(57)【要約】【課題】対象体の所定領域から反射された超音波エコー信号に基づいて獲得した多数の２次元超音波映像で動きを補正した後、順次重畳し、重畳した２次元超音波映像に基づいて形成された３次元超音波映像をディスプレイする方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明による超音波映像のディスプレイ方法は、ａ）対象体の所定領域から順次入力された超音波エコー信号に基づいて多数の２次元超音波映像を形成する段階；ｂ）前記多数の２次元超音波映像間に発生した動きを補正する段階；ｃ）前記動き補正された多数の２次元超音波映像のうち連続する所定個数の２次元超音波映像を選択する段階；ｄ）選択した２次元超音波映像を重畳して３次元超音波映像を形成する段階；ｅ）前記３次元超音波映像に少なくとも一つの線を設定し、前記設定された線に沿って前記３次元超音波映像を切断して得た断面のうち任意の断面を選択する段階；及びｆ）前記選択された断面をレンダリングしてディスプレイする段階を備える。【選択図】図１
2008006283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）対象体の所定領域から順次入力された超音波エコー信号に基づいて多数の２次元超音波映像を形成する段階と、
ｂ）前記多数の２次元超音波映像間に発生した動きを補正する段階と、
ｃ）前記動き補正された多数の２次元超音波映像のうち連続する所定個数の２次元超音波映像を選択する段階と、
ｄ）選択した２次元超音波映像を重畳して３次元超音波映像を形成する段階と、
ｅ）前記３次元超音波映像に少なくとも一つの線マーカ（ｍａｒｋｅｒ）を設定し、前記設定された線マーカに沿って前記３次元超音波映像を切断して得た断面のうち任意の断面を選択する段階と、
ｆ）前記選択された断面をレンダリングしてディスプレイする段階と
を備える超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項２】
前記動き補正は、ブロック整合動き推定方法、ＰＲ（ｐｅｌ ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ）動き推定方法、光流れ（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｌｏｗ）動き推定方法のいずれか一つを用いて実施されることを特徴とする請求項１記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項３】
前記段階ｄ）は、
ｄ１）選択した所定個数の２次元超音波映像それぞれに関心領域を設定する段階と、
ｄ２）前記各関心領域内に該当する２次元超音波映像をそれぞれ抽出する段階と、
ｄ３）前記抽出された多数の２次元超音波映像を重畳して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請求項１記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項４】
前記段階ｅ）で前記３次元超音波映像に設定される線マーカは直線であることを特徴とする請求項１記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項５】
前記レンダリングは、アンチ・エイリアシング（ａｎｔｉ-ａｌｉａｓｉｎｇ）方法を用いることを特徴とする請求項１記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項６】
超音波映像のディスプレイ装置において、
対象体へ超音波を送信し、対象体の所定領域から超音波エコー信号を受信するためのプローブと、
前記超音波エコー信号に基づいて順次多数の２次元超音波映像を形成するための２次元超音波映像形成部と、
前記多数の２次元超音波映像間の動きを補正するための動き補正部と、
前記動きが補正された多数の２次元超音波映像のうち連続する所定個数の２次元超音波映像を重畳して３次元超音波映像を形成するための３次元超音波映像形成部と、
前記形成された３次元超音波映像に少なくとも一つの線マーカを設定し、設定された線に沿って前記３次元超音波映像を切断して得た断面のうち任意の断面を選択するための断面選択部と、
前記断面選択部で選択された断面の超音波映像をレンダリングしてディスプレイするためのディスプレイ部と
