JP2013150825A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同一断面について生体組織が同一形状の超音波画像と医用画像とを表示することができる画像表示装置を提供する。
【解決手段】被検体の乳房の超音波画像データ及び医用画像データを記憶する記憶部を備え、それらは前記被検体の伏臥位、仰臥位及び立位の３つの姿勢のうち互いに異なる姿勢の画像データで、少なくとも一方の画像データは３Ｄデータであり、前記超音波画像データ及び前記医用画像データのうちいずれか一方の３Ｄの乳房の画像データを用いて、他方の乳房の画像データの姿勢と同じにするように、前記乳房の形状を変形する変形演算を行なう変形演算部と、前記変形演算が行われた画像データをと、前記変形演算が行われなかった画像データから同一断面である２Ｄ画像のデータを抽出して、前記同一断面について画像を表示部に表示する表示画像制御部５３とをさらに備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、超音波画像と超音波画像以外の医用画像とを表示する画像表示装置に関する。

超音波診断装置では、被検体の体表面に超音波プローブを当接して被検体内に超音波を送信し、得られたエコーデータに基づいて超音波画像を作成し表示する。また、超音波画像以外の医用画像としては、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）画像、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像などがある。そして、特許文献１には、超音波画像とＭＲＩ画像又はＣＴ画像とを並べて表示する超音波診断装置が開示されている。

特開平１０−１５１１３１号公報

ところで、超音波診断装置において、同一断面についての超音波画像と超音波画像以外の医用画像とを表示しようとした場合、それぞれの画像における撮影時の被検体の姿勢の相違により、同一断面であっても生体組織の形状が異なる場合がある。例えば、乳房について超音波診断装置において撮影を行なう場合には、仰臥位で撮影を行なう。一方、ＭＲＩ装置において乳房の撮影を行なう場合には、伏臥位で撮影を行なう。従って、超音波画像における乳房は、重力によって押しつぶされた形状になっており、一方でＭＲＩ画像における乳房は、重力によって垂下した形状になっていて、各画像における形状が異なっている。

このようなことから、超音波画像と超音波画像以外の医用画像とをともに表示する場合において、同一断面について生体組織が同一形状の画像を表示することが診断上望まれている。

上述の課題を解決するためになされた第１の観点の発明は、被検体に対して超音波を送信してエコーを受信する超音波プローブと、該超音波プローブの位置を検出するための位置センサと、該位置センサの位置検出情報に基づいて、所定の点を原点とする三次元空間の座標系におけるエコーデータの位置を算出する位置算出部と、前記エコーデータに基づく超音波画像及び超音波診断装置以外の医用画像装置において予め取得された医用画像のうち、何れか一方の画像における生体組織の形状を他方の画像における生体組織の形状に変形する変形演算を行なう変形演算部と、前記三次元空間の座標系である超音波画像の座標系と前記医用画像の座標系との間の座標変換を行なって、同一断面について、前記変形演算によって得られたデータに基づく形状変形済み画像と前記他方の画像とをともに表示部に表示する表示画像制御部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。

第２の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記変形演算部は、粒子法又は有限要素法を用いて変形演算を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。

第３の観点の発明は、第２の観点の発明において、前記変形演算部は、前記一方の画像を基準にして前記他方の画像における生体組織に作用する応力を想定して変形演算を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。

第４の観点の発明は、第１〜３のいずれか一の観点の発明において、前記生体組織は乳房であることを特徴とする超音波診断装置である。

第５の観点の発明は、第４の観点の発明において、前記変形演算部は、剛体に設けられた非圧縮超弾性体を乳房と想定して粒子法又は有限要素法によって変形演算を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。

第６の観点の発明は、第５の観点の発明において、前記変形演算部は、前記超音波画像及び前記医用画像における乳房を、水平状態の剛体の下面に設けられた非圧縮超弾性体、水平状態の剛体の上面に設けられた非圧縮超弾性体、鉛直状態の剛体の片面に設けられた非圧縮超弾性体のいずれかであるとして、粒子法又は有限要素法による変形演算を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。

