(57)【要約】【課題】３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する超音波システムおよび方法を提供すること。【解決手段】本発明における超音波システムは、対象体の３次元超音波映像を取得する３次元超音波映像取得ユニットと、制御系を有する制御ボリュームユニットを備え、ユーザによって回転または移動し、前記３次元超音波映像から少なくとも１つの２次元スライス映像を選択するための基準平面として少なくとも１つの選択平面を形成する２次元スライス映像選択ユニットと、前記３次元超音波映像取得ユニットおよび前記２次元スライス映像選択ユニットに連結され、前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの選択平面に対応する前記少なくとも１つの２次元スライス映像を抽出するプロセッサとを備える。前記３次元超音波映像または前記少なくとも１つの選択平面は、前記制御ボリュームユニットと共に回転または移動する。【選択図】図６
2011125708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象体の３次元超音波映像を取得する３次元超音波映像取得ユニットと、
座標系を有する制御ボリュームユニットを備え、ユーザによって回転または移動し、前記３次元超音波映像から少なくとも１つの２次元スライス映像を選択するための基準平面として少なくとも１つの選択平面を形成する２次元スライス映像選択ユニットと、
前記３次元超音波映像取得ユニットおよび前記２次元スライス映像選択ユニットに連結され、前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの選択平面に対応する前記少なくとも１つの２次元スライス映像を抽出するプロセッサと
を備え、
前記３次元超音波映像または前記少なくとも１つの選択平面は、前記制御ボリュームユニットと共に回転または移動することを特徴とする超音波システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの選択平面は、前記制御ボリュームユニットと前記３次元超音波映像が共に回転または移動している間中固定されており、前記３次元超音波映像は座標系を有し、
前記プロセッサは、前記制御ボリュームユニットの前記座標系を前記３次元超音波映像の前記座標系にマッチングさせて、前記３次元超音波映像と前記制御ボリュームユニットを共に前記少なくとも１つの選択平面に対して相対的に回転または移動させ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２次元スライス映像選択ユニットは、
前記制御ボリュームユニットに備えられ、前記制御ボリュームユニットの回転または移動を検知して前記制御ボリュームユニットの姿勢および位置信号を形成する姿勢および位置認識ユニットと、
前記制御ボリュームユニットに結合される把持部と、
前記把持部に形成され、前記ユーザから前記２次元スライス映像選択ユニットを動作させるための入力情報を受信する入力ボタンと
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記姿勢および位置認識ユニットは、前記制御ボリュームユニットの回転または移動を検知して検知信号を形成するセンサを備え、前記検知信号に基づいて前記制御ボリュームユニットの姿勢および位置信号を生成す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】
前記プロセッサは、
前記３次元超音波映像の前記座標系に前記制御ボリュームユニットの前記座標系をマッチングさせるマッチングユニットと、
前記姿勢および位置信号に基づいて、変更された前記制御ボリュームユニットの姿勢および位置に対応するように前記３次元超音波映像の姿勢および位置を変更する映像処理ユニットと、
前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの選択平面に対応する前記少なくとも１つの２次元スライス映像を抽出する２次元スライス映像抽出ユニットと
を備える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】
前記マッチングユニットは、前記入力ボタンから提供される第１の入力情報にもとづいて、前記制御ボリュームユニットの前記座標系を前記３次元超音波映像の前記座標系にマッチングさせ、
前記２次元スライス映像抽出ユニットは、前記入力ボタンから提供される第２の入力情報に基づいて、前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの選択平面に対応する前記少なくとも１つの２次元スライス映像を抽出することを特徴とする請求項５に記載の超音波システム。
【請求項７】
前記３次元超音波映像は、前記制御ボリュームユニットと前記少なくとも１つの選択平面が共に回転または移動している間中固定され、前記少なくとも１つの選択平面は座標系を有し、
前記プロセッサは、前記制御ボリュームユニットの前記座標系を前記少なくとも１つの選択平面の前記座標系にマッチングさせて、前記少なくとも１つの選択平面と前記制御ボリュームユニットを共に前記３次元超音波映像に対して相対的に回転または移動させ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８】
