JP2007068724A - 超音波診断装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 ３次元の関心領域を簡便に設定することが可能な超音波診断装置を提供する。
【解決手段】 表示制御部７は、Ｃ面画像や断層像に２次元のマーカを重畳させて表示部８に表示させる。このマーカは、実空間上におけるＣ面上に設定される所定の範囲を表すマーカであり、表示部８上では移動及び変形が極座標系に制限されている。操作者は操作部９を用いてマーカを移動及び変形させ、所望の診断部位に一致させる。３ＤＲＯＩ決定部１２は、マーカが占める範囲を３次元関心領域の底面とし、ＲＯＩ設定情報記憶部１３に予め記憶されている高さ情報と形状を示す情報とに基づいて、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の範囲を決定する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、２次元超音波プローブを備えて被検体内に超音波を送信し、被検体内からの反射波に基づいて被検体内の診断情報を得る超音波診断装置に関する。特に、３次元空間における３次元の関心領域（以下、「３ＤＲＯＩ」と称する場合がある）の設定が容易な超音波診断装置に関する。

超音波振動子が２次元的に配列された２次元超音波プローブを備えた超音波診断装置は、空間的にスキャンすることにより、３次元的な生体情報を収集して立体的な３次元画像などを表示することができる（例えば特許文献１）。

そして、所望の診断部位を観察するために、操作者によって関心領域（ＲＯＩ）が指定され、指定された関心領域に対して超音波を送受信することで、その関心領域内の画像（３次元画像、断層像、ドプラデータ又はカラーフローマッピングデータ（ＣＦＭデータ）など）を収集することが行われている。

ここで、従来技術に係る超音波診断装置の構成について図１０を参照しつつ説明する。図１０は、従来技術に係る一般的な超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。

２次元超音波プローブ２は、超音波振動子がマトリックス（格子）状に配置され、走査（スキャン）することによって３次元的に超音波を送信し、プローブ表面から放射状に広がる形状の３次元データをエコー信号として受信することができる。また、２次元超音波プローブ２は、２次元のスキャン面内をスキャンして２次元データをエコー信号として受信することができ、そのスキャン面を傾斜してスキャンすることもできる。

ここで、２次元超音波プローブ２のスキャン可能な領域について図１１を参照しつつ説明する。図１１は、２次元超音波プローブがスキャンする実空間を示す図であって、スキャンする領域を説明するための模式図である。

図１１（ａ）に示すように、２次元超音波プローブ２がスキャンできる領域は、３次元的な空間である３次元スキャン領域３０である。超音波ビームを主走査方向Ｘに走査し、さらに主走査方向Ｘに直交する方向を副走査方向Ｙとして、その副走査方向Ｙに走査することで３次元スキャン領域３０全体を走査する。

また、図１１（ｂ）に示すように、２次元超音波プローブ２は、円錐状の３次元スキャン領域３１をスキャンすることもできる。超音波ビームを主走査方向Ｘ（図中、半径方向）に走査し、さらに円周方向を副走査方向Ｙとして走査することで３次元スキャン領域３１全体を走査する。

送受信部３は、２次元超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させる送信部（図示しない）と、２次元超音波プローブ２からの信号を受信する受信部（図示しない）とを備えて構成されている。

送受信部３の送信部は、図示しないクロック発生回路、送信遅延回路、及びパルサ回路を備えている。クロック発生回路は、超音波信号の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する回路である。送信遅延回路は、超音波の送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する回路である。パルサ回路は、各超音波振動子に対応した個別経路（チャンネル）の数分のパルサを内蔵し、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生し、２次元超音波プローブ２の各超音波振動子に供給するようになっている。

また、送受信部３の受信部は、図示しないプリアンプ回路、Ａ／Ｄ変換回路、及び受信遅延・加算回路を備えている。プリアンプ回路は、２次元超音波プローブ２の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅されたエコー信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延・加算回路は、Ａ／Ｄ変換後のエコー信号に対して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、加算する。その加算により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。なお、送受信部３によって加算処理された信号を「ＲＦデータ（または、生データ）」と称する。送受信部３から出力されたＲＦデータは、信号処理部４に出力される。

信号処理部４は、主に、Ｂモード処理部４１、ドプラ処理部４２及びＣＦＭ処理部４３を備えて構成されている。

Ｂモード処理部４１は、エコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からＢモード超音波ラスタデータを生成する。具体的には、Ｂモード処理部４１は、送受信部３から送られる信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。

ドプラ処理部４２は、パルスドプラ法（ＰＷドプラ法）又は連続波ドプラ法（ＣＷドプラ法）により血流情報を生成する。例えば、パルスドプラ法によると、パルス波を用いているため、ある特定の深度のドプラ偏移周波数成分を検出することができる。このように距離分解能を有するため、特定部位の組織や血流の深度計測が可能となっている。ドプラ処理部４２は、送受信部３から送られる信号に対して、所定の大きさを有する血流観測点内における受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分と取り出し、さらにＦＦＴ処理を施して、所定の大きさを有する血流観測点内の血流速度を表すドプラ周波数分布を生成する。

また、連続波ドプラ法はパルスドプラ法と異なり、血流観測点で得られる主要なドプラ偏移周波数成分に加えて、超音波の送受信方向全てのドプラ偏移周波数成分が重畳されるが、高速血流計測に優れている。ドプラ処理部４２は、送受信部３から送られる信号に対して、血流観測のサンプルライン上における受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を取り出し、さらにＦＦＴ処理を施して、サンプルライン上の血流速度を表すドプラ周波数成分を生成する。

ＣＦＭ処理部４３は、動いている血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成する。血流情報には、速度、分散、パワーなどの情報があり、血流情報は２値化情報として得られる。具体的には、ＣＦＭ処理部４３は、位相検波回路、ＭＴＩフィルタ、自己相関器、及び流速・分散演算器から構成されている。このＣＦＭ処理部４３は、組織信号と血流信号とを分離するためのハイパスフィルタ処理（ＭＴＩフィルタ処理）を行い、自己相関処理により血流の移動速度、分散、パワーなどの血流情報を多点について求める。その他、組織信号を低減及び削減するための非線形処理が行われる場合もある。

ＤＳＣ５（デジタルスキャンコンバータ）は、信号処理部４から出力された走査線信号列で表される信号処理後のデータを読み込んで、空間情報に基づいた座標系のデータに変換する（スキャンコンバージョン処理）。つまり、超音波走査に同期した信号列をテレビ走査方式の表示部８で表示できるようにするために、標準のテレビ走査に同期して読み出すことにより走査方式を変換している。

３Ｄスキャンが実行された場合、ＤＳＣ５はＢモード断層像データをリサンプリング処理することによりボクセルデータ（ボリュームデータ）を生成し、そのボクセルデータを画像処理部６に出力する。

Ｂモード処理部４１から出力された信号処理後のデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、被検体の組織形状を表すＢモード断層像データが得られる。また、ドプラ処理部４２から出力された信号処理後のデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、血流の速度情報などがドプラデータとして得られる。また、ＣＦＭ処理部４３から出力された信号処理後のデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、血流のカラー画像であるカラーフローマッピングデータ（ＣＦＭ画像データ）が得られる。

なお、白黒のＢモード断層像にカラーの血流情報（ＣＦＭ画像）を重ねて表示する方法をカラーフローマッピング又はカラードプラ断層法といい、ここではこれをＣＦＭモードと称するものとする。このＣＦＭモードは、通常一つの超音波プローブを用いて、超音波ビームを断層像生成のためとドプラ検波を得るためとに共用し、断層像の１フレーム抽出とドプラ検波を交互に行っている。そして、ＣＦＭモードでスキャンが行なわれた場合、ＤＳＣ５にてＢモード断層像データとＣＦＭ画像データとが合成される。これにより、Ｂモード断層像にＣＦＭ画像が重ねられて表示部８に表示されることになる。

