(57)【要約】３次元超音波データ取得は拡張視野イメージング又は処理のため行われる。２個以上の３次元ボリューム（４０，４２）の相対位置は２次元処理を使用して決定される。例えば、２つの非平行平面（７２，７４）に沿って位置の差が決定される。２つの差からのベクトルを合成することにより、３次元ボリューム（４０，４２）の相対位置が決定される。他の特徴は、２個以上のボリュームの相対位置の関数として、体積又は距離のような値を計算するステップ、必ずしも３次元拡張視野を形成することなく、相対位置の関数として２次元拡張視野又は多平面再構成視野を生成するステップ（３８）、および相対位置の決定（３４）又は様々なボリュームを表わすデータの結合（３６）のため生理的時相を考慮するステップを含む。
2009535152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の３次元ボリューム（４０）およびこの第１の３次元ボリューム（４０）と一部重複するが同一ではない第２の３次元ボリューム（４２）をそれぞれ表わす第１および第２の超音波データセットをボリュームイメージングトランスデューサ（１４）を用いて患者から取得する取得ステップ（３２）と、
第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の相対位置を決定する決定ステップ（３４）と、
相対位置の関数として値を計算するステップと
を備える３次元超音波データの取得方法。
【請求項２】
相対位置の関数として第１の超音波データセットの超音波データを第２の超音波データセットの超音波データに結合するステップ（３６）と、
結合された超音波データに応じて、第２の３次元ボリューム（４２）の外側にある第１の３次元ボリューム（４０）の少なくとも１つの第１の部分と第１の３次元ボリューム（４０）の外側にある第２の３次元ボリューム（４２）の少なくとも１つの第２の部分とを含む第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の両方を表わす３次元画像を生成するステップ（３８）と
をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
取得ステップ（３２）が、第１の３次元ボリューム（４０）に関連した第１の位置と第２の３次元ボリューム（４２）に関連した第２の位置との間でボリュームイメージングトランスデューサ（１４）を自由に移動させるステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
値を計算するステップが、完全には第１の３次元ボリューム又は第２の３次元ボリューム（４０，４２）の範囲内でない領域のボリューム値を計算するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
値を計算するステップが、第２の３次元ボリューム（４２）の範囲内にない第１の点から第１の３次元ボリューム（４０）の範囲内にない第２の点までの距離の関数として計算するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
相対位置を決定するステップ（３４）が、第１および第２の超音波データセットの一部分又は第１および第２の超音波データセットとは別個の超音波データの関数として決定するステップ（３４）を備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
相対位置を決定するステップ（３４）が、２つの非平行２次元平面（７２，７４）に沿ったトラッキングの関数として第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の相対位置を決定するステップ（３４）を備える請求項６に記載の方法。
【請求項８】
相対位置を決定するステップ（３４）が生理的周期に対して相対的に決定するステップ（３４）を備える請求項１に記載の方法。
【請求項９】
相対位置の関数として第１および第２の超音波データセットの超音波データから２次元拡張視野画像を生成するステップ（３８）をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
第１の３次元ボリューム（４０）が第２の３次元ボリューム（４２）に重なるが第２の３次元ボリューム（４２）とは異なる患者の第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）をそれぞれに表わす第１および第２の超音波データセットをボリュームイメージングトランスデューサ（１４）を用いて取得するステップ（３２）と、
少なくとも２つの２次元相対位置を用いて第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の第１の相対位置を決定する決定ステップ（３４）と
を備える３次元超音波データの取得方法。
【請求項１１】
決定ステップ（３４）が、
第１の２次元平面に沿って第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の第２の相対位置を決定するステップと、
第１の２次元平面に対して非平行である第２の２次元平面に沿って第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の第３の相対位置を決定するステップと、
第２および第３の相対位置の関数として第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の第１の相対位置を決定するステップと
を備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第２および第３の相対位置を決定するステップが、第２の２次元平面に対して垂直である第１の２次元平面を用いて、第１および第２のボリュームの両方の中に広がる第１および第２の２次元平面（７２，７４）の少なくとも一方を決定するステップを備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１の２次元平面（７２）がボリュームイメージングトランスデューサ（１４）に対して相対的に縦方向に沿い、第２の２次元平面（７４）がボリュームイメージングトランスデューサ（１４）に対して相対的に横方向に沿っている請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１および第２の２次元平面（７２，７４）が第１のボリューム（４０）内で中心奥行き軸を実質的に通過する請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
第１の相対位置を決定するステップ（３４）が、第１および第２の超音波データセットの一部分又は第１および第２の超音波データセットとは別個の超音波データに応じて決定するステップ（３４）を備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
第１の相対位置の関数として値を計算するステップをさらに備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