前記２次元スライス映像選択ユニットは、
前記制御ボリュームユニットに備えられ、前記制御ボリュームユニットの回転または移動を検知して、前記制御ボリュームユニットの姿勢および位置信号を形成する姿勢および位置認識ユニットと、
前記制御ボリュームユニットに結合される把持部と、
前記把持部に形成され、前記ユーザから前記２次元スライス映像選択ユニットを動作させるための入力情報を受信する入力ボタンと
を備えることを特徴とする請求項７に記載の超音波システム。
【請求項９】
前記姿勢および位置認識ユニットは、前記制御ボリュームユニットの回転または移動を検知して検知信号を形成するセンサを備え、前記検知信号に基づいて前記制御ボリュームユニットの姿勢および位置信号を生成することを特徴とする請求項８に記載の超音波システム
【請求項１０】
前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの選択平面の前記座標系に前記制御ボリュームユニットの前記座標系をマッチングさせるマッチングユニットと、
前記姿勢および位置信号に基づいて、変更された前記制御ボリュームユニットの姿勢および位置に対応するように前記少なくとも１つの選択平面の姿勢および位置を変更する映像処理ユニットと、
前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの選択平面に対応する前記少なくとも１つの２次元スライス映像を抽出する２次元スライス映像抽出ユニットと
を備えることを特徴とする請求項９に記載の超音波システム。
【請求項１１】
前記マッチングユニットは、前記入力ボタンから第１の入力情報が提供されると、前記制御ボリュームユニットの前記座標系を前記少なくとも１つの選択平面の前記座標系にマッチングさせ、
前記２次元スライス映像抽出ユニットは、前記入力ボタンから第２の入力情報が提供されると、前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの選択平面に対応する前記少なくとも１つの２次元スライス映像を抽出することを特徴とする請求項１０に記載の超音波システム。
【請求項１２】
前記制御ボリュームユニットの形状は、前記３次元超音波映像に対応する形状であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項１３】
ａ）対象体の３次元超音波映像を取得する段階と、
ｂ）前記３次元超音波映像の座標系をユーザによって移動または回転する制御ボリュームユニットにマッチングさせる段階と、
ｃ）前記制御ボリュームユニットの姿勢および位置を検知する段階と、
ｄ）前記制御ボリュームユニットを前記３次元超音波映像または少なくとも１つの選択平面と共に回転または移動させる段階と、
ｅ）前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの選択平面に対応する少なくとも１つの２次元スライス映像を抽出する段階と
を備え、
前記少なくとも１つの選択平面は、前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの２次元スライス映像を選択するための基準平面として前記制御ボリュームユニットによって設定されることを特徴とする、３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの選択平面は、前記制御ボリュームユニットと前記３次元超音波映像が共に回転または移動しているとき固定されることを特徴とする請求項１３に記載の３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する方法。
【請求項１５】
前記３次元超音波映像は、前記制御ボリュームユニットと前記少なくとも１つの選択平面が共に回転または移動しているとき固定されることを特徴とする請求項１３に記載の３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する方法。
【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、３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択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することができるため、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。
【０００３】
３次元の超音波映像を用いた超音波システムは、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提供してくれる。一般に、超音波システムは、超音波プローブの複数の電気音響変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  ｅｌｅｍｅｎｔ：以下単に変換素子と呼ぶ）を電気的に励振して超音波信号を対象体に送信し、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）を受信する。超音波システムは、受信された超音波エコー信号に基づいてボリュームデータを形成し、その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】
