(57)【要約】【課題】本発明は、ボリュームデータに楕円体の関心領域を設定して、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。【解決手段】本発明における超音波システムは、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前記対象体に対する複数の超音波データを取得する超音波データ取得部と、ユーザから入力情報を受信するユーザ入力部と、前記複数の超音波データを用いてボリュームデータを形成し、前記入力情報に基づいて前記ボリュームデータに楕円体の関心領域を設定し、前記楕円体の関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして前記楕円体の関心領域に対応する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
2011056256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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前記対象体に対する複数の超音波データを取得する超音波データ取得部と、
ユーザから入力情報を受信するユーザ入力部と、
前記複数の超音波データを用いてボリュームデータを形成し、前記入力情報に基づいて前記ボリュームデータに楕円体の関心領域を設定し、前記楕円体の関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして前記楕円体の関心領域に対応する３次元超音波映像を形成するプロセッサと
を備えることを特徴とする超音波システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、
前記複数の超音波データを用いて前記ボリュームデータを形成するボリュームデータ形成部と、
前記入力情報に基づいて前記ボリュームデータに基準断面を設定する断面設定部と、
前記ボリュームデータに基づいて前記基準断面に対応する基準断面映像を形成する断面映像形成部と、
前記入力情報に基づいて前記ボリュームデータの前記基準断面に楕円の関心領域を設定し、前記楕円の関心領域に基づいて前記ボリュームデータに前記楕円体の関心領域を設定する関心領域設定部と、
前記楕円体の関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして前記３次元超音波映像を形成するレンダリング部と
を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】
前記入力情報は、
前記ボリュームデータに前記基準断面を設定する第１の入力情報と、
前記基準断面映像に前記楕円の関心領域を設定する第２の入力情報と
を備え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】
前記断面設定部は、前記ボリュームデータに前記基準断面に直交する複数の断面を更に設定し、前記断面映像形成部は、前記ボリュームデータに基づいて前記複数の断面に対応する複数の断面映像を更に形成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５】
前記入力情報は、
前記複数の断面映像に設定された楕円および／または円の関心領域の大きさを調節する第３の入力情報
を更に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】
前記関心領域設定部は、前記第３の入力情報に基づいて前記楕円体の前記関心領域の大きさを調節して前記ボリュームデータに前記楕円体の前記関心領域を再設定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】
レンダリング部は、前記再設定された楕円体の関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記再設定された楕円体の前記関心領域に対応する前記３次元超音波映像を形成することを特徴とする請求項６に記載の超音波システム。
【請求項８】
ａ）対象体に対する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を用いてボリュームデータを形成する段階と、
ｃ）ユーザからの入力情報に基づいて前記ボリュームデータに楕円の関心領域を設定する段階と、
ｄ）前記楕円の関心領域に基づいて前記ボリュームデータに楕円体の関心領域を設定する段階と、
ｅ）前記楕円体の関心領域に該当す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９】
前記段階ｃ）は、
前記ボリュームデータに基準断面を設定する第１の入力情報を受信する段階と、
前記第１の入力情報に基づいて前記ボリュームデータに前記基準断面を設定する段階と、
前記ボリュームデータに基づいて前記基準断面に対応する基準断面映像を形成する段階と、
前記基準断面映像を表示する段階と、
前記基準断面映像に前記楕円の関心領域を設定する第２の入力情報を受信する段階と、
前記第２の入力情報に基づいて前記ボリュームデータの前記基準断面に前記楕円の関心領域を設定する段階と
を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】
ｆ）前記ボリュームデータに前記基準断面に直交する複数の断面を設定する段階と、
ｇ）前記ボリュームデータに基づいて前記複数の断面に対応する複数の断面映像を形成する段階と、
ｈ）前記複数の断面映像を表示する段階と
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１１】
ｉ）前記複数の断面映像に設定された楕円および／または円の関心領域の大きさを調節する第３の入力情報を受信する段階と、
ｊ）前記第３の入力情報に基づいて前記楕円体の関心領域の大きさを調節して前記ボリュームデータに前記楕円体の関心領域を再設定する段階と、
ｋ）前記再設定された楕円体の関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして前記３次元超音波映像を形成する段階と