画像処理部６は、スキャンによって得られた画像データに対して様々な画像処理を施す。例えば、ボリュームスキャン（３Ｄスキャン）が行われた場合に、画像処理部６は、ＤＳＣ５から出力されたボクセルデータ（ボリュームデータ）に対して画像処理を施す。例えば、画像処理部６は、ボクセルデータに対してボリュームレンダリング（Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）を施して３次元画像データを生成する。このボリュームレンダリングは、超音波診断装置以外のＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などの医用画像診断装置においても広く用いられている３次元画像の表示手法である。

このボリュームレンダリングは、ボクセルデータ（ボリュームデータ）に対して所定の視線方向（投影光線の投影方向）を決めて、任意の視線から光線追跡処理を行い、視線上のボクセル値（輝度値など）の積分値や重み付き累積加算値を投影面上の画像ピクセルに出力することによって、臓器などを立体的に抽出して３次元画像データを生成するものである。

また、画像処理部６は、ボリュームレンダリングの他に、ＭＰＲ画像処理などを施すことも可能である。ボクセルデータ（ボリュームデータ）を特定の平面（切断平面）で切断することによって得られる切断面により生成される任意断面の画像を、ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎｅ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像と称する。

例えば、画像処理部６は、２次元超音波プローブ２の直下にある２次元の平面からなる２次元スキャン面に直交する２次元の平面（以下、「Ｃ面」と称する場合がある）の画像データ（以下、「Ｃ面画像データ」と称する場合がある）を生成することができる。ここで、２次元スキャン面に直交する２次元の平面について、図１２を参照しつつ説明する。図１２は、２次元超音波プローブがスキャンする実空間を示す図であって、３次元スキャン領域におけるＣ面の位置を説明するための模式図である。

図１２に示すように、２次元超音波プローブ２の直下にある２次元スキャン面３２に直交する２次元の平面をＣ面３３とする。このＣ面３３は、超音波の送受信方向にほぼ直交する。このＣ面３３の位置は操作部９を用いて操作者によって指定される。例えば、２次元超音波プローブ２からの距離を指定することで、Ｃ面の位置が指定される。

３Ｄスキャンが行なわれると、ＤＳＣ５でボクセルデータ（ボリュームデータ）が生成され、そのボクセルデータがＤＳＣ５から画像処理部６に出力される。画像処理部６は、そのボクセルデータに対して、操作者によって指定されたＣ面を切断し、そのＣ面の画像データ（Ｃ面画像データ）を生成する。例えば、操作者によってＣ面３３が指定された場合は、画像処理部６は、ボクセルデータに基づいてそれらＣ面に沿う画像データ（Ｃ面画像データ）を生成する。このようにして生成されたＣ面画像データは、画像処理部６から表示制御部７に出力される。

表示制御部７は、ＤＳＣ５からＢモード断層像データなどを受けて、そのＢモード断層像データなどに基づく画像（Ｂモード断層像など）を表示部８に表示させる。例えばＣＦＭモードでスキャンが行なわれた場合、表示制御部７は、ＤＳＣ５からＢモード断層像データとＣＦＭ画像データとが合成された画像データを受け、その画像データに基づく画像を表示部８に表示させる。これにより、Ｂモード断層像にＣＦＭ画像が重畳された画像が表示されることになる（カラーフローマッピング）。また、表示制御部７は、画像処理部６から３次元画像データやＣ面画像データなどを受けて、それら画像データに基づく３次元画像やＣ面画像などを表示部８に表示させる。

表示部８はＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタからなり、そのモニタ画面上にＢモード断層像、３次元画像、又はＣ面画像などが表示される。

操作部９は、超音波の送受信条件などに関する各種設定などを行うための入力装置である。例えば、操作者が操作部９を用いて、ボクセルデータ（ボリュームデータ）に対する投影光線の投影方向（視線方向）を指定する。具体的には操作部９は、ジョイスティックやトラックボールなどのポインティングデバイス、スイッチ、各種ボタン、マウス、キーボード又はＴＣＳ（Ｔｏｕｃｈ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｓｃｒｅｅｎ）などで構成されている。

上記の構成を有する超音波診断装置によってボリュームスキャン（３Ｄスキャン）が行われると、立体的な３次元画像を表示部８に表示することができる。そして、従来においては、操作者が表示部８に表示されている３次元画像を観察しながら３次元の関心領域（３ＤＲＯＩ）を指定していた。

特開２００４−２７５２２３号公報

しかしながら、立体的な３次元画像を表示装置に表示し、その３次元画像を観察しながら３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を設定することは困難である。立体的な３次元画像は奥行きがあるため、モニタ画面に表示されている３次元画像を観察するだけでは、その３次元画像の奥行きを把握することが困難であり、直感的に３次元関心領域を設定することができない。

スキャンを行なっている最中は、利き手（片手）で超音波プローブを持っているため、利き手ではない他方の手で超音波診断装置本体を操作して３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を設定する必要がある。しかしながら、一度に超音波プローブの操作と３次元関心領域の設定を行うことは操作者にとって非常に困難な作業であり、これらの作業を同時に行うためには熟練を要する。特に利き手ではない手で、３次元空間の奥行きも考慮して３次元関心領域を設定する必要もあるため、簡便な手法で３次元関心領域を設定することができる超音波診断装置が望まれていた。

この発明は上記の問題を解決するものであり、３次元の関心領域（ＲＯＩ）を簡便に設定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。

請求項１に記載の発明は、超音波プローブと、前記超音波プローブに超音波を送受信させる送受信部と、前記超音波の送受信の結果得られたデータに基づいて画像データを生成する画像生成部と、前記画像データに基づく画像を表示部に表示させるとともに、前記超音波の送受信方向に略直交する平面上における２次元の所定の範囲を示すマーカを前記画像に重畳させて前記表示部に表示させる表示制御部と、前記２次元の所定の範囲が占める面を断面とする３次元空間の関心領域を求める関心領域決定部と、を備え、前記送受信部は、前記３次元の関心領域内を前記超音波プローブにスキャンさせることを特徴とする超音波診断装置である。

請求項２に記載の発明は、超音波プローブと、前記超音波プローブに超音波を送受信させる送受信部と、前記超音波の送受信の結果得られたデータに基づいて画像データを生成する画像生成部と、前記画像データに基づく画像を表示部に表示させるとともに、２次元のマーカを前記画像に重畳させて前記表示部に表示させる表示制御部と、前記２次元のマーカが示す範囲を、前記超音波の送受信方向に略直交する平面上における２次元の範囲とし、前記２次元の範囲が占める面を断面とする３次元空間の関心領域を求める関心領域決定部と、を備え、前記送受信部は、前記３次元の関心領域内を前記超音波プローブにスキャンさせることを特徴とする超音波診断装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の超音波診断装置であって、前記関心領域決定部は、前記断面を底面とし、予め設定された長さを前記底面からの高さとする領域が占める空間を前記３次元空間の関心領域とすることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置であって、前記表示制御部は、前記マーカを極座標系に従って移動可能に前記表示部に表示させることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の超音波診断装置であって、前記表示制御部は、前記マーカの形状を前記極座標系に従って変形可能に前記表示部に表示させることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置であって、前記表示制御部は、前記マーカを直交座標系に従って移動可能に前記表示部に表示させることを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の超音波診断装置であって、前記表示制御部は、前記マーカの形状を前記直交座標系に従って変形可能に前記表示部に表示させることを特徴とするものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波診断装置であって、前記画像生成部は、前記超音波の送受信の結果得られたデータに基づいて、前記超音波の送受信方向に略直交する平面に沿った２次元の画像データを生成し、前記表示制御部は、前記２次元の画像データに基づく２次元画像と前記マーカとを重畳させて前記表示部に表示させることを特徴とするものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波診断装置であって、前記画像生成部は、前記超音波の送受信の結果得られたデータに基づいて、前記超音波の送受信方向に平行な平面に沿った２次元の画像データを生成し、前記表示制御部は、前記２次元の画像データに基づく２次元画像と前記マーカとを重畳させて前記表示部に表示させることを特徴とするものである。

