间t，纵轴表示摇动角度。在图5中，示 出各扫描区域中的数据取得的定时、成为图像生成的对象的数据、以 及显示的更新的定时。
在第一动作例中，将使超声波振子组21摇动的摇动速度设为恒 定，将第二扫描区域V2中的摇动角度的范围的宽度(从-a度到+a度为止的范围)、第三扫描区域V3中的摇动角度的范围的宽度(从 十a度到+卩度为止的范围)、第四扫描区域V4中的摇动角度的范围 的宽度(从-a度到-p度为止的范围)设为相等而进行扫描。即， 使各扫描区域的摇动方向(Y方向)上的宽度在第二扫描区域V2、第 三扫描区域V3和第四扫描区域V4中相等而进行扫描。
另外，在本实施方式中，作为一个例子，对每当扫描一次第一扫 描区域Vl,连续扫描四次第二扫描区域V2的情况进行说明。由此， 摇动控制部91 一边对摇动的折回进行计数， 一边在第二扫描区域V2 中使超声波振子组21连续摇动四次。
首先，通过发送接收部3在控制部9的控制下，使超声波振子组 21发生超声波波束，沿着扫描方向(X方向)电子地扫描超声波波束， 而对扫描面S进行扫描。 一边进行该电子扫描， 一边摇动才几构22在摇 动控制部91的控制下，使超声波振子组21沿着摇动方向(Y方向) 从-a度到+01度为止机械性地摇动。由此，发送接收部3取得第二 扫描区域V2中的体数据Al,该体数据Al存储到存储部5。
数据取得部61在图像生成控制部92的控制下，从存储部5取得 第二扫描区域V2中的在最近的时间取得的体数据Al并输出到图像生 成部62。图像生成部62根据体数据Al生成三维图像数据、MPR图 像数据，显示控制部7使显示部81显示三维图像、MPR图像。由此， 显示出包含在第二扫描区域V2中的组织、穿刺针的立体形状、断面 中的形状。
另一方面，摇动角度检测部23检测摇动角度。摇动控制部91如 果所检测出的摇动角度成为+ a度，则对摇动机构22提供折回的指示。 摇动机构22接收来自摇动控制部91的指示，使超声波振子组21从+ a度到一a度为止机械性地摇动。由此，发送接收部3取得第二扫描 区域V2中的体数据A2，该体数据A2存储到存储部5。然后，数据 取得部61在图像生成控制部92的控制下，从存储部5取得第二扫描 区域V2中的在最近的时间取得的体数据A2并输出到图像生成部62。 图像生成部62根据体数据A2生成三维图像数据、MPR图像数据。显示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部81显示新的 三维图像、MPR图像。由此，包含穿刺针的第二扫描区域V2中的三 维图像、MPR图像被更新而显示在显示部81上。
接下来，摇动机构22接收来自摇动控制部91的指示，使超声波 振子组21从-a度到+01度为止机械性地摇动，进而，使超声波振子 組21从+ tt度到-a度为止机械性地摇动。由此，发送接收部3依次 取得第二扫描区域V2中的体数据A3、 A4。数据取得部61从存储部 5依次取得体数据A3、 A4并输出到图像生成部62。图像生成部62依 次生成分别基于体数据A3、 A4的三维图像数据、MPR图像数据。显 示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部81显示新的三 维图像、MPR图像。由此，包含穿刺针的第二扫描区域V2中的三维 图像、MPR图像被依次更新而显示在显示部81上。
然后，在图5所示的例子中，摇动控制部91在第二扫描区域V2 中使超声波振子组21连续摇动四次之后，使超声波振子组21从-a 度到-p度为止摇动。即，摇动控制部91对第二扫描区域V2中的摇 动的折回的次数进行计数，如果该数量成为四次，则使超声波振子组 21从-a度到-p度为止摇动。由此，发送接收部3取得第四扫描区 域V4中的体数据Bl。数据取得部61从图像生成控制部92接收摇动 角度信息和时间信息，从存储部5取得各扫描区域中的在最近的时间 取得的体数据并输出到图像处理部6。
例如，数据取得部61对于第二扫描区域V2从存储部5取得体数 据A4并输出到图像生成部62，对于第四扫描区域V4从存储部5取 得体数据B1并输出到图像生成部62。然后，图像生成部62结合体数 据A4与体数据Bl,根据所结合的体数据生成三维图像数据、MPR 图像数据。显示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部 81显示表示第二扫描区域V2和第四扫描区域V4的三维图像、MPR 图像。
然后，摇动控制部91使超声波振子组21从-p度到+ p度为止摇 动。由此，发送接收部3依次扫描第四扫描区域V4、第二扫描区域V2、第三扫描区域V3。其结果，发送接收部3依次取得第四扫描区 域V4中的体数据B2、第二扫描区域V2中的体数据A5、第三扫描区 域V3中的体数据Cl。