第１の相対位置の関数として第１の超音波データセットの超音波データを第２の超音波データセットの超音波データに結合するステップ（３６）と、
結合された超音波データに応じて、第２の３次元ボリューム（４２）の外側にある第１の３次元ボリューム（４０）の少なくとも１つの第１の部分と第１の３次元ボリューム（４０）の外側にある第２の３次元ボリューム（４２）の少なくとも１つの第２の部分とを含む第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の両方を表わす３次元画像を生成するステップ（３８）と
をさらに備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
第１の相対位置を決定するステップ（３４）が生理的周期に対して相対的に決定するステップ（３４）を備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
第１の相対位置の関数として第１および第２の超音波データセットの超音波データから２次元拡張視野画像を生成するステップ（３８）をさらに備える請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
拡張視野処理に用いられる３次元超音波データを取得するシステムにおいて、
第１の３次元ボリューム（４０）およびこの第１の３次元ボリューム（４０）と一部重複するが同一ではない第２の３次元ボリューム（４２）をそれぞれ表わす第１および第２の超音波データセットを取得するように動作するボリュームイメージングトランスデューサ（１４）と、
第１および第２の２次元平面（７２，７４）に沿ってそれぞれに第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の第１および第２の相対位置を決定するように動作するプロセッサ（２０）と
を備える３次元超音波データの取得システム。
【請求項２１】
ボリュームイメージングトランスデューサ（１４）が、２次元で操縦可能な走査線を用いて走査するように動作する多次元アレイ、又は２次元で操縦可能な走査線を用いて走査するように動作する揺動形トランスデューサを備える請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
第１の３次元ボリューム（４０）およびこの第１の３次元ボリューム（４０）と一部重複するが同一ではない第２の３次元ボリューム（４２）をそれぞれ表わす第１および第２の超音波データセットをボリュームイメージングトランスデューサ（１４）を用いて患者から取得する取得ステップ（３２）と、
生理的周期に対して相対的に第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の相対位置を決定するステップ（３４）と
を備える３次元超音波データの取得方法。
【請求項２３】
第１の３次元ボリューム（４０）およびこの第１の３次元ボリューム（４０）と一部重複するが同一ではない第２の３次元ボリューム（４２）をそれぞれ表わす第１および第２の超音波データセットをボリュームイメージングトランスデューサ（１４）を用いて患者から取得する取得ステップ（３２）と、
第１および第２の３次元ボリューム（４０，４２）の相対位置を決定するステップ（３４）と、
相対位置の関数として第１および第２の超音波データセットの超音波データから２つ以上の２次元拡張視野画像を生成する生成ステップ（３８）と
を備える３次元超音波データの取得方法。
【請求項２４】
生成ステップ（３８）が多平面再構成視野を生成するステップ（３８）を備える請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は３次元イメージングに関する。特に、患者の広い領域又は細長い領域の３次元超音波イメージングが提供される。
【０００２】
市販されている超音波システムは３次元（３Ｄ）および４次元（４Ｄ）のボリュームイメージングを実行する。一部の３Ｄおよび４Ｄ超音波システムは所与の平面内で走査するために１次元トランスデューサを使用する。トランスデューサは自由に様々な位置へ平行移動又は移動させられ、その結果、患者のボリューム領域を表わす様々な相対的空間関係を備える大量の平面を生み出す。しかし、相対位置情報および関連したデータのアライメントは、多次元又は揺動形トランスデューサを使用する走査と比べると不正確であるかもしれない。
【０００３】
多次元アレイ又は揺動形トランスデューサのようなボリュームイメージングトランスデューサを使用すると、超音波エネルギーは、ボリューム領域内で、又は患者内の２次元平面にとどまらない領域内で、走査線に沿って送信され受信される。一部のアプリケーションでは、トランスデューサの幾何学的性質が走査を所望のボリュームの一部だけに制限する。肝臓又は胎児のような幅の広い対象物の場合、トランスデューサは解剖学的形状の一区分だけを走査する。
【０００４】
拡張視野３Ｄおよび４Ｄイメージングは既に提案されている。開示内容が参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願第２００５／００３３１７３号を参照のこと。様々なボリュームを表わす２組以上のデータはイメージングのため一緒に組み合わされる。ボリュームの相対位置はトランスデューサ位置の検知又はデータ処理から決定される。
【発明の開示】
【０００５】
初めに、後述されている好ましい実施形態は、拡張視野３次元処理又はイメージングのための３次元超音波データ取得の方法およびシステムを含む。２個以上の３次元ボリュームとの相対位置は２次元処理を使用して決定される。例えば、２つの非平行平面に沿って位置の差が決定される。２つの差からのベクトルを結合することにより、３次元ボリュームとの相対位置が決定される。他の特徴は、２個以上のボリュームの相対位置の関数として、体積又は距離のような値を計算すること、必ずしも３次元拡張視野を形成することなく、相対位置の関数として２次元拡張視野又は多平面再構成を生成すること、および相対位置を決定するか又は異なるボリュームを表わすデータを結合するため生理的時相を考慮することを含む。これらの特徴のいずれか１つ又は２つ以上の組み合わせが使用されることがある。
【０００６】
第１の態様では、３次元超音波データ取得の方法が提供される。患者の第１の３次元ボリュームを表わす第１の超音波データセットおよび第２の３次元ボリュームを表わす第２の超音波データセットは、ボリュームイメージングトランスデューサを用いて取得される。第１の３次元ボリュームは第２の３次元ボリュームに一部重複するが、第２の３次元ボリュームとは同一ではない。第１の３次元ボリュームと第２の３次元ボリュームとの相対位置が決定される。値は相対位置の関数として計算される。
【０００７】
第２の態様では、３次元超音波データ取得の方法が提供される。患者の第１の３次元ボリュームを表わす第１の超音波データセットおよび第２の３次元ボリュームを表わす第２の超音波データセットは、ボリュームイメージングトランスデューサを用いて取得される。第１の３次元ボリュームは第２の３次元ボリュームに一部重複するが、第２の３次元ボリュームとは同一ではない。第１の３次元ボリュームと第２の３次元ボリュームとの第１の相対位置は、少なくとも２個の１次元相対位置および／又は２次元相対位置を用いて決定される。
【０００８】