を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の３次元超音波映像提供方法。
【請求項１２】
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）対象体に対する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を用いてボリュームデータを形成する段階と、
ｃ）ユーザからの入力情報に基づいて前記ボリュームデータに楕円の関心領域を設定する段階と、
ｄ）前記楕円の関心領域に基づいて前記ボリュームデータに楕円体の関心領域を設定する段階と、
ｅ）前記楕円体の関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして前記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。
【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、楕円体の関心領域（ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ、ＲＯＩ）に基づいて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】
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。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に３次元関心領域（ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ、ＲＯＩ）を設定する。超音波システムは、３次元関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして３次元関心領域に対応する３次元超音波映像を形成する。
【０００４】
従来、この３次元関心領域は、直六面体状に限定されていた。しかし、これでは、対象体内の関心物体（例えば、腎臓、胆嚢、前立腺、卵巣など）が楕円体状である場合、関心領域に関心物体以外の不要な部分まで含まれてしまい、関心物体の３次元超音波映像を効率的に形成することができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８８１５３号公報
【特許文献２】特開２００４−２０２１３２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、ボリュームデータに楕円体の関心領域（ｒｅｇｉｏｎｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ、ＲＯＩ）を設定して楕円体の関心領域に対応する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】
本発明における超音波システムは、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前記対象体に対する複数の超音波データを取得する超音波データ取得部と、ユーザから入力情報を受信するユーザ入力部と、前記複数の超音波データを用いてボリュームデータを形成し、前記入力情報に基づいて前記ボリュームデータに楕円体の関心領域を設定し、前記楕円体の関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして前記楕円体の関心領域に対応する３次元超音波映像を形成するプロセッサとを備える。
【０００８】
また、本発明における３次元超音波映像提供方法は、ａ）対象体に対する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を用いてボリュームデータを形成する段階と、ｃ）ユーザからの入力情報に基づいて前記ボリュームデータに楕円の関心領域を設定する段階と、ｄ）前記楕円の関心領域に基づいて前記ボリュームデータに楕円体の関心領域を設定する段階と、ｅ）前記楕円体の関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして前記３次元超音波映像を形成する段階とを備える。
【０００９】
また、本発明における、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）対象体に対する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を用いてボリュームデータを形成する段階と、ｃ）ユーザからの入力情報に基づいて前記ボリュームデータに楕円の関心領域を設定する段階と、ｄ）前記楕円の関心領域に基づいて前記ボリュームデータに楕円体の関心領域を設定する段階と、ｅ）前記楕円体の関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして前記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、ボリュームデータにおいて楕円体状の関心物体を楕円体の関心領域に設定することができるため、所望の関心物体のみの３次元超音波映像を効率的に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。
【図３】フレームのスキャン方向を示す例示図である。
【図４】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５】本発明の実施例における３次元超音波映像を形成する手続を示すフローチャートである。
【図６】ボリュームデータの例を示す例示図である。
【図７】本発明の実施例における基準断面映像および楕円の関心領域の例を示す例示図である。
【図８】本発明の実施例におけるボリュームデータに設定される楕円体の関心領域の例を示す例示図である。
