(57)【要約】二次元以上の次元において分布された解剖学的位置から音像データを捕捉し、リアルタイムにボリューム測定を提供するためにセグメント化アルゴリズムを用いる超音波定量化のシステム及び方法である。２Ｄアレイが、２つの直交する（バイプレーン）２Ｄ画像を同時に捕捉するために用いられる。２つのバイプレーン画像からの境界は、ボリューム測定を与えるために数学的に結合される。制御処理器は、それ故、セグメント化された画像データの瞬時のフィードバックを得るため及び画像のボリューム測定を改善するためにシステムを制御する。本発明のシステム及び方法は、多数の同時２Ｄ画像又は全３Ｄボリューム捕捉に拡張されることが可能である。
2005530546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間的に二次元以上の次元を有する画像から画像データを捕捉するトランスジューサ；
前記画像データのボリューム境界を決定するために前記画像データをセグメント化するセグメント化装置；及び
リアルタイムにボリューム測定を行うために前記画像データの前記ボリューム境界を数学的に結合する定量化装置；
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記トランスジューサは全三次元ボリューム捕捉を捕捉する、ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記トランスジューサは複数の二次元プレーンを捕捉する、ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって：
前記セグメント化された画像データの瞬時のフィードバックを得るために、前記トランスジューサ、前記セグメント化装置及び前記量子化器を制御する制御処理器であって、前記画像の前記ボリューム測定を改善するために前記のセグメント化された画像データが変化される、制御処理器；
を更に有する、ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記画像データを捕捉する前記トランスジューサは、２Ｄアレイ、バイプレーントランスジューサ、ウェブラ又は回転プローブの１つである、
ことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、前記セグメント化装置は、異なる種類の画像データ環のボリューム境界を区別する、ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、前記リアルタイムのボリューム測定は少なくとも１０Ｈｚ／ｓｅｃのレートで繰り返される、ことを特徴とする装置。
【請求項８】
空間的に二次元以上の次元を有する画像から画像データを捕捉するための捕捉手段；
前記画像データのボリューム境界を決定するために前記画像データをセグメント化するためのセグメント化手段；及び
リアルタイムにボリューム測定を行うために前記画像データの前記ボリューム境界を結合する定量化手段；
を有することを特徴とする装置。
【請求項９】
空間的に二次元以上の次元を有する画像から音像データを捕捉する段階；
前記画像データのボリューム境界を決定するために前記画像データをセグメント化する段階；及び
リアルタイムにボリューム測定を行うために前記ボリューム境界を数学的に結合する段階；
を有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記の捕捉された画像データは全三次元ボリューム捕捉を捕捉する、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、前記の捕捉された画像データは複数の二次元である、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって：
前記のセグメント化された画像データの瞬時のフィードバックを得る段階；及び
前記画像の前記ボリューム測定を改善するために前記のセグメント化された画像データのパラメータを変化させる段階；
を更に有する、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法であって、前記画像データは、２Ｄアレイ、バイプレーントランスジューサ、ウェブラ又は回転プローブの１つにより捕捉される、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法であって、前記セグメント化は異なる種類の画像データ間の前記ボリューム境界を区別する、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の方法であって、前記リアルタイムのボリューム測定は少なくとも１０Ｈｚ／ｓｅｃのレートにおいて繰り返される、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元より多い次元において分布された解剖学的位置から音像データを捕捉し、リアルタイムにボリューム測定を提供するセグメント化アルゴリズムを用いる超音波量子化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