第３の態様では、拡張視野処理のための３次元超音波データの取得システムが提供される。ボリュームイメージングトランスデューサは、患者の第１の３次元ボリュームを表わす第１の超音波データセットおよび第２の３次元ボリュームを表わす第２の超音波データセットを取得するように動作する。第１の３次元ボリュームは第２の３次元ボリュームに一部重複するが、第２の３次元ボリュームとは同一ではない。プロセッサは、第１の２次元平面および第２の２次元平面に沿って、それぞれ、第１の３次元ボリュームおよび第２の３次元ボリュームの第１の相対位置および第２の相対位置を決定するように動作する。
【０００９】
第４の態様では、３次元超音波データの取得方法が提供される。患者の第１の３次元ボリュームを表わす第１の超音波データセットおよび第２の３次元ボリュームを表わす第２の超音波データセットは、ボリュームイメージングトランスデューサを用いて取得される。第１の３次元ボリュームは第２の３次元ボリュームに一部重複するが、第２の３次元ボリュームとは同一ではない。生理的周期に対して相対的に第１の３次元ボリュームと第２の３次元ボリュームとの第１の相対位置が決定される。
【００１０】
第５の態様では、３次元超音波データの取得方法が提供される。患者の第１の３次元ボリュームを表わす第１の超音波データセットおよび第２の３次元ボリュームを表わす第２の超音波データセットは、ボリュームイメージングトランスデューサを用いて取得される。第１の３次元ボリュームは第２の３次元ボリュームに一部重複するが、第２の３次元ボリュームとは同一ではない。第１の３次元ボリュームと第２の３次元ボリュームとの相対位置が決定される。第１の超音波データセットおよび第２の超音波データセットからの１つ又は複数の２次元拡張視野画像は相対位置の関数として生成される。
【００１１】
本発明は特許請求の範囲によって規定され、この欄の中には特許請求の範囲への制限として解釈されるべき事項はない。本発明のさらなる態様および利点は好ましい実施形態と共に後述されている。
【００１２】
図面中の構成要素は必ずしも正しい縮尺ではなく、その代わりに、本発明の原理を説明することに重点が置かれている。さらに、図面中、同じ参照符合は異なる図面を通じて対応する部品を指定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
１次元又は２次元相関、トラッキング、又はその他の位置決定処理は、３次元ボリュームとの相対位置を決定する。２次元処理は３次元相関又はトラッキングより計算量的に効率的であるかもしれない。様々な軸又は２次元平面に沿って１次元又は２次元相関を実行することにより、２以上の自由度が解決されることがある。２つの２次元平面が６自由度、すなわち、３次元の並進および回転を解決するために使用されることがある。
【００１４】
１次元又は２次元位置処理の正確さの結果として、３次元の拡張視野が得られ、正確な計算を提供する。生理的周期の同じ部分に関連付けられているデータの相対位置の決定はより高い精度を提供することがある。相対位置は、２個以上のボリュームから、３次元拡張視野を形成するために、および／又は、２個以上の２次元拡張視野を形成するために使用される。３次元拡張視野は、より長い、より複雑な、より完全な、および／又は、より徹底した、ボリュームのフライスルーイメージングを可能にする。
【００１５】
図１は、３次元又は４次元処理のための医療診断超音波イメージングシステム１０のブロック図を示している。３次元処理は、相対位置を決定する処理、値を計算する処理、又は画像を生成する処理を含む。３次元イメージングは、所与の時間における患者の平面領域ではなく、ボリューム領域の画像を提供する。４次元イメージングは、例えば、ボリューム内での特徴部分の運動を明らかにするために、時間の関数として３次元ボリュームの画像を提供する。システム１０は、現在知られているか又は将来開発される、３次元処理もしくはイメージング用の超音波システム又はワークステーションを備える。
【００１６】
システム１０は、送信ビーム形成器１２、ボリュームイメージングトランスデューサ（volumetric imaging transducer）１４、受信ビーム形成器１６、画像プロセッサ１８、３Ｄプロセッサ２０、メモリ２２、およびディスプレイ２４を含む。付加的な構成要素、異なる構成要素、又はより少数の構成要素が設けられることもある。例えば、超音波データは、送信ビーム形成器１２、トランスデューサ１４、受信ビーム形成器１６、および／又は、画像プロセッサ１８を用いることなく、３Ｄプロセッサ２０内での処理のため記憶装置から取得される。別の例では、平面波イメージングがビーム形成器１２、１４を用いることなく使用されることがある。
【００１７】
送信ビーム形成器１２は、メモリ、遅延器、増幅器、波形発生器、発振器、フィルタ、変調器、アナログ装置、デジタル装置、およびこれらの組み合わせを含み、複数の波形を種々のチャネルに発生させる。波形は、平面内のステアリング、又は大量もしくは複数の平面内のステアリングのように、１次元又は２次元における電子ステアリングのために、アポダイズされ、相互に相対的に遅延される。フルサンプリング又はスパースサンプリング（sparse sampling）が行われ、より多数又はより少数の波形を所定の走査線のために発生させる。送信ビーム形成器１２は送信波形をボリュームイメージングトランスデューサ１４に与える。
【００１８】
ボリュームイメージングトランスデューサ１４は、２次元アレイ、又はＮ，Ｍの両方が１より大きい場合に、Ｎ×Ｍ個の素子からなる他のアレイのような多次元アレイである。多次元アレイの素子を有することにより、ボリュームイメージングトランスデューサ１４は、例えば、３次元のいずれかに沿って広がるボリュームを走査するように、２次元内で電子的に操縦可能な走査線を用いて走査するように動作する。２次元内で走査線に沿う走査のため、複数のボクセルが所与の方位角、仰角、およびレンジ次元に沿って設けられ、その結果、ボリューム画像又は走査が得られる。
【００１９】
別の実施形態では、ボリュームイメージングトランスデューサ１４は揺動形トランスデューサである。現在知られているか又は将来開発される直線的な１次元アレイ又は単一素子が設けられる。揺動器は１次元又は２次元に機械的に操縦され、無次元又は１次元で電気的に操縦される。一実施形態では、走査線は、仰角次元の方角のような一方の次元で機械的に操縦され、方位角次元のような別の次元で波形の遅延およびアポダイゼーションに起因して電子的に操縦される。２次元内で電気的に操縦される揺動形アレイが設けられることもある。
【００２０】
他の知られているか又は将来開発され、患者の平面スライスより大きい範囲でボリュームを表わす超音波データを取得するように動作するボリュームイメージングトランスデューサが使用されることもある。
【００２１】