【図９】本発明の実施例における基準断面映像と共に表示されるＹＺ断面映像とＸＺ断面映像の例を示す例示図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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、超音波データ取得部１１０、ユーザ入力部１２０、プロセッサ１３０、ディスプレイ部１４０および格納部１５０を備える。
【００１４】
超音波データ取得部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（すなわち、超音波エコー信号）を受信して図３に示すフレームＰｉ（１≦ｉ≦Ｎ）の各々に対応する超音波データを取得する。対象体は、楕円体状の関心物体（例えば、腎臓、胆嚢、前立腺、卵巣など）を含む。
【００１５】
図２は、本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。超音波データ取得部１１０は、送信信号形成部２１０、複数の電気音響変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｅｌｅｍｅｎｔ）（図示せず）を含む超音波プローブ２２０、ビームフォーマ２３０および超音波データ形成部２４０を備える。
【００１６】
送信信号形成部２１０は、電気音響変換素子の位置および集束点を考慮して図３に示すフレームＰｉ（１≦ｉ≦Ｎ）の各々を得るための送信信号を形成する。フレームは、Ｂモード（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｍｏｄｅ）映像を含む。
【００１７】
超音波プローブ２２０は、送信信号形成部２１０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２２０は、３Ｄ（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）メカニカルプローブ、２Ｄアレイプローブなどを含む。
【００１８】
ビームフォーマ２３０は、超音波プローブ２２０から受信信号が提供されると、受信信号にアナログデジタル変換を行ってデジタル信号を形成する。ビームフォーマ２３０は、電気音響変換素子の位置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。
【００１９】
超音波データ形成部２４０は、ビームフォーマ２３０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超音波データを形成する。また、超音波データ形成部２４０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、フィルタリング処理など）を受信集束信号に行うこともできる。
【００２０】
再び図１を参照すると、ユーザ入力部１２０は、ユーザの入力情報を受信する。本実施例では、入力情報は、基準断面を設定する第１の入力情報、楕円の関心領域（ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ、ＲＯＩ）を設定する第２の入力情報および楕円体の関心領域の大きさを調節する第３の入力情報を含んでいる。ユーザ入力部１２０は、コントロールパネル（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐａｎｅｌ）、マウス（ｍｏｕｓｅ）、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）などを含む。
【００２１】
プロセッサ１３０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いてボリュームデータを形成する。また、プロセッサ１３０は、ボリュームデータに楕円体の関心領域を設定し、設定された楕円体の関心領域に対応する３次元超音波映像を形成する。
【００２２】
図４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１３０は、ボリュームデータ形成部４１０、断面設定部４２０、断面映像形部４３０、関心領域（ＲＯＩ）設定部４４０およびレンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）部４５０を備える。
【００２３】
図５は、本発明の実施例における３次元超音波映像を形成する手続を示すフローチャートである。図４および図５を参照すると、ボリュームデータ形成部４１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、図６に示すように、ボリュームデータ６１０を形成する（Ｓ５０２）。ボリュームデータ６１０は、輝度値を有する複数のボクセル（ｖｏｘｅｌ）（図示せず）を含む。図６において、符号６２１〜６２３は各々、相互に直交するＡ断面、Ｂ断面およびＣ断面を表す。また、図６において、軸（ａｘｉａｌ）方向は、超音波プローブ２２０の変換素子を基準に超音波信号の進行方向を表し、横方向は、スキャンライン（ｓｃａｎｌｉｎｅ）の移動方向を表し、エレベーション（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）方向は、３次元超音波映像の深さ方向、すなわちフレームのスキャン方向を表す。ボリュームデータ６１０は、格納部１５０に保存される。
【００２４】
断面設定部４２０は、ユーザ入力部１２０から提供される入力情報（すなわち、第１の入力情報）に基づいて、ボリュームデータ６１０に基準断面を設定する（Ｓ５０４）。基準断面は、図６においてＡ断面、Ｂ断面およびＣ断面のうちいずれか一つの断面であってもよい。しかし、基準断面は、必ずしもこれに限定されない。
【００２５】
断面映像形成部４３０は、ボリュームデータ６１０に設定された基準断面に対応する基準断面映像を形成する（Ｓ５０６）。基準断面映像は、Ｂモード映像であってもよい。基準断面映像は、ディスプレイ部１４０に表示される。従って、ユーザは、ディスプレイ部１４０に表示された基準断面映像に楕円のＲＯＩを設定することができる。
【００２６】