第７の観点の発明は、第６の観点の発明において、前記変形演算部は、前記超音波画像における乳房を、水平状態の剛体の上面に設けられた非圧縮超弾性体又は鉛直状態の剛体の片面に設けられた非圧縮超弾性体とし、前記医用画像における乳房を、水平状態の剛体の下面に設けられた非圧縮超弾性体として、粒子法又は有限要素法による変形演算を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。

第８の観点の発明は、第１〜７のいずれか一の観点の発明において、前記変形演算部は、前記超音波画像における生体組織の形状を、前記医用画像における生体組織の形状に変形する変形演算を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。

第９の観点の発明は、第１〜８のいずれか一の観点の発明において、前記表示画像制御部は、スキャンコンバータによって前記エコーデータを走査変換して超音波画像データを作成することを特徴とする超音波診断装置である。

第１０の観点の発明は、第９の観点の発明において、前記変形演算の対象は、前記スキャンコンバータによる走査変換前の前記エコーデータ又は前記スキャンコンバータによる走査変換後の超音波画像データのいずれかであることを特徴とする超音波診断装置である。

第１１の観点の発明は、第１〜７のいずれか一の観点の発明において、前記変形演算部は、前記医用画像における生体組織の形状を、前記超音波画像における生体組織の形状に変形する変形演算を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。

第１２の観点の発明は、第１〜１１のいずれか一の観点の発明において、前記医用画像のデータを記憶する記憶部を備えることを特徴とする超音波診断装置である。

第１３の観点の発明は、第１２の観点の発明において、前記超音波画像はリアルタイムの画像であり、前記医用画像は前記記憶部に記憶されたデータに基づく画像であることを特徴とする超音波診断装置である。

第１４の観点の発明は、第１２の観点の発明において、前記超音波画像は、前記超音波プローブによる超音波の送受信を行なうことによって予め取得され記憶されたデータに基づく画像であり、前記医用画像は前記記憶部に記憶されたデータに基づく画像であることを特徴とする超音波診断装置である。

第１５の観点の発明は、第１〜１４のいずれか一の観点の発明において、前記表示画像制御部は、前記形状変形済み画像と前記他方の画像とを並べて前記表示部に表示することを特徴とする超音波診断装置である。

第１６の観点の発明は、第１〜１４のいずれか一の観点の発明において、前記表示画像制御部は、前記形状変形済み画像と前記他方の画像とを重ねて前記表示部に表示することを特徴とする超音波診断装置である。

上記観点の発明によれば、前記超音波画像又は前記医用画像のうち、いずれか一方の画像における生体組織の形状を他方の画像における生体組織の形状に変形する変形演算を行なって形状変形済み画像が作成される。そして、超音波画像の座標系と医用画像の座標系との間の座標変換を行なって同一断面についての形状変形済み画像と前記他方の画像とがともに表示される。これにより、同一断面について生体組織が同一形状の超音波画像と医用画像とを表示することができる。

また、例えば超音波画像と医用画像とで撮影時の被検体の体勢が異なっていることなどが原因で、両画像における生体組織の形状が大きく異なっていても、粒子法又は有限要素法を用いて変形演算を行なうことにより、変形後の生体組織の形状を演算することができる。