ボリュームイメージングトランスデューサ１４は、患者の３次元ボリュームを表わす超音波データセット（一連の超音波データ）を取得するように動作する。２次元内の様々な位置へ走査線を向け、奥行き次元を表わす時間の関数として受信することにより、３次元ボリュームがトランスデューサ１４を用いてトランスデューサ１４の移動なしで走査されることがある。組織を通る音速を仮定すると、ボリュームは、並進中に方位角次元および仰角次元に沿った異なる角度へ走査線を向けることにより、トランスデューサ１４が移動する場合でも走査される。その結果、ボリュームイメージングトランスデューサ１４は、静止中又は移動中に、異なる次元ボリュームを表わす複数の超音波データセットを取得するために使用される。３次元ボリュームは重なるが、異なる全ての領域を表わす。一実施形態では、重なりはちょうど仰角次元の方角であるが、トランスデューサ１４は２軸以上に沿って動かされおよび／または回転させられ、３つの次元のいずれかの方向に重なりが生じる。
【００２２】
付加的に、トランスデューサ１４は、ボリューム内の、領域内の、又は患者に隣接したトランスデューサ１４の位置を決定する専用センサのような位置センサ２６を含む。センサ２６は、現在知られているか又は将来開発される磁気的、光学的、ジャイロスコープ、又はその他の物理的な位置測定機器のいずれでもよい。例えば、センサに配置された電磁コイルは、室内のトランスデューサ１４の位置および方向を決定するために使用される。代替的な実施形態では、トランスデューサ１４は位置センサ２６を有していない。
【００２３】
受信ビーム形成器１６はトランスデューサ１４によって発生させられた電気信号を受信する。受信ビーム形成器１６は、各チャネルからの情報を合計する加算器と共に複数のチャネルに分離された、１つ又は複数の遅延器、増幅器、フィルタ、復調器、アナログ素子、デジタル素子、およびこれらの組み合わせを有する。加算器、又はその後のフィルタは、同相および直角位相、又は無線周波データを出力する。現在知られているか又は将来開発される受信ビーム形成器であれば使用される。受信ビーム形成器１６は１つ又は複数の走査線を表わす超音波データを画像プロセッサ１８へ出力する。
【００２４】
画像プロセッサ１８は、デジタル信号プロセッサ、制御プロセッサ、汎用プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、アナログ回路、デジタル回路、又はこれらの組み合わせである。画像プロセッサ１８は、強度又はＢモード情報を検出し、フロー又はドップラー情報を推定し、又は超音波データの他の特性を検出する。画像プロセッサは、時間フィルタリング、空間フィルタリング、又は周波数フィルタリングを実施することもある。一実施形態では、画像プロセッサ１８はスキャンコンバータを含むが、スキャンコンバータは、３Ｄプロセッサ２０の後に設けられてもよく、又は３Ｄプロセッサ２０の一部として設けられてもよい。ＣＩＮＥメモリのような１つ又は複数のメモリ又はバッファが追加的に画像プロセッサ１８に設けられる。画像プロセッサ１８は検出された超音波データを極座標、直交座標、又はその他のフォーマットで３Ｄプロセッサ２０へ出力する。代替的に、超音波データはメモリ２２へ直接に力される。
【００２５】
３Ｄプロセッサ２０は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、コンピュータ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、ビデオカード、グラフィックスプロセッシングユニット、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、これらの組み合わせ、又はその他の現在知られているか又は将来開発されるプロセッサであり、ボリューム領域を表わすデータから３次元画像を処理および／又は生成する。一実施形態では、３Ｄプロセッサ２０は、画像プロセッサ１８を制御する制御プロセッサのような、システム１０の他のコンポーネントのため使用されるか、システム１０の他のコンポーネントと共に使用されるプロセッサである。別個の又は専用の３Ｄプロセッサ２０が使用されることもある。
【００２６】
メモリ２２は、ＲＡＭ、バッファ、携帯型ハードドライブ、又は現在知られているかもしくは将来開発される他のメモリである。一実施形態では、メモリ２２は、ＣＩＮＥメモリ、画像プロセッサ１８のメモリ、又はディスプレイ平面メモリのようなシステム１０の別のコンポーネントの一部であるが、３次元処理のための別個のメモリが設けられることもある。
【００２７】
３Ｄプロセッサ２０は３次元ボリュームとの相対位置を決定するように動作する。相対位置は、絶対位置として又はボリュームの複数の位置間の差として、絶対位置を参照することにより決定される。一実施形態では、３Ｄプロセッサ２０はセンサ２６から位置情報を受信する。別の実施形態では、３Ｄプロセッサ２０は超音波データから相対位置情報を決定する。データセット（一連のデータ）はトランスデューサ１４の相対位置に基づいて別のデータセットに位置的に関連している。１つのボリュームを表わすデータは拡張ボリュームを形成するために別のボリュームを表わすデータと空間的に位置合わせされる。３Ｄプロセッサ２０は３Ｄ又は４Ｄ処理もしくはイメージングのため３次元ボリュームとの相対位置を決定することがある。
【００２８】
一実施形態では、３次元相関又はトラッキングが実行される。別の実施形態では、相対位置は、２個以上の２次元平面に沿うような１次元処理又は２次元処理によってそれぞれ決定される。一方のボリューム内の２次元領域と別のボリュームの２次元領域との最良一致又は十分な一致は、平面に関して２つのボリューム間に並進および／又は回転（例えば、並進の２軸又は回転の１軸）を規定する。２つの非平行平面に沿って並進および／又は回転を決定することにより、様々な並進成分および／又は回転成分が決定される。相対位置は任意の個数の並進成分および／又は回転成分を含む。
【００２９】
２次元並進ベクトルは平面毎に決定される。代替的に、別々の１次元ベクトルが決定される。２つのこのような１次元ベクトルは平面を画定する。
【００３０】
２つの非平行平面は両方とも、少なくとも部分的に、両方のボリュームの中へ延在する。様々な平面がボリュームの様々なペア又はボリュームのより大きなグルーピングの相対位置を決定するため使用されることがある。一実施形態では、トランスデューサの運動方向は例えば３次元相関を用いて決定される。他の実施形態では、方向は仮定されている。２つの非平行平面はそれぞれに運動方向に対して平行に延在するが、運動の方向と平行でなくてもよい。２つの平面の角度関係は異なる方向ベクトルおよび回転ベクトルの幾何学的関係を決定する。他の実施形態では、一方の平面だけが両方のボリュームの中へ延在する。
【００３１】
２次元平面はトランスデューサ１４およびボリュームと相対的な位置にあることがある。一実施形態では、２次元平面は互いに垂直であり、例えば、一方の平面は奥行き−方位角平面であり、もう一方の平面は方位角仰角平面である。別の実施例では、２つの平面は方位角−奥行き平面および仰角−奥行き平面である。平面はボリュームに対して中心、縁、又は他の所にある。一実施形態では、２つ以上の平面が運動の特有の成分を決定するために使用され、例えば、ボリュームの中心に沿った平面および平行に隣接した平面を使用する。
【００３２】