関心領域設定部４４０は、ユーザ入力部１２０から提供される入力情報（すなわち、第２の入力情報）に基づいて、ボリュームデータの基準断面に楕円のＲＯＩを設定する(Ｓ５０８）。一例として、図７に示すように基準断面映像７１１に楕円のＲＯＩ７２１を設定する第２の入力情報がユーザ入力部１２０から提供されると、関心領域設定部４４０は、第２の入力情報に基づいて、図８に示すようにボリュームデータ６１０の基準断面７１０ａに楕円のＲＯＩ７２１を設定する。楕円のＲＯＩ７２１は、長径Ａを有するＸ軸および短径Ｂを有するＹ軸からなる。Ｘ軸およびＹ軸は、相互に直交する。
【００２７】
関心領域設定部４４０は、Ｘ軸とＹ軸に直交するＺ軸を設定する(Ｓ５１０）。関心領域設定部４４０は、楕円のＲＯＩ７２１と半径Ｃを有するＺ軸に基づいて、ボリュームデータ６１０に楕円体のＲＯＩ８２０を設定する（Ｓ５１２）。
【００２８】
レンダリング部４５０は、楕円体のＲＯＩ８２０に該当するボリュームデータをレンダリングして楕円体のＲＯＩ８２０に対応する３次元超音波映像を形成する（Ｓ５１４）。レンダリングは、レイキャスティング（ｒａｙ  ｃａｓｔｉｎｇ）レンダリング、表面（ｓｕｒｆａｃｅ）レンダリングなどを含む。しかし、レンダリングは、必ずしもこれに限定されない。
【００２９】
断面設定部４２０は、楕円体のＲＯＩ８２０のＹ軸およびＺ軸に対応する断面（以下、ＹＺ断面という）と、楕円体のＲＯＩ８２０のＸ軸およびＺ軸の平面に対応する断面（以下、ＸＺ断面という）をボリュームデータ６１０に設定する（Ｓ５１６）。ＹＺ断面およびＸＺ断面は、相互に直交する。
【００３０】
断面映像形成部４３０は、ボリュームデータに基づいて図９に示すように、ＹＺ断面に対応する断面映像（以下、ＹＺ断面映像という）７１２およびＸＺ断面に対応する断面映像（以下、ＸＺ断面映像という）７１３を形成する（Ｓ５１８）。ＹＺ断面映像７１２およびＸＺ断面映像７１３は、Ｂモード映像である。ＹＺ断面映像７１２およびＸＺ断面映像７１３は、図９に示すように、基準断面映像７１１と共にディスプレイ部１４０に表示される。従って、ユーザは、図９に示すように基準断面映像７１１、ＹＺ断面映像７１２およびＸＺ断面映像７１３の各々に対応する楕円のＲＯＩ７２１、円のＲＯＩ７２２および楕円のＲＯＩ７２３の大きさを調節してボリュームデータ６１０に設定された楕円体のＲＯＩ８２０の大きさを調節することができる。
【００３１】
関心領域設定部４４０は、ユーザ入力部１２０から提供される入力情報（すなわち、第３の入力情報）に基づいて、ボリュームデータ６１０に設定された楕円体のＲＯＩ８２０の大きさを再設定する（Ｓ５２０）。一例として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各々に対応する長径Ａ、短径Ｂおよび半径Ｃの長さを調節する第３の入力情報がユーザ入力部１２０から提供されると、関心領域再設定部４４０は、第３の入力情報に基づいてボリュームデータ６１０に設定された楕円体のＲＯＩ８２０の大きさを調節して楕円体のＲＯＩ８２０を再設定する。
【００３２】
レンダリング部４５０は、関心領域設定部４４０で再設定された楕円体のＲＯＩ８２０に該当するボリュームデータをレンダリングして楕円体のＲＯＩ８２０に対応する３次元超音波映像を形成する（Ｓ５２２）。
【００３３】
再び図１を参照すると、ディスプレイ部１４０は、図７に示すように基準断面映像７１１を表示する。また、ディスプレイ部１４０は、図９に示すようにＹＺ断面映像７１２およびＸＺ断面映像７１３を表示する。また、ディスプレイ部１４０は、３次元超音波映像（図示せず）を表示する。
【００３４】
格納部１５０は、プロセッサ１３０で形成されたボリュームデータを格納する。格納部１５０は、様々な格納媒体で具現することができる。
【００３５】
以上、本発明の楕円体の関心領域に基づいて３次元超音波映像を提供する超音波システムおよびその方法を説明したが、当該方法は、コンピュータで読出し可能な記録媒体に記録させることができる。この記録媒体は、コンピュータシステムによって読み出されるデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。このコンピュータで読み出し可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ格納装置などの他、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み出し可能な記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散され、読み出しをコードにより行うようにすることも可能である。上述した実施例を具現するための機能的なプログラム、コードおよびコードセグメント方法は、本発明が属する技術分野の各プログラマにとっては容易に推定されることである。  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を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１００：超音波システム
１１０：超音波データ取得部
１２０：ユーザ入力部
１３０：プロセッサ
１４０：ディスプレイ部
１５０：格納部
２１０：送信信号形成部 
２２０：超音波プローブ
２３０：ビームフォーマ
２４０：超音波データ形成部
４１０：ボリュームデータ形成部
４２０：断面設定部
４３０：断面映像形成部
４４０：関心領域（ＲＯＩ）設定部
４５０：レンダリング部
６１０：ボリュームデータ
６２１：Ａ断面
６２２：Ｂ断面
６２３：Ｃ断面
７１０ａ：基準断面
７１１：基準断面映像
７１２：ＹＺ断面映像
７１３：ＸＺ断面映像
７２１、７２３：楕円のＲＯＩ
７２２：円のＲＯＩ
８２０：楕円体のＲＯＩ
【図１】
2011056256.tif 000003
【図２】
2011056256.tif 000004
【図３】
2011056256.tif 000005
【図４】
2011056256.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011056256.tif 000008
【図７】
2011056256.tif 000009
【図８】
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【図９】
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