図１および図２は、従来の超音波プローブを用いて取得する３次元超音波映像を示す。図１および図２に示すように、超音波プローブを用いて取得された３次元超音波映像１０は、超音波信号が送受信される対掌体内の領域と対応している。よって、３次元超音波映像は、上面が変換素子のステアリング軌跡と同一である長方形の曲面形状であり、下方に行くほど広くなって、ほぼ台形の六面体（円錐台）の形態をなす。
【０００５】
３次元超音波映像１０の断面は、対象体の関心領域、即ちＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）においてユーザによって選択される２次元超音波映像（即ち、２次元スライス映像）の形態で得られる。図１および図２において、符号１１〜１３は、互いに直交するＡ断面、Ｂ断面およびＣ断面を示す。
【０００６】
３次元超音波映像１０のＲＯＩにおいて、２次元スライス映像を表示するために、断面１１、１２、１３は、ＲＯＩに対応する座標に移動しなければならない。例えば、ユーザは、断面１１、１２、１３を選択し、選択された断面を移動および回転させて、３次元超音波映像のＲＯＩから２次元スライス映像を取得することができる。ユーザは、取得した２次元スライス映像を用いて対象体の診断を行うことができる。
【０００７】
図３は、３次元超音波映像のＲＯＩにおいて２次元スライス映像を選択するための制御パネルの概略図である。図３に示すように、制御パネルは、ｒｅｆ／ｓｌｉｃｅボタン１、Ｘ軸回転ボタン２、Ｙ軸回転ボタン３およびＺ軸回転ボタン４を備える。ｒｅｆ／ｓｌｉｃｅボタン１は、断面１１、１２、１３のうちいずれか１つを選択し、選択された１つの断面を対応する軸方向に移動させる。Ｘ軸回転ボタン２は、Ｘ軸を基準にして選択された断面を回転させる。Ｙ軸回転ボタン３は、Ｙ軸を基準にして選択された断面を回転させる。Ｚ軸回転ボタン４は、Ｚ軸を基準にして選択された断面を回転させる。
【０００８】
例えば、図４に示す２次元スライド映像１１´を選択するためには、図５に示す下記の過程を行う。まず、ユーザは、ｒｅｆ／ｓｌｉｃｅボタン１を用いて、Ｚ軸で基準平面１１を矢印ａに向けて移動させる。この後、ユーザは、Ｘ軸回転ボタン２を用いて、Ｘ軸を中心にして基準平面１１を矢印ｂ方向に回転させる。最後に、ユーザは、Ｙ軸回転ボタン３を用いて、Ｙ軸を中心にして基準平面１１を矢印ｃ方向に回転させる。この後、上記のような過程によって、基準平面１１から移動して選択された２次元スライス映像１１´を取得する。
【０００９】
上述した作動の過程は、時間を消耗させるキーの操作過程を多く必要とし、ユーザにとって非常に煩わしくて複雑な過程である。また、断面を選択するために、３軸を基準とした基準平面の移動と回転を手動で操作する必要があるため、３次元超音波映像の内部で所望の断面を精密に選択するのが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１６７１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、ユーザが、特にキーボタンを操作する必要なく、制御ボリュームユニットを用いて３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択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】
【００１２】
本発明における超音波システムは、対象体の３次元超音波映像を取得する３次元超音波映像取得ユニットと、座標系を有する制御ボリュームユニットを備え、ユーザによって回転または移動し、前記３次元超音波映像から少なくとも１つの２次元スライス映像を選択するための基準平面として少なくとも１つの選択平面を形成する２次元スライス映像選択ユニットと、前記３次元超音波映像取得ユニットおよび前記２次元スライス映像選択ユニットに連結され、前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの選択平面に対応する前記少なくとも１つの２次元スライス映像を抽出するプロセッサとを備え、前記３次元超音波映像または前記少なくとも１つの選択平面は、前記制御ボリュームユニットと共に回転または移動することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明における、３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する方法は、ａ）対象体の３次元超音波映像を取得する段階と、ｂ）前記３次元超音波映像の座標系をユーザによって移動または回転する制御ボリュームユニットにマッチングさせる段階と、ｃ）前記制御ボリュームユニットの姿勢および位置を検知する段階と、ｄ）前記制御ボリュームユニットを前記３次元超音波映像または少なくとも１つの選択平面と共に回転または移動させる段階と、ｅ）前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの選択平面に対応する少なくとも１つの２次元スライス映像を抽出する段階とを備え、前記少なくとも１つの選択平面は、前記３次元超音波映像から前記少なくとも１つの２次元スライス映像を選択するための基準平面として前記制御ボリュームユニットによって設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、ユーザがボリュームユニットを移動または回転させて、３次元超音波映像または特定の断面の姿勢および位置を変更させるため、複雑なキーの操作を行う必要がなく、２次元スライス映像を容易に選択することができる。