請求項１０に記載の発明は、超音波プローブと、前記超音波プローブに超音波を送受信させる送受信部とを備えた超音波診断装置に、前記超音波の送受信の結果得られるデータに基づいて画像データを生成する画像生成機能と、前記画像データに基づく画像を表示部に表示させるとともに、前記超音波の送受信方向に略直交する平面上における２次元の所定の範囲を示すマーカを前記画像に重畳させて前記表示部に表示させる表示制御機能と、前記２次元の所定の範囲を占める面を断面とする３次元空間の関心領域を求める関心領域決定機能と、を実行させることを特徴とするプログラムである。

この発明によると、マーカが示す２次元の範囲に基づいて３次元関心領域（ＲＯＩ）を自動的に決定することにより、操作者はそのマーカで所望の位置及び形状を指定するだけで簡便に３次元関心領域を設定することが可能となる。

この発明の実施形態に係る超音波診断装置について、図１から図９を参照しつつ説明する。この実施形態に係る超音波診断装置１は、Ｂモード断層像を表示するＢモード、超音波ビーム方向の反射源の時間的位置変化を運動曲線として表示するＭモード、血流情報を表示するドプラモード（パルスドプラ（ＰＷ）又は連続波ドプラ（ＣＷ））、血流情報を２次元的に表示するＣＦＭ（カラーフローマッピング）モードなどの既知のモードに応じて動作可能な装置である。

（構成）
この発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成について図１を参照しつつ説明する。図１は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。

この実施形態に係る超音波診断装置１は、ＲＯＩ設定部１０及び表示制御部７に特長があり、Ｂモード断層像、Ｃ面画像、又は３次元画像などに２次元のマーカを重畳させて表示し、その２次元のマーカの形状及び大きさを基準として３次元の関心領域（ＲＯＩ）を決定する。これにより、簡便に３次元関心領域（ＲＯＩ）を設定することが可能となる。

ＲＯＩ設定部１０及び表示制御部７以外の構成については、図１０に基づいて説明した従来技術に係る超音波診断装置と同じ構成を有する。つまり、この実施形態に係る超音波診断装置１が備えている、２次元超音波プローブ２、送受信部３、ＤＳＣ５、画像処理部６、表示部８及び操作部９は、既知の構成と同じ構成であり、同じ処理を実行することができる。

以下、３次元の関心領域（３ＤＲＯＩ）の設定に寄与するＲＯＩ設定部１０及び表示制御部７について説明する。

ＲＯＩ設定部１０は、２Ｄマーカ記憶部１１、３ＤＲＯＩ決定部１２、及びＲＯＩ設定情報記憶部１３を備えて構成され、スキャンで得られた断層像や３次元画像などを表示部８に表示させている状態で、それら画像に重ねて表示された２次元のマーカ（以下、「２Ｄマーカ」と称する）の形状及び大きさに基づいて３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の形状及び大きさを決定する。

２Ｄマーカ記憶部１１には、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する際に基準となる２次元のマーカデータ（以下、「２Ｄマーカデータ」と称する）が記憶されている。２Ｄマーカは、断層像や３次元画像などに重畳されて表示部８に表示される。この２Ｄマーカが占める範囲は、図１２に示す実空間において、２次元超音波プローブ２の直下にある２次元スキャン面３２に直交するＣ面上の所定の範囲に対応している。

表示制御部７は、従来技術に係る表示制御部と同様に、Ｂモード断層像、３次元画像、ＭＰＲ画像又はＣ面画像などを表示部８に表示させるとともに、２Ｄマーカ記憶部１１から２Ｄマーカデータを読み込んで、３次元画像、ＭＰＲ画像、Ｂモード断層像又はＣ面画像などに２Ｄマーカを重畳させて表示部８に表示させる。操作者は、操作部９を操作することにより、３次元画像上やＭＰＲ画像上で２Ｄマーカの位置、形状及び大きさを変えることができ、操作部９に設置されている確定ボタンなどを押すことで、２Ｄマーカの位置、形状及び大きさを確定することができる。表示制御部７は操作部９の指示に従って、２Ｄマーカ１５を移動先の座標に移動させて表示部８に表示させ、また、２Ｄマーカ１５を拡大又は縮小させて表示部８に表示させる。

ここで、画像に重畳されて表示される２Ｄマーカの形状や、画像上での移動の制限について図３から図５を参照しつつ説明する。図３から図５は、Ｃ面画像に重畳された２Ｄマーカの表示例を示すモニタ画面の図である。

ここでは、診断部位を心臓とし、Ｃ面画像上に２Ｄマーカを表示する場合について説明する。３Ｄスキャンを行うことによりボクセルデータ（ボリュームデータ）が生成され、画像処理部６はそのボクセルデータに基づいて、操作者によって指定されたＣ面に沿った画像データ（Ｃ面画像データ）を生成する。なお、操作者は操作部９を用いて２次元超音波プローブ２のからの距離（深さ）を指定することで、Ｃ面の位置を指定することができる。表示制御部７は画像処理部６からＣ面画像データを受けると、２Ｄマーカ記憶部１１から２Ｄマーカデータを読み込んで、Ｃ面画像に２Ｄマーカを重畳させて表示部８に表示させる。

図３（ａ）に示すように、表示制御部７は、表示部８のモニタ画面８ａ上に心臓のＣ面画像１４を表示させるとともに、そのＣ面画像１４上に所定の範囲を表す２Ｄマーカ１５を重ねて表示させる。

図３に示す例においては、２Ｄマーカ１５は極座標系に従って移動、拡大及び縮小が可能となっている。換言すると、２Ｄマーカ１５の移動、拡大及び縮小は、極座標上の移動、拡大及び縮小に制限されている。ここで、中心Ｏを極座標系の中心点とする。２Ｄマーカ１５はこの中心Ｏを中心として、極座標系に従ってｒ方向（半径方向）及びφ方向（円周方向）に移動可能となっている。また、２Ｄマーカ１５は、ｒ方向及びφ方向に拡大又は縮小可能となっている。この例においては、２Ｄマーカ１５は扇型の形状をなしている。

図３（ｂ）に示すように、２Ｄマーカ１５は、ｒ方向（半径方向）についてはｒ１方向とｒ１方向の反対方向であるｒ２方向に拡大又は縮小可能となっており、φ方向（円周方向）についてはφ１方向とφ１方向の反対方向であるφ２方向に拡大又は縮小可能となっている。この拡大及び縮小によって、扇型の２Ｄマーカ１５の形状を変形させることが可能となっている。

２Ｄマーカ１５の移動、拡大及び縮小の操作は、操作部９に設置されているポインティングデバイスやマウスなどを用いて行われる。表示制御部７は、操作部９の指示に従って、２Ｄマーカ１５を移動先の座標に移動させて表示部８に表示させ、また、２Ｄマーカ１５を拡大又は縮小させて表示部８に表示させる。このとき、２Ｄマーカ１５の移動、拡大及び縮小は、極座標上での移動、拡大及び縮小に制限される。

