专利名称：超声波诊断装置及超声波图像显示方法
技术领域：
本发明涉及ー种利用超声波来显示表示被测体的生物体组织的硬度或软度的三维弹性图像的超声波诊断装置及超声波图像显示方法。
背景技术：
超声波诊断装置通过超声波探头向被测体内部发送超声波，能够基于从被测体内 部的生物体组织接收的接收信号来获得三维断层图像和三维弹性图像并进行显示。在三维断层图像上重叠显示三维弹性图像时，为了能识别三维弹性图像的硬的部位或软的部位的形状和容积，而进行设定三维断层图像的不透明度的工作(例如专利文献I)。在先技术文献专利文献专利文献I JP特开2008-259605号公报
发明内容
发明要解决的课题在上述专利文献I中，虽然公开了设定三维断层图像的不透明度的情形，但没有公开分割弾性体数据进行体绘制(volume rendering)的情形。为此,在专利文献I中,例如混合硬的部位和软的部位进行体绘制，构成三维弹性图像。因此，存在在操作者希望观察硬的部位的时候，硬的部位被软的部位所隐蔽，不能把握硬的部位的宽度的可能性。本发明的目的在于分割弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像。用于解决课题的手段为了达成本发明的目的，本发明的超声波诊断装置，包括超声波探头，其具有发送接收超声波的振子；发送部，其经由上述超声波探头向被测体发送超声波；接收部，其接收来自上述被测体的反射回波信号；三维弹性图像构成部，其通过对由基于上述反射回波信号的弾性值构成的弾性体数据进行体绘制，来构成三维弹性图像；和显示部，其显示上述三维弹性图像；上述三维弹性图像构成部基于上述弾性值将弾性体数据分割为多个，并通过对分割出的弾性体数据进行体绘制来构成上述三维弹性图像。因此，就能分割弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像，操作者能够相互把握例如硬的部位、软的部位。此外，上述三维弹性图像构成部包括弾性体数据分割部，该弾性体数据分割部以上述弾性体数据的规定的基准值为基准，将上述弾性体数据分割为硬的部位和软的部位。并且，还包括第一弹性绘制运算部，其针对与上述硬的部位相当的弾性体数据进行体绘制；和第二弹性绘制运算部，其针对与上述软的部位相当的弾性体数据进行体绘制。发明效果根据本发明，可分割弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像。
图I是表示本发明的整体结构的方块图。图2是表示本发明的实施例I的三维弹性图像构成部118的图。图3是表示本发明的弾性体数据分割部200的图。图4是表示本发明的显示部120的ー显示方式的图。图5是表示本发明的显示部120的ー显示方式的图。图6是表示本发明的显示部120的ー显示方式的图。图7是表示本发明的实施例2的三维弹性图像构成部118的图。
图8是表示本发明实施例3的图。图9是表示本发明实施例4的图。图10是表示本发明实施例5的图。图11是表示本发明实施例6的图。符号说明100-超声波诊断装置，102-超声波探头，103-控制部，104-操作部，105-发送部，106-接收部，107-发送接收控制部，108定相加法部，109-数据存储部，113- ニ维断层图像构成部，114-断层体数据生成部，115-三维断层图像构成部，116- ニ维弹性图像构成部，117-弾性体数据生成部，118-三维弹性图像构成部，119-合成处理部，120-显示部
具体实施例方式(实施例I)使用图I说明应用本发明的超声波诊断装置100。如图I所示，在超声波诊断装置100中具备与被测体101对接使用的超声波探头102 ;经由超声波探头102以固定的时间间隔反复向被测体101发送超声波的发送部105 ；接收从被测体101反射的反射回波信号的接收部106 ;控制发送部105和接收部106的发送接收控制部107 ;和定相加法计算由接收部106接收到的反射回波的定相加法部108。配设多个振子形成超声波探头102，其具有经由振子针对被测体101发送接收超声波的功能。超声波探头102由形成矩形或扇形的多个振子构成，在与多个振子的排列方向正交的方向上机械地振动振子，就能三维地发送接收超声波。再有，超声波探头102，也可以ニ维地排列有多个振子，电子地控制超声波的发送接收。发送部105生成用于驱动超声波探头102的振子而产生超声波的发送波脉冲。发送部105具有将发送的超声波的收敛点设定在某一深度的功能。此外，接收部106以规定的増益放大由超声波探头102接收的反射回波信号，生成RF信号即接收信号。超声波发送接收控制部107用于控制发送部105和接收部106。定相加法部108控制由接收部106放大的RF信号的相位，相对I点或多个收敛点形成超声波束，生成RF信号帧数据(相当于RAW数据)。