位置を決定するために使用される超音波データは１つ又は複数の組み合わされるボリュームの全部又は一部である。例えば、一方のボリュームのトランスデューサ１４の並進方向でボリュームの縁に隣接したデータと関連付けられているような重なる可能性のある領域を表わすデータは、別のボリュームの重なる可能性のあるデータと比較される。使用されるデータは２次元平面の一部分又は領域を表わすデータにさらに制限されることがある。例えば、２つの非平行平面を表わすオーバーラップ領域内のデータは位置を決定するために使用される。代替的な実施形態では、一方のボリュームデータセットからのデータは、トランスデューサ１４の並進および関連付けられた位置を決定するために３次元イメージングのために使用されないデータと比較される。３次元イメージングのために使用されるデータのあらゆる組み合わせと、３次元イメージングのために使用されるデータと、これらの組み合わせが使用されるかもしれない。
【００３３】
データは時間の関数として選択されることがある。例えば、ボリュームを表わすデータセット（一連のデータ）は経時的に取得される。心周期又は呼吸周期のような生理的周期に起因して、走査されたボリュームはボリュームが走査された時間に応じて異なることがある。生理的周期中の実質的に同じ時間に関連した超音波データをゲーティング又は選択することにより、相対位置およびその結果として得られる拡張ボリュームが正しい可能性はより高い。呼吸モニタ、ＥＣＧ（心電図）、その他の機器、又は超音波データの解析は、周期中の時間的位置を特定するため使用されることがある。
【００３４】
３Ｄプロセッサ２０は様々なボリュームと関連した値を計算するために相対位置を使用する。例えば、コンポーネントボリューム内に完全には表現されていないが、拡張ボリューム内に完全に表現されている領域のボリュームは、コンポーネントボリュームの相対位置に基づいて計算される。同様に、距離、周囲長、又はその他の値は相対位置の関数として計算される。走査線密度と、各ボクセルの画素スケールおよび／又は既知空間距離と、ボリュームの相対位置とを使用することにより、正確な測定が拡張ボリュームで行われることがある。
【００３５】
３Ｄプロセッサはボリュームを表わす超音波データから画像を生成する。画像は相対位置の関数として生成される。一実施形態では、２次元画像が生成される。画像は相対位置を決定するために使用された平面のうちの１つ、又は異なる平面に対応している。画像は、両方のボリューム、又は拡張ボリュームを表わすデータから生成される。例えば、一方のボリュームからのデータは、３次元拡張視野のためのデータを結合することなく、拡張視野２次元画像を形成するために別のボリュームのデータと結合される。
【００３６】
２次元画像又は３次元画像を生成するために、一方のボリュームを表わす超音波データは、異なるボリュームを表わす超音波データと結合されることがあり、例えば、第１の超音波データセット（第１の一連の超音波データ）を第２の超音波データセット（第２の一連の超音波データ）に結合する。代替的に、異なるボリュームを表わす超音波データの一方、両方、又は複数の超音波データセットの一部分が結合されることがある。
【００３７】
結合はボリュームの相対位置の関数として実行される。３Ｄプロセッサ２０は３次元画像を生成するために結合データを使用する。結合データは、極座標、直交座標、又は３Ｄグリッドでフォーマットされている。データは、レンダリングのために内挿されるか、又はさもなければ選択されている。３次元ボリュームを表わす画像を生成する表面、投影、ボリューム、又は他の現在知られているかもしくは将来開発される技術のいずれかが使用されることがある。
【００３８】
一実施形態では、多平面再構成画像が生成される。２枚以上の２次元画像（例えば、直交平面を表わす３枚の画像）が３次元画像の有無にかかわらず生成される。１つ又は複数の２次元画像又は３次元画像は拡張視野として生成される。拡張視野は単一走査ボリュームによって利用できる視野を超える。
【００３９】
ディスプレイ２４は、３Ｄボリュームを表わす画像を生成するＣＲＴ、モニタ、プラズマスクリーン、ＬＣＤ、プロジェクタ、又はその他の表示装置である。３Ｄプロセッサ２０およびディスプレイ２４を使用して、ユーザは、様々な角度又は視点から３次元ボリューム内の情報を見るために、画像を回転させるか又は切断することがある。一実施形態では、３Ｄプロセッサ２０およびディスプレイ２４は、システム１０内のワークステーション又はシステム１０から遠隔しているワークステーションのような、システム１０の残りの部分とは別個のワークステーションである。
【００４０】
図２は３次元超音波取得および処理方法のフローチャートである。図２の方法は、図１のシステム１０又は異なるシステムを使用して実施される。付加的な、異なる、又はより少数のステップが設けられることがある。例えば、空間又は相対位置は、後のステップ３６の結合、および／又は、ステップ３８の拡張視野の形成なしに、ステップ３４で決定される。相対位置ステップ３４は値を計算する付加的なステップが設けられることがある。
【００４１】
ステップ３０において、トランスデューサ１４を収容するトランスデューサプローブは、患者に対して相対的に２つの異なる位置間で並進又は移動させられる。一実施形態では、トランスデューサプローブはゆっくり動かされ、ボリュームを表わす異なるデータセットが取得される。例えば、トランスデューサは毎秒約１インチで動かされるので、１００個の異なるスライス内の１２８本のラインについての超音波信号が所与のボリュームに対して取得される。音速に起因して、ボリュームは、トランスデューサプローブが連続的に動かされる場合でも、トランスデューサ１４の実質的に同じ位置で取得される。したがって、複数のボリュームが、トランスデューサプローブの運動を停止することなく、異なるトランスデューサ位置で取得される。３０個又はそれ以外の個数のボリュームが１秒毎に取得され、例えば、３秒間に亘って毎秒約２３個のボリュームを取得する（全部で約７０個のボリュームが結合されるべきである）。より高速又は低速の並進、およびより大きいボリューム又はより小さいボリュームの関連した走査が使用されることがある。サウンド又はグラフィックは、所望の並進速度を示すためにユーザに提示されることがある。代替的な実施形態では、トランスデューサプローブは、一方の位置から第２の位置へ動かされ、ある期間に亘って各位置に維持され、例えば、２個の異なる別々の音響窓を通る２個の異なるボリュームの超音波データの取得を伴う。
【００４２】
トランスデューサ１４は自由に動かされる。ユーザはトランスデューサを並進および／又は回転させる。代替的に、モータ、機構部、ガイド又はロボットがトランスデューサ１４を動かす。
【００４３】
運動は、仰角次元又は方位角次元の方向のように、特定の軸に沿っている。例えば、ユーザは仰角次元に沿ってトランスデューサ１４を自由に平行移動させる。仰角次元はトランスデューサアレイによって画定される。トランスデューサプローブは仰角方向又はアレイアライメントを示すためにマークを付さることがある。代替的に、トランスデューサはいずれの方向へ動かされてもよい。
【００４４】
ステップ３２において、３次元ボリュームを表わす複数の超音波データセットが取得される。例えば、データセットは、患者の上を平行移動させられている間にボリュームイメージングトランスデューサ１４を用いて取得される。図３Ａに示されているように、位置４４から又は位置４４を経由して、位置４６まで又は位置４６を通過するまでトランスデューサ１４を平行移動させるのに伴って２個のボリューム４０，４２が取得される。その結果、ボリューム４０を表わす超音波データはボリューム４２を表わす超音波データに重なる。トランスデューサ位置４４，４６は重ならないが、ある程度の重なりが設けられるか又は位置はさらに分離される。