以上のように、表示部８にＣ面画像を表示することで、実空間である３次元空間の奥行きを把握することができるため、そのＣ面画像上に３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する際の基準となる２Ｄマーカを表示させることにより、奥行き方向について適切に所望の関心領域の位置を指定することが可能となる。

また、２Ｄマーカ１５の操作を極座標系に従って移動及び変形可能とすることにより、心臓の形状に２Ｄマーカ１５の形状を簡便に一致させることができる。例えば、図３（ｂ）に示すように、心臓の一部分１４ａである冠動脈は、Ｃ面画像では円形状に近い形状となっている。２Ｄマーカ１５は極座標系に制限されて移動可能であり、また、ｒ１方向、ｒ２方向、φ１方向及びφ２方向に制限されて拡大及び縮小可能であるため、円形状に近い心臓の一部分１４ａ（冠動脈）に、２Ｄマーカ１５の形状を一致させやすくなる。

例えば、扇型の形状をなす２Ｄマーカ１５の拡大及び縮小の操作を極座標系に制限し、２Ｄマーカ１５をｒ方向及びφ方向に拡大又は縮小することにより、２Ｄマーカ１５の形状を心臓の一部分１４ａ（冠動脈）の形状に一致させやすくなる。また、移動の方向についてもｒ方向又はφ方向に制限することにより、心臓の一部分１４ａ（冠動脈）の形状に沿って２Ｄマーカ１５を移動させることが可能となるため、所望の部位に２Ｄマーカ１５を移動させやすくなる。

このように、２Ｄマーカ１５の移動及び変形の操作が、極座標の座標系に制限されることで、利き手ではない手であってもそのような移動及び変形のための操作が容易になる。自由に２Ｄマーカ１５の移動及び変形が可能な場合よりも、ある程度、移動方向及び形状変化に制限があった方が操作者にとって操作しやすい。特に、聞き手ではない片手で操作する場合は、その効果は顕著になる。このとき、２Ｄマーカ１５の移動及び変形の方向が、診断部位の形状に沿って移動及び変形可能であれば、さらに操作しやすくなる。上述したように、心臓、特に冠動脈の場合は、２Ｄマーカ１５の移動及び変形を極座標系に制限することで、冠動脈の形状に２Ｄマーカ１５の形状を一致せやすくなるため、関心領域の設定を簡便に行うことが可能となる。

また、２Ｄマーカに移動及び変形の基準となる極座標系の中心Ｏは、任意の方向に移動可能となっている。例えば、図４に示すように、中心ＯをＣ面画像１４上で平行移動させて中心Ｏ１にすることができる。この場合、移動先の中心Ｏ１が新たな極座標系の中心となり、新たな極座標系に従って２Ｄマーカ１５は移動及び変形が可能となる。極座標系の中心Ｏの移動は、操作者が操作部９を用いて指示することができる。表示制御部７は、新たな中心Ｏ１を中心とした極座標系に従って２Ｄマーカ１５を表示部８に表示させ、移動及び形状変化の指示に従って２Ｄマーカ１５を移動及び形状変化させて表示部８に表示させる。

また、２Ｄマーカを直交座標系上で移動、拡大及び縮小させても良い。２Ｄマーカを直交座標系上で移動及び変形させる場合について図５を参照しつつ説明する。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、２Ｄマーカ１６は矩形状の形状を有している。そして、互いに直交するＸ方向及びＹ方向に移動可能となっている。また、２Ｄマーカ１６は、Ｘ方向及びＹ方向に拡大又は縮小可能となっている。このように２Ｄマーカ１６は、直交座標系に制限されて移動、拡大及び縮小が可能となっている。

２Ｄマーカ１６の移動、拡大及び縮小の操作は、操作部９に設置されているポインティングデバイスやマウスなどを用いて行われる。表示制御部７は、操作部９の指示に従って、２Ｄマーカ１６を移動先の座標に移動させて表示部８に表示させ、また、２Ｄマーカ１６を拡大又は縮小させて表示部８に表示させる。このとき、２Ｄマーカ１６の移動、拡大及び縮小は、直交座標上での移動、拡大及び縮小に制限される。

２Ｄマーカ１５又は２Ｄマーカ１６を表示部８のモニタ画面８ａ上で所望の位置に移動させ、そして、２Ｄマーカ１５又は２Ｄマーカ１６の形状及び大きさを、観察したい診断部位の形状及び大きさに合わせると、操作者は操作部９に設定されている確定ボタンを押下する。これにより、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する際の基準となるマーカ（範囲）が決定され、表示制御部７は、２Ｄマーカの位置（座標）を示す情報を３ＤＲＯＩ決定部１２に出力するとともに、２Ｄマーカの形状及び大きさを示す情報を３ＤＲＯＩ決定部１２に出力する。

３ＤＲＯＩ決定部１２は、決定された２Ｄマーカの位置（座標）、形状及び大きさを示す情報を表示制御部７から受けると、その情報に基づいて３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の範囲を決定する。この決定に用いられる情報が、ＲＯＩ設定情報記憶部１３に予め記憶されている。ＲＯＩ設定情報記憶部１３には、３次元関心領域の高さを示す情報と、３次元関心領域の形状を示す情報が記憶されている。高さを示す情報と形状を示す情報は、予め設定されて記憶されている情報であり、操作者が予め任意に設定することができる。

３ＤＲＯＩ決定部１２は、表示制御部７から出力された２Ｄマーカが占める範囲を断面とする３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する。例えば、３ＤＲＯＩ決定部１２は、２Ｄマーカが占める範囲を断面とし、予め設定されてＲＯＩ設定情報記憶部１３に記憶されている高さ情報を３次元関心領域の高さとし、予め設定された形状に合わせて３次元関心領域を決定する。

ここで、２Ｄマーカに基づく３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の決定手法について図６を参照しつつ説明する。図６は、２次元超音波プローブがスキャンする実空間を示す図であって、２Ｄマーカの形状及び大きさに基づいて３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定するための処理を説明するための模式図である。

ここでは、極座標系上で２Ｄマーカが設定された場合について説明する。図６（ａ）及び（ｂ）に３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の一例を示す。図６（ａ）に示す３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８、及び、図６（ｂ）に示す３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１９は、操作者によって決定された２Ｄマーカ１５が占める範囲を底面１７としている。２次元超音波プローブ２から底面１７までの距離（深さ）は、２次元超音波プローブ２からＣ面までの距離（深さ）に等しい。２次元超音波プローブ２からＣ面までの距離（深さ）は、Ｃ面画像を生成するときに操作者によって指定されるパラメータである。

設定された２Ｄマーカ１５の形状が扇型の形状をなしているため、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８及び１９の底面１７も扇型の形状をなしている。また、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８及び１９の高さを高さｈとしている。２Ｄマーカの位置、形状及び大きさを示す情報は、上述したように表示制御部７から３ＤＲＯＩ決定部１２に出力され、高さｈを示す情報はＲＯＩ設定情報記憶部１３に予め記憶されている。

そして、３ＤＲＯＩ決定部１２は、ＲＯＩ設定情報記憶部１３に予め記憶されている３次元関心領域の形状を示す情報に従って、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８及び１９の形状を決定する。

図６（ａ）に示す３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８は、円錐状の形状に沿った形状をなし、図６（ｂ）に示す３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１９は、柱状の形状に沿った形状をなしている。