并且，在超声波诊断装置100中具备存储由定相加法部108生成的RF信号帧数据的数据存储部109 ;基于存储在数据存储部109中的RF信号帧数据构成ニ维断层图像的ニ维断层图像构成部113 ;基于ニ维断层图像的获取位置针对由ニ维断层图像构成部113构成的ニ维断层图像进行三维坐标转换，生成断层体数据的断层体数据生成部114 ;基于断层体数据的亮度和不透明度进行体绘制，构成三维断层图像的三维断层图像构成部115 ；基于存储在数据存储部109中的多个RF信号帧数据构成ニ维弹性图像的ニ维弹性图像构成部116 ;基于ニ维弹性图像的获取位置针对由ニ维弹性图像构成部116构成的ニ维弹性图像进行三维坐标转换，生成弾性体数据的弾性体数据生成部117 ;基于弾性体数据的弹性值和不透明度进行体绘制，构成三维弹性图像的三维弹性图像构成部118 ;或者合成ニ维断层图像和ニ维弹性图像，或者合成三维断层图像和三维弹性图像的合成处理部119 ；以及显示由合成处理部119合成的合成图像、ニ维断层图像等的显示部120。此外，在超声波诊断装置100中具备控制上述各构成要素的控制部103 ;和对控制部103进行各种输入的操作部104。操作部104包括键盘和跟踪球等。ニ维断层图像构成部113基于控制部103的设定条件，输入从数据存储部109输出的RF信号帧数据，进行増益修正、对数压缩、检波、轮廓强调、滤波处理等信号处理，构成 ニ维断层图像。超声波探头2在发送接收超声波的同时还能测量发送接收方向(θ，φ)，断层体数据生成部114基干与ニ维断层图像的获取位置相当的发送接收方向(θ，φ)，针对多个ニ维断层图像进行三维转换，生成断层体数据。三维断层图像构成部115使用由断层体数据构成三维断层图像的下式(I) (3)进行体绘制。Cout (i) = Cout (i-1) + (I-Aout (i-Ι)) · A(i) · C(i) *S(i) -(I)Aout (i) = Aout (i_l) + (1-Aout (i_l)) · A (i)-(2)A (i) = Opacity [C (i) ]-(3)C(i)是从作成的ニ维投影面上的某一点看三维断层图像时，存在于视线上第i个的体素(voxel)的亮度值。Cout(i)是输出的像素值。例如，在视线上排列N体素的亮度值时，对i = O N-I进行累计的亮度值Cout (N-I)为最终输出的像素值。Cout (i-Ι)表示直至第i-Ι个的累计值。此外，A(i)是存在于视线上第i个的亮度值的不透明度，按照上述(3)所示，是取O I. O的值的断层不透明度表(断层不透明表)。断层不透明度表通过根据亮度值来參照不透明度，决定对输出的ニ维投影面(三维断层图像)上的贡献率。S(i)是用于附加由亮度C(i)和根据其周围的像素值求出的梯度来推算的阴影的权重成分，例如，指示出在光源与以体素i为中心的面的法线一致的情况下，为了进行最強的反射而给出I. 0，在光源与法线正交的情况下给出O. 0，等的强调效果。Cout (i)、Aout (i)都以O为初始值。如上述(2)所示，Aout(i)姆当通过体素时都进行累计，收敛在I.O。因此，如上述(I)所示，在直至第i-Ι个的不透明度的累计值Aout (i-Ι)为约1.0的时候，第i个以后的亮度值C⑴不能反映在输出图像中。ニ维弹性图像构成部116，基于存储在数据存储部109中的多个RF信号帧数据测量位移。然后，ニ维弹性图像构成部116基于测量出的位移计算弹性值，构成ニ维弹性图像。弹性值是指变形、弾性率、位移、粘性、变形比等弾性信息中的任意ー个。弾性体数据生成部117基于与ニ维弹性图像的获取位置相当的发送接收方向(θ，φ )，针对多个ニ维弾性图像进行三维转换，生成弾性体数据。三维弹性图像构成部118基于弹性值将弾性体数据分割成多个，针对分割的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像。具体地，使用图2说明三维弹性图像构成部118。三维弹性图像构成部118由以下构成基于弹性值将弾性体数据分割为多个弾性体数据的弾性体数据分割部200 ;存储由弾性体数据分割部200分割出的一方弾性体数据的第一弾性体数据存储部201 ;针对存储在第一体数据存储部201中的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像的第一弹性绘制运算部202 ;存储由弾性体数据分割部200分割出的另一方弾性体数据的第二弾性体数据存储部205 ;针对存储在第二体数据存储部205中的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像的第二弹性绘制运算部206 ;以及合成由第一弹性绘制运算部202和第二弹性绘制运算部206输出的多个三维弹性图像的三维弹性图像合成部207。使用图3说明弾性体数据分割部200。弾性体数据分割部200使用图3 (a)或图3(b)所示的分割方法来分割弾性体数据。在图3(a)和图3(b)中示出表示从弾性体数据生成部117输出的弾性体数据中的 变形、弾性率等的弾性值及频率的关系的直方图、和用于分割弾性体数据的线。首先，说明图3 (a)所示的弾性体数据的分割方法。