数据取得部61在图像生成控制部92的控制下，对于第二扫描区 域V2从存储部5取得体数据A4并输出到图像生成部62，对于第四 扫描区域V4从存储部5取得体数据B2并输出到图像生成部62。图 像生成部62结合体数据A4与体数据B2,根据所结合的体数据生成 三维图像数据、MPR图像数据。即，图像生成部62对于第四扫描区 域V4，代替体数据B1，而使用在最近的时间取得的体数据B2，结合 体数据B2与体数据A4。显示控制部7更新显示在显示部81上的图 像，使显示部81显示新的三维图像、MPR图像。由此，第四扫描区 域V4中的三维图像、MPR图像被更新而显示在显示部81上。
之后，数据取得部61对于第二扫描区域V2，从存储部5取得在 最近的时间取得的体数据A5，对于第四扫描区域V4从存储部5取得 体数据B2并输出到图像生成部62。图像生成部62结合体数据A5与 体数据B2，根据所结合的体数据生成三维图像数据、MPR图像数据。 即，图像生成部62对于第二扫描区域V2，代替体数据A4，而使用在 最近的时间取得的体数据A5,结合体数据A5与体数据B2。显示控 制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部81显示新的三维图 像、MPR图像。由此，包含穿刺针的第二扫描区域V2中的三维图像、 MPR图像被更新而显示在显示部81上。
之后，数据取得部61对于第二扫描区域V2,从存储部5取得体 数据A5，对于第四扫描区域V4从存储部5取得体数据B2，对于第 三扫描区域V3，从存储部5取得在最近的时间取得的体数据C1并输 出到图像生成部62。图像生成部62结合体数据A5、体数据B2、体 数据C1，根据所结合的体数据生成三维图像数据、MPR图像数据。 显示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部81显示表示 第二扫描区域V2、第三扫描区域V3和第四扫描区域V4的三维图《象、 MPR图像。由此，在显示部81上显示表示整个扫描区域VI的三维图像、MPR图像。即，在显示部81上显示表示穿刺对象(患部)的 整体像的三维图像、MPR图像。
然后，摇动控制部91使超声波振子组21从+ p度到—a度为止摇 动。由此，发送接收部3依次扫描笫三扫描区域V3和第二扫描区域 V2。其结果，发送接收部3依次取得第三扫描区域V3中的体数据C2 和第二扫描区域V2中的体数据A6。
数据取得部61在图像生成控制部92的控制下，对于第二扫描区 域V2从存储部5取得体数据A5并输出到图像生成部62，对于第四 扫描区域V4从存储部5取得体数据B2并输出到图像生成部62，对 于第三扫描区域V3，从存储部5取得在最近的时间取得的体数据C2 并输出到图像生成部62。图像生成部62结合体数据A5、体数据B2、 体数据C2，根据所结合的体数据生成三维图像数据、MPR图像数据。 即，图像生成部62对于第三扫描区域V3，代替体数据Cl,而使用在 最近的时间取得的体数据C2,结合体数据C2、体数据B2、体数据 A5。显示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部81显示 新的三维图像、MPR图像。由此，第三扫描区域V3中的三维图像、 MPR图像被更新而显示在显示部81上。
之后，数据取得部61对于第二扫描区域V2，从存储部5取得在 最近的时间取得的体数据A6，对于第四扫描区域V4从存储部5取得 体数据B2，对于第三扫描区域V3从存储部5取得体数据C2并输出 到图像生成部62。图像生成部62结合体数据A6、体数据B2、体数 据C2，根据所结合的体数据生成三维图像数据、MPR图像数据。即， 图像生成部62对于第二扫描区域V2，代替体数据A5，而使用在最近 的时间取得的体数据A6，结合体数据A6、体数据B2、体数据C2。 显示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部81显示新的 三维图像、MPR图像。由此，包含穿刺针的第二扫描区域V2中的三 维图像、MPR图像被更新而显示在显示部81上。
以后，摇动控制部91通过反复执行上述摇动的时序，摇动机构 22在第二扫描区域V2中使超声波振子組21连续摇动多次。在图5所示的例子中，对包含穿刺针的笫二扫描区域V2在一秒 钟内扫描六次，而对第一扫描区域Vl扫描1.5次。具体而言，在一秒 钟内，取得第二扫描区域V2中的体数据A1 A6，取得第四扫描区域 V4中的体数据B1、 B2，取得第三扫描区域V3中的体数据Cl、 C2。