例えば、ＲＯＩ設定情報記憶部１３に円錐状の形状を示す情報を予め記憶させていた場合、３ＤＲＯＩ決定部１２は、その円錐状の形状を示す情報に従って、求めるべき関心領域の範囲を、図６（ａ）に示す３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８に決定する。２Ｄマーカ１５の形状が扇型をなしているため、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８の底面１７の形状は扇型となり、さらに、高さ方向における任意の位置の断面も扇型となっている。つまり、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８の断面の形状は、扇型の相似形を保っている。また、円錐状の形状条件に従って、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８は、２次元超音波プローブ２に近づくにつれて断面積が徐々に小さくなっている。

一方、ＲＯＩ設定情報記憶部１３に柱状の形状を示す情報を予め記憶させていた場合、３ＤＲＯＩ決定部１２は、その柱状の形状を示す情報に従って、求めるべき関心領域の範囲を、図６（ｂ）に示す３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１９に決定する。この３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１９は、柱状の形状を示す情報に従って決定されているため、任意の高さにおける断面の形状は底面１７の形状と同じ扇型をなし、高さによって断面の形状は変わらず柱状の領域となっている。

また、図５に示すように、直交座標系で表される２Ｄマーカ１６により所望の位置を指定した場合も、３ＤＲＯＩ決定部１２は、２Ｄマーカ１６の形状及び大きさと、ＲＯＩ設定情報記憶部１３に記憶されている高さ及び形状を示す情報とに基づいて、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の形状及び大きさを決定する。この場合、２Ｄマーカ１６の形状は矩形状となっているため、３ＤＲＯＩ決定部１２は、その矩形状の範囲を底面とする直方体又は立方体の形状からなる領域を３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）と決定する。

以上のように、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の範囲が決定すると、３ＤＲＯＩ決定部１２は、決定した３次元関心領域の座標を示す情報を送受信部３に出力するとともに、３次元関心領域の形状及び大きさを示す情報を送受信部３に出力する。

送受信部３は、３ＤＲＯＩ決定部１２から出力された、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の座標情報、形状及び大きさを示す情報を受けて、その座標に対応する位置にある３次元の関心領域が占める範囲に対して超音波の送受信を行うように、２次元超音波プローブ２の制御を行なう。例えば、ＣＦＭモードでスキャンを行なうことによりカラーフローマッピングデータ（ＣＦＭ画像データ）が得られ、３次元関心領域内にある血管の立体的なカラー画像が得られる。

２次元超音波プローブ２は、送受信部３の制御に従って上記の位置にある部位に対して超音波を送信し、反射を受信して送受信部３に送る。このスキャンにより、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）内の画像データが収集される。例えば、ＣＦＭモードでスキャンすることにより、カラーフローマッピングデータ（ＣＦＭ画像データ）が収集され、３次元関心領域内にある血管の立体的なカラー画像が得られる。

例えば３次元関心領域として、図６（ａ）及び（ｂ）に示す３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８又は１９が決定された場合、ＣＦＭモードでスキャンすることにより、ＣＦＭ画像データが収集され、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８又は１９内にある血管の立体的なカラー画像が得られる。

なお、上記の例では、２Ｄマーカの範囲を３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の底面としたが、任意の位置における断面としても良い。この場合、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の高さが全体として高さｈとなれば良い。例えば、２Ｄマーカが占める範囲を、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の中心の断面としても良い。

また、Ｃ面画像に、Ｃ面上に設定される所定の範囲を表す２Ｄマーカを重畳させた場合について説明したが、Ｃ面画像以外の画像上に、Ｃ面上に設定される所定の範囲を表す２Ｄマーカを表示しても良い。例えば、Ｃ面画像に直交する断層像上に２Ｄマーカを表示して２Ｄマーカの位置、形状及び大きさを決定しても良い。この場合の表示例について図７を参照しつつ説明する。図７は、断層像に重畳された２Ｄマーカの表示例を示すモニタ画面の図である。

ここでは、図１２に示す２次元スキャン面３２に沿った面の断層像上に２Ｄマーカを表示させる。この２次元スキャン面３２は２次元超音波プローブ２の直下にあるスキャン面であり、実空間の３次元空間内においてＣ面に直交する平面である。

例えば、２次元スキャン面３２上をＢモードで２Ｄスキャンすることにより、その面のＢモード断層像データを生成する。表示制御部７は、ＤＳＣ５からＢモード断層像データを受けると、２Ｄマーカ記憶部１１から２Ｄマーカデータを読み込んで、Ｂモード断層像に２Ｄマーカを重畳させて表示部８に表示させる。

また、３Ｄスキャンを行なった場合は、得られたボリュームデータに基づいて、画像処理部６が２次元スキャン面３２に沿った面のＢモード断層像データを生成し、表示制御部７に出力する。表示制御部７は画像処理部６からＢモード断層像データを受けると、２Ｄマーカ記憶部１１から２Ｄマーカデータを読み込んで、Ｂモード断層像に２Ｄマーカを重畳させて表示部８に表示させる。

図７（ａ）に示すように、表示制御部７は、断層像２０を表示部８のモニタ画面８ａ上に表示させる。この断層像２０は、実空間においてＣ面に直交する面に沿った２次元画像である。表示制御部７は、この断層像２０にＣ面を表す面２１と２Ｄマーカ２２を重畳させて表示させる。

２Ｄマーカ２２は、実空間におけるＣ面上に設定される所定の範囲を表すマーカである。Ｃ面と断層像２０とは直交するため、Ｃ面上に設定される所定の範囲を表す２Ｄマーカを断層像に重ねて表示するために、Ｃ面を表す面と２Ｄマーカを斜めにして断層像２０に重ねて表示させる。

このように斜めに表示されたＣ面と２Ｄマーカの例を図７（ａ）に示す。図７（ａ）に示す面２１は、実空間におけるＣ面を斜めに表示した面であり、２Ｄマーカ２２は、実空間におけるＣ面上に設定される所定の範囲を表すマーカである。表示制御部７は、傾斜したＣ面を表す面２１上に２Ｄマーカ２２を表示部８に表示させる。Ｃ面を表す傾斜した面２１の面データと、傾斜した２Ｄマーカの２Ｄマーカデータは、予め設定されて２Ｄマーカ記憶部１１に記憶されている。表示制御部７は、Ｂモード断層像データを受けると、２Ｄマーカ記憶部１１から面データと２Ｄマーカデータとを読み出して、断層像にＣ面を傾斜して表す面と傾斜した２Ｄマーカとを重畳させて表示部８に表示させる。また、面２１の中心の位置が実空間におけるＣ面の２次元超音波プローブ２からの距離（深さ）に対応する。Ｃ面の位置が操作者によって指定されると、表示制御部７は、指定された位置に面２１を表示させる。

面２１は、操作者が操作部９を用いることによって、断層像２０上で上下方向及び左右方向に移動可能となっている。この面２１の位置は、実空間上におけるＣ面の位置を表しているため、面２１を上下方向に移動させることにより、２次元超音波プローブ２からＣ面までの距離（深さ）を変えることが可能となる。これにより、２次元超音波プローブ２からＣ面までの距離（深さ）を指定することができる。

また、２Ｄマーカ２２は、傾斜して表示されている面２１内に制限されて移動、拡大及び縮小が可能となっている。このとき、２Ｄマーカ２２は、中心Ｏ２を中心とした極座標の座標系に従って移動、拡大及び縮小が可能となっている。なお、２Ｄマーカは、直交座標系に従って移動、拡大及び縮小が可能であっても構わない。