曲线300是表示弾性体数据的弾性值和频率的关系的直方图。线302是表示弾性体数据内最硬的弾性值的标志。线304是表示弾性体数据的规定的基准值的标志。线306是表示弾性体数据内最软的弹性值的标志。彩条308以弾性体数据的规定的基准值为基准，表示区分顔色为蓝色和红色的情形。彩条308，虽然由于是黑白图而颜色层次不鮮明，但是例如，在区分顔色为蓝色(红色)的弾性值中，弹性值越高则设定蓝色(红色)越浓，弾性值越低则设定蓝色(红色)越淡。弾性体数据分割部200以弾性体数据的规定的基准值为基准，将弾性体数据分割为硬的部位和软的部位这2个。规定的基准值例如是弾性体数据的平均值、中央值、众数(mode value)等中的任意ー个。弾性体数据的平均值将所有的弾性体数据的弹性值相加后，用弾性体数据的总数除后得到的值。弾性体数据的中央值是弾性体数据的弹性值中，位于最硬的弹性值和最软的弹性值的中央的值。弾性体数据的众数是在用曲线300示出的直方图中位于频率最高处的值。操作者能够通过基于操作部104的操作的控制部103的控制，对弾性体数据分割部200选择构成弾性体数据的弹性值的平均值、中央值、众数等之内哪ー个值为规定的基准值，基于选择出的值设定基准值。弾性体数据分割部200，以设定的基准值为基准来分割弾性体数据。再有，初始设定中，为了使根据蓝色和红色的弾性值的赋色的宽度成为相同的宽度，而在弾性体数据分割部200中设定弾性体数据的中央值。此外，弾性体数据分割部200以表示如上述设定的弾性体数据的规定的基准值的线304为基准，将与硬的部位相应的左侧的弾性体数据赋色为蓝色，将与软的部位相应的右侧的弾性体数据赋色为红色，像这样进行设定。如此，在分割出的弾性体数据中，分别按照弹性值来赋予颜色值(蓝色、红色)。说明图3(b)所示的弾性体数据的分割方法。与图3 (a)的分割方法的不同点在干，弾性体数据分割部200以从蓝色以外的顔色变为蓝色的位置、从红色以外的顔色变为红色的位置为基准值，将弾性体数据分割为硬的部位和软的部位这2个。由于对于曲线300、线302、线304、和线306而言与图3(a)相同，所以省略说明。线310是弾性体数据内表示从蓝色以外的顔色变为蓝色的位置的标志。线312是弾性体数据内表示从红色以外的顔色变为红色的位置的标志。彩条314表示以弾性体数据的规定的基准值为基准，区分顔色为蓝色、红色、和緑色的情形。彩条314，虽然由于是黑白图而颜色层次不鮮明，但是例如在区分顔色为蓝色(红色、緑色)的弹性值中，弹性值越高则设定蓝色(红色、緑色)越浓，弾性值越低则设定蓝色(红色、緑色)越淡。在本实施例中，以距最硬的弹性值为规定值程度(例如20% )软的弹性值的位置作为从蓝色以外的顔色变为蓝色的位置。此外，以距最软的弹性值为规定值程度(例如20% )硬的弹性值的位置作为从红色以外的顔色变为红色的位置。弾性体数据分割部200，以距最硬的弾性值为规定值程度软的弹性值的位置即基准值作为基准，分割具有比基准值的弹性值更硬的弹性值的弾性体数据。然后，弾性体数据分割部200将蓝色赋予给分割出的弾性体数据。即，赋予硬的部位的弹性值(线302和线310之间的弹性值)的弾性体数据蓝色。
弾性体数据分割部200以距最软的弹性值为规定值程度硬的弹性值的位置即基准值作为基准，分割具有比基准值的弹性值更软的弹性值的弾性体数据。然后，弾性体数据分割部200赋予分割出的弾性体数据红色。即，赋予软的部位的弹性值(线312和线306之间的弹性值)的弾性体数据红色。再有，蓝色以外的顔色或红色以外的顔色是绿色。赋予绿色的部位是在弾性体数据中具有平均的硬度的部位。此外，在上述中，虽然对弾性体数据分割部200分割出的弾性体数据赋予顔色信息，但也可以在弾性体数据生成部117生成弾性体数据时，按照弹性值来赋予颜色信息。弹性体数据分割部200基于由弾性体数据生成部117赋予的顔色信息(RGB值)也能分割弹性体数据。第一弾性体数据存储部201，存储在弾性体数据分割部200中以规定的基准值为基准而分割出的、与硬的部位(蓝色)相当的弾性体数据。第一弹性绘制运算部202使用下述式(4) (6)对与硬的部位(蓝色)相当的弹性体数据进行体绘制，作成硬的部位(蓝色)的三维弹性图像。Eout (i) = Eout (i_l) + (1-Aout (i_l)) · A (i) · E (i) *S(i) -(4)Aout (i) = Aout (i_l) + (1-Aout (i_l)) · A (i)-(5)A (i) = Opacity [E (i) ]-(6)E(i)是从作成的ニ维投影面上的某一点看三维弹性图像时的存在于视线上第i个的弹性值。Eout (i)是输出的像素值。例如，在视线上排列N体素的弹性值时，对i = O N-I进行累计的弹性值的累计值Eout (N-I)为最终输出的像素值。Eout (i-Ι)表示直至第