超音波診断装置の実施形態の概略構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す超音波診断装置における表示制御部の構成を示すブロック図である。 図１に示す超音波診断装置における制御部の構成を示すブロック図である。 第一実施形態の超音波診断装置における処理を示すフローチャートである。 被検体の姿勢と乳房の形状を説明する図であり、（Ａ）はＭＲＩ装置において撮影を行なう場合における乳房の形状を示す図、（Ｂ）は超音波診断装置において撮影を行なう場合における乳房の形状を示す図である。 形状変形の演算を説明する図であり、（Ａ）は非圧縮超弾性体が剛体の下面において垂下している状態を示す図、（Ｂ）は非圧縮超弾性体が自重によって剛体の上面に対して押し付けられている状態を示す図である。 同一断面についての超音波画像及び変形済みＭＲＩ画像が並べて表示された表示部を示す図である。 第一実施形態の変形例における形状変形の演算を説明する図である。 第二実施形態の超音波診断装置における処理を示すフローチャートである。 第二実施形態における形状変形の演算を説明する図であり、（Ａ）は非圧縮超弾性体が自重によって剛体の上面に対して押し付けられている状態を示す図、（Ｂ）は非圧縮超弾性体が剛体の下面において垂下している状態を示す図である。 第二実施形態において同一断面についての変形済み超音波画像及びＭＲＩ画像が並べて表示された表示部を示す図である。 同一断面についての超音波画像及び変形済みＭＲＩ画像が重ねて表示された表示部を示す図である。 同一断面についての変形済み超音波画像及びＭＲＩ画像が重ねて表示された表示部を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
＜第一実施形態＞
先ず、第一実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、エコーデータ処理部４、表示制御部５、表示部６、操作部７、制御部８、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ：Ｈａｒｄ
Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）９、磁気発生部１０及び磁気センサ１１を備える。

前記超音波プローブ２は、アレイ状に配置された複数の超音波振動子（図示省略）を有して構成され、この超音波振動子によって被検体に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。

前記超音波プローブ２には、例えばホール素子で構成される前記磁気センサ１１が設けられている。この磁気センサ１１により、例えば磁気発生コイルで構成される前記磁気発生部１０から発生する磁気が検出されるようになっている。前記磁気センサ１１における検出信号は、前記表示制御部５へ入力されるようになっている。前記磁気センサ１１における検出信号は、図示しないケーブルを介して前記表示制御部５へ入力されてもよいし、無線で前記表示制御部５へ入力されてもよい。

前記送受信部３は、前記超音波プローブ２を所定の送信条件で駆動させ、走査面を超音波ビームによって音線順次で走査させる。前記送受信部３は前記制御部８からの制御信号によって前記超音波プローブ２を駆動させる。

また、前記送受信部３は、前記超音波プローブ２で得られたエコー信号について、整相加算処理等の信号処理を行ない、信号処理後のエコーデータを前記エコーデータ処理部４へ出力する。

前記エコーデータ処理部４は、前記送受信部３から出力されたエコーデータに対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等の所定の処理を行う。

前記表示制御部５は、図２に示すように、位置算出部５１、メモリ５２、表示画像制御部５３を有する。前記位置算出部５１は、前記磁気センサ１１からの磁気検出信号に基づいて、前記磁気発生部１０を原点とする三次元空間における前記超音波プローブ２の位置及び傾きの情報（以下、「プローブ位置情報」と云う）を算出する。さらに、前記位置算出部５１は、前記プローブ位置情報に基づいてエコーデータの前記三次元空間における位置情報を算出する。前記磁気発生部１０を原点とする三次元空間の座標系は、超音波画像の座標系の実施の形態の一例である。

前記メモリ５２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成される。このメモリ５２には、例えば前記エコーデータ処理部４から出力されて、後述するように前記表示画像制御部５３において前記超音波画像データに変換される前のエコーデータなどが記憶される。前記超音波画像データに変換される前のデータを、ローデータ（Ｒａｗ
Ｄａｔａ）と云うものとする。ローデータは、前記ＨＤＤ９に記憶されるようになっていてもよい。

また、前記メモリ５２又は前記ＨＤＤ９には、後述するように、超音波診断装置１以外の医用画像装置において取得された医用画像のデータが記憶される。前記メモリ５２及び前記ＨＤＤ９は、本発明における記憶部の実施の形態の一例である。

前記表示画像制御部５３は、前記エコーデータ処理部４から出力されたエコーデータを、スキャンコンバータ（Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって超音波画像データに走査変換する。そして、前記表示画像制御部５２は、この超音波画像データに基づく超音波画像（Ｂモード画像）を前記表示部６に表示する。