時間の関数として、心臓の左心室のボリュームに関する情報は、心臓を評価する上で医師にとって有用である。特に、心臓拡張のボリューム、心臓収縮のボリューム、ボリュームの変化速度及び他の歩リュームパラメータは、医師にとって有用な情報を提供する。
【０００３】
超音波イメージングは、心臓の左心室のボリュームを決定するために用いられる方法である。そのボリュームは、超音波画像からの断面積を決定することと、左心室の形状に関するある仮定を作成することにより、二次元超音波画像から決定される。
【０００４】
図１は、超音波定量化システムを示す先行技術の図である。ここで、図１を参照するに、スキャナ２０は、心臓等の、患者の身体の特定領域の超音波スキャンを実行する。スキャナ２０は、超音波エネルギーを送信し且つ受信するための超音波トランスジューサ１０を有する。超音波トランスジューサ１０は、画像領域に超音波エネルギーを送信し、患者の身体内の組織から反射された超音波エネルギーを受信する。
【０００５】
先行技術から周知であるように、トランスジューサはトランスジューサ素子のアレイを有することが可能である。各々のトランスジューサ素子に供給されるパルスを適切に遅延させることにより、焦点合わせされた超音波ビームは所望のスキャンラインに沿って送信される。患者の身体内の所定のポイントから反射された超音波エネルギーは、異なる時間にトランスジューサ素子により受信される。トランスジューサ素子はエネルギー信号を収束させ、ビームフォーマにそれらの信号を供給する。ビームフォーマは信号を処理し、焦点合わせされた受信ビームを表す信号ストリームを出力する。
【０００６】
超音波トランスジューサに対する、受信ビームの焦点面の深さ及び方向は、各々のトランスジューサ素子から受信された信号を適切に遅延させることにより、時間と共に動的に変化されることが可能である。各々のトランスジューサ素子からの遅延信号は、スキャンラインに沿って反射エネルギーレベルを表すスキャナ信号を供給するために合計される。上記のプロセスは、患者の身体の所定領域の画像を生成するための信号を供給するために、複数のスキャンラインに対して繰り返される。代表的には、スキャンパターンはセクタスキャンであって、スキャンラインが超音波トランスジューサの中央における点から出ていて、異なる角度で方向付けられている、セクタスキャンである。
【０００７】
スキャナ２０の出力は、従来のラスタスキャン表示にスキャナ２０により生成されたセクタスキャン情報を変換するスキャン変換器３０に供給される。スキャン変換器３０の出力は、次いで、オンライン表示装置４０に供給される。
【０００８】
ジャンクション３５により示されているように、スキャン変換器３０により出力された超音波データは、光ディスク５０において画像のフォームで記憶される。光ディスク５０は、光磁気ディスク、ＪＡＺＺディスク、ＺＩＰディスク等、又は、例えば、ネットワーク接続とすることが可能であるコンピュータ媒体記憶装置である。光ディスク５０は、得アークステーション６０にダウンロードされる。ここで、例えば、血液プールが組織データから離れてセグメント化されるような、血液から組織を心臓アプリケーションにおいて分離することを有するセグメント化７０が適用される。血液プールのボリューム又は面積は、それ故、定量化技術を用いて定量化される８０。このようにして、例えば、ユーザは、オフライン表示装置９０において、心臓の左心室における血液のボリュームを見ることが可能である。
【０００９】
超音波画像から心臓の左心室のような解剖学的構造のボリュームを測定することが、臨床的に望ましい。これらの測定が超音波定量化システムにより半自動的に実行されることは又、望ましい。今日、これらの測定は、１つまたはそれ以上の二次元（２Ｄ）画像において実行される。２Ｄの信号画像が用いられる場合、ボリュームの形状は、非対称形状に対する誤った結果をもたらす三次元（３Ｄ）におけるボリュームの形状が仮定される。複数の画像が用いられる場合、複数の画像は、異なる時間及びトランスジューサ位置において捕捉され、時間同時性がなく、幾何学的に正確でない。このようにして、得られる結果は誤ったものである。更に、既知のマルチプレーンの解決方法全ては自動的でなく、ボリューム測定の手動トレースを必要とする。
【００１０】
それ故、リアルタイムのボリューム測定を提供するセグメント化アルゴリズムを用い、二次元以上の次元に分布された開オブ学的位置からの音像データを捕捉することができるシステムに対する要求が存在している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、リアルタイムのボリューム測定を提供するセグメント化アルゴリズムを用い、二次元以上の次元において分布された解剖学的位置からの音像データを捕捉する、超音波定量化システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、空間的に二次元以上の次元を有する画像からの画像データを捕捉するトランスジューサを有する装置を提供することにより達成される。セグメント化装置は、画像データのボリューム境界を決定するために画像データをセグメント化する。その装置は又、リアルタイムにボリューム測定を実現するために、画像データのボリューム境界を数学的に結合する定量化装置を有する。
