(57)【要約】【課題】複数の３次元超音波映像を形成する超音波システムおよび方法の提供。【解決手段】本発明の超音波システムは、超音波信号を対象体に送信して前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の超音波データを取得し、前記複数の超音波データに基づいて複数のボリュームデータを形成するボリュームデータ取得部と、前記複数のボリュームデータをレンダリングして複数の３次元超音波映像を形成するプロセッサとを備える。【選択図】図１
2010137057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波システムであって、
超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、複数の超音波データを取得し、前記複数の超音波データに基づいて、複数のボリュームデータを形成するボリュームデータ取得部と、
前記複数のボリュームデータをレンダリングして、複数の３次元超音波映像を形成するように動作するプロセッサと
を備えることを特徴とする超音波システム。
【請求項２】
前記複数のボリュームデータの中から、少なくとも２つのボリュームデータを選択するための第１の入力情報を受信するユーザ入力部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項３】
前記ユーザ入力部は、前記選択された少なくとも２つのボリュームデータのジオメトリを設定するための第２の入力情報、前記選択された少なくとも２つのボリュームデータまたは前記ジオメトリ設定された少なくとも２つのボリュームデータに対して行うレンダリング方法を選択するための第３の入力情報、前記複数の３次元超音波映像に付与する色相を選択するための第４の入力情報および前記複数の３次元超音波映像を合成するための第５の入力情報をさらに受信することを特徴とする請求項２に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記プロセッサは、
前記第１の入力情報に基づいて前記少なくとも２つのボリュームデータを抽出するボリュームデータ抽出部と、
前記第２の入力情報に基づいて前記少なくとも２つのボリュームデータのジオメトリを設定するジオメトリ設定部と、
前記第３の入力情報に基づいて前記ジオメトリ設定された少なくとも２つのボリュームデータをレンダリングして前記複数の３次元超音波映像を形成するレンダリング部と、
前記第４の入力情報に基づいて前記３次元超音波映像の前記色相を設定する色相設定部と、
前記第５の入力情報に基づいて前記レンダリング部で形成された前記複数の３次元超音波映像を合成する合成部と
を備えることを特徴とする請求項３に記載の超音波システム。
【請求項５】
前記ジオメトリは、前記少なくとも２つのボリュームデータの回転、移動およびズームを含むことを特徴とする請求項４に記載の超音波システム。
【請求項６】
ａ）複数の超音波データを取得する段階と、
ｂ）前記複数の超音波データに基づいて複数のボリュームデータを形成する段階と、
ｃ）前記複数のボリュームデータをレンダリングして複数の３次元超音波映像を形成する段階と
を備えることを特徴とする３次元超音波映像提供方法。
【請求項７】
前記段階ｃ）は、
ｃ１）少なくとも２つのボリュームデータを選択するための第１の入力情報を受信する段階と、
ｃ２）前記第１の入力情報に対応する前記少なくとも２つのボリュームデータを抽出する段階と、
ｃ３）前記少なくとも２つのボリュームデータに対して行うレンダリング方法を選択するための第２の入力情報を受信する段階と、
ｃ４）前記選択されたレンダリング方法を用いて前記少なくとも２つのボリュームデータをレンダリングして前記複数の３次元超音波映像を形成する段階と
を備えることを特徴とする請求項６に記載の３次元超音波映像提供方法。
【請求項８】
前記段階ｃ）は、
ｃ１）少なくとも２つのボリュームデータを選択するための第１の入力情報を受信する段階と、
ｃ２）前記第１の入力情報に対応する前記少なくとも２つのボリュームデータを抽出する段階と、
ｃ３）前記少なくとも２つのボリュームデータの回転、移動およびズームを含むジオメトリを設定するための第２の入力情報を受信する段階と、
ｃ４）前記第２の入力情報に基づいて前記少なくとも２つのボリュームデータの前記ジオメトリを設定する段階と、
ｃ５）前記ジオメトリ設定された前記少なくとも２つのボリュームデータに対して行うレンダリング方法を選択するための第３の入力情報を受信する段階と、
ｃ６）前記ジオメトリ設定された前記少なくとも２つのボリュームデータに前記第３の入力情報に基づいた前記レンダリング方法を用いて前記複数の３次元超音波映像を形成する段階と
を備えることを特徴とする請求項６に記載の３次元超音波映像提供方法。
【請求項９】
ｃ７）前記複数の３次元超音波映像の色相を選択するための第４の入力情報を受信する段階と、
ｃ８）前記複数の３次元超音波映像に前記第４の入力情報に対応する前記色相を設定する段階と、
ｃ９）前記色相設定された前記複数の３次元超音波映像を合成するための第５の入力情報を受信する段階と、
ｃ１０）前記第５の入力情報に基づいて前記色相設定された前記複数の３次元超音波映像を合成する段階と
を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の３次元超音波映像提供方法。
【請求項１０】
３次元超音波映像を提供する方法を行うためのプログラムを格納するコンピュータ読み出し可能記録媒体であって、前記方法は、