【００４５】
４Ｄイメージング又は処理のために、複数の３次元ボリュームセットが取得される。３次元ステップが４次元処理に適用されることがある。
【００４６】
音響エネルギーは、各ボリューム４０，４２を走査するためにトランスデューサ１４に対して相対的に２つ以上の異なる角度でトランスデューサ１４から進む。走査線４８，５０によって示されているように、使用される２つの異なる角度は、並進方向と実質的に平行な次元に沿っている。使用される走査線および関連した角度の数はいくらでもよい。並進方向およびその他の次元に沿った異なる角度の結果として、ボリュームを表わすデータが取得される。代替的に、直線的な又は直交する走査線が使用される。
【００４７】
上述されているように、第１のボリューム４０を表わす超音波データは静止位置４４に保持されているトランスデューサ１４を用いて取得されるか、又はトランスデューサ１４が停止することなく位置４４を通って平行移動させられるときに取得される。同様に、第２のボリューム４２を表わす超音波データは、位置４６に保持されているトランスデューサを用いて取得されるか、又はトランスデューサ１４が位置４６を通って平行移動させられるときに取得される。トランスデューサ１４は、実質的に静止して保持される場合、実質的には呼吸、心拍、又は超音波医療技師もしくは患者の無意識の動きを考慮するために設けられている。ボリューム４０，４２がトランスデューサ１４を各位置で停止させることなく平行移動させる間に取得される場合、データセット（一連のデータ）は、ボリュームの取得を可能にするため、トランスデューサの平行移動の速度と比べて十分高速に取得される。トランスデューサ１４の平行移動が明らかなデータ圧縮を生じる場合、内挿、モーフィング、又はその他の技術がボリューム全体のデータ取得の際にトランスデューサ１４の運動を考慮するために使用されることがある。
【００４８】
図３に示されているように、各ボリューム４０，４２を表わす超音波データの一部分はオーバーラップ領域５２に対応する。各ボリューム４０，４２からのデータはオーバーラップ領域５２を表わす。データはオーバーラップ領域５２内の同一の空間位置に出現する場合と出現しない場合とがある。
【００４９】
２つのボリューム４０，４２だけが示されているが、最初のボリュームおよび最後のボリュームを始めとして、より多くの重なり、又はより少ない重なりを含む付加的なボリュームが設けられることがある。図３に示されている重なりは、仰角次元のような１次元に沿ってトランスデューサ位置４４，４６と関連付けられている。トランスデューサ１４のアレイに対して相対的にその他の次元又は付加的な次元に沿った回転および並進が行われることもある。
【００５０】
取得された超音波データは、同じ極座標フォーマット又は直交座標フォーマットのままにされる。代替的に、ボリュームを表わすデータは、全ボリュームに共通している３Ｄグリッド上に再フォーマットされる。患者の異なる３次元ボリュームを表わす超音波データは保存される。一実施形態では、異なるボリュームを表わす各データセットは別々に保存される。代替的な実施形態では、超音波データは結合され、結合後に保存される。
【００５１】
ステップ３４において、第２の位置４６に対する第１の位置４４の相対位置又は間隔が決定される。位置決めは、並進および回転を担う３次元空間内で決定される。代替的に、回転のない単一次元に沿う位置、又は任意の数の並進および／又は回転の自由度に対応する位置が決定される。
【００５２】
一実施形態では、ボリュームイメージングトランスデューサ１４の位置は超音波データを使用して追跡される。２つの位置の間の相対間隔は超音波データから決定される。トラッキングのため使用される超音波データは、３次元ボリュームを表わすデータセットの一方のデータ、両方のデータ、又は３次元ボリュームを表わすデータセットとは異なるデータからのデータである。フィルタリング、相関、絶対差の和、逆相関、又はその他の技術は、異なるデータセット中の１つのデータセットからのスペックル又は特徴を特定し位置合わせするため使用される。例えば、スペックル又は特徴は、一つのデータセットから別のデータセットのパターンに最も類似しているパターンを決定するために、分離され使用される。最良パターン照合の並進量および回転量は、並進を表わすベクトルを提供し、回転を特定する。一実施形態では、１つのボリュームの超音波データの一部分に基づくパターンは別のデータセットとの照合のため使用される。代替的に、異なる寸法に沿って空間的に異なるボリューム又は平面を表わすデータの複数の部分はパターン照合のため使用される。代替的に、１つのデータセット中のデータの全部は別のデータセット中のデータの全部とパターン照合される。さらに別の代替例では、データセット全体又はデータセットの一部分のサブサンプリングは別のデータセットのサブサンプリング又はフルサンプリングとの照合のため使用される。
【００５３】
参照により本明細書に開示内容が組み込まれている、米国特許第５，８７６，３４２号、第５，５５７，２８６号、第５，５８２，１７３号、第５，７８２，７６６号、第５，９１０，１１４号、第５，６５５，５３５号、第５，８９９，８６１号、第６，０５９，７２７号、第６，０１４，４７３号、第６，１７１，２４８号、第６，３６０，０２７号、第６，３６４，８３５号、第６，５５４，７７０号、第６，６４１，５３６号、および第６，８７２，１８１号に開示されているように、データから位置を決定する種々の現在知られるか、又は将来開発される２次元又は３次元技術が使用される。上記の特許、又は現在知られているかもしくは将来開発される２次元相関、逆相関、又はモーショントラッキング技術は、３次元ボリューム内でのスペックル又は特徴の相関およびトラッキングのため使用又は拡張されるか、あるいは、相関又はその他の計算のため３次元データセットを使用する。スペックルトラッキングの場合、逆相関又は相関が決定される。特徴トラッキングの場合、絶対差の和が決定される。一実施形態では、スペックルと特徴の両方の情報が追跡され、平均のような結合された並進および回転情報が使用される。付加的なスペックルおよび構造情報は、平面画像ではなく、３次元ボリュームに提供されるので、一方のボリュームの別のボリュームに対する位置合わせはより正確である可能性があり、２次元画像における仰角スペックル逆相関に依存するより高い自由度を実現する。
【００５４】
決定された並進および回転又は位置決め情報は、異なるボリュームを表わす超音波データを取得するために、種々のトランスデューサ位置４４，４６との間に相対位置を提供する。位置情報はオーバーラップ領域５２内で種々のボクセルに関係情報をさらに提供する。
【００５５】
ステップ３４の一実施形態では、相対位置は、２つの非平行２次元平面又は３本の線もしくは軸に沿ったトラッキングに応じて決定される。図５は拡張ボリューム５６を示している。参照を簡単にするために、拡張ボリューム５６は、図３に表されているような別個のオーバーラップボリュームとしては示されていない。図５の拡張ボリューム５６は別個のオーバーラップボリュームに対応する。平面は取得された画像平面又は他の平面に対応する。その他の平面の場合、超音波データは、平面を表わす超音波データを提供するために内挿、外挿、合成、又は結合されることがある。