【００１５】
また、本発明においては、表示しようとする断面の姿勢および位置は、ユーザの直観によって制御ボリュームユニットに対応しているため、ユーザが制御ボリュームユニットの位置を迅速且つ正確に変更して所望の断面を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の超音波プローブを用いて取得した例示的な３次元超音波映像を示す概念図である。
【図２】従来の超音波プローブを用いて取得した、各断面における２次元スライス映像と３次元超音波映像を示す例示図である。
【図３】３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択するための従来のコントロールパネルを示す正面図である。
【図４】３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する過程を示す概念図である。
【図５】図４における選択過程中の座標の移動過程を示す概念図である。
【図６】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７】本発明の実施例における３次元超音波映像取得ユニットの構成を示すブロック図である。
【図８】フレームのスキャン方向を示す例示図である。
【図９】ボリュームデータの例を示す例示図である。
【図１０】本発明の実施例における２次元スライス映像選択ユニットを示す側面図である。
【図１１】本発明の実施例によって制御ボリュームユニットの姿勢および位置の変化過程を概略的に示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施例によって姿勢および位置が変化された制御ボリュームユニットの座標系を示す斜視図である。
【図１３】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。
【図１４】本発明の一実施例によって、２次元スライス映像選択ユニットを用いて３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する順序を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の他の実施例によって、任意の断面から２次元超音波映像を取得するための断面選択過程を示す概念図である。
【図１６】本発明の他の実施例によって、２次元スライス映像選択ユニットを用いて３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する順序を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１８】
図６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。図６を参照すると、超音波システム１００は、３次元超音波映像取得ユニット１１０、２次元スライス映像選択ユニット１２０、プロセッサ１３０およびディスプレイユニット１４０を備える。
【００１９】
３次元超音波映像取得ユニット１１０は、超音波信号を対象体に送信し、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３次元超音波映像を取得する。
【００２０】
図７は、本発明の実施例における３次元超音波映像取得ユニットを示すブロック図である。図７を参照すると、３次元超音波映像取得ユニット１１０は、送信信号形成ユニット１１１、複数の電気音響変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  ｅｌｅｍｅｎｔ：以下単に変換素子と呼ぶ）（図示せず）を含む超音波プローブ１１２、ビームフォーマ１１３、超音波データ形成ユニット１１４、ボリュームデータ形成ユニット１１５および映像形成ユニット１１６を備える。
【００２１】
送信信号形成ユニット１１１は、変換素子および集束点を考慮して送信信号を形成する。本実施例において、送信信号形成ユニット１１１は、図８に示すように３次元超音波映像に対応する複数のフレームＦｉ（１≦ｉ≦Ｎ）を得るための複数の送信信号を形成する。
【００２２】
超音波プローブ１１２は、送信信号形成ユニット１１１から送信信号が提供されると、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受信信号を形成する。受信信号はアナログ信号である。超音波プローブ１１２は、３Ｄメカニカルプローブ（ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｒｏｂｅ）、２Ｄアレイプローブ（ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ａｒｒａｙ  ｐｒｏｂｅ）などを含む。