を備える超音波映像のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記断面設定部で設定される線マーカは直線であることを特徴とする請求項６記載の超音波映像のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記断面選択部は、前記３次元超音波映像を深さ方向に切断することを特徴とする請求項６記載の超音波映像のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記レンダリングは、アンチ・エイリアシング方法を用いることを特徴とする請求項６記載の超音波映像のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記動き補正は、ブロック整合動き推定方法、ＰＲ動き推定方法、光流れ動き推定方法のいずれか一つを用いて実施されることを特徴とする請求項６記載の超音波映像のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に対象体の所定領域から反射された超音波エコー信号に基づいて獲得した２次元超音波イメージを３次元超音波映像でディスプレイする方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スタティック３次元イメージは、３次元プローブを通じて時間に関係なく３次元ロウデータ（ｒａｗ  ｄａｔａ；ｘ，ｙ，ｚ座標上のデータ）を獲得した後、連続するフレームを合成し、これを３次元レンダリング技法を通じて構成されるイメージである。このようなスタティック３次元イメージは、超音波診断に用いて外科手術のような面倒な手続なしに人体の内部を観察して診断することができるため、最近広く用いられている。
【０００３】
しかし、スタティック３次元イメージは、停止したイメージであるので、例えば胎児のように動く対象体をリアルタイムで観察し難いという短所がある。従って、前記したような問題を解決するために、最近はスタティック３次元イメージではなく、３次元動画像を提供するための方法として、ライブ３次元イメージング（ｌｉｖｅ  ３−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ＩＭＡＧＩＮＧ）技法が用いられている。ライブ３次元イメージングを通じてある程度の対象体に対する動きを示すことができる。
【０００４】
しかし、心臓のように非常に速い速度で収縮と膨張をする対象体に対しては、現在の３次元超音波プローブで心臓の動きを全てスキャニングするには物理的ハードウェアの制限が伴う。従って、３次元超音波プローブを用いて時間の変化による実質的な心臓の特定部位での動きの変化を超音波映像で示し得ない問題がある。また、３次元超音波プローブの価格が高価な短所がある。
【０００５】
従って、高価な３Ｄプローブを用いることなく、リアルタイムで３Ｄ超音波映像を具現することができる方法及び装置が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、対象体の所定領域から反射された超音波エコー信号に基づいて獲得した多数の２次元超音波映像で動きを補正した後、順次重畳し、重畳した２次元超音波映像に基づいて形成された３次元超音波映像をディスプレイする方法及び装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明は、前記目的を達成するためのものであって、超音波映像のディスプレイ方法は、ａ）対象体の所定領域から順次入力された超音波エコー信号に基づいて多数の２次元超音波映像を形成する段階；ｂ）前記多数の２次元超音波映像間に発生した動きを補正する段階；ｃ）前記動き補正された多数の２次元超音波映像のうち連続する所定個数の２次元超音波映像を選択する段階；ｄ）選択した２次元超音波映像を重畳して３次元超音波映像を形成する段階；ｅ）前記３次元超音波映像に少なくとも一つの線マーカを設定し、前記設定された線マーカに沿って前記３次元超音波映像を切断して得た断面のうち任意の断面を選択する段階；及びｆ）前記選択された断面をレンダリングしてディスプレイする段階を備える。
【０００８】
本発明による超音波映像のディスプレイ装置は、対象体へ超音波を送信し、対象体の所定領域から超音波エコー信号を受信するためのプローブ；前記超音波エコー信号に基づいて順次多数の２次元超音波映像を形成するための２次元超音波映像形成部；前記多数の２次元超音波映像間の動きを補正するための動き補正部；前記動きが補正された多数の２次元超音波映像のうち連続する所定個数の２次元超音波映像を重畳して３次元超音波映像を形成するための３次元超音波映像形成部；前記形成された３次元超音波映像に少なくとも一つの線マーカを設定し、設定された線マーカに沿って前記３次元超音波映像を切断して得た断面のうち任意の断面を選択するための断面選択部；及び前記断面選択部で選択された断面の超音波映像をレンダリングしてディスプレイするためのディスプレイ部を備える。
【発明の効果】