また、前記表示画像制御部５３は、超音波画像の座標系と、超音波画像以外の医用画像の座標系との間の座標変換を行なって、同一断面についての超音波画像と医用画像とをともに前記表示部６に表示する。本例では、後述するように超音波画像と医用画像とを並べて前記表示部６に表示する。

後述するように、医用画像は本例ではＭＲＩ画像である。そして、前記表示部６に表示されるＭＲＩ画像は、後述の変形演算部８１で得られた変形済みＭＲＩ画像である。詳細は後述する。前記表示画像制御部５３は、本発明における表示画像制御部の実施の形態の一例である。

前記表示部６は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などで構成される。前記操作部７は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。

前記制御部８は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔＲａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有して構成される。この制御部８は、前記ＨＤＤ９に記憶された制御プログラムを読み出し、前記超音波診断装置１の各部における機能を実行させる。

また、前記制御部８は、図３に示すように変形演算部８１を有する。この変形演算部８１は、超音波画像又はＭＲＩ画像のうち、何れか一方の画像における生体組織の形状を他方の画像における生体組織の形状に変形する変形演算を行なう。本例では、前記変形演算部８１は、後述するようにＭＲＩ画像における乳房の形状を、超音波画像における乳房の形状に変形する演算を行なう。前記変形演算部８１は、本発明における変形演算部の実施の形態の一例である。

さて、本例の超音波診断装置１の作用について図４のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１では、図示しないＭＲＩ装置において取得されたＭＲＩ画像データを前記超音波診断装置１に取り込む。前記超音波診断装置１に取り込まれたＭＲＩ画像データは、前記メモリ５２又は前記ＨＤＤ９に記憶される。

ここで、撮影の対象となる生体組織は乳房である。ＭＲＩ装置において乳房を対象にした撮影を行なう場合、被検体Ｐは伏臥位の姿勢になっているため、図５（Ａ）に示すように乳房Ｂｒは垂下した形状になっている。一方、後述するように超音波診断装置において乳房を対象にした撮影を行なう場合、被検体Ｐは仰臥位の姿勢になっているため、図５（Ｂ）に示すように乳房Ｂｒは自重によってつぶれたような形状になっている。

次に、ステップＳ２では、前記変形演算部８１がＭＲＩ画像データを対象にして変形演算を行ない、変形済みＭＲＩ画像データを作成する。具体的に説明すると、前記変形演算部８１は、物体の変形解析に用いられる粒子法又は有限要素法を用いて、ＭＲＩ画像における乳房の形状を、超音波画像における乳房の形状に変形する変形演算を行なう。従って、本例では、前記ＭＲＩ画像が本発明における一方の画像の実施の形態の一例であり、前記超音波画像が本発明における他方の画像の実施の形態の一例である。

ここで、人体においては大胸筋の上に乳房が載っている状態なので、粒子法又は有限要素法を用いて乳房の形状の変形演算を行なうにあたっては、大胸筋を剛体とし、乳房を非圧縮超弾性体としたモデルを想定する。すなわち、剛体に設けられた非圧縮超弾性体の形状変形を、粒子法又は有限要素法を用いて演算する。

より詳細に説明すると、ＭＲＩ装置における被検体の撮影姿勢は伏臥位である。従って、ＭＲＩ画像における乳房として、図６（Ａ）に示すように水平状態の剛体Ｘの下面に設けられた非圧縮超弾性体Ｙが垂下した状態を想定する。一方、超音波診断装置における被検体の撮影姿勢は仰臥位である。従って、超音波画像における乳房として、図６（Ｂ）に示すように水平状態の剛体Ｘの上面に設けられた非圧縮超弾性体Ｙが自重によって剛体Ｘに対して押し付けられている状態を想定する。そして、非圧縮超弾性体Ｙが、図６（Ａ）に示すように剛体Ｘの下面において垂下した状態から、図６（Ｂ）に示すように剛体Ｘの上面に対して自重で押し付けられている状態に変化した場合の非圧縮超弾性体の形状変形を粒子法又は有限要素法によって演算することにより、ＭＲＩ画像における乳房の形状を、超音波画像における乳房の形状に変形する演算を行なう。