另外，在图5所示的例子中，在一次的扫描中，花费100"ms"的 时间而扫描各个扫描区域。具体而言，花费100"ms，，的时间而扫描第 二扫描区域V2。对于第三扫描区域V3与第四扫描区域V4，也同样 地，分别花费100"ms，，的时间而进行扫描。另外，在将扫描一个扫描 面S的时间i殳为25"ms"的情况下，通过扫描四个扫描面S,扫描一个 扫描区域。
在第二扫描区域V2、第三扫描区域V3、以及第四扫描区域V4 中，分别花费相同的时间(100"ms，，)进行扫描，但也可以改变扫描 各个扫描区域的时间的长度。例如，在将摇动速度设为恒《的情况下， 也可以通过改变各扫描区域的范围的大小，改变扫描各个扫描区域的 时间的长度。另外，也可以通过在各个扫描区域中，改变扫描一个扫 描面S的时间的长度，改变扫描各个扫描区域的时间的长度。另外， 也可以改变各个扫描区域中的扫描面S的数量。 (与以往技术的比较)
此处，参照图5和图IO对本实施方式的超声波图像取得装置1的 摇动的动作与以往技术的摇动的动作进行比较。图10是用于说明以往 技术的摇动的动作的概念图。在图IO所示的曲线图中，横轴表示时间 t,纵轴表示摇动角度。
如图IO所示，在以往技术中，使超声波振子组沿着摇动方向(Y 方向)从-p度到+卩度为止机械性地摇动，之后，从+ P度到-p度 为止摇动，反复进行该摇动。在使以往技术的摇动速度与本实施方式 的摇动速度相等的情况下，在以往技术的摇动的动作中，第二扫描区 域V2在一秒钟内被扫描三次，取得三个体数据。另一方面，根据本 实施方式的超声波图像取得装置1，如上所述，可以在一秒钟内扫描 六次第二扫描区域V2，其结果，可以取得六个体数据。如上所述，根据本实施方式，与以往技术相比，能够以大约二倍
的次数扫描第二扫描区域V2。相应地，第二扫描区域V2中的体速率 提高，第二扫描区域V2中的三维图像、MPR图像的实时性提高。因 此，通过使穿刺针包含于第二扫描区域V2，表示穿刺针的三维图像、 MPR图像的实时性提高，可以实时地确认穿刺针的位置。进而，根据 本实施方式，通过扫描第一扫描区域VI，可以取得并显示表示穿刺对 象(患部)的整体像的三维图像、MPR图像，并且可以提高表示穿刺 针的三维图像、MPR图像的实时性。 (第二动作例)
接下来，参照图6和图7对第二动作例进行说明。图6以及图7 是用于说明本发明的实施方式的超声波图像取得装置的第二动作例的 概念图。在图6和图7所示的曲线图中，横轴表示时间t,纵轴表示 摇动角度。另外，图7所示的曲线图是将图6中的从时间tl至时间t2 之间放大的曲线图。在图7中，示出各扫描区域中的数据取得的定时、 以及成为图像生成的对象的数据、显示的更新的定时。
在第二动作例中，在超声波振子组21的摇动中，将摇动的从折回 到下一次的折回为止所需的时间设为恒定而扫描各扫描区域。具体而 言，与包含穿刺针的第二扫描区域V2中的摇动速度相比，使包括第 三扫描区域V3和第四扫描区域V4的扫描区域中的摇动速度更快而扫 描各扫描区域。
操作者使用操作部82例如输入用于规定各扫描区域的摇动角度 (+a度、-a度、+卩度、-p度)、第二扫描区域V2中的第一摇 动速度、连续扫描笫二扫描区域V2的次数。从操作部82输入的摇动 角度信息、摇动速度信息和次数信息从用户接口 (UI) 8被输出到控 制部9，存储到动作条件存储部93。控制部9根据第二扫描区域V2 中的笫一摇动速度和第二扫描区域V2的范围(从-a度到+a度)， 求出为了扫描一次第二扫描区域V2而所需的时间。即，求出为了在 第二扫描区域V2中，使超声波振子组21从-a度到+ a度为止摇动 所需的时间。该时间成为从折回到下一次的折回为止所需的时间，在第二动作例中，将该时间设为恒定而扫描各扫描区域。
另外，操作者也可以使用操作部82，输入摇动的从折回到下一次 的折回为止所需的时间。在该情况下，控制部9根据第二扫描区域V2 的范围和其时间，求出第二扫描区域V2中的第一摇动速度。
然后，控制部9根据摇动的从折回到下一次的折回为止所需的时 间、包括第二扫描区域V2以及第四扫描区域V4的范围(从+ a度到 -P度)，求出连续扫描第二扫描区域V2和第四扫描区域V4时的第 二摇动速度。同样地，控制部9根据摇动的从折回到下一次的折回为 止所需的时间和第一扫描区域的范围(从-P度到+|5度)，求出连续 扫描第一扫描区域VI的整体时的第三摇动速度。