i-Ι个的累计值。此外，A(i)是存在于视线上第i个的弹性值的不透明度，是式(6)所示的弾性不透明度表。S⑴是用于附加由弹性值E(i)和根据其周围的弹性值求出的梯度来推算的阴影的加权成分，例如，指示出在光源与以体素i为中心的面的法线一致的情况下，为了进行最强的反射而给出I. 0，在光源与法线正交的情况下给出O. 0，等的强调效果。Eout (i)、Aout (i)都以O为初始值。如式(5)所示，Aout(i)姆当通过体素时都进行累计，收敛在1.0。因此，如式(4)所示，在直至第i_l个的体素的不透明度的累计值Aout (i-Ι)为约I. O的时候，第i个以后的体素值E⑴不能反映在输出图像中。
第二弾性体数据存储部205存储在弾性体数据分割部200中以规定的基准值为基准分割的、相当于软的部位(红色)的弾性体数据。第二弹性绘制运算部206使用上述式(4) (6)对与软的部位(红色)相当的弹性体数据进行体绘制，作成软的部位(红色)的三维弹性图像。三维弹性图像合成部207合成由第一弹性绘制运算部202和第二弹性绘制运算部206输出的多个三维弹性图像。合成处理部119对合成后的三维弹性图像和三维断层图像进行合成。具体地，使用图4 图6说明三维弹性图像合成部207。如图4所示，三维弹性图像合成部207能够进行在显示部120中并列显示硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402的合成。因此，操作者，能分别比较并确认硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402。此外，如图5所示，三维弹性图像合成部207可进行在每ー显示像素中重合硬的部 位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402，并在显示部120中进行显示这样的合成。在显示部120中除合成的三维弹性图像外，还显示用于优先显示硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402中的哪ー个的优先显示设定部500。在优先显示设定部500中显示表示选择硬的部位(蓝色)和软的部位(红色)的选择标志502。在图5中，设定成优先显示硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400。如图5所示，在设定成优先显示硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400的时候，三维弹性图像合成部207以软的部位(红色)的三维弹性图像402为背面，以硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400为前面进行显示。即，能在软的部位(红色)的三维弹性图像402之上覆盖硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400进行显示。因此，即使将硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402进行合成，操作者也能始終确认硬的部位(蓝色)。此外，如图6所示，三维弹性图像合成部207可进行按每ー显示像素加法计算硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402，并进行显示这样的合成。三维弹性图像合成部207，按设定的设定比例α按每ー显示像素加法计算硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402，并使用下式进行合成。所谓设定比例α是设定硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402的各自的半透明度(透过性)的比例，可通过基于操作部104的操作的控制部103的控制进行任意地设定。设定比例α是O以上I以下。(合成的三维弹性图像R)= (I- α ) X (硬的部位的三维弹性图像R)+ α X (软的部位的三维弹性图像R)(合成的三维弹性图像G)= (I- α ) X (硬的部位的三维弹性图像G)+ α X (软的部位的三维弹性图像G)(合成的三维弹性图像B)= (I- α ) X (硬的部位的三维弹性图像B)+ α X (软的部位的三维弹性图像B)因此，操作者可相互确认硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400中的硬度信息和软的部位(红色)的三维弹性图像402中的硬度信息。在图6中，显示用于设定设定比例α的比例设定部600和用于变更设定比例的比例设定条602。如果比例设定条602靠近中央偏左侧，则为了相对于软的部位(红色)的三维弹性图像402强调硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400，三维弹性图像合成部207减小α的值。