粒子法又は有限要素法による形状変形の演算により、図６（Ａ）に示すように、剛体Ｘの下面において非圧縮超弾性体Ｙが垂下している状態から、図６（Ｂ）に示すように剛体Ｘの上面に対して非圧縮超弾性体Ｙが自重で押し付けられている状態に変化した場合における応力変化に伴う非圧縮超弾性体Ｙの変化形状が求まる。このような粒子法又は有限要素法による変形演算の際には、図６（Ａ）の状態を初期状態として図６（Ｂ）における非圧縮超弾性体にかかる相対的な応力の大きさと向きを考える。具体的には、図６（Ｂ）においては、図６（Ａ）の状態を基準にして、鉛直下向きの方向（図６（Ｂ）における前記剛体Ｘの上面に対して押し付けられる方向）の２倍の重力（体積力）Ｗを想定した応力Ｆ＝２Ｗが作用しているものとする。ただし、ここでいう重力は、図６（Ａ）の状態を基準にして考えた場合の相対的な重力である。

変形演算により得られた変形済みＭＲＩ画像データは、前記メモリ５２又は前記ＨＤＤ９に記憶される。

次に、ステップＳ３では、仰臥位の体勢になっている被検体に対し、前記超音波プローブ２によって超音波を送信してエコーを受信し、前記表示画像制御部５３が、送受信面についてリアルタイムの超音波画像ＵＧを前記表示部６に表示する。また、前記表示画像制御部５３は、前記変形済みＭＲＩ画像データに基づいて、任意断面についての変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′を、前記超音波画像ＵＧと並べて前記表示部６に表示する。ここでは、超音波画像ＵＧとは異なる断面の前記変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′が表示されているものとする。ちなみに、前記変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′は、被検体Ｐが仰臥位の姿勢になっている状態（図５（Ｂ）の状態）の画像である。

次に、ステップＳ４では、超音波画像ＵＧの座標系と変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′の座標系との位置合わせ処理を行なう。具体的には、操作者は前記表示部６に表示された前記超音波画像ＵＧと前記変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′とを見比べながら、いずれか一方又は両方の画像の断面を移動させ、同一断面の超音波画像ＵＧと変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′とを表示させる。前記超音波画像ＵＧの断面の移動は、前記超音波プローブ２の位置を変えることによって行なう。また、変形済みＭＲＩ画像の断面の移動は、前記操作部７を操作して断面を変更する指示を入力することにより行なう。

同一断面か否かは、例えば操作者が特徴的な部位を参照するなどして判断する。ちなみに、前記超音波プローブ２による超音波の走査面はＭＲＩ画像のスライス面と平行であるものとする。

同一断面についての超音波画像ＵＧ及び変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′が表示されると、操作者は同一断面の表示がなされたことを表す指示入力を行なう。これにより、超音波画像ＵＧの座標系と変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′の座標系との間の座標変換が可能になり、位置合わせ処理が完了する。

ステップＳ４において位置合わせ処理が行なわれた後のステップＳ５においては、前記表示画像制御部５３は、図７に示すように、前記超音波プローブ２による超音波の走査面と同一断面の変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′を、前記走査面についての超音波画像ＵＧと並べて前記表示部６に表示する。表示画像制御部５３は、超音波画像の座標系と変形済みＭＲＩ画像の座標系との間で座標変換を行なって、前記超音波画像ＵＧと同一断面の変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′を表示する。前記表示画像制御部５３による座標変換について説明すると、本例では、超音波画像ＵＧの座標系であるエコーデータの位置情報を変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′の座標系に座標変換する。そして、前記表示画像制御部５３は、この座標変換により得られた所定断面についての変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′を表示する。前記表示画像制御部５３は、前記超音波プローブ２による超音波の走査面が変わっても、新たな断面についての変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′を表示する。従って、前記超音波プローブ２を動かし、超音波画像の断面が変わっても、これに追従するようにして新たな断面と同一断面の変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′が自動的に表示される。