在超声波振子组21的摇动动作中，在将摇动的从折回到下一次的 折回为止的时间设为恒定的情况下，连续扫描更宽的扫描区域时的摇 动速度最快。另外，扫描更窄的扫描区域时的摇动速度最慢。在上述 例子中，连续扫描第一扫描区域V1时的第三摇动速度最快。另外， 连续扫描第二扫描区域V2与第四扫描区域(或第三扫描区域V3)时 的笫二摇动速度第二快。另外，扫描第二扫描区域V2时的第一摇动 速度最慢。第一摇动速度、第二摇动速度、以及第三摇动速度存储到 动作条件存储部93而作为摇动条件。摇动控制部91按照各摇动速度 使超声波振子组21摇动。
参照图6和图7对使用了第一摇动速度、第二摇动速度、以及第 三摇动速度的摇动的控制进行说明。如图6以及图7所示，通过发送 接收部3在控制部9的控制下，使超声波振子组21发生超声波波束， 沿着扫描方向(X方向)电子地扫描超声波波束，而对扫描面S进行 扫描。 一边进行该电子扫描， 一边摇动机构22在摇动控制部91的控 制下，按照第一摇动速度，使超声波振子组21沿着摇动方向(Y方向) 从-a度到+a度为止机械性地摇动。由此，如图7所示，发送接收 部3取得第二扫描区域V2中的体数据Al，该体数据Al存储到存储 部5。
数据取得部61在图像生成控制部92的控制下，从存储部5取得第二扫描区域V2中的在最近的时间取得的体数据Al并输出到图像生 成部62。图像生成部62根据体数据Al生成三维图像数据、MPR图 像数据。显示控制部7使显示部81显示三维图像、MPR图像。
同样地，摇动机构22在摇动控制部91的控制下，按照第一摇动 速度，使超声波振子组21从+ a度到-a度为止机械性地摇动，进而， 使超声波振子组21从-a度到+01度为止机械性地摇动。由此，发送 接收部3依次取得第二扫描区域V2中的体数据A2、 A3。数据取得部 61依次从存储部5取得体数据A2、 A3并输出到图像生成部62。图像 生成部62依次生成分别基于体数据A2、 A3的三维图像数据、MPR 图像数据。显示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部 81显示新的三维图像、MPR图像。
然后，在图6和图7所示的例子中，摇动控制部91在第二扫描区 域V2中使超声波振子组21以第一摇动速度连续摇动三次之后，使摇 动速度从第一摇动速度改变成第二摇动速度，使超声波振子组21从+ a度到-p度为止摇动。即，摇动控制部91对笫二扫描区域V2中的 摇动的次数进行计数，在计数了比所设定的次数(四次)少一次的次 数(三次)的情况下，使摇动速度从第一摇动速度改变成第二摇动速 度，使超声波振子组21从+ a度到-p度为止摇动。由此，发送接收 部3依次取得第二扫描区域V2中的体数据A4和第四扫描区域V4中 的体数据Bl。数据取得部61对于第二扫描区域V2从存储部5取得 在最近的时间取得的体数据A4，对于第四扫描区域V4从存储部5取 得体数据B1并输出到图像生成部62。然后，图像生成部62结合体数 据A4与体数据Bl，根据所结合的体数据生成三维图像数据、MPR 图像数据。显示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部 81显示表示第二扫描区域V2和第四扫描区域V4的三维图像、MPR 图像。
然后，摇动控制部91使摇动速度从第二摇动速度改变成第三摇动 速度，使超声波振子组21从-p度到+ &度为止摇动。由此，发送接 收部3依次扫描第四扫描区域V4、第二扫描区域V2、第三扫描区域V3。其结果，发送接收部3依次取得第四扫描区域V4中的体数据B2、 第二扫描区域V2中的体数据A5、第三扫描区域V3中的体数据C1。 此时，数据取得部61在图像生成控制部92的控制下，对于第二 扫描区域V2从存储部5取得体数据A4并输出到图像生成部62，对 于第四扫描区域V4从存储部5取得体数据B2并输出到图像生成部 62。图像生成部62结合体数据A4与体数据B2，根据所结合的体数 据生成三维图像数据、MPR图像数据。显示控制部7更新显示在显示 部81上的图像，使显示部81显示新的三维图像、MPR图像。由此， 第四扫描区域V4中的三维图像、MPR图像被更新而显示在显示部81 上。
之后，数据取得部61对于第二扫描区域V2,从存储部5取得在 最近的时间取得的体数据A5，对于第四扫描区域V4从存储部5取得 体数据B2并输出到图像生成部62。图像生成部62结合体数据A5与 体数据B2，根据所结合的体数据生成三维图像数据、MPR图像数据。 显示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部81显示新的 三维图像、MPR图像。由此，包含穿刺针的第二扫描区域V2中的三 维图像、MPR图像被更新而显示在显示部81上。
