(57)【要約】【課題】３Ｄ画像のセグメンテーションの改善及び／又は妥当性確認を行う。【解決手段】本方法は、セグメンテーション表示（２００）上に取得された３Ｄ画像（５０２）及び該３Ｄ画像のセグメンテーション（５０７）をレンダリングする段階（８０４）を含み、前記表示は、少なくとも１つの空間的に固定のスライス（２０６）と、該空間的に固定のスライス内のカーソル位置（２０４）に対応する参照マーク（２０８）を持つ相互作用スライス（２０２）とを持つ。本方法は更に、対話型ユーザ入力を利用して、相互作用スライスの画像データ及び参照マークを更新して、前記空間的に固定のスライス内のカーソルと一致させる段階（８０６）と、カーソル及び参照マークを使用して、３Ｄ画像のセグメンテーションの境界（１０２）上のカーソル位置が相互作用スライスの画像データ内の対象物境界（１０８）に対応していることを検証する段階（８０８）を含む。【選択図】図１５
2008272480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理装置（１６）、表示装置（１４）、メモリ（２２）及びユーザ・インターフェース（２８）を備えたコンピュータ（１０）を使用して、３Ｄ画像（５０２）のセグメンテーション（５０７）の改善及び／又は３Ｄ画像のセグメンテーションの妥当性確認を行うための方法であって、
セグメンテーション表示（２００）上に取得された３Ｄ画像及び該取得された３Ｄ画像のセグメンテーションをレンダリングする段階（８０４）であって、該セグメンテーション表示（２００）が、少なくとも１つの空間的に固定のスライス（２０６）と、該表示上の前記少なくとも１つの空間的に固定のスライス内のカーソルの位置に対応する参照マーク（２０８）を持つ相互作用スライス（２０２）とを持っている、段階（８０４）と、
対話型ユーザ入力（５０６）を利用することにより、前記相互作用スライスの画像データ及び前記参照マークを更新して、前記少なくとも１つの空間的に固定のスライス内の前記カーソルと一致させる段階（８０６）と、
前記カーソル及び前記参照マークを使用して、前記取得された３Ｄ画像のセグメンテーションの境界（１０２）上のカーソル位置が前記相互作用スライスの画像データ内の対象物境界（１０８）に対応していることを検証する段階（８０８）と、
を有する方法。
【請求項２】
更に、編集表示（５１０）上で前記取得された３Ｄ画像のセグメンテーションを更新して、前記３Ｄ画像のセグメンテーションを改善する段階（８１０）を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記方法は更に、前記取得された３Ｄ画像をセグメント化する段階（８０２）を含み、前記取得された３Ｄ画像セグメント化する前記段階は、相互作用スライス表示（２００）上に画像データ（５０２）を表示する段階と、対話型ユーザ入力として少なくとも１つの初期設定点及び関心のある領域（２２０）を受け入れて、前記セグメンテーションを初期設定し且つ前記相互作用スライス表示を更新する段階とを有している、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記取得された３Ｄ画像データをレンダリングする前記段階は、共通の軸（４０６）の周りに回転させた関心のある領域（２２０）の複数の空間的に固定のスライス（２０６，４００，４０２）を、異なる軸の周りに配向させた前記関心のある領域（２２０）の相互作用スライス（２０２）表示と共に表示する段階を含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記取得された超音波３Ｄ画像が患者の心臓（１０６）の画像を含み、また前記セグメンテーションが患者の心臓をセグメント化することを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項６】
３Ｄ画像（５０２）のセグメンテーション（５０７）の改善及び／又は３Ｄ画像のセグメンテーションの妥当性確認を行うための装置であって、
処理装置（１６）、表示装置（１４）、メモリ（２２）及びユーザ・インターフェース（２８）を備えたコンピュータ（１０）と、
取得された３Ｄ画像及び該取得された３Ｄ画像のセグメンテーションをレンダリングするように構成されているレンダリング・モジュール（５０８）と、を有し、
当該装置は、対話型ユーザ入力（５０６）を利用することにより、相互作用スライス（２０２）の画像データ及び参照マークを更新して、少なくとも１つの空間的に固定のスライス（２０６）内のカーソルと一致させる（８０６）ように構成されていて、これにより前記カーソル及び前記参照マークを使用して、前記取得された３Ｄ画像のセグメンテーションの境界（１０２）上のカーソル位置が前記相互作用スライスの画像データ内の対象物（１０６）の境界（１０８）に対応していることを検証できるようにしたこと、を特徴とする装置。
【請求項７】
取得された３Ｄ画像をセグメント化する際にユーザを支援するために、前記装置は更に、相互作用スライス表示（２００）上に画像データ（５０２）を表示し、また少なくとも１つの初期設定点及び関心のある領域（２２０）を有する対話型ユーザ入力（５０６）を受け取って、前記セグメンテーションを初期設定し且つ前記相互作用スライス表示を更新するように構成されているセグメンテーション・モジュール（５０４）を含んでいる、請求項６記載の装置。
【請求項８】
相互作用スライス表示上に画像データを表示するために、前記装置は更に、共通の軸（４０６）の周りに回転させた関心のある領域（２２０）の複数の空間的に固定のスライス（２０６，４００，４０２）を、異なる軸の周りに配向させた前記関心のある領域（２２０）を表示する相互作用スライス（２０２）と共に表示するように構成されている編集表示モジュール（５０８）を含んでいる、請求項７記載の装置。
【請求項９】
更に、コンピュータに命令して、スライス平面（７００）を平行移動（７１２，７１４）及び／又は回転（７１６，７１８）させることにより、画像データ内の関心のある対象物（２２０）の視認性及び対話型ユーザ入力の選択を容易にして、取得された３Ｄ画像のセグメンテーションを更新するように構成されている空間的ヨーヨー・モジュールを含んでいる請求項８記載の装置。
【請求項１０】
更に、超音波プローブ（１２）と、超音波３Ｄ画像データを取得するように構成された送受信回路を備えたビームフォーマ（２０）とを含んでいる請求項６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には三次元（３Ｄ）セグメンテーションの改善及び／又は妥当性確認を行うための方法及び装置に関するものであって、心エコー画像データのような超音波画像データに対して特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
容積測定(volumetric)画像データ内で物体の輪郭を描くために自動セグメンテーション方法が一般に使用されている。３Ｄセグメンテーションに適している様々な方法が知られている。殆どのセグメンテーション方法は、容積測定画像データ内で弾性モデルを１つ又は複数の縁へ向かって変形することに依存している。心エコー検査法では、３Ｄセグメンテーションから３Ｄに基づく左心室（ＬＶ）容積及び駆出分画（ＥＦ）を測定することが臨床診療の標準になりつつある。
【０００３】
ノイズの多い超音波データのセグメンテーションは、セグメンテーション・アルゴリズムがセグメントの境界を識別するのに役立つように関心のある領域（ＲＯＩ）内に複数の初期点(initial point) を手動で設定することを必要とすることがある。状況によっては、オペレータが