【００１３】
本発明の目的は、空間的に二次元以上の次元を有する画像から音像データを捕捉する段階を有する方法を提供することにより達成される。その方法は又、リアルタイムにボリューム測定を提供するために、画像データのボリューム境界を決定するために画像データをセグメント化する段階と、数学的にボリューム境界を結合する段階とを有する。
【００１４】
本発明の付加的目的及び優位性は、以下の説明の一部において説明され、又、一部において、説明から明らかとなり、又は、本発明を実行することにより学習することが可能である。
【００１５】
本発明の、以上の及び他の目的及び優位性については、添付図面と関連付けられた、以下の好適な実施形態の説明から明らかとなり、容易に理解できることであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ここで、本発明の好適な実施形態を詳細に参照するに、それらの例は添付図面により示され、類似する参照番号は類似する構成要素に対して一貫して付けられる。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態に従った、超音波定量化システムを示す図である。
【００１８】
図２を参照するに、スキャナ１２０は、心臓の左心室のような、患者の身体の特定領域の超音波スキャンを実行する。スキャナ１２０は、超音波エネルギーを送信し且つ受信するための超音波トランスジューサ１１０を有する。トランスジューサ１１０は画像領域に超音波エネルギーを送信し、患者の身体内の組織から反射された超音波エネルギーを受信する。スキャナ１２０により出力されたデータは、従来のラスタスキャン表示にスキャナ１２０により生成されたデータを変換するスキャン変換器１３０に供給される。スキャン変換器１３０の出力は、次いで、オンライン表示装置１７０に供給される。
【００１９】
ジャンクション１２５において、スキャナ１２０は、プリスキャン変換において自動的に且つオンラインで、セグメンタ１４０に超音波データを送信する。セグメンタ１４０は、例えば、左心室のボリューム境界を決定するために左心室における超音波データのセグメント化を実行する。超音波データがセグメント化された後、セグメント化された超音波データは定量化機１５０及びスキャン変換器１６０に出力される。定量化機５０は、例えば、ＳＯＮＯ  ５５００とすることが可能である。定量化器１５０は、オンラインの表示装置１７０において見ることができる超音波データのボリューム測定を与えるように左心室のボリューム境界を数学的に結合する。スキャン変換器１６０は、超音波画像がオンライン表示装置１７０において見ることができるように、超音波データを変換する。
【００２０】
又、図１２において、制御処理器１８０は、スキャナ１２０、スキャン変換器１３０、セグメンタ１４０、定量化器１５０及びスキャン変換器１６０を制御するために用いられる。制御処理器１８０は、瞬時のフィードバックに対する画像処理の種々の段階を制御する。例えば、制御処理器は、超音波画像のボリューム境界を改善するためにセグメンタ１４０における超音波特性又はパラメータを変化させる。
【００２１】
従って、例えば、超音波定量化システムは、二次元以上の次元において分布された解剖学的位置からの音像データを捕捉し、リアルタイムにボリューム測定を提供するためにセグメント化アルゴリズムを用いる。２Ｄアレイは、同時に２つの直交（バイプレーン）２Ｄ画像を捕捉するために用いられる。それ故、それらの画像は、音響アルゴリズムを用いて、ボリューム境界を決定するために個別にセグメント化される。２つのバイプレーン画像からの境界は、ボリューム測定を与えるために数学的に結合される。本発明のシステム及び方法は、多数の同時２Ｄ画像又は全３Ｄボリューム捕捉に拡張されることが可能である。例えば、バイプレーントランスジューサ、ウォブラ及び回転プローブのような多くの異なる種類のトランスジューサを、画像を捕捉するために用いることが可能である。
【００２２】
超音波定量化システムの種々の例について、ここで説明した。しかしながら、本発明は、超音波定量化システムの以上の特定な例に限定されるものではない。
【００２３】
本発明の好適な実施形態について図で示して説明したが、特許請求の範囲及びそれらと同等なものにおいて規定される範囲、本発明の主旨及び原理から逸脱することなく、上記の実施形態において変更がなされることが可能であることを、当業者は理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】先行技術の超音波定量化システムを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に従った超音波定量化システムを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2005530546.tif 000006
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