如果比例设定条602靠近中央偏右侧，则为了相对于硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400强调软的部位(红色)的三维弹性图像402，三维弹性图像合成部207加大α的值。例如，如果将比例设定条602设为中央，则α的值为O. 5，分别半透明地显示硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402。如果将比例设定条602设为左端，则α的值为0，仅显示硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400。如果将比例设定条602设为右端，则α的值为1，仅显示软的部位(红色)的三维弹性图像402。合成处理119虽然未图示，但能按每ー显示像素将三维断层图像分别与并列、重合、或加法计算合成的硬的部位(蓝色)的三维弹性图像400和软的部位(红色)的三维弹性图像402进行合成并加以显示。三维弹性图像400及三维弹性图像402与三维断层图像的合成是指，例如使三维弹性图像400及三维弹性图像402为半透明，在三维断层图像上进行显示，能够相互确认三维弹性图像400及三维弹性图像402中的硬度信息和三维断层图像中的组织信息，进行这样的显示。再有，通过基于操作部104的操作的控制部103的控制，能够进行图4 图6所示的显示部120的显示方式的转换。以上，根据本发明的实施例1，能够分割弾性体数据，进行体绘制，构成三维弹性图像，操作者能相互把握硬的部位和软的部位。(实施例2)在此，使用图I 图7说明实施例2。与实施例I的不同点在干以弾性体数据的规定的基准值为基准，对除硬的部位(蓝色)和软的部位(红色)外具有平均硬度的部位(緑色)进行弾性体数据的分割，对分割出的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像。具体地，使用图7说明三维弹性图像构成部118。三维弹性图像构成部118由以下构成基于弹性值将弾性体数据分割为硬的部位 (蓝色)、软的部位(红色)、具有平均硬度的部位(緑色)的弾性体数据的弾性体数据分割部700;存储由弾性体数据分割部700分割出的相当于硬的部位(蓝色)的弾性体数据的第一弾性体数据存储部201 ;针对存储在第一体数据存储部201中的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像的第一弹性绘制运算部202 ;存储由弾性体数据分割部700分割出的相当于软的部位(红色)的弾性体数据的第二弾性体数据存储部205 ;针对存储在第二体数据存储部205中的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像的第二弹性绘制运算部206 ;存储由弾性体数据分割部700分割出的相当于具有平均硬度的部位(緑色)的弾性体数据的第三弾性体数据存储部701 ;针对存储在第三体数据存储部701中的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像的第三弹性绘制运算部702 ;以及合成由第一弹性绘制运算部202、第二弹性绘制运算部206、和第三弹性绘制运算部702输出的多个三维弹性图像的三维弹性图像合成部703。弾性体数据分割部700使用图3(b)所示的弾性体数据的分割方法来分割弾性体数据。弾性体数据分割部700以从蓝色以外的顔色变为蓝色的位置、从红色以外的颜色变为红色的位置为基准值，将弾性体数据分割为硬的部位、软的部位和具有平均的硬度的部位这3个。由于在实施例I中说明了第一弾性体数据存储部201、第一弹性绘制运算部202、第二弾性体数据存储部205、第二弹性绘制运算部206，所以省略说明。
弾性体数据分割部700，以距最硬的弾性值为规定值程度软的弹性值的位置即第一基准值和距最软的弾性值为规定值程度硬的弹性值的位置即第二基准值为基准，分割具有相当于第一基准值和第二基准值之间的平均硬度的部位的弾性体数据。然后，弾性体数据分割部700赋予分割出的弾性体数据绿色。即，将绿色赋予具有平均硬度的部位的弾性值(线310和线312之间的弹性值)的弾性体数据。第三弾性体数据存储部701存储在弾性体数据分割部701中以规定的基准值为基准分割出的相当于具有平均硬度的部位(緑色)的弾性体数据。第三弹性绘制运算部703使用上述式(4) (6)对与具有平均硬度的部位(绿色)相当的弾性体数据进行体绘制，作成具有平均硬度的部位(緑色)的三维弹性图像。三维弹性图像合成部703合成由第一弹性绘制运算部202、第二弹性绘制运算部206、和第三弹性绘制运算部702输出的多个三维弹性图像。具体地，由于与图4 图6的显示方式相同，仅将2个图像合成參数替换为3个图像合成參数，所以省略说明。以上，根据本发明的实施例2，能够分割弾性体数据，进行体绘制，构成三维弹性图像，操作者能相互把握硬的部位、软的部位、和具有平均硬度的部位。