【０００９】
前述したように本発明によれば、２次元超音波映像を重畳して３次元超音波映像を形成することにより、高価な３次元プローブを用いることなく、３次元超音波映像を提供することができる。
【００１０】
また、２次元超音波映像の獲得時に動きが発生した場合、多数の２次元超音波映像の動きを補正した後、重畳して形成した３次元超音波映像に直線マーカを設定し、直線マーカに沿って３次元超音波映像を切断した断面を超音波映像でディスプレイすることにより、ユーザが見たい超音波断面映像を容易にディスプレイすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施例による超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
図示するように、本発明による超音波診断装置１００は、プローブ１１０、２次元超音波映像形成部１２０、動き補正部１３０、３次元超音波映像形成部１４０、ディスプレイ部１５０及び断面選択部１６０を備える。
【００１３】
プローブ１１０は、対象体の所定領域に超音波信号を送信した後、対象体の所定領域から反射された超音波エコー信号を受信する。本発明によるプローブ１１０は、２次元超音波映像を獲得することができる任意のプローブが用いられる。
【００１４】
２次元超音波映像形成部１２０は、対象体の所定領域からプローブ１１０を通じて受信した超音波エコー信号に基づいて一連番号を有する多数の２次元超音波映像を形成する。２次元超音波映像形成部１２０で形成された２次元超音波映像は、Ｂモード（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｍｏｄｅ）、ドップラー（Ｄｏｐｐｌｅｒ）モード及びカラー（Ｃｏｌｏｒ）モードのいずれか一つのモードの２次元超音波映像であり得る。前記一連番号は２次元超音波映像が形成される時間順に設定できる。
【００１５】
動き補正部１３０は、ユーザの手振れなどにより２次元超音波映像形成部１２０で形成された多数の２次元超音波映像で発生した映像の動きを補正する。本発明の一実施例では、ブロック整合動き推定方法を用いて映像の動きを推定し、これを補正する。図２に示すように、動き補正部１３０は、現在のフレーム２１０で動き領域２１２を多数の基準ブロック２１４に分割し、前フレーム２２０で探索領域２２２を設定する。その後、動き補正部１３０は、各基準ブロックを構成するピクセル値を探索領域内のピクセル値と比較して最も類似した領域を探索する。基準ブロックに対する探索領域内における類似領域の位置を動きベクトル２１６に設定する。このように設定された動きベクトル２１６を用いて、動き補正部１３０は映像の動きを補正する。本発明の一実施例では、動き推定方法でブロック整合動き推定方法を用いたが、ＰＲ動き推定方法、光流れ動き推定方法などが用いられ得る。
【００１６】
３次元超音波映像形成部１４０は、動き補正部１３０で動きが補正された多数の２次元超音波映像に基づいて３次元超音波映像を形成する。本発明による３次元超音波映像形成部１４０は、動き補正部１３０で補正された多数の２次元超音波映像のうち所定個数を選択し、これを重畳して３次元超音波映像を形成する。
【００１７】
本発明により所定個数の２次元超音波映像を個別にレンダリングし、レンダリングした２次元超音波映像を重畳して３次元超音波映像を形成することができる。
【００１８】
３次元超音波映像形成部１４０は、ユーザが見たい関心ボリューム（ｖｏｌｕｍｅ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ）のみが表示できるように３次元超音波映像を構成するボリュームデータに適切に透明処理（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）した３次元超音波映像を提供することができる。
【００１９】
また、２次元超音波映像形成部１２０で形成された多数の２次元超音波映像それぞれに関心領域（ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ， ＲＯＩ）を設定し、各関心領域内の映像を抽出した後、これを重畳することによりユーザが観察したい対象体の３次元超音波映像を形成することができる。
【００２０】
３次元超音波映像形成部１４０で形成された３次元超音波映像は、ディスプレイ部１５０を通じて画面上にディスプレイする。
【００２１】