以上のように、断層像２０上にＣ面を表す面２１と２Ｄマーカ２２とを表示することにより、２次元超音波プローブ２から指定されたＣ面までの距離（深さ）を操作者は視覚的に認識することができるため、３次元空間に設定される関心領域の深さ方向の位置を直感的に把握することが可能となる。

そして、操作者は、面２１を断層像２０上で上下方向及び左右方向に移動させて実空間上におけるＣ面の位置を決定し、さらに、２Ｄマーカ２２を極座標系に従って所望の位置に移動させ、さらに２Ｄマーカ２２の形状を極座標系に従って変形させて所望の診断部位の形状に一致させる。このように２Ｄマーカ２２によって所定の範囲が指定されることで、求めるべき３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の断面が決定される。

また、表示制御部７は、図７（ｂ）に示すように、Ｃ面を表す面２３とその面２３内で移動などが可能な２Ｄマーカを縮小させて表示部８に表示させても良い。この場合も、面２３は断層像２０上で上下方向及び左右方向に移動可能となっている。

以上のように断層像２０上に２Ｄマーカを表示させて所望の位置を指定した場合も、Ｃ面画像上に２Ｄマーカを表示させた場合と同様に、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を簡便に決定することが可能である。斜めに表示された面２１の中心の位置が、実空間上における２次元超音波プローブ２からＣ面までの距離（深さ）を示しており、斜めに表示された２Ｄマーカ２２の形状及び大きさが３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の断面の形状及び大きさとなる。３ＤＲＯＩ決定部１２は、例えば、２Ｄマーカ２２が占める範囲を底面とし、ＲＯＩ設定情報記憶部１３に記憶されている高さ情報に従って、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する。このとき、３ＤＲＯＩ決定部１２は、ＲＯＩ設定情報記憶部１３に記憶されている形状を示す情報に従って、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の形状を決定する。例えば、極座標系に従って２Ｄマーカが決定された場合は、円錐状又は柱状の形状に従って３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の形状が決定される。

なお、Ｃ面画像又は断層像以外の３次元画像などに２Ｄマーカを重畳して表示させ、その３次元画像などを観察しながら２Ｄマーカを移動及び形状変化させることにより、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する際の基準の面を決定しても良い。

超音波診断装置１は図示しない制御部を備えている。制御部は、超音波診断装置１の各部に接続され、超音波診断装置１の各部を制御する。また、制御部にはＲＯＭ又はＲＡＭなどのメモリからなる記憶装置（図示しない）が接続されている。その記憶装置には、超音波診断装置１の各部を制御するための制御プログラムが記憶されている。制御部は例えばＣＰＵで構成され、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行することにより、超音波診断装置１の各部を制御して、送受信部３の機能、信号処理部４の機能、ＤＳＣ５の機能、画像処理部６の機能、表示制御部７の機能、及びＲＯＩ設定部１０の機能を実行させる。操作部９で入力された情報又は命令は制御部に出力され、制御部はその命令に従って処理を行う。

（作用）
次に、この発明の実施形態に係る超音波診断装置１の動作について、図２を参照しつつ説明する。図２は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の動作を順番に示すフローチャートである。ここでは、被検体の心臓を映像化する場合について説明する。

まず、超音波診断装置１によりＢモードで２Ｄスキャンを行なって、２次元のＢモード断層像を表示部８に表示し、所望の診断部位（この例では心臓）の位置を探索する。このとき、図１２に示す２次元スキャン面３２をスキャンすることで、Ｂモード断層像データを収集し、そのデータに基づく断層像を表示部８に表示する。

そして、所望の診断部位（心臓）の位置に２次元超音波プローブ２を移動し、超音波診断装置１により３Ｄスキャンを実行して、被検体内のボリュームデータを収集する（ステップＳ０１）。具体的には、送受信部３は２次元超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させ、被検体内に超音波を送信させる。例えば、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、送受信部３は３次元スキャン領域３０や３次元スキャン領域３１などの３次元空間内を２次元超音波プローブ２に走査（スキャン）させる。

ＤＳＣ５は、信号処理部４から出力された信号処理後のデータに基づいてボクセルデータ（ボリュームデータ）を生成し、そのボクセルデータを画像処理部６に出力する。

画像処理部６は、ＤＳＣ５からボクセルデータを受けると、操作者によって決定された手法によって画像処理を施す。ここでは、Ｃ面画像データを生成する場合について説明する。Ｃ面画像データを生成する場合、操作者は操作部９を用いてＣ面の位置を指定する。具体的には、２次元超音波プローブ２からの距離（深さ）を指定する。画像処理部６は、ボクセルデータに基づいて、操作者によって指定されたＣ面に沿った画像データ（Ｃ面画像データ）を生成する（ステップＳ０２）。このＣ面画像データは表示制御部７に出力され、表示制御部７はそのＣ面画像データに基づくＣ面画像を表示部８に表示させる。

このとき表示制御部７は、２Ｄマーカ記憶部１１に記憶されている２Ｄマーカデータを読み込んで、Ｃ面画像に２Ｄマーカを重畳させて表示部８に表示させる（ステップＳ０３）。この２Ｄマーカは、実空間のＣ面上に設定される所定の範囲を示すマーカであり、Ｃ面上で移動、拡大及び縮小が可能となっている。図３に示すように、表示制御部７は、Ｃ面画像１４上に２Ｄマーカ１５を重ねて表示部８に表示させる。ここでは、２Ｄマーカ１５は極座標系に従って移動、拡大及び縮小が可能である。なお、図５に示すように、直交座標系に従って２Ｄマーカを移動、拡大及び縮小させても良い。

そして、表示部８のモニタ画面８ａ上に２Ｄマーカ１５を表示させている状態で、操作者が操作部９のマウスなどを用いて観察したい部位に２Ｄマーカ１５を移動させ、その観察したい部位の形状に２Ｄマーカ１５の形状及び大きさを合わせる（ステップＳ０４）。

例えば、心臓を映像化する場合、図３（ｂ）に示すように心臓の一部分１４ａ（冠動脈）の形状は円形状となっているため、極座標系に従って２Ｄマーカ１５を移動、拡大又は縮小させることにより、２Ｄマーカ１５をその心臓の一部分１４ａ（冠動脈）の形状に一致させやすくなる。特に、利き手で２次元超音波プローブ２を持って検査を行っている最中に、もう一方の手で関心領域の設定を行う場合は、２Ｄマーカ１５の移動などが極座標系に制限されることで、簡便に関心領域の形状や位置などを設定することができる。

そして、操作者が操作部９に設定されている確定ボタンを押すことにより、２Ｄマーカ１５の位置、形状及び大きさが確定される。この確定された２Ｄマーカの位置（座標）、形状及び大きさを示す情報が、表示制御部７から３ＤＲＯＩ決定部１２に出力される。

３ＤＲＯＩ決定部１２は表示制御部７から２Ｄマーカの位置（座標）、形状及び大きさを示す情報を受けると、２Ｄマーカの形状及び大きさに基づいて、目的とする３次元の関心領域（３ＤＲＯＩ）の形状及び大きさを決定する（ステップＳ０５）。

３ＤＲＯＩ決定部１２は、ＲＯＩ設定情報記憶部１３から３次元関心領域の高さ情報、及び形状を示す情報を読み込み、それらの情報と２Ｄマーカの位置、形状及び大きさを示す情報とに基づいて３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の範囲を決定する。