【００５６】
２つの平面７２，７４が画定される。平面７２，７４はトランスデューサ、予測された動き方向、決定された動き方向、任意又はその他の関係に対して相対的に予め決められる。一方又は両方の平面７２，７４は、少なくとも部分的に、２つ以上のボリュームの中に広がる。図５において、２つの平面７２，７４は、直交又は垂直であるが、他の非平行関係が使用されることもある。２つの平面の交差によって形成される線は、トランスデューサの意図された動きの方向と実質的に平行に延びる。代替的に、交差線は位置が任意であるか、又は奥行き方向に延び、例えば、両方の平面７２，７４および線は一方のボリュームの中心奥行き軸に沿っている。平面はトランスデューサの次元と平行であり、例えば、平面７２は奥行き−仰角平面（縦方向）にあり、平面７４は方位角−仰角平面（横方向）にある。代替的に、一方又は両方の平面は、１つ又は複数トランスデューサ次元に対して非平行である一方又は両方の次元を有する。非平行平面のどのような位置決めでも使用される。
【００５７】
３つ以上の平面が使用されることがある。例えば、２つの平面は少なくとも一方のボリュームを通って集められる。２つの他の平面に対して平行又は非平行である付加的な平面もまた画定され、位置決定のために使用される。例えば、２つ又は３つの平行平面のグループが使用される。このグループは任意の間隔を有し、例えば、中心付近にあり、縁付近にあり、又は中間に任意のパターンで分布している。
【００５８】
変位ベクトル又は相対位置は平面毎に決定される。例えば、２個以上の２次元相対位置が平面毎に１個ずつ決定される。現在知られているか又は将来開発される２次元トラッキング又は位置決定が使用されることがある。例えば、一方のボリュームから選択された平面に沿った領域と別のボリューム内の平面に沿った探索領域との間の相関（例えば、絶対差の和又は相互相関）が実行される。領域のデータは、最大又は十分な相関を特定するために、異なる相対位置で、探索領域のデータと比較される。探索領域内で最良に一致する領域の相対位置は、回転照合の有無とは無関係に、回転成分を与える２次元ベクトルを提供する。
【００５９】
一実施形態では、領域は複数のサブ領域に分割される。各サブ領域は探索領域と相関させられる。大域的相対位置がサブ領域ベクトルから例えば平均によって計算される。このような処理は、米国特許第５，８９９，８６１号、第５，５７５，２８６号、又は上記の引用された他の特許に記載されている。
【００６０】
各平面に沿った変位ベクトル又は相対位置が決定される。ベクトルは３次元相対位置を決定するために結合される。
【００６１】
一実施形態では、１つ又は複数のボリュームが経時的に生理的周期の影響を受ける。超音波データは生理的周期の特定の部分で取得される。相対位置は生理的周期の同じ部分に関連付けられた超音波データを使用して決定される。照合又は相関のために使用されるスペックルおよび／又は特徴は、位置が生理的周期に対して相対的に決定されている場合に類似している可能性が高い。
【００６２】
ステップ３４の代替的な実施形態では、ボリュームイメージングトランスデューサ１４の異なる位置４４，４６間の関係がトランスデューサ１４上のセンサ２６によって与えられる。トランスデューサ１４に搭載されたセンサ２６は、室内又はボリューム内の絶対位置を提供するか、又は前の位置からの位置の差を提供し、例えば、動きの量と向きを時間の関数として提供する。いずれの場合も、２つの異なるトランスデューサ位置４４、４６間の並進および／又は回転の差と、ボリューム４０，４２を表わす超音波データの関連付けられた空間関係の差が決定される。
【００６３】
任意的なステップ３６では、異なるボリュームを表わす超音波データの異なる超音波データセットが結合される。各超音波データセットは、結合のためのステップ３４の所定の間隔又は相対位置の関数として他のデータセットに対して相対的に揃えられる。図３に示されている２つのボリューム４０，４２は図示されているように揃えられ、図４に示されているボリューム５６を形成するように結合される。
【００６４】
オーバーラップ領域５２では、例えば、平均化又は重み付け平均化などのように、第１の超音波データセットの超音波データは第２の超音波データセットの超音波データに混合される。最大値もしくは最小値の選択、あるいは、相関の量、データのタイプ、データの信号対雑音比、又は超音波データもしくはセンサ２６から決定されたその他のパラメータの関数としての適応的な混合などの種々の結合技術のいずれでも使用される。一実施形態では、３Ｄグリッド上の特定の位置で重なるデータセットのいずれか又は全部からの３Ｄグリッド上の特定の位置と関連付けられた１つ又は複数の値の等重み平均化を用いる有限インパルス応答フィルタリングが実行される。例えば、各データセットの３Ｄグリッド点に最も近い４個の画素値は、データセットの間で等しい重み付けもしくは空間的に関連した重み付けが適用されたグリッド点からのデータ値の距離の関数として重み付けされる。結果として得られる合成値は正規化される。種々の現在知られているか又は将来開発される内挿技術および混合技術のいずれが使用されてもよい。代替的な実施形態では、３Ｄグリッドへの内挿および異なるデータセットからの超音波データの結合は別々に実行される。
【００６５】
唯一のデータセットが領域を表わす領域は、平均化又はその他の変更なしに結合に含まれる。代替的に、これらの領域は削除されるか、又は超音波データは、利得の縞又は差を回避するために重なり合った領域の処理を考慮するために増減される。結合の際に混合を回避する一実施形態では、例えば、同一又は実質的に同一の空間位置を占める異なるデータセットからのデータ点を混合することなく結合されたボリュームを増大させるように、重ならない領域だけからの超音波データが別のボリュームの超音波データセットに追加される。
【００６６】
一実施形態では、特徴又はボリュームを全体的に表わす超音波データは、合成前に加圧歪みの関数として変形又は変更される。代替的な実施形態では、モーフィングは合成後に現れる。例えば、超音波データは、皮膚に乗せられている間に内臓を圧迫又は歪めるトランスデューサによって誘起されるような圧力、又は臓器に加わる心周期圧力によって誘起されるような圧力を考慮するために内挿される。
【００６７】
任意的なステップ３８では、合成超音波データに応じた３次元画像が形成又は生成される。例えば、最大強度投影、最小強度投影、重み付き投影、又はアルファブレンディングは、ボリューム５６に対して相対的に異なる１つ又は複数の視線方向のためにボリュームレンダリングされる。代替的に、シェーディングとの関連付けの有無とは無関係に、サーフェスレンダリングは画像として生成される。種々の現在知られているか又は将来開発される３次元イメージング技術は、ボリュームを表わす超音波データが与えられるならば、いずれでも使用される。
【００６８】
表示された３次元画像は拡張視野を提供する。ボリューム４０，４２の１つずつに基づいて別々に３次元画像を提供するかわりに、結合ボリューム５６を表わす３次元画像が提供される。３次元におけるこの拡張視野は、固定的に保持されたトランスデューサ１４を用いて取得される領域又は視野より広い。一実施形態では、結合領域５６全体の超音波データが３次元画像を生成するために使用される。代替的に、例えば、第１のボリューム４０又は第２のボリューム４２のいずれかの第１の部分だけを使用するように、結合領域５６の選択された部分の超音波データが使用される。拡張視野に対して、一方のデータセットの少なくとも一部分は他のデータセットからのデータと共に３次元画像を生成するために含まれる。