ａ）複数の超音波データを取得する段階と、
ｂ）前記複数の超音波データに基づいて複数のボリュームデータを形成する段階と、
ｃ）前記複数のボリュームデータをレンダリングして複数の３次元超音波映像を形成する段階と
を備えることを特徴とするコンピュータ読み出し可能記録媒体。
【請求項１１】
前記段階ｃ）は、
ｃ１）少なくとも２つのボリュームデータを選択するための第１の入力情報を受信する段階と、
ｃ２）前記第１の入力情報に対応する前記少なくとも２つのボリュームデータを抽出する段階と、
ｃ３）前記少なくとも２つのボリュームデータに対して行うレンダリング方法を選択するための第２の入力情報を受信する段階と、
ｃ４）前記選択されたレンダリング方法を用いて前記少なくとも２つのボリュームデータをレンダリングして前記複数の３次元超音波映像を形成する段階と
を備えることを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータ読み出し可能記録媒体。
【請求項１２】
前記段階ｃ）は、
ｃ１）少なくとも２つのボリュームデータを選択するための第１の入力情報を受信する段階と、
ｃ２）前記第１の入力情報に対応する前記少なくとも２つのボリュームデータを抽出する段階と、
ｃ３）前記少なくとも２つのボリュームデータの回転、移動およびズームを含むジオメトリを設定するための第２の入力情報を受信する段階と、
ｃ４）前記第２の入力情報に基づいて前記少なくとも２つのボリュームデータの前記ジオメトリを設定する段階と、
ｃ５）前記ジオメトリ設定された前記少なくとも２つのボリュームデータに対して行うレンダリング方法を選択するための第３の入力情報を受信する段階と、
ｃ６）前記ジオメトリ設定された前記少なくとも２つのボリュームデータに前記第３の入力情報に対応する前記レンダリング方法を用いて前記複数の３次元超音波映像を形成する段階と
を備えることを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータ読み出し可能記録媒体。
【請求項１３】
ｃ７）前記複数の３次元超音波映像の色相を選択するための第４の入力情報を受信する段階と、
ｃ８）前記複数の３次元超音波映像に前記第４の入力情報に対応する前記色相を設定する段階と、
ｃ９）前記色相設定された前記複数の３次元超音波映像を合成するための第５の入力情報を受信する段階と、
ｃ１０）前記第５の入力情報に基づいて前記色相設定された前記複数の３次元超音波映像を合成する段階と
を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載のコンピュータ読み出し可能記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波システムに関し、特に複数の３次元超音波映像を提供する超音波システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波システムは、無侵襲および非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るために医療分野で広く用いられている。超音波システムは、対象体を直接切開して観察する外科手術の必要がなく、対象体の内部組織を高解像度の映像で医師に提供できるので、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。
【０００３】
最近の超音波システムは、２次元超音波映像では提供することができない空間情報や解剖学的な形態情報を３次元の超音波映像として提供してくれる。即ち、この超音波システムは超音波信号を対象体に送信して対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を用いてボリュームデータを形成し、その形成されたボリュームデータをレンダリングして３次元超音波映像を形成する。
【０００４】
一般に従来のシステムは、１つだけのボリュームデータを形成し、そのボリュームデータにレンダリングを行って３次元の超音波映像を作成している。即ち、従来のシステムでは、２つ以上のボリュームデータにレンダリングを行う機能はなく、同一または相違した対象体の３次元超音波映像を同時に提供することはしていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７−２３６９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、複数の３次元超音波映像を提供する超音波システムおよび方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の超音波システムは、超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、複数の超音波データを取得し、前記複数の超音波データに基づいて、複数のボリュームデータを形成するボリュームデータ取得部と、前記複数のボリュームデータをレンダリングして、複数の３次元超音波映像を形成するように動作するプロセッサとを備える。
【０００８】
また、本発明の３次元超音波映像の提供方法は、ａ）複数の超音波データを取得する段階と、ｂ）前記複数の超音波データに基づいて複数のボリュームデータを形成する段階と、ｃ）前記複数のボリュームデータをレンダリングして複数の３次元超音波映像を形成する段階とを備える。
【０００９】