例えば図６（ａ）に示すように、３ＤＲＯＩ決定部１２は、設定された２Ｄマーカが占める面を底面１７とし、高さを予め設定された高さｈとする。さらに、形状を円錐状に沿った形状とする。そして、３ＤＲＯＩ決定部１２は、底面１７、その底面１７から高さｈの位置にある上面、及び側面で囲まれる範囲を３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８と決定する。操作者により指定された２Ｄマーカの形状は扇型であるため、底面１７も扇型の形状をなしている。また、円錐状の形状に従って３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）が形成されるため、相似形を保って２次元超音波プローブ２に近づくほど徐々に断面積が小さくなっている。

そして、３ＤＲＯＩ決定部１２は、決定した３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８の位置（座標）、形状及び大きさを示す情報を送受信部３に出力する。３次元関心領域の形状を柱状として、図６（ｂ）に示す柱状の３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１９が決定された場合も、その３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１９の位置（座標）、形状及び大きさを示す情報が送受信部３に出力される。

送受信部３は、３ＤＲＯＩ決定部１２から３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８又は１９の座標、形状及び大きさを示す情報を受けると、２次元超音波プローブ２にその３次元関心領域内をスキャンさせる（ステップＳ０６）。例えば、ＣＦＭモードでスキャンすることにより、カラーフローマッピングデータ（ＣＦＭ画像データ）が収集され、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）１８又は１９内にある血管の立体的なカラー画像が得られる。そして、表示制御部７は、この３Ｄスキャンによって得られた画像データに基づく画像を表示部８に表示させる（ステップＳ０７）。

従来技術と同様に、３Ｄスキャンにより得られたデータをＣＦＭ処理部４３で処理することにより、カラードプラ画像データ（カラーフローマッピングデータ）を生成し、表示部８にカラードプラ画像（カラーフローマッピングデータ）を表示する。ＣＦＭ画像データによると、３次元関心領域内の血管のカラー画像が立体的に表示されることになる。

以上のように、Ｃ面画像上に、実空間のＣ面上に設定される所定の範囲を示す２Ｄマーカを表示し、その２Ｄマーカによって３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の断面を指定することにより、３次元空間の奥行き方向の把握が容易になり、さらに、２次元画面上で２次元のマーカを設定すれば済むため、簡便に３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を設定することが可能となる。

また、２Ｄマーカの移動及び変形の操作が、極座標の座標系に制限されているため、利き手ではない手であってもその移動及び変形のための操作が容易になる。さらに、心臓のように円形状の診断部位を撮像する場合は、２Ｄマーカの移動及び変形を極座標系に制限することで、円形状の診断部位の形状に２Ｄマーカの形状を一致させやすくなり、関心領域の設定が更に簡便になる。

上記の例においては、操作者によって指定された２Ｄマーカの範囲を３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の底面としたが、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の任意の断面としても良い。例えば、指定された２Ｄマーカが占める範囲を、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の深さ方向における中心の断面としても良い。この場合、深さ方向における断面の位置は、予め設定された高さｈの中心の位置（ｈ／２）になる。このように３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定しても、操作者は２Ｄマーカによって所望の位置を指定すれば良いため、簡便に３次元関心領域を設定することができる。

また、図７に示すように、Ｃ面と直交する断層像２０上にＣ面と２Ｄマーカとを斜めに表示し、斜めに表示された２Ｄマーカによって３次元関心領域を決定する際の基準となる範囲を決定しても、同じ作用及び効果を奏することができる。断層像２０上にＣ面を表示することで、２次元超音波プローブ２から指定されたＣ面までの距離（深さ）を操作者は認識することができるため、３次元空間に設定される関心領域の深さ方向の位置を直感的に把握することが可能となる。

また、この実施形態では極座標系に従った２Ｄマーカに基づいて３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する場合について説明したが、図５に示すように、直交座標系に従った２Ｄマーカに基づいても簡便に３次元関心領域を設定することができる。この場合も、２Ｄマーカが占める範囲を底面（断面）とし、ＲＯＩ設定情報記憶部１３に予め記憶されている高さ情報と、形状を示す情報とに従って、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の形状及び大きさを決定する。この場合、直交座標系に従って決定される２Ｄマーカの形状は矩形状をなしているため、その２Ｄマーカが占める範囲を底面（断面）とすると、３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の形状は直方体や立方体などになる。

なお、極座標系に従って表示部８に２Ｄマーカを表示させて、２Ｄマーカの位置、形状及び大きさを決定し、その２Ｄマーカが占める範囲を基準として３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する場合であって、極座標系に従って２次元超音波プローブ２が３次元空間内をスキャンする場合は、設定された３次元関心領域の座標系とスキャンの座標系とが一致しているため、３ＤＲＯＩ決定部１２から送受信部３に出力する３次元関心領域の座標を座標変換する必要がない。これと同様に、直交座標系に従って表示部８に２Ｄマーカを表示させて、２Ｄマーカの位置、形状及び大きさを決定し、その２Ｄマーカが占める範囲を基準として３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する場合であって、直交座標系に従って２次元超音波プローブ２が３次元空間内をスキャンする場合は、３次元関心領域の座標を座標変換する必要がない。

これに対して、極座標系に従って表示部８に２Ｄマーカを表示させて、２Ｄマーカの位置、形状及び大きさを決定し、その２Ｄマーカが占める範囲を基準として３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する場合であって、直交座標系に従って２次元超音波プローブ２が３次元空間内をスキャンする場合は、設定された３次元関心領域の座標系とスキャンの座標系とが一致していないため、３次元関心領域の座標を座標変換する必要がある。これと同様に、直交座標系に従って表示部８に２Ｄマーカを表示させて、２Ｄマーカの位置、形状及び大きさを決定し、その２Ｄマーカが占める範囲を基準として３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定する場合であって、極座標系に従って２次元超音波プローブ２が３次元空間内をスキャンする場合は、設定された３次元関心領域の座標系とスキャンの座標系が一致しないため、３次元関心領域の座標を座標変換する必要がある。

ここで、２Ｄマーカを設定する際の座標系と実際のスキャンの座標系との関係について図８及び図９を参照しつつ説明する。図８及び図９は、２次元超音波プローブから見た（トップビュー）図であって、２Ｄマーカの座標系とスキャンの座標系との関係を説明するための図である。

まず、３ＤＲＯＩ決定部１２で決定された３次元関心領領域の座標系と実際のスキャンの座標系とが一致する場合について図８を参照しつつ説明する。図８（ａ）に、極座標系に従ってスキャンを行ない、さらに、極座標系に従って２Ｄマーカを設定する場合における、座標系の関係を示す。例えば、図１１（ｂ）に示すように、超音波ビームを主走査方向Ｘ（半径方向）に走査し、さらに円周方向を副走査方向Ｙとして走査することで、円錐状の３次元スキャン領域３１内をスキャンする。２次元超音波プローブ２から見た場合、このスキャンの範囲は、図８（ａ）に示すように、円形状のスキャン範囲２４となる。このスキャンの座標系は極座標系で表される。また、２Ｄマーカ１５の設定も極座標系で表されるため、これらの座標系は一致し、極座標系で設定した３次元関心領域の座標を座標変換する必要がない。

また、図８（ｂ）に、直交座標系でスキャンを行ない、さらに、直交座標系に従って２Ｄマーカを設定する場合における、座標系の関係を示す。例えば、図１１（ａ）に示すように、超音波ビームを主走査方向Ｘに走査し、さらに主走査方向Ｘに直交する方向を副走査方向Ｙとして走査することで、３次元スキャン領域３０内をスキャンする。２次元超音波プローブ２から見た場合、このスキャンの範囲は、図８（ｂ）に示すように、矩形状のスキャン範囲２５となる。このスキャンの座標系は直交座標系で表される。また、２Ｄマーカ１６の設定も直交座標系で表されるため、これらの座標系は一致し、直交座標系で設定した３次元関心領域の座標を座標変換する必要がない。

