[发明专利]超声波图像取得装置、图像处理装置和超声波图像处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及取得3维图像数据的超声波图像取得装置、医用图像处理装置和超声波图像处理方法。

背景技术

正在普及通过医用图像诊断装置取得被检体的3维图像并使用该3维图像进行的诊断。例如，在使用了超声波的诊断中，使用以下的(1)～(3)所示的超声波图像取得装置。

(1)具备2维(栅格状)地配置了超声波振子的2维阵列探头(array probe)，能够取得3维图像数据的超声波图像取得装置。

(2)具备在规定方向(扫描方向)上排列了超声波振子的1维阵列探头，机械地摇动该1维阵列探头，能够3维地取得数据的超声波图像取得装置。

(3)通过手动地移动1维阵列探头，能够3维地取得数据的超声波图像取得装置。

上述(1)的超声波图像取得装置和(2)的超声波图像取得装置通过3维地发送超声波并接收反射波，能够取得3维的扫描数据。通过对3维地取得的扫描数据实施3维扫描变换(scan conversion)处理，而变换为体素(voxel)数据。

另外，(3)的超声波图像取得装置通过2维地发送超声波并接收发射波，能够取得2维的扫描数据。通过对2维地取得的扫描数据实施2维扫描变换处理，变换为2维图像数据。进而，根据多个2维图像数据，生成体素数据。

另外，通过对体素数据实施体渲染(volume rendering)处理(以下也有称为VR处理的情况)、MPR处理(Multi PlannarReconstruction)等图像处理，生成3维图像数据(也有称为“VR图像数据”的情况)、任意断面的MPR图像数据等。

另外，已知以下的方法：在附加了阴影的体渲染处理中，求出构成体素数据的各体素的向量(vector)。然后，根据该向量和体素数据，生成附加了阴影的3维图像数据(例如参考特开2003-61956号公报)。

在此，参考图1，说明用于生成3维图像数据的处理。图1是表示现有技术的超声波图像取得装置的一部分的框图。在此，说明根据3维地取得的扫描数据(以下也有称为“3维扫描数据”的情况)生成3维图像数据(VR图像数据)的情况。

扫描变换处理部件101接收通过3维地发送接收超声波而取得的3维扫描数据，通过对该3维扫描数据实施3维扫描变换处理，而生成体素数据。然后，扫描变换处理部件101将体素数据输出到向量生成部件102和光线跟踪处理部件103。

向量生成部件102从扫描变换处理部件101接收像体数据，求出各体素的向量(方向)。例如，向量生成部件102通过将某体素、存在于该体素周围的体素作为对象，求出体素值的微分，来求出该体素的切线。另外，向量生成部件102将与该切线垂直的向量作为向量。然后，向量生成部件102求出各体素的向量。另外，向量生成部件102通过对向量进行标准化而变换为单位向量。另外，以下，假设“向量”表示“单位向量”来进行说明。

体素的向量表示包含在体素数据中的构造物的表面的方向。因此，通过求出体素的向量，可知包含在体素数据中的构造物的表面朝向哪个方向。

光线跟踪处理部件103如果从扫描变换处理部件101接收到体素数据，进而从向量生成部件102接收到向量，则通过对该体素数据实施光线跟踪处理(Ray Tracing处理)，而生成3维图像数据。光线跟踪处理部件103根据通过光线跟踪处理设置的来自光源的光线方向、由向量生成部件102计算出的向量的方向，求出物体表面的某点的亮度(反射亮度)，生成附加了阴影的3维图像数据(VR图像数据)。具体地说，光线跟踪处理部件103通过求出表示来自光源的光线方向的向量与向量的内积，来求出物体表面的亮度。

但是，超声波图像取得装置向被检体内发送超声波，接收在被检体内反射的超声波而生成图像数据，因此所取得的扫描数据依存于超声波的传播路径的状态。在此，参考图2说明超声波传播的路径。图2是用于说明超声波传播的路径的图。例如，如图2所示那样，即使在向用均匀材质制作的模型体(phantom)110发送超声波的情况下，由于如超声波波束112和超声波波束113那样的超声波波束的路径上的构造物111的有无，所取得的扫描数据的值也会产生差异。由于在超声波波束112的路径上存在构造物111，在超声波波束113的路径上不存在构造物111，所以在超声波波束112和超声波波束113中，所取得的数据会产生差异。

另外，根据配置模型体110的深度，所取得的扫描数据的值也会产生差异。进而，在超声波图像取得装置中，由于超声波干扰而产生的斑点噪声(speckle noise)会对图像产生影响。