【００２３】
ビームフォーマ１１３は、超音波プローブ１１２から受信信号が提供されると、受信信号をアナログおよびデジタル変換してデジタル信号を形成する。また、ビームフォーマ１１３は、変換素子および集束点を考慮して、デジタル信号を受信集束させて受信集束信号を形成する。
【００２４】
超音波データ形成ユニット１１４は、ビームフォーマ１１３から受信集束信号が提供されると、受信集束信号を用いて該当フレーム（Ｆｉ（１≦ｉ≦Ｎ））に対応する超音波データを形成する。超音波データは、ＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）データを含む。しかし、超音波データは、必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成ユニット１１４は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理（例えば、利得（ｇａｉｎ）調節等）を受信集束信号に行うこともできる。
【００２５】
ボリュームデータ形成ユニット１１５は、超音波データ形成ユニット１１４から提供される複数の超音波データを用いて、図９に示すようにボリュームデータ２１０を形成する。
【００２６】
図９は、ボリュームデータ２１０の例を示す例示図である。ボリュームデータ２１０は、輝度値を有する複数のボクセル（ｖｏｘｅｌ）（図示せず）を含む。図９において、符号２２１〜２２３は、互いに直交するＡ断面、Ｂ断面およびＣ断面を示す。また、図９において、軸（ａｘｉａｌ）方向は、超音波プローブ１１２の変換素子を基準として超音波信号の進行方向を、横（ｌａｔｅｒａｌ）方向は、スキャンライン（ｓｃａｎｌｉｎｅ）の移動方向を、また、エレベーション（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）方向は、３次元超音波映像の深さ方向であって、フレームのスキャン方向を示す。
【００２７】
映像形成ユニット１１６は、ボリュームデータ形成ユニット１１５から提供される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。レンダリングは、レイキャスティング・レンダリング（ｒａｙ―ｃａｓｔｉｎｇ  ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）、表面レンダリング（ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）などを含む。
【００２８】
再び図６を参照すると、２次元スライス映像選択ユニット１２０は、３次元超音波映像取得ユニット１１０から提供される３次元超音波映像の断面、即ち、２次元スライス映像を選択する。
【００２９】
図１０は、本発明の実施例における２次元スライス映像選択ユニットを示す側面図である。図１０を参照すると、２次元スライス映像選択ユニット１２０は、制御ボリュームユニット１２１、姿勢および位置認識ユニット１２２、把持部１２３および入力ボタン１２４を備える。
【００３０】
制御ボリュームユニット１２１は、図１１に示すように、ａ軸、ｂ軸およびｃ軸を有する直交座標系（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ｓｙｓｔｅｍ）を有する。図１１において、符号１２１ａは、３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択するための選択平面を示す。少なくとも１つの選択平面１２１ａは、制御ボリュームユニット１２１によって設定され、３次元超音波映像から少なくとも１つの２次元スライス映像を選択するための基準平面に該当する。
【００３１】
ユーザが制御ボリュームユニット１２１を、ｂ軸を中心にして回転させ（図１１の矢印Iで表示）、ａ軸を中心にして回転させ（図１１の矢印IIで表示）、ｃ方向に移動させると（図１１の矢印IIIで表示）、制御ボリュームユニット１２１の位置と姿勢は、図１２の符号１２１´のように変更される。選択平面１２１ａの姿勢および位置は、直交座標系で固定されているため、選択平面１２１ａの制御ボリュームユニット１２１に対する相対座標系は、ユーザの動作によって変更される。
【００３２】
本実施例において、制御ボリュームユニット１２１は、直六面体の形状を有する。他の実施例において、制御ボリュームユニット１２１は、その上下面が曲面からなり、ほぼ台形六面体（円錐台）の形状を有する３次元超音波映像形状に対応する形状を有することもできる。このような形状に応じて、ユーザが制御ボリュームユニット１２１を直観的に３次元超音波映像と対比させることができる。
【００３３】
姿勢および位置認識ユニット１２２は、制御ボリュームユニット１２１の内部に装着され、制御ボリュームユニット１２１の姿勢および位置を認識する。姿勢および位置認識ユニット１２２は、制御ボリュームユニット１２１の回転または移動を検知し、その回転および移動に対する検知信号を形成するセンサ（図示せず）を含む。センサは、制御ボリュームユニット１２１の回転および移動を検知することができる装置であれば、いかなる装置であってもよい。一例として、センサは、慣性センサ、ジャイロセンサ、加速センサなどを含む。また、姿勢および位置認識ユニット１２２は、センサの検知信号に基づいて、制御ボリュームユニット１２１の姿勢および位置を特定する姿勢および位置信号を形成するマイクロ制御装置（ＭＣＵ）（図示せず）をさらに含む。