次に、３ＤＲＯＩ決定部１２で決定された３次元関心領域の座標系と実際のスキャンの座標系とが一致しない場合について図９を参照しつつ説明する。図９（ａ）に、直交座標系でスキャンを行ない、極座標系に従って２Ｄマーカを設定する場合の、座標系の関係を示す。例えば、図１１（ａ）に示すように３次元スキャン領域３０内をスキャンする場合、２次元超音波プローブ２から見た場合、このスキャンの範囲は、図９（ａ）に示すように、矩形状のスキャン範囲２５となる。このスキャンの座標系は直交座標系で表される。これに対して、２Ｄマーカ１５の設定は極座標系で表されるため、これらの座標系は一致せず、極座標系で設定した３次元関心領域の座標を直交座標系に変換する必要がある。

この場合、３ＤＲＯＩ決定部１２が、表示制御部７から２Ｄマーカの座標、形状及び大きさを示す情報を受けたときに、極座標系で２Ｄマーカが設定された場合は、所定の変換式に従って座標を極座標系から直交座標系に変換して、変換後の３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の座標、形状及び大きさを示す情報を送受信部３に出力する。

また、図９（ｂ）に、極座標系に従ってスキャンを行ない、直交座標系に従って２Ｄマーカを設定する場合の、座標系の関係を示す。例えば、図１１（ｂ）に示すように円錐状の３次元スキャン領域３１内をスキャンする場合、２次元超音波プローブ２から見た場合、このスキャンの範囲は、図９（ｂ）に示すように、円形状のスキャン範囲２４となる。このスキャンの座標系は極座標系で表される。これに対して、２Ｄマーカ１６の設定は直交座標系で表されるため、これらの座標系は一致せず、直交座標系で設定した３次元関心領域の座標を極座標系に変換する必要がある。

この場合、３ＤＲＯＩ決定部１２が、表示制御部７から２Ｄマーカの座標、形状及び大きさを示す情報を受けたときに、直交座標系で２Ｄマーカが設定された場合は、所定の変換式に従って座標を直交座標系から極座標系に変換して、変換後の３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の座標、形状及び大きさを示す情報を送受信部３に出力する。

以上のように、２Ｄマーカの設定の座標系と、実際のスキャンの座標系とが一致する場合は、３ＤＲＯＩ決定部１２で決定された３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の座標を座標変換する必要がなく、送受信部３はその３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）内を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。一方、２Ｄマーカの設定の座標系と、実施のスキャンの座標系とが一致しない場合は、３ＤＲＯＩ決定部１２で決定された３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）の座標を座標変換し、送受信部３は座標変換後の３次元関心領域（３ＤＲＯＩ）内を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。

この発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置の動作を順番に示すフローチャートである。 Ｃ面画像に重畳された２Ｄマーカの表示例を示すモニタ画面の図である。 Ｃ面画像に重畳された２Ｄマーカの表示例を示すモニタ画面の図である。 Ｃ面画像に重畳された２Ｄマーカの表示例を示すモニタ画面の図である。 ２次元超音波プローブがスキャンする実空間を示す図であって、２Ｄマーカの形状及び大きさに基づいて３次元の関心領域（３ＤＲＯＩ）を決定するための処理を説明するための模式図である。 断層像に重畳された２Ｄマーカの表示例を示すモニタ画面の図である。 ２次元超音波プローブから見た（トップビュー）図であって、２Ｄマーカの座標系とスキャンの座標系との関係を説明するための図である。 ２次元超音波プローブから見た（トップビュー）図であって、２Ｄマーカの座標系とスキャンの座標系との関係を説明するための図である。 従来技術に係る一般的な超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。 ２次元超音波プローブがスキャンする実空間を示す図であって、スキャンする領域を説明するための模式図である。 ２次元超音波プローブがスキャンする実空間を示す図であって、３次元スキャン領域におけるＣ面の位置を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 超音波診断装置
２ ２次元超音波プローブ
３ 送受信部
４ 信号処理部
５ ＤＳＣ
６ 画像処理部
７ 表示制御部
８ 表示部
９ 操作部
１０ ＲＯＩ設定部
１１ ２Ｄマーカ記憶部
１２ ３ＤＲＯＩ決定部
１３ ＲＯＩ設定情報記憶部

Claims (10)

1. 超音波プローブと、
   前記超音波プローブに超音波を送受信させる送受信部と、
   前記超音波の送受信の結果得られたデータに基づいて画像データを生成する画像生成部と、
   前記画像データに基づく画像を表示部に表示させるとともに、前記超音波の送受信方向に略直交する平面上における２次元の所定の範囲を示すマーカを前記画像に重畳させて前記表示部に表示させる表示制御部と、
   前記２次元の所定の範囲が占める面を断面とする３次元空間の関心領域を求める関心領域決定部と、
   を備え、
   前記送受信部は、前記３次元の関心領域内を前記超音波プローブにスキャンさせることを特徴とする超音波診断装置。
2. 超音波プローブと、
   前記超音波プローブに超音波を送受信させる送受信部と、
   前記超音波の送受信の結果得られたデータに基づいて画像データを生成する画像生成部と、
   前記画像データに基づく画像を表示部に表示させるとともに、２次元のマーカを前記画像に重畳させて前記表示部に表示させる表示制御部と、
   前記２次元のマーカが示す範囲を、前記超音波の送受信方向に略直交する平面上における２次元の範囲とし、前記２次元の範囲が占める面を断面とする３次元空間の関心領域を求める関心領域決定部と、
   を備え、
   前記送受信部は、前記３次元の関心領域内を前記超音波プローブにスキャンさせることを特徴とする超音波診断装置。
3. 前記関心領域決定部は、前記断面を底面とし、予め設定された長さを前記底面からの高さとする領域が占める空間を前記３次元空間の関心領域とすることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の超音波診断装置。
4. 前記表示制御部は、前記マーカを極座標系に従って移動可能に前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置。
5. 前記表示制御部は、前記マーカの形状を前記極座標系に従って変形可能に前記表示部に表示させることを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記表示制御部は、前記マーカを直交座標系に従って移動可能に前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置。
7. 前記表示制御部は、前記マーカの形状を前記直交座標系に従って変形可能に前記表示部に表示させることを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
8. 前記画像生成部は、前記超音波の送受信の結果得られたデータに基づいて、前記超音波の送受信方向に略直交する平面に沿った２次元の画像データを生成し、
   前記表示制御部は、前記２次元の画像データに基づく２次元画像と前記マーカとを重畳させて前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波診断装置。
9. 前記画像生成部は、前記超音波の送受信の結果得られたデータに基づいて、前記超音波の送受信方向に平行な平面に沿った２次元の画像データを生成し、
   前記表示制御部は、前記２次元の画像データに基づく２次元画像と前記マーカとを重畳させて前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波診断装置。
10. 超音波プローブと、前記超音波プローブに超音波を送受信させる送受信部とを備えた超音波診断装置に、
    前記超音波の送受信の結果得られるデータに基づいて画像データを生成する画像生成機能と、
    前記画像データに基づく画像を表示部に表示させるとともに、前記超音波の送受信方向に略直交する平面上における２次元の所定の範囲を示すマーカを前記画像に重畳させて前記表示部に表示させる表示制御機能と、
    前記２次元の所定の範囲を占める面を断面とする３次元空間の関心領域を求める関心領域決定機能と、
    を実行させることを特徴とするプログラム。
    
    

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