本例の超音波診断装置１によれば、前記超音波画像ＵＧと前記変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′は、ともに被検体Ｐが仰臥位の姿勢になっている状態の画像であるため、同一断面について乳房の形状が同一の画像を表示することができる。従って、診断に有用である。

また、仰臥位の状態の乳房の形状と伏臥位の状態の乳房の形状とは大きく異なっているものの、乳房の形状の変形演算を、粒子法又は有限要素法を用いて行なっているので、変形後の乳房の形状を演算することができる。

次に、第一実施形態の変形例について説明する。上記実施形態においては、仰臥位の体勢になっている被検体に対して超音波の送受信を行なうが、立位の体勢になっている被検体に対して超音波の送受信を行なう場合には、乳房を、図８に示すように鉛直状態の剛体Ｘの片面に設けられた非圧縮超弾性体Ｙと想定する。そして、非圧縮超弾性体Ｙが図６（Ａ）の状態から図８の状態に変化した場合の形状変形を、粒子法又は有限要素法によって演算する。この場合において、変形演算を行なう際の応力としては、図６（Ａ）の状態を初期状態とした場合における図８の状態の応力を考える。すなわち、応力として、鉛直下向きの方向（図８における剛体Ｘと平行な方向）の重力（体積力）Ｗと、剛体Ｘに対して垂直な方向（図８における剛体Ｘの片面に対して押し付けられる方向）の重力（体積力）Ｗを考える。なお、ここでいう重力も、図６（Ａ）の状態を基準にして考えた場合の相対的な重力である。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態について説明する。上記第一実施形態においては、リアルタイムの超音波画像ＵＧを表示するとともに、この超音波画像ＵＧと同一断面の変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′を表示しているが、この第二実施形態においては、前記ＨＤＤ９又は前記メモリ５２に記憶されたローデータを対象にして変形演算を行ない、変形済みエコーデータを作成する。そして、この変形済みエコーデータに基づく変形済み超音波画像ＵＧ′と、ＭＲＩ画像データに基づいて作成されたＭＲＩ画像ＭＧとが前記表示部６に表示される。

具体的に図９のフローチャートに基づいて説明する。図９において、ステップＳ１１では、第一実施形態のステップＳ１と同様に、前記超音波診断装置１にＭＲＩ画像データを取り込み、これを前記メモリ５２又は前記ＨＤＤ９に記憶する。

次に、ステップＳ１２では、前記超音波プローブ２によって被検体に対する超音波の送受信を行ないエコーデータを取得する。このステップＳ１２では、前記超音波プローブ２によって三次元領域の走査を行い、３Ｄのエコーデータ（ボリュームデータ）を取得する。取得された３Ｄのエコーデータは、ローデータとして前記メモリ５２又は前記ＨＤＤ９に記憶される。

次に、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で取得された３Ｄのエコーデータを対象にして、前記変形演算部８１が変形演算を行ない、変形済みエコーデータを作成する。変形演算は、３Ｄのエコーデータの各断面のエコーデータについて行なう。

このステップＳ１３における変形演算においても、大胸筋を剛体とし、乳房を非圧縮超弾性体としたモデルを想定し、剛体に設けられた非圧縮超弾性体の形状変形を、粒子法又は有限要素法を用いて演算する。ただし、本例では、図１０（Ａ）に示すように、非圧縮超弾性体が、剛体Ｘの上面に対して自重で押し付けられている状態から、図１０（Ｂ）に示すように、剛体Ｘの下面において垂下した状態に変化した場合の非圧縮超弾性体の形状変形を粒子法又は有限要素法によって演算することにより、超音波画像における乳房の形状をＭＲＩ画像における乳房の形状に変形する演算を行なう。本例では、変形演算の際に、図１０（Ａ）の状態を初期状態として図１０（Ｂ）における非圧縮超弾性体にかかる応力の大きさと向きを考える。具体的には、図１０（Ｂ）においては、図１０（Ａ）の状態を基準にして、鉛直下向きの方向（図１０（Ｂ）において前記剛体Ｘの下面から引っ張られる方向）の２倍の重力（体積力）Ｗを想定した応力Ｆ＝２Ｗが作用しているものとする。ただし、ここでいう重力も、図１０（Ａ）の状態を基準にして考えた場合の相対的な重力である。