之后，数据取得部61对于第二扫描区域V2，从存储部5取得体 数据A5，对于第四扫描区域V4从存储部5取得体数据B2，对于第 三扫描区域V3，从存储部5取得在最近的时间取得的体数据Cl并输 出到图像生成部62。图像生成部62结合体数据A5、体数据B2、体 数据C1，根据所结合的体数据生成三维图像数据、MPR图像数据。 显示控制部7更新显示在显示部81上的图像，使显示部81显示表示 第二扫描区域V2、第三扫描区域V3和第四扫描区域V4的三维图4象、 MPR图像。由此，在显示部81上显示表示整个扫描区域VI的三维 图像、MPR图像。即，在显示部81上显示表示穿刺对象(患部)的 整体像的三维图像、MPR图像。
然后，如图6所示，摇动机构22在摇动控制部91的控制下，使 摇动速度从第三摇动速度改变成第二摇动速度，使超声波振子组21从+ P度到-a度为止摇动。由此，发送接收部3依次扫描第三扫描 区域V3和第二扫描区域V2。其结果，发送接收部3依次取得第三扫 描区域V3中的体数据C2和第二扫描区域V2中的体数据A6。
以后，摇动控制部91通过反复执行上述摇动的时序，摇动机构 22在第二扫描区域V2中以第一摇动速度使超声波振子组21连续摇动 多次。另外，在连续扫描第二扫描区域V2与第三扫描区域V3 (或第 四扫描区域V4)的情况下，摇动机构22以第二摇动速度使超声波振 子組21摇动。另外，在连续扫描第一扫描区域VI的情况下，摇动机 构22以第三摇动速度使超声波振子组21摇动。
另外，在图6和图7所示的例子中，在超声波振子组21的摇动中， 将摇动的从折回到下一次的折回为止所需的时间设为100"ms"，进行 扫描。
根据该第二动作，通过与第一动作同样地，每当扫描一次第一扫 描区域V1，连续扫描多次第二扫描区域V2，可以取得并显示表示穿 刺对象(患部)的整体像的三维图像、MPR图像，并且可以提高表示 穿刺针的三维图像、MPR图像的实时性。
进而，根据第二动作，由于摇动的从折回到下一次的折回为止所 需的时间恒定，所以取得第二扫描区域V2中的体数据的时间间隔的 偏差变少，可以以大致相同的时间间隔取得体数据。具体而言在棘 数据A1、 A2、 A3之间，取得数据的时间间隔成为恒定。进而，在体 数据A4、体数据A5、体数据A6之间，取得数据的时间间隔成为大 致恒定。这样，以大致恒定的时间间隔取得第二扫描区域V2中的体 数据，所以可以以大致恒定的时间间隔更新并显示第二扫描区域V2 中的三维图像、MPR图像。 (第三动作)
在上述第一动作中，使摇动速度成为恒定而进行摇动，在第二动 作中，使摇动的从折回到下一次的折回为止所需的时间成为恒定而进 行摇动。本实施方式的超声波图像取得装置1的摇动动作不限于此， 也可以任意地改变摇动速度，也可以任意地改变直到下一次的折回为止所需的时间。例如，在第二动作中，也可以使第一摇动速度与第二 摇动速度成为相同速度，仅改变第三摇动速度而进行摇动。在该情况 下，虽然未使直到下一次的折回为止所需的时间成为恒定，但通过连
续扫描多次第二扫描区域V2，可以提高表示穿刺针的三维图像、MPR 图像的实时性。另外，也可以改变各扫描区域的范围。具体而言，即 使分别改变规定第二扫描区域V2的摇动角度的范围、规定第三扫描 区域V3的摇动角度的范围、规定第四扫描区域V4的摇动角度的范围， 也可以起到本实施方式的效果。 (所显示的图像) 接下来，参照图8，对利用图像生成部62生成而显示在显示部81 上的三维图像、MPR图像的一个例子进行说明。图8是示出利用本发 明的实施方式的超声波图像取得装置取得的图像的显示例的画面的 图。
例如，图像生成部62根据结合了各扫描区域中的体数据的体数 据，生成三维图像数据、从摇动方向(Y方向)观察的图像数据、从 扫描方向(X方向)观察的图像数据、从深度方向(Z方向)观察的 图像数据。显示控制部7使显示部81显示这些图像。例如，显示控制 部7使显示部81同时显示四个图像。
图8示出图像的显示例。例如如图8所示，显示控制部7使显示 部81显示立体表示穿刺对象241和穿刺针242的三维图像240。在该 三维图像240中，用虚线表示的区域243对应于第二扫描区域V2。另 外，显示控制部7^^显示部81同时显示图^象210、 220、 230。图1象210 为从摇动方向(Y方向)观察的MPR图像，相当于在第二扫描区域 V2中沿着扫描面S的断面中的图像。在该图像210中，表示出从摇动 方向观察的穿刺对象211和穿刺针212。另外，图像220为从扫描方 向(X方向)观察的MPR图像，表示出从扫描方向观察的穿刺对象 221和穿刺针222。在该图像220中，用虛线表示的区域223对应于第 二扫描区域V2。另外，图像230为从深度方向(Z方向)观察的MPR 图像，表示出从深度方向观察的穿刺对象231和穿刺针232。在该图像230中，用虛线表示的区域233对应于第二扫描区域V2。