再有，虽然在实施例I中将弾性体数据分割为2个，在实施例2中将弾性体数据分割为3个，但也可以将弾性体数据分割为4个以上。(实施例3)在此，主要使用图8说明实施例3。与实施例1、2的不同点在于具备设定弹性值的阈值的操作部104，三维弹性图像构成部118进ー步对分割为硬的部位和软的部位的弹性体数据进行分割，并且将分割出的弾性体数据的体素值转换为比原始的体素值大的体素值，进行体绘制，构成三维弹性图像。图8(a) (C)是设定分割弾性体数据的阈值的方式。在显示部120中显示这些方式。操作者经由操作部104设定用于分割弾性体数据的阈值。然后，三维弹性图像构成部118以设定的阈值为基准，分割弾性体数据，对分割出的弾性体数据进行体绘制，构成3维弹性图像。通过弾性体数据分割部200分割成相当于硬的部位的弾性体数据和相当于软的部位的弾性体数据，第一弾性体数据存储部201存储相当于硬的部位的弾性体数据，第二弾性体数据存储部205存储相当于软的部位的弾性体数据。操作者经由操作部104对于与硬的部位相当的弾性体数据设定第一阈值，对于与软的部位相当的弾性体数据设定第二阈值。如图8(a)所示，在表示变形、弾性率等的弹性值及频率的关系的直方图801中设定第一阈值802和第二阈值803。操作者通过參照直方图801，就能例如按照包含成为直方图801的峰值的弹性值的方式来设定第一阈值802和第二阈值803。控制部103检测对应第一阈值802的弹性值α和对应第二阈值803的弹性值β。
控制部103将对应检测出的第一阈值802的弹性值α传递给第一弹性绘制运算部202。第一弹性绘制运算部202，设具有比对应设定的第一阈值802的弹性值α硬的弹性值的体素值为255、设具有比弹性值α软的弹性值的体素值为0，从存储在第一弾性体数据存储部201中的相当于硬的部位的弾性体数据中提取出弾性体数据804。第一弹性绘制运算部202对提取出的弾性体数据804进行体绘制。说明将具有比弹性值α硬的弹性值的体素值转换为比原始的体素值大的体素值的优点。如图8(a)所示，仅提取出硬的部位的弾性体数据804所具有的弾性值为小的值。在式⑷中，由干与弹性值E(i)相乘的A(i)、S(i)取I. O以下的值，所以式(4)第二项的计算结果成为E(i)以下的值。因此，在E(i)是小的值的情况下，通过绘制运算就会变为更小的值，显示变得困难。因此，通过将具有比弹性值α硬的弹性值的体素值转换为比原始的体素值大的体素值，就能以适于体绘制的形式进行运算。在本实施例中，虽然示出将体素 值转换为255的例子，但只要是能确认硬的部位的弾性值的适当的显示的大的体素值就可以。此外，控制部103将对应检测出的第二阈值803的弹性值β传递给第二弹性绘制运算部206。第二弹性绘制运算部206，从存储在第二弾性体数据存储部205中的相当于软的部位的弾性体数据中提取出具有比对应设定的第二阈值803的弹性值软的弹性值的弹性体数据805，进行体绘制。虽然软的部位多为弹性值大，但硬的部位也同样，也可以在转换为任意大的值后进行体绘制。也就是说，从相当于硬的部位的弾性体数据中，提取出比第一阈值802硬的弾性体数据804，构成三维弹性图像。从相当于软的部位的弾性体数据中，提取出比第二阈值803软的弾性体数据805，构成三维弹性图像。此外，如图8(b)所示，可在对弾性体数据进行赋色设定的彩条806上设定第一阈值807和第二阈值808。控制部103检测对应彩条806的色调的弹性值α或弹性值β。此夕卜，如图8(c)所示，也可以由操作部104直接输入变形、弾性率等的弹性值α或弹性值β。控制部103检测弹性值α或弹性值β。使用由控制部103检测出的弹性值α或弹性值β的第一弹性绘制运算部202和第二弹性绘制运算部206的体绘制由干与上述相同，所以省略说明。以上，根据本发明的实施例3，能够基于阈值进一歩分割相当于硬的部位的弾性体数据或相当于软的部位的弾性体数据，提取出所希望的弾性体数据，构成三维弹性图像。因此，可删除诊断不需要的硬度的三维弹性图像，构成诊断所需的硬度的三维弹性图像。(实施例4)在此，主要使用图9说明实施例4。与实施例I 3的不同点在于基于弹性值的直方图的特性设定弹性值的阈值，对以阈值为基准分割出的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像。弾性体数据分割部200以弾性体数据的规定的基准值为基准，将弾性体数据分割为硬的部位和软的部位这2个。在图9中示出从弾性体数据生成部117中输出的弾性体数据中的表示变形、弾性率等弹性值及频率关系的直方图900、和用于分割弾性体数据的多个线。线901是弾性体数据内表示最硬的弾性值的标志。线902是弾性体数据内表示最软的弹性值的标志。线903是表示弾性体数据的平均值的标志。线904是表示弾性体数据的众数的标志。弾性体数据分割部200以弾性体数据的直方图900的众数为基准，分割弾性体数据。例如，设定众数土规定值为弾性体数据的弹性值范围。操作者经由操作部104就能设定规定值。此外，也可以使用基于直方图900的统计值来设定规定值。第一弹性绘制运算部202对设定的弾性值范围的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像。此外，如图9所示，可以从以表示众数的下一第二众数的线907为基准的线902中分割线908的第二弹性值范围。第二弹性绘制运算部206针对第二弾性值范围的弾性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像。由于第二弾性值范围相当于比平均值软的部位，所以使用彩条906按红色来赋色。