【００３４】
把持部１２３は、制御ボリュームユニット１２１の一面から延設する棒状体からなる。このような形状により、ユーザが把持部１２３を把持した状態で２次元スライス映像選択ユニット１２０の姿勢および位置を変更させることができる。
【００３５】
入力ボタン１２４は、把持部１２３に形成され、ユーザから２次元スライス映像選択ユニット１２０を動作させるための入力情報を受信する。本実施例において、入力情報は、制御ボリュームユニット１２１の座標系を３次元超音波映像の座標系とマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）させるための第１の入力情報および最終の２次元スライス映像を選択するための第２の入力情報を含む。
【００３６】
再び図６を参照すると、プロセッサ１３０は、３次元超音波映像取得ユニット１１０および２次元スライス映像選択ユニット１２０に連結される。本実施例において、プロセッサ１３０は、無線通信チャネル（図示せず）を通じて２次元スライス映像選択ユニット１２０と連結されることができる。プロセッサ１３０は、３次元超音波映像取得ユニット１１０から提供される３次元超音波映像の座標系を制御ボリュームユニット１２１の座標系とマッチングさせる。また、プロセッサ１３０は、３次元超音波映像から前記選択平面１２１ａに対応する２次元スライス映像を抽出する。
【００３７】
図１３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。図１３を参照すると、プロセッサ１３０は、マッチングユニット１３１、映像処理ユニット１３２および２次元スライス映像抽出ユニット１３３を備える。
【００３８】
マッチングユニット１３１は、２次元スライス映像選択ユニット１２０から第１の入力情報が提供されると、制御ボリュームユニット１２１の座標と３次元超音波映像の座標とをマッチングさせる。
【００３９】
映像処理ユニット１３２は、２次元スライス映像選択ユニット１２０から姿勢および位置信号が提供されると、姿勢および位置信号に基づいて変更された制御ボリュームユニット１２１の姿勢および位置に対応するように、３次元超音波映像の姿勢および位置を変更（即ち、回転および移動）する。例えば、映像処理ユニット１３２は、２次元スライス映像選択ユニット１２０（制御ボリュームユニット１２１）から姿勢信号が提供されると、図１２に示すように制御ボリュームユニット１２１のａ´軸、ｂ´軸およびｃ´軸のそれぞれを、図４に示すような３次元超音波映像１０のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸に対応させることによって、３次元超音波映像の位置と姿勢を仮想の選択平面１２１ａに対して相対的に変更させる。このとき、選択平面１２１ａの座標系（ａ軸、ｂ軸、c軸）は、図４に示す、断面１１´の座標系（ｘ´軸、ｙ´側およびｚ´軸）と同一になる。よって、ユーザが制御ボリュームユニット１２１を回転または移動させながら表示する３次元超音波映像の内部の断面を任意に選択することができる。
【００４０】
２次元スライス映像抽出ユニット１３３は、入力ボタン１２４から第２の入力情報が提供されると、３次元超音波映像１０から選択平面１２１ａに対応する断面の２次元スライス映像を抽出する。
【００４１】
再び図６を参照すると、ディスプレイユニット１４０は、３次元超音波映像取得ユニット１１０で取得された３次元超音波映像を表示する。また、ディスプレイユニット１４０は、プロセッサ１３０から抽出された２次元スライス映像を表示する。
【００４２】
図１４は、本発明の一実施例によって、２次元スライス映像選択ユニットを用いて３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する順序を示すフローチャートである。図１４を参照すると、３次元超音波映像取得ユニット１１０は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して対象体の３次元超音波映像を取得する（Ｓ１０２）。
【００４３】
入力ボタン１２４から第１の入力情報が提供されると（Ｓ１０４）、マッチングユニット１３１は、制御ボリュームユニット１２１の座標系と３次元超音波映像の座標系とをマッチング（同期化）させる（Ｓ１０６）。
【００４４】
２次元スライス映像抽出ユニット１３３は、制御ボリュームユニット１２１の座標系に座標系がマッチングされた３次元超音波映像から選択平面に対応する最初の２次元スライス映像を抽出する（Ｓ１０８）。
【００４５】
ディスプレイユニット１４０は、制御ボリュームユニット１２１の座標系に、座標系がマッチングされた３次元超音波映像および抽出された最初の２次元スライス映像を表示する（Ｓ１１０）。
【００４６】
プロセッサ１３０は、姿勢および位置認識ユニット１２２から提供される検知信号に基づいて、ユーザが制御ボリュームユニット１２１を回転または移動させたかを判断する（Ｓ１１２）。
【００４７】