また、本発明の３次元超音波映像を提供する方法を行うためのプログラムを格納するコンピュータ読み出し可能記録媒体は、前記方法が、ａ）複数の超音波データを取得する段階と、ｂ）前記複数の超音波データに基づいて複数のボリュームデータを形成する段階と、ｃ）前記複数のボリュームデータをレンダリングして複数の３次元超音波映像を形成する段階とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、少なくとも２つのボリュームデータにレンダリングを行うことができ、対象体の観測時間を短縮することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、同一または相違した対象体の３次元超音波映像を同時に提供するため、ユーザは３次元超音波映像を用いて病変などを容易に観測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例におけるボリュームデータ取得部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例におけるプロセッサを示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して本発明の多様な実施例について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。超音波システム１００は、ボリュームデータ取得部１１０、格納部１２０、ユーザ入力部１３０、プロセッサ１４０およびディスプレイ部１５０を備える。
【００１５】
ボリュームデータ取得部１１０は、超音波信号を対象体に送信して対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信して対象体のボリュームデータを取得する。
【００１６】
図２は、本発明の実施例におけるボリュームデータ取得部１１０の構成を示すブロック図である。ボリュームデータ取得部１１０は、送信信号形成部１１１、複数の変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  ｅｌｅｍｅｎｔ）（図示せず）を含む超音波プローブ１１２、ビームフォーマ１１３、超音波データ取得部１１４およびボリュームデータ形成部１１５を備える。
【００１７】
送信信号形成部１１１は、超音波システム１００に設定された映像モードに応じた送信信号を形成する。映像モードはＢモード、Ｄ（Ｄｏｐｐｌｅｒ）モード、カラーフロー（ｃｏｌｏｒ  ｆｌｏｗ）モードなどを含む。そのうちここでは一実施例として、Ｂモード映像を得るための超音波システム１００のＢモードを例に挙げて説明する。
【００１８】
超音波プローブ１１２は、送信信号形成部１１１から順次提供される送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して電気的受信信号を形成する。この場合、電気的受信信号はアナログ信号である。
【００１９】
ビームフォーマ１１３は、超音波プローブ１１２から提供される電気的受信信号をデジタル信号に変換する。また、ビームフォーマ１１３は変換素子の位置および集束点を考慮し、デジタル信号に受信集束を行って受信集束信号を形成する。
【００２０】
超音波データ取得部１１４は、受信集束信号に基づいて複数の超音波データを形成する。この超音波データはＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）データまたはＩＱ（ｉｎ−ｐｈａｓｅ／ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）データであってもよい。
【００２１】
ボリュームデータ形成部１１５は、超音波データ取得部１１４から提供される超音波データに基づいて複数のボリュームデータを形成する。
【００２２】
再び図１を参照して、格納部１２０は、複数のボリュームデータを格納する。この格納部１２０は、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）またはハードディスクドライブなどの少なくともいずれか一つであってもよい。
【００２３】
ユーザ入力部１３０は、ユーザの入力情報を受信する。ユーザ入力部１３０は、コントロールパネル、マウス、キーボードなどの少なくともいずれか一つを備えている。入力情報は、次の第１〜第５の入力情報を含む。第１の入力情報は、格納部１２０に格納されている複数のボリュームデータの中から少なくとも二つのボリュームデータを選択するための入力情報である。第２の入力情報は、選択されたボリュームデータのジオメトリ（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を設定するための入力情報である。ジオメトリとは、例えば、ボリュームデータの回転、移動およびズーム（ｚｏｏｍ）などであって、実際のボリュームデータと同一のものである。第３の入力情報は、選択されたボリュームデータまたはジオメトリが設定されたボリュームデータに適用する複数のレンダリング方法の中から一つの方法を選択するための入力情報である。このレンダリング方法には、レイキャスティング投影（ｒａｙ−ｃａｓｔｉｎｇ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）方法、最大投影（ｍａｘｉｍｕｍ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）方法、最小投影（ｍｉｎｉｍｕｍ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）方法、平均投影（ａｖｅｒａｇｅ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）方法などがある。第４の入力情報は、複数の３次元超音波映像のそれぞれに付与する色相を選択するための入力情報である。第５の入力情報は、複数の３次元超音波映像を合成するための入力情報である。