图像210为从摇动方向(Y方向)观察的MPR图像，为在第二 扫描区域V2中沿着扫描面S的断面的图像。因此，在图像210中， 仅包括第二扫描区域V2中的图像。另一方面，图1象220为从扫描方 向(X方向)观察的MPR图像，图像230为从深度方向(Z方向) 观察的MPR图像。因此，在图像220和图像230中，包括将穿刺针 设为对象的第二扫描区域V2中的图像和除此以外的第三扫描区域V3 以及第四扫描区域V4中的图像。另外，显示控制部7也可以接收表 示图像220的断面的位置的坐标信息，使表示图像220的断面的位置 的线213重叠于图像210而显示在显示部81上。同样地，显示控制部 7也可以接收表示图像230的断面的位置的坐标信息，使表示图像230 的断面的位置的线214重叠于图像210而显示在显示部81上。
另外，除了MPR图像以外，图像210、 220、 230也可以是MIP 图像、带厚度的MIP图像或带厚度的MPR图像等。另外，图8所示 的图像为一个例子，也可以不在显示部81上显示四个图像，而仅^f吏从 希望的方向观察的图像显示在显示部81上。
另外，操作者也可以观察显示在显示部81上的图像，使用操作部 82指定第二扫描区域V2的范围，以使穿刺针包含在第二扫描区域V2 中。具体而言，操作者利用操作部82，输入规定第二扫描区域V2的 摇动角度的范围。利用操作部82输入的摇动角度信息从用户接口(UI) 8输出到控制部9，存储到动作条件存储部93而作为摇动条件。摇动 控制部91按照新设定的摇动条件控制超声波振子组21的摇动。这样， 通过在进行穿刺时任意地改变第二扫描区域V2的范围，即使在穿刺 针的位置从第二扫描区域V2脱离的情况下，也可以使穿刺针包含于 第二扫描区域V2的范围内而进行扫描。
另外，为了设定第二扫描区域V2，以包括穿刺对象(患部)的方 式利用超声波扫描三维扫描区域，在显示部81上显示表示整体像的三 维图像。操作者观察显示在显示部81上的三维图像，使用操作部82， 指定第一扫描区域V1和第二扫描区域V2。具体而言，操作者一边观察该三维图像， 一边使用操作部82输入第一扫描区域VI的摇动角度 的范围和第二扫描区域V2的摇动角度的范围。另外，操作者也可以 使用操作部82，输入第二扫描区域V2的摇动角度的范围、第三扫描 区域V3的摇动角度的范围、以及第四扫描区域V4的摇动角度的范围。 (变形例)
接下来，对超声波图像取得装置1的变形例进行说明。在上述实 施方式中，在超声波探测器2中使用机械式一维阵列探测器，通过控 制超声波振子组21的摇动来扫描三维的扫描区域。作为其变形例，也 可以在超声波探测器2中使用二维阵列探测器，每当扫描一次第一扫 描区域V1，连续扫描多次第二扫描区域V2。
例如如图5所示，发送接收部3通过在控制部9的控制下，连续 扫描四次第二扫描区域V2，连续四次取得第二扫描区域V2中的体数 据。之后，发送接收部3通过扫描一次第一扫描区域VI，取得第一扫 描区域V1中的体数据。这样，即使在使用了二维阵列探测器的情况 下，通过每当扫描一次第一扫描区域VI，连续扫描多次第二扫描区域 V2,可以取得并显示表示穿刺对象(患部)的整体像的三维图像、 MPR图像，并且可以提高表示穿刺针的三维图像、MPR图像的实时 性。
另外，在本实施方式中，图像生成部62结合各扫描区域中的体数 据，根据所结合的体数据生成三维图像数据、MPR图像数据。该结合 方法为一个例子，也可以不结合体数据，而结合三维图像数据、MPR 图像数据。例如，也可以通过图像生成部62对各扫描区域中的体数据 实施体绘制，生成表示各扫描区域的三维图像数据。然后，图像生成 部62通过结合各扫描区域中的三维图像数据来生成表示整体的三维 图像数据。显示控制部7使显示部81显示基于表示整体的三维图像数 据的三维图像。图像生成部62如果新取得各扫描区域中的体数据，则 根据该扫描区域中的体数据，生成该扫描区域中的三维图像数据。然 后，图像生成部62通过结合该扫描区域中的三维图像数据与其他扫描 区域中的三维图像数据，生成表示整体的三维图像数据。这样，即使在结合了绘制后的图像数据的情况下，也可以起到与上述实施方式相
同的效果。另外，显示控制部7也可以接合各扫描区域中的三维图像 而显示在显示部81上。 (第二变形例)
接下来，参照图9对超声波图像取得装置1的第二变形例进行说 明。图9是示出扫描区域和图像生成区域的概念图。在第二变形例中， 将比扫描区域窄而且包含于扫描区域中的区域设为图像生成区域，生 成该图像生成区域中的三维图像数据、MPR图像数据。即，将扫描区 域的内侧的比扫描区域窄的区域设为图像生成区域。