変形演算により得られた変形済みエコーデータは、前記メモリ５２又は前記ＨＤＤ９に記憶される。

次に、ステップＳ１４では、前記表示画像制御部５３が、変形済みエコーデータに基づく変形済み超音波画像ＵＧ′とＭＲＩ画像データに基づくＭＲＩ画像ＭＧとを表示部６に並べて表示する。ここでは、変形済み超音波画像ＵＧ′とＭＲＩ画像ＭＧの断面は異なる断面であるとする。ちなみに、前記変形済み超音波画像ＵＧ′は、被検体Ｐが伏臥位の姿勢になっている状態（図５（Ａ）の状態）の画像である。

次に、ステップＳ１５では、変形済み超音波画像ＵＧ′の座標系とＭＲＩ画像ＭＧの座標系との位置合わせ処理を行なう。この位置合わせ処理の内容は、第一実施形態のステップＳ４の位置合わせ処理と基本的には同一であり、前記表示部６に表示された変形済み超音波画像ＵＧ′とＭＲＩ画像ＭＧとを見比べながら同一断面を表示させて行なう。ちなみに、前記変形済み超音波画像ＵＧ′の断面の移動は、ＭＲＩ画像の断面の移動と同様に、前記操作部７を操作して断面を変更する指示を入力することにより行なう。

ステップＳ１５において位置合わせ処理が行なわれた後のステップＳ１６においては、前記表示画像制御部５３は、図１１に示すように、同一断面についての変形済み超音波画像ＵＧ′及びＭＲＩ画像ＭＧを前記表示部６に表示する。このステップＳ１６では、前記操作部７における指示入力により、前記変形済み超音波画像ＵＧ′及びＭＲＩ画像ＭＧのいずれかの断面を変更しても、断面を変更した画像の座標系における座標を、断面を変更していない画像の座標系における座標に座標変換して、同一断面についての変形済み超音波画像ＵＧ′及びＭＲＩ画像ＭＧを表示する。例えば、変形済み超音波画像ＵＧ′の断面を変更した場合、変形済み超音波画像ＵＧ′の座標系における新たな断面の座標を、ＭＲＩ画像ＭＧの座標系における座標系に座標変換して、ＭＲＩ画像ＭＧの座標系において対応する断面を特定し、新たな断面と同一断面のＭＲＩ画像を表示する。また、ＭＲＩ画像ＭＧの断面を変更した場合、ＭＲＩ画像ＭＧの座標系における新たな断面の座標を変形済み超音波画像ＵＧ′の座標系に座標変換して、変形済み超音波画像ＵＧ′の座標系において対応する断面を特定し、新たな断面と同一断面の変形済み超音波画像ＵＧ′を表示する。

以上説明した第二実施形態によれば、前記変形済み超音波画像ＵＧ′及びＭＲＩ画像ＭＧは、ともに被検体Ｐが伏臥位の姿勢になっている状態の画像であるため、第一実施形態と同様に、同一断面について乳房の形状が同一の画像を表示することができる。従って、診断に有用である。

なお、第二実施形態において、超音波画像ではなく、ＭＲＩ画像における乳房の形状を超音波画像における形状に変形して得られた変形済みＭＲＩ画像を、超音波画像とともに表示するようにしてもよい。

以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、医用画像はＭＲＩ画像に限られるものではなく、例えばＸ線ＣＴ画像やマンモグラフィ装置で得られた画像などであってもよい。