断面選択部１６０で、ユーザから線設定入力を受けてディスプレイ部１５０でディスプレイされた３次元超音波映像に少なくとも一つの線マーカを設定することができる。ユーザは、本発明による超音波診断装置に提供されるコントロールキー（図示せず）などを用いて３次元超音波映像に任意の線マーカを設定し、設定された線マーカに沿って３次元超音波映像の切断して得た断面のうち任意の断面を選択することができる。望ましくは、３次元超音波映像を設定された線マーカに沿って深さ方向に切断して得た断面のうち任意の断面を選択する。このように選択した断面をレンダリングし、レンダリングされた断面映像をディスプレイ部１５０を通じてディスプレイする。３次元超音波映像に形成される線マーカは、多数に設定され得、レンダリングは、アンチ・エイリアシング方法を用いることができる。
【００２２】
以下、本発明による超音波映像のディスプレイ方法について図３〜７を参照してさらに詳細に説明する。
【００２３】
図３は、本発明により超音波映像をディスプレイする方法を示すフローチャートである。
【００２４】
２次元超音波映像形成部１２０は、対象体の所定領域から反射されてプローブ１１０に受信された超音波エコー信号に基づき、図４に示すように、一連番号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・）を有する多数の２次元超音波映像をリアルタイムで形成する（Ｓ３１０）。本発明による多数の２次元超音波映像の一連番号は、２次元超音波映像が得られる時間順に定められ得る。動き補正部１３０は、２次元超音波映像形成部１２０で形成された多数の２次元超音波映像において隣接した超音波映像で映像の動きを推定し、推定された動きを補正する（Ｓ３２０）。
【００２５】
３次元超音波形成部１４０は、動き補正部１３０で動きが補正された多数の２次元超音波映像のうち連続する一連番号を有する所定個数の２次元超音波映像を選択し（Ｓ３３０）、これを重畳して３次元超音波映像を形成する（Ｓ３４０）。形成された３次元超音波映像をディスプレイ部１５０を通じてディスプレイする（Ｓ３５０）。その後、ディスプレイされた３次元超音波映像に少なくとも一つの線マーカを設定し、設定された線マーカの垂直方向（深さ方向）に切断して得た断面のうち任意の断面を選択する（Ｓ３６０）。その後、選択した断面の超音波映像をディスプレイする（Ｓ３７０）。本発明により切断された断面は、アンチ・エイリアシング方法でレンダリングしてディスプレイすることができる。
【００２６】
図５は、本発明により動きが発生した対象体から獲得した多数の２次元超音波映像を重畳して形成した３次元超音波映像の例を示し、図６は、動き補正部１３０で対象体の動きを補正した多数の２次元超音波映像を重畳して形成した３次元超音波映像の例を示す概略図である。
【００２７】
図７は、図６に示された動きの補正された３次元超音波映像に直線マーカを設定した例を示す図である。図７に示すように、動きの補正された３次元超音波映像に直線マーカ７００を設定し、直線の垂直方向、例えば３次元超音波映像の深さ方向に切断して得た断面のうち任意の断面を選択することができる。このように選択した断面をレンダリングしてディスプレイすることができる。
【００２８】
本発明が望ましい実施例を通じて説明されて例示されたが、当業者であれば、添付の請求の範囲の思想及び範疇を逸脱せず、様々な変形及び変更がなされ得ることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例による超音波映像のディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例による動き補正方法を概略的に示す図である。
【図３】本発明により超音波映像をディスプレイする方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明により獲得した多数の２次元超音波映像を概略的に示す図である。
【図５】動きが発生した多数の２次元超音波映像を重畳して形成した３次元超音波映像を示す図である。
【図６】動きが発生した多数の２次元超音波映像で動きを補正した後、重畳して形成した３次元超音波映像を示す概略図である。
【図７】図６に示された３次元超音波映像に直線マーカを設定した例を示す例示図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１０  プローブ
１２０  ２次元超音波映像形成部
１３０  動き補正部
１４０  ３次元映像形成部
１５０  ディスプレイ部
１６０  断面選択部
【図１】
2008006283.tif 000003
【図２】
2008006283.tif 000004
【図３】
2008006283.tif 000005
【図４】
2008006283.tif 000006
【図５】
2008006283.tif 000007
【図６】
2008006283.tif 000008
【図７】
2008006283.tif 000009