在各扫描区域中使超声波振子组21摇动的情况下，需要在扫描区 域的边界使超声波振子组21折回。因此，在扫描区域的边界附近(摇 动动作的折回位置的附近)，需要使超声波振子组21加速或减速。例 如，在第二扫描区域V2中使超声波振子组21摇动的情况下，在第二 扫描区域V2的边界附近(+(1度附近、或-a度附近)，需要使超声 波振子组21加速或减速。这样，需要在摇动动作的折回位置附近，使 超声波振子组21加速或减速。
在图9所示的例子中，第二扫描区域V2的边界的区域V22、 V23 相当于超声波振子组21的摇动动作的折回位置附近的区域。即，区域 V22、 V23相当于使超声波振子组21加速的区域、或使超声波振子组 21减速的区域。同样地，第一扫描区域VI的边界的区域V12、 V13 相当于超声波振子组21的摇动动作的折回位置附近的区域。即，区域 V12、 V13相当于使超声波振子组21加速的区域、或使超声波振子组 21减速的区域。
这样，在第一扫描区域VI的边界以及笫二扫描区域V2的边界， 进行超声波振子组21的摇动动作的折回。因此，在第一扫描区域V1 的边界附近以及第二扫描区域V2的边界附近，超声波振子组21的摇 动速度并非恒定。即，在第一扫描区域V1的边界附近以及第二扫描 区域V2的边界附近，体速率时刻变化而体速率并非恒定。这样，在 第一扫描区域VI的边界附近以及第二扫描区域V2的边界附近，体速率并非恒定，所以在边界附近取得的图像的画质根据位置而不同。另 外，在摇动动作的折回位置附近取得的图像与在摇动速度恒定的其他 区域取得的图像中，画质不同。
因此，在第二变形例中，将比扫描区域窄而且包含于扫描区域中 的区域设为图像生成区域，生成该图像生成区域中的图像数据。作为
一个例子，将从扫描区域去除使超声波振子组21加速的区域或减速的 区域而得到的区域设为图像生成区域。即，将从扫描区域去除超声波 振子组21的摇动动作的折回位置附近的区域而得到的区域设为图像 生成区域。
在图9所示的例子中，将从第一扫描区域Vl去除区域V12和区 域V13而得到的区域Vll设为第一图像生成区域。另外，将从第二扫 描区域V2去除区域V22和区域V23而得到的区域V21设为第二图像 生成区域。由此，第一图像生成区域Vll包含在第一扫描区域V1， 设定在第一扫描区域VI的内侧。另外，第二图像生成区域V21包含 在第二扫描区域V2，设定在第二扫描区域V2的内侧。
在动作条件存储部93中存储表示用于规定图像生成区域的角度 的范围的图像生成信息。具体而言，在动作条件存储部93中，存储表 示用于规定第一图像生成区域V11的角度的范围的图像生成信息和表 示用于规定第二图像生成区域V21的角度的范围的图像生成信息。
图像生成控制部92向数据取得部61输出摇动角度信息、时间信 息和图像生成信息。另外，数据取得部61向图像生成部62输出图像 生成4言息。
例如，在取得了笫二扫描区域V2中的体数据的情况下，数据取 得部61按照从图像生成控制部92输出的表示第二扫描区域V2的范 围的摇动角度信息和时间信息，从存储部5取得在最近的时间取得的 第二扫描区域V2中的体数据并输出到图像生成部62。
图像生成部62根据第二扫描区域V2中的体数据，生成图像生成 信息所表示的第二图像生成区域V21中的三维图像数据、MPR图像 数据。由此，去除使超声波振子组21加速或减速的区域，生成第二图像生成区域V21中的图像数据。即，去除超声波振子组21的摇动动 作的折回位置附近的区域，生成第二图像生成区域V21中的图像数据。 另外，即使在结合各扫描区域中的体数据，来生成第一扫描区域 VI中的图像数据的情况下，图像生成部62去除使超声波振子组21 加速或减速的区域，生成第一图像生成区域Vll中的图像数据。具体 而言，图像生成部62根据第一扫描区域VI中的体数据，生成图像生 成信息所表示的第一图像生成区域Vll中的三维图像数据、MPR图 像数据。由此，去除超声波振子组21的摇动动作的折回位置附近的区 域(加速区域或减速区域)，生成第一图像生成区域Vll中的图像数 据。
如上所述，通过在扫描区域的内侧设定图像生成区域，可以避开 使超声波振子组21加速或减速的区域(摇动动作的折回位置附近的区 域)而设定图像生成区域。通过生成该图像生成区域中的图像数据， 可以避开体速率时刻变化的区域，生成图像数据。
另外，操作者可以使用操作部82，输入表示图像生成角度的范围 的图像生成信息。从操作部82输入的图像生成信息从用户接口 (UI) 输出到控制部9，存储到控制部9的动作条件存储部93。
权利要求