再有，在本实施例中虽然说明了直至第二众数的方式，但也可以使用第三、第四众数。此外，可计算众数的弹性值和与第二众数相当的弹性值之比，在显示部120中显示。(实施例5)在此，主要使用图10说明实施例5。与实施例I 4的不同点在于三维弹性图像构成部118，使用三维弹性图像用彩条对基于分割为硬的部位和软的部位的弾性体数据的三维弹性图像进行立体赋色。在显示部120中，显示由三维弹性图像构成部118构成的三维弹性图像10、和由ニ维弹性图像构成部116构成的ニ维弹性图像12。在三维弹性图像10上显示表示ニ维弹性图像12的剖面的剖面标志11。此外，在显示部120中显示用于设定三维弹性图像的赋色的三维弹性图像用彩条15、16、和用于设定ニ维弹性图像的赋色的ニ维弹性图像用彩条17。三维弹性图像用彩条15用于表示I个彩条的方式，三维弹性图像用彩条16用于表示2个彩条的方式，在显示部120中显示任意ー个。按照赋色特性不同的方式来设定三维弹性图像用彩条15、16和ニ维弹性图像用彩色条17。设定三维弹性图像用彩条15、16以便立体地显示三维弹性图像。设定ニ维弹性图像用彩条17以便能明确地显示由基于反射回波信号的弾性值构成的ニ维弹性图像的弹性值的分布。通过弾性体数据分割部200分割为相当于硬的部位的弾性体数据和相当于软的部位的弾性体数据。然后，三维弹性图像构成部118(弾性体数据分割部200)基于三维弹性图像用彩条15、16对相当于硬的部位的弾性体数据赋予表示硬度的顔色(蓝色)和表示立体性的顔色(黒色)，对相当于软的部位的弾性体数据赋予表示软度的顔色(红色)和表示立体性的顔色(黒色)。设定三维弹性图像用彩条15、16，以便在绘制后的体素值越小时越强调黑色，在体素值越大时越强调蓝色(红色)。这是为了通过式(4)表示S(i)越接近I. O变得越亮，越接近O. O变得越暗的效果。再有，在上述说明的三维弹性图像用彩条15、16中，虽然赋予纵轴硬度和阴影的信息，但也可以是按照ニ维分割的方式赋予纵轴硬度、赋予横轴阴影的信息的三维弹性图像用彩条。如此，通过在将弾性体数据分割为硬的部位和软的部位后，用三维弹性图像用彩条15、16进行赋色，就能立体地显示三维弹性图像。
此外，ニ维弹性图像用彩条17用于将ニ维弹性图像转换为由光的3原色即红、緑、蓝的色码构成的表示硬度或软度的颜色。ニ维弹性图像用彩条17的红色表示生物体组织的软的部分，蓝色表示硬的部分，緑色表示其中间的硬度。虽然未图示，但ニ维弹性图像用彩条17的红色和緑色之间，緑色和蓝色之间没有边界，通过颜色层次相连。ニ维弹性图像基于由ニ维弹性图像用彩条17设定的顔色就能把握弾性值。即，能够明确地显示ニ维弹性图像的弹性值的分布。因此，由于按照赋色特性不同的方式来设定三维弹性图像用彩条15、16和ニ维弹性图像用彩条17，所以就能显示适于诊断的三维弹性图像和ニ维弹性图像。(实施例6)在此，主要使用图11说明实施例6。与实施例I 5的不同点在于具备弹性数据分割部20，该弹性数据分割部20基于由ニ维弹性图像构成部116输出的ニ维弹性图像的 弹性值，分割为多个硬度部位。在实施例I 5中示出了弾性体数据分割部200将从弾性体数据生成部117输出的弾性体数据分割为多个弾性体数据的例子，但也可以如图11所示，在作成弾性体数据之前，分割弹性数据，由分割出的弹性数据作成弾性体数据。弹性数据分割部20基于从ニ维弹性图像构成部116输出的ニ维弹性图像的弹性值来分割为多个硬度部位。第一弾性体数据生成部21使用由弾性数据分割部20分割出的一方ニ维弹性图像来生成弾性体数据，第二弾性体数据生成部22使用由弾性数据分割部20分割出的另一方ニ维弹性图像生成弾性体数据。弾性数据分割部20的分割方法与实施例I 5相同。
权利要求
1.一种超声波诊断装置，包括 超声波探头，其具有发送接收超声波的振子； 发送部，其经由上述超声波探头向被测体发送超声波； 接收部，其接收来自上述被测体的反射回波信号； 三维弹性图像构成部，其通过对由基于上述反射回波信号的弾性值构成的弾性体数据进行体绘制，来构成三维弹性图像；和 显示部，其显示上述三维弹性图像， 该超声波诊断装置的特征在干， 上述三维弹性图像构成部基于上述弾性值将弾性体数据分割为多个，并通过对分割出的弾性体数据进行体绘制来构成上述三维弹性图像。