【００６９】
ステップ３８の別の実施形態では、２次元拡張視野画像が異なるボリューム又は結合された拡張視野ボリュームからの超音波データから生成される。２次元拡張視野画像は相対位置に応じて生成される。画像の平面は相対位置を決定するために使用された平面のうちの１つ、又は異なる平面である。画像の平面は１つ又は複数の走査平面に対応するか、又は超音波データが所望の平面に内挿、外挿、又は統合されている。相対位置を使用すると、異なるデータセット又はボリュームからのデータは２次元視野に寄与することがある。データは画素位置毎に混合又は選択される。例えば、異なるボリュームからのデータは、ステップ３６に関して上述されているように、画像平面だけに沿って結合される。別の実施例として、結合ボリュームからのデータが選択される。
【００７０】
１つ又は複数の２次元拡張視野が生成されることがある。例えば、多平面再構成が拡張ボリュームに対して実行される。拡張ボリュームを通る異なる断面又はスライスを表わす２つ以上の２次元画像が生成され、実質的に同時に表示される。２次元画像は、拡張ボリュームもしくは１つ又は複数のコンポーネントボリュームの１つ又は複数の３次元画像と共に表示されることがある。
【００７１】
別の実施形態では、値が相対位置の関数として計算される。種々の空間計算は、拡張ボリュームを使用するような、１つのコンポーネントボリュームの外側にあるデータの関数である。例えば、拡張ボリュームの範囲内に完全に含まれるが、いずれのコンポーネントボリュームの範囲内にも完全には含まれない領域のボリュームが計算される。別の実施例として、一方の３次元ボリュームの範囲内に含まれない第１の点から別の３次元ボリュームの範囲内に含まれない第２の点までの距離が計算される。他の計算には、境界検出計算又は周囲長が含まれる。
【００７２】
空間計算は各超音波値によって表わされたボクセルサイズ又は領域の関数である。例えば、走査線密度、アレイのサイズ、又はその他の情報がピクセル又はボクセルスケールを決定するために使用される。相対位置は、一方のボリュームからのデータを別のボリュームからのデータに対して空間的に揃え、空間計算を可能にする。空間計算は、例えば、結合されていないボリュームセット、又は拡張ボリュームを表わすために結合された超音波データのような、別個のデータセットからの超音波データを用いて実行される。
【００７３】
上記の説明は一般に２個のボリュームに関係しているが、３個以上のボリュームが本明細書に記載されているように結合されることがある。複数のボリュームは、より大きい臓器を可視化するために１個の複合ボリュームとして一つに接合され、様々なレベルの混合を行うことがある。複合ボリュームは、拡張視野４Ｄイメージング（すなわち、時間の関数として複合ボリュームを用いる３Ｄイメージング）を行うために複数回に亘って再び取得される。本明細書に記載されている３Ｄアプリケーションは４Ｄイメージング又は処理のため使用されることがある。
【００７４】
複合ボリューム３次元画像は、複数の３次元画像を取得している間に表示されることがある。ボリュームを通る任意のスライスのようなコンポーネントボリューム又は結合ボリュームのいずれかを表わす他の表示が最終的な表示の前に生成されることがある。データのコンポーネントボリュームセットを取得している間に、又は混合又は複合３次元画像を表示している間に、他の２次元画像が表示されることもある。拡張視野３次元画像は、３Ｄ外科手術計画および／又はフライスルー解析のために使用される。例えば、歪み情報又は造影剤潅流、混合ボリューム３次元画像内の流入又は流出情報、又は混合ボリューム３次元画像としての流入又は流出情報を用いるイメージングのように、４次元の機能的又はパノラマ的画像情報が検出され、表示されることもある。Ｂモード、ドップラー速度、ドップラーパワー、又はその他のタイプの情報が３次元画像の表示のため独立に又は一緒に使用される。例えば、パワーモードドップラー表示は、複数のボリュームのため取得されたドップラーデータからのＢモード情報なしで生成される。別の実施例として、歪み、歪み速度、又はその他のパラメトリックイメージングフォーマットが拡張視野３次元処理又はイメージングのため使用される。
【００７５】
他のイメージング方法が、大きい視野ボリューム画像、又は大きい３Ｄ視野を表わすデータセットを生成するために使用されることがある。他のイメージング方法は、Ｘ線、磁気共鳴、又は陽電子放射コンピュータ断層撮影を含むことがある。超音波データを用いて生成された拡張視野は他のイメージング方法のデータに対応することがある。リアルタイム又はオフラインで、ボリュームを表わすデータ、又は他の方法からの画像が超音波拡張視野の幾何学的性質を校正するため使用される。例えば、超音波ボリュームの相対位置は、精緻化されるか、又は他の方法からのデータの関数である。別の実施例として、オーバーラップボリュームからのデータの結合は他の方法からのデータの関数である。付加的又は代替的な実施形態において、同じ視野、類似視野、又はオーバーラップ視野を表わす異なる方法からのデータが結合される。異なる方法からのデータの校正又は融合は外科手術ガイダンス又は計画又は診断を支援することがある。
【００７６】
本発明は様々な実施形態を参照して上述されているが、多数の変更および変形が本発明の範囲から逸脱することなく行われ得ることが理解されるべきである。例えば、最小限の処理を用いるリアルタイムトラッキングの場合、ユーザは一方向に沿って平行移動させるように指示され、動きは、仰角次元のような一方向だけに沿って追跡される。したがって、上記の詳細な説明は限定としてではなく、例示としてみなされることが意図され、かつ、本発明の精神および範囲を規定するよう意図されているのは、すべての均等物を含む特許請求の範囲であることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】３次元イメージング用の超音波システムの一実施形態を示すブロック図
【図２】視野を拡張した３次元イメージングの一実施形態を表すフローチャート
【図３】トランスデューサの平行移動中に２個のボリュームを取得する一実施形態を示す図
【図４】一実施形態における視野を拡張したボリュームを示す図
【図５】３次元ボリュームに対して相対的な２次元平面を示す図
【符号の説明】
【００７８】
１０        医療診断超音波イメージングシステム
１２        送信ビーム形成器
１４        ボリュームイメージングトランスデューサ
１６        受信ビーム形成器
１８        画像プロセッサ
２０        ３Ｄプロセッサ
２２        メモリ
２４        ディスプレイ
【図１】
2009535152.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2009535152.tif 000009
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