【００２４】
プロセッサ１４０は、選択されたボリュームデータをレンダリングして複数の３次元超音波映像を形成する。また、プロセッサ１４０は、複数の３次元超音波映像を合成して合成映像を形成する。プロセッサ１４０は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）などのようなプロセッサを少なくとも一つは持っている。
【００２５】
図３は、本発明の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。プロセッサ１４０は、ボリュームデータ抽出部１４１、ジオメトリ設定部１４２、レンダリング部１４３、色相設定部１４４および合成部１４５を備えている。プロセッサ１４０は、複数のボリュームデータのボクセル間隔を正確に測定するため、ボクセル間隔調節部（図示せず）を更に備えている。
【００２６】
ボリュームデータ抽出部１４１は、ユーザ入力部１３０から提供される第１の入力情報に基づいて、第１の入力情報に該当する少なくとも二つのボリュームデータを格納部１２０から抽出する。
【００２７】
ジオメトリ設定部１４２は、ユーザ入力部１３０から提供される第２の入力情報に基づいて、抽出されたボリュームデータのジオメトリを設定する。例えば、第１の入力情報に基づいて、第１〜第４のボリュームデータが抽出されると、ジオメトリ設定部１４２は第１〜第４のボリュームデータのそれぞれに、回転、移動およびズームを設定する。他の例として、ジオメトリ設定部１４２は、第１〜第４のボリュームデータに対して同一の回転、移動およびズームを設定する。
【００２８】
レンダリング部１４３は、ユーザ入力部１３０から提供される第３の入力情報に基づいて、抽出されたボリュームデータまたはジオメトリ設定されたボリュームデータをレンダリングして複数の３次元超音波映像を形成する。
【００２９】
一例として、レンダリング部１４３は、第１のボリュームデータにレイキャスティング投影のレンダリングを行って第１のボリュームデータに対する３次元超音波映像を形成し、第２のボリュームデータに最大投影のレンダリングを行って第２のボリュームデータに対する３次元超音波映像を形成し、第３のボリュームデータに最小投影のレンダリングを行って第３のボリュームデータに対する３次元超音波映像を形成し、第４のボリュームデータに平均投影のレンダリングを行って第４のボリュームデータに対する３次元超音波映像を形成する。第１〜第４のボリュームデータは、ボリュームデータ抽出部１４１で抽出されたボリュームデータまたはジオメトリ設定部１４２でジオメトリ設定されたボリュームデータである。
【００３０】
他の例として、レンダリング部１４３は、第１〜第４のボリュームデータに同一のレンダリングを行って第１〜第４のボリュームデータのそれぞれに対する３次元超音波映像を形成する。
【００３１】
色相設定部１４４は、レンダリング部１４３で形成された複数の３次元超音波映像のそれぞれに第４の入力情報に該当する色相を設定する。
【００３２】
合成部１４５は、第５の入力情報に対応してレンダリング部１４３で形成された複数の３次元超音波映像または色相設定された複数の３次元超音波映像を合成して合成映像を形成する。また、合成部１４５は、複数の３次元超音波映像のそれぞれに３次元超音波映像の透明度を調節するための加重値を加えて合成映像を形成することができる。
【００３３】
ディスプレイ部１５０は、プロセッサ１４０で形成された複数の３次元超音波映像を同時に表示する。また、ディスプレイ部１５０は、色相設定された複数の３次元超音波映像を同時に表示する。また、ディスプレイ部１５０は、合成部１４５で形成された合成映像を表示する。更にまた、ディスプレイ部１５０は、複数の３次元超音波映像と合成映像を同時に表示する。
【００３４】
本発明に属する技術分野の当業者は、本発明の技術的思想に基づいて、他の具体的な形態で実施できることを理解できるはずである。従って、以上で記述した実施例は全ての面で例示的なものであり、限定的ではないことを理解しなければならない。本発明の範囲は前述の詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって定められ、特許請求の範囲の意味および範囲、そしてその等価概念から導き出される全ての設定または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。
【符号の説明】
【００３５】
１００  超音波システム
１１０  ボリュームデータ取得部
１２０  格納部
１３０  ユーザ入力部
１４０  プロセッサ
１５０  ディスプレイ部
１１１  送信信号形成部
１１２  超音波プローブ
１１３  ビームフォーマ
１１４  超音波データ取得部
１１５  ボリュームデータ形成部
１４１  ボリュームデータ抽出部
１４２  ジオメトリ設定部
１４３  レンダリング部
１４４  色相設定部
１４５  合成部
【図１】
2010137057.tif 000003
【図２】
2010137057.tif 000004
【図３】
2010137057.tif 000005