2.根据权利要求I所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述三维弹性图像构成部包括弾性体数据分割部，该弾性体数据分割部以上述弾性体数据的规定的基准值为基准，将上述弾性体数据分割成硬的部位和软的部位。
3.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述规定的基准值是上述弾性体数据的平均值、中央值、众数中的任意ー个。
4.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述弾性体数据分割部，以上述规定的基准值为基准进行设定，以便将与上述硬的部位相当的弾性体数据赋色为蓝色，将与上述软的部位相当的弾性体数据赋色为红色。
5.根据权利要求I所述的超声波诊断装置，其特征在干， 包括弾性体数据分割部，其中，该弾性体数据分割部以处于距上述弾性体数据中最硬的弾性值为规定值程度软的弹性值的位置的基准值为基准，分割为具有比上述基准值的弹性值更硬的弹性值的弾性体数据；该弾性体数据分割部以处于距上述弾性体数据中最软的弾性值为规定值程度硬的弹性值的位置的基准值为基准，分割为具有比上述基准值的弹性值更软的弹性值的弾性体数据。
6.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，包括 针对与上述硬的部位相当的弾性体数据进行体绘制的第一弹性绘制运算部；和 针对与上述软的部位相当的弾性体数据进行体绘制的第二弹性绘制运算部。
7.根据权利要求6所述的超声波诊断装置，其特征在干， 包括三维弹性图像合成部，该三维弹性图像合成部对由上述第一弹性绘制运算部和上述第二弾性绘制运算部输出的多个三维弾性图像进行合成。
8.根据权利要求I所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述三维弹性图像构成部包括弾性体数据分割部，该弾性体数据分割部以上述弾性体数据的规定的基准值为基准，将上述弾性体数据分割为硬的部位、软的部位、和具有平均硬度的部位。
9.根据权利要求I所述的超声波诊断装置，其特征在干， 包括操作部，该操作部设定上述弹性值的阈值， 上述三维弹性图像构成部，以设定的阈值为基准，对分割为硬的部位和软的部位的弹性体数据进行进ー步分割，并将进一歩分割出的弾性体数据的体素值转换为比原始的体素值大的体素值，进行体绘制，构成三维弹性图像。
10.根据权利要求9所述的超声波诊断装置，其特征在干， 基于上述弹性值的直方图的特性来设定上述阈值。
11.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述三维弹性图像构成部，使用三维弹性图像用彩条对基于分割为硬的部位和软的部位的上述弾性体数据的三维弹性图像进行立体赋色。
12.根据权利要求11所述的超声波诊断装置，其特征在干， 上述三维弹性图像构成部，基于上述三维弹性图像用彩条，对于与硬的部位相当的上述弾性体数据赋予表示硬度的顔色和表示立体性的顔色，对于与软的部位相当的上述弾性体数据赋予表示软度的顔色和表示立体性的顔色。
13.根据权利要求12所述的超声波诊断装置，其特征在干， 设定上述三维弹性图像用彩条，以便在与硬的部位相当的上述弾性体数据的绘制后的体素值越小时越强调黑色，在绘制后的体素值越大时越强调蓝色；在与软的部位相当的上述弾性体数据的绘制后的体素值越小时越强调黑色，在绘制后的体素值越大时越强调红色。
14.根据权利要求11所述的超声波诊断装置，其特征在干， 按照赋色特性不同的方式来设定上述三维弹性图像用彩条、和对由基于上述反射回波信号的弾性值构成的ニ维弹性图像进行赋色的ニ维弹性图像用彩条。
15.一种超声波图像显示方法，包括 接收反射回波信号，通过对由基于上述反射回波信号的弾性值构成的弾性体数据进行体绘制，来构成三维弹性图像的步骤；和 显示上述三维弹性图像的步骤， 该超声波图像显示方法的特征在干， 上述构成三维弹性图像的步骤基于上述弾性值将弾性体数据分割为多个，并对分割出的弾性体数据进行体绘制。
全文摘要
本发明提供一种分割弹性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像的超声波诊断装置及超声波图像显示方法，其中，该超声波诊断装置包括具有发送接收超声波的振子的超声波探头(102)；经由超声波探头(102)向被测体(101)发送超声波的发送部(105)；接收来自被测体(101)的反射回波信号的接收部(106)；通过对由基于反射回波信号的弹性值构成的弹性体数据进行体绘制，构成三维弹性图像的三维弹性图像构成部(118)；和显示三维弹性图像的显示部(120)；三维弹性图像构成部(118)基于弹性值将弹性体数据分割为多个，通过对分割出的弹性体数据进行体绘制来构成三维弹性图像。
文档编号A61B8/08GK102695458SQ20118000519
公开日2012年9月26日 申请日期2011年1月13日 优先权日2010年1月15日
发明者猪上慎介 申请人:株式会社日立医疗器械