また、第二実施形態において、ローデータ、すなわち前記表示画像制御部５３におけるスキャンコンバータによる走査変換前の前記エコーデータを対象にした変形演算ではなく、走査変換後の超音波画像データを対象にした変形演算を行なってもよい。

また、前記第一実施形態のステップＳ５においては、前記表示画像制御部５３は、同一断面の超音波画像ＵＧと変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′とを並べて前記表示部６に表示するようになっているが、図１２に示すように、同一断面の前記超音波画像ＵＧと前記変形済みＭＲＩ画像ＭＧ′とを互いに透過させた状態で重ねて（合成して）前記表示部６に表示してもよい。

また、同様に前記第二実施形態のステップＳ１６においても、前記表示画像制御部５３は、同一断面の変形済み超音波画像ＵＧ′とＭＲＩ画像ＭＧとを並べて前記表示部６に表示するようになっているが、図１３に示すように、同一断面の変形済み超音波画像ＵＧ′とＭＲＩ画像ＭＧとを互いに透過させた状態で重ねて（合成して）前記表示部６に表示してもよい。

１ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
６ 表示部
９ ＨＤＤ（記憶部）
１０ 磁気発生部（位置センサ）
１１ 磁気センサ（位置センサ）
５１ 位置算出部
５２ メモリ（記憶部）
５３ 表示画像制御部
８１ 変形演算部
ＭＧ ＭＲＩ画像
ＭＧ′ 変形済みＭＲＩ画像
ＵＧ 超音波画像
ＵＧ′ 変形済み超音波画像
Ｂｒ 乳房
Ｘ 剛体
Ｙ 非圧縮超弾性体

Claims (10)

1. 超音波診断装置で取得された被検体の乳房のデータに基づく超音波画像データ及び医用画像装置で取得された前記被検体の乳房のデータに基づく医用画像データを記憶する記憶部を備え、
   前記超音波画像データ及び前記医用画像データは、前記被検体の伏臥位、仰臥位及び立位の３つの姿勢のうち互いに異なる姿勢の画像データであるとともに、少なくとも一方の画像データは３Ｄデータであり、
   前記超音波画像データ及び前記医用画像データのうちいずれか一方の３Ｄの乳房の画像データを用いて、他方の乳房の画像データの姿勢と同じにするように、前記乳房の形状を変形する変形演算を行なう変形演算部と、
   前記変形演算が行われた画像データを第１の画像データとし、前記変形演算が行われなかった画像データを第２の画像データとするとき、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データから同一断面である２Ｄ画像のデータを抽出して、前記同一断面について前記第１の画像データに基づく画像及び前記第２の画像データに基づく画像を表示部に表示する表示画像制御部とをさらに備える画像表示装置。
2. 前記記憶部は、仰臥位の姿勢になった被検体の乳房又は立位の姿勢になった被検体の乳房の前記超音波画像データを記憶するとともに、伏臥位の姿勢になった被検体の乳房の前記医用画像データを記憶することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記変形演算部は、前記乳房を非圧縮性超弾性体と想定して前記乳房の形状に変形することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記変形演算部は、前記乳房を剛体に設けられた非圧縮性超弾性体と想定して前記乳房の形状に変形することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記変形演算部は、前記一方の画像データを基準にして前記他方の画像データにおける乳房に作用する応力を想定して変形演算を行なうことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記変形演算部は、粒子法又は有限要素法を用いて変形演算を行なうことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. 前記変形演算部は、前記超音波画像データにおける乳房の形状を、前記医用画像データにおける乳房の形状に変形する変形演算を行なうことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像表示装置。
8. 前記変形演算部は、前記医用画像データにおける乳房の形状を、前記超音波画像データにおける乳房の形状に変形する変形演算を行なうことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像表示装置。
9. 前記表示画像制御部は、前記第１の画像と前記第２の画像とを並べて前記表示部に表示することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像表示装置。
10. 前記表示画像制御部は、前記第１の画像と前記第２の画像とを重ねて前記表示部に表示することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像表示装置。

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