プロセッサ１３０は、制御ボリュームユニット１２１が回転または移動されたものと判断されれば、制御ボリュームユニット１２１の回転または移動を示す位置および姿勢信号を形成する（Ｓ１１４）。これに対し、プロセッサ１３０は、制御ボリュームユニット１２１が移動または回転していないものと判断されれば、位置および姿勢信号を形成せず、最初の２次元スライス映像を表示する。
【００４８】
映像処理ユニット１３２は、位置および姿勢信号に基づいて、３次元超音波映像の姿勢および位置を、制御ボリュームユニット１２１の変化した姿勢および位置に変更する（Ｓ１１６）。
【００４９】
入力ボタン１２４から第２の入力情報が提供されると（Ｓ１１８）、２次元スライス映像抽出ユニット１３３は、変化された３次元超音波映像から選択平面１２１に対応する最終の２次元スライス映像を抽出する（Ｓ１２０）。
【００５０】
ディスプレイユニット１４０は、３次元超音波映像から抽出された最終の２次元スライス映像を表示する（Ｓ１２２）。
【００５１】
以上、制御ボリュームユニット１２１を３次元超音波映像１０にマッチングさせることについて例示的な実施例として説明したが、図４に示す３次元超音波映像１０の座標系が固定され、変更された制御ボリュームユニット１２１の座標系（即ち、ａ´軸、ｂ´軸およびｃ´軸）を、表示される２次元スライス映像１１´の断面に対応する選択平面の座標系（即ち、Ｘ´軸、Ｙ´軸およびＺ´軸）にマッチングさせることもできる。
【００５２】
図１５は、本発明の他の実施例によって、任意の断面から２次元超音波映像を取得するための断面選択過程を示す概念図である。前の実施例では、制御ボリュームユニット１２１を３次元超音波映像１０に対応させるものとして説明したが、この実施例では、図１５に示すように、３次元超音波映像１０の座標系（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）を固定させ、制御ボリュームユニット１２１´および選択平面１２１ａ´を制御ボリュームユニット１２１の変更された位置および姿勢を示すａ´軸、ｂ´軸およびｃ´軸座標系に、前記固定された３次元超音波映像に対して相対的に移動または回転することができる。また、３次元超音波映像が固定され、選択平面１２１ａ´に対応する断面（スライス）上の２次元スライス映像が３次元超音波映像から抽出される。
【００５３】
この実施例において、図１５に示すように、姿勢および位置信号が提供されると、プロセッサ１３０は、選択平面１２１ａ´の姿勢および位置を変更させる。よって、３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する過程が多少変更される。したがって、以下、本発明の先に説明した実施例と異なる過程のみを説明する。
【００５４】
図１６は、本発明の他の実施例によって、２次元スライス映像選択ユニットを用いて３次元超音波映像から２次元スライス映像を選択する順序を示すフローチャートである。図１６に示すように、映像処理ユニット１３２は、２次元スライス映像選択ユニット１２０から姿勢および位置信号が提供されると、選択平面１２１ａの姿勢および位置を制御ボリュームユニット１２１の変更された姿勢および位置に変更する（Ｓ１１６´）。また、入力ボタン１２４から第２の入力情報が提供されると（Ｓ１１８）、２次元スライス映像抽出ユニット１３３は、３次元超音波映像の変更された選択平面１２０´に対応する断面から最終の２次元スライス映像を抽出する（Ｓ１２０´）。
【００５５】
上述した実施例では、１つの２次元スライス映像を選択するための１つの選択平面を説明した。しかし、１回に複数の２次元スライス映像を選択するために複数の選択平面を備えることもできる。
【００５６】
本発明は、望ましい実施例によって説明および例示をしたが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項および範疇を逸脱することなく、様々な変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  ｒｅｆ／ｓｌｉｃｅボタン
２  Ｘ軸回転ボタン
３  Ｙ軸回転ボタン
４  Ｚ軸回転ボタン
１０  ３次元超音波映像
１１  断面（基準平面）
１１´  ２次元スライス映像
１２、１３  断面
１００  超音波システム
１１０  ３次元超音波映像取得ユニット
１１１  送信信号形成ユニット
１１２  超音波プローブ
１１３  ビームフォーマ
１１４  超音波データ形成ユニット
１１５  ボリュームデータ形成ユニット
１１６  映像形成ユニット
１２０  ２次元スライス映像選択ユニット
１２１、１２１´  制御ボリュームユニット
１２１ａ  選択平面
１２２  姿勢および位置認識ユニット
１２３  把持部
１２４  入力ボタン
１３０  プロセッサ
１３１  マッチングユニット
１３２  映像処理ユニット
１３３  ２次元スライス映像抽出ユニット
１４０  ディスプレイユニット
２１０  ボリュームデータ
２２１  Ａ断面
２２２  Ｂ断面
２２３  Ｃ断面
Ｆ１〜ＦＮ  フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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