1.一种超声波图像取得装置，其特征在于，具备扫描部，通过扫描三维的扫描区域，取得上述扫描区域中的体数据；控制部，通过使上述扫描部扫描三维的第一扫描区域，取得上述第一扫描区域中的体数据，通过使上述扫描部连续多次扫描比上述第一扫描区域小而且包含于上述第一扫描区域中的第二扫描区域，连续取得上述第二扫描区域中的体数据；图像生成部，根据上述第一扫描区域中的体数据，生成包括上述第二扫描区域的上述第一扫描区域中的超声波图像数据，每当通过上述多次连续扫描取得上述第二扫描区域中的体数据，更新上述第二扫描区域中的体数据而生成新的超声波图像数据；以及显示控制部，使基于上述生成的超声波图像数据的超声波图像显示在显示部上，每当生成上述新的超声波图像数据，更新显示在上述显示部上的超声波图像而显示在上述显示部上。
2. 根据权利要求l所述的超声波图像取得装置，其特征在于，每当扫描一次上述第一扫描区域，上述控制部使上述扫描部对上迷第二扫描区域连续扫描上述多次。
3. 根据权利要求l所述的超声波图像取得装置，其特征在于，上述扫描部具有超声波振子组，多个超声波振子沿着规定方向配置成一列；摇动机构，使上述超声波振子组沿着与上述规定方向正交的摇动方向摇动；以及发送接收部，通过使上述超声波振子组发送接收超声波，利用超声波扫描沿着上述规定方向的扫描面，上述发送接收部利用超声波扫描上述扫描面，同时上述摇动机构使上述超声波振子组沿着上述摇动方向摇动，从而取得上述扫描区域中的体数据，上述控制部通过控制利用上述摇动机构的摇动，在与上述第一扫 描区域对应的第 一摇动角度的范围内使上述超声波振子组摇动，而使 上述扫描部取得上述第一扫描区域中的体数据，通过在与上述第二扫 描区域对应且比上述第一摇动角度窄的第二摇动角度的范围内使上述 超声波振子组连续摇动多次，而使上述扫描部连续取得上述第二扫描 区域中的体数据。
4. 根据权利要求3所述的超声波图像取得装置，其特征在于， 上述控制部使上述第一扫描区域中的上述超声波振子组沿着上述摇动方向的摇动速度与上述第二扫描区域中的上述超声波振子組沿着 上述摇动方向的摇动速度相等而使上述超声波振子组摇动。
5. 根据权利要求3所述的超声波图像取得装置，其特征在于， 上述控制部使上述第一扫描区域中的上述超声波振子组沿着上述摇动方向的摇动速度比上述第二扫描区域中的上述超声波振子组沿着 上述摇动方向的摇动速度快而使上述超声波振子组摇动。
6. 根据权利要求3所述的超声波图像取得装置，其特征在于， 上述控制部在上述第一摇动角度的范围内将上述摇动方向上的大致中央处的范围设为上述第二摇动角度的范围，在上述第一摇动角度 的范围内使上述超声波振子组摇动，上述图像生成部每当利用上述扫描部取得了在上述第二扫描区域 中的体数据、或在上述第一扫描区域中且在上述第二扫描区域以外的 区域中的体数据，更新各个区域中的体数据而生成上述新的超声波图 像数据。
7. 根据权利要求3所述的超声波图像取得装置，其特征在于， 上述图像生成部在上述第二扫描区域中，生成沿着上述扫描面的断面中的图像数据。
8. 根据权利要求l所述的超声波图像取得装置，其特征在于， 上述图像生成部根据上述第二扫描区域中的体数据，生成比上述第二扫描区域窄而且包含于上述第二扫描区域的第二图像生成区域中 的超声波图像数据，根据上述第一扫描区域中的体数据，生成比上述第一扫描区域窄而且包含于上述第一扫描区域的第一图像生成区域中 的超声波图像数据。
9.根据权利要求3所述的超声波图像取得装置，其特征在于， 上述图像生成部将在上述第一扫描区域以及上述第二扫描区域中 去除上述超声波振子组的摇动动作的折回位置附近的区域而得到的区 域设为图像生成区域，生成上述图像生成区域中的超声波图像数据。
全文摘要
本发明提供一种超声波图像取得装置。扫描部通过扫描三维扫描区域，取得扫描区域中的体数据。控制部通过使扫描部扫描三维的第一扫描区域，而取得第一扫描区域中的体数据，通过使扫描部连续扫描多次比上述第一扫描区域小而且包含于第一扫描区域中的第二扫描区域，而连续取得第二扫描区域中的体数据。图像生成部根据第一扫描区域中的体数据，生成包括第二扫描区域的第一扫描区域中的超声波图像数据。另外，图像生成部每当取得第二扫描区域中的体数据，更新第二扫描区域中的体数据而生成新的超声波图像数据。每当生成了新的超声波图像数据，显示控制部更新超声波图像而显示在显示部上。
文档编号A61B8/00GK101491445SQ20091000361
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月14日 优先权日2008年1月23日
发明者山形仁 申请人:株式会社东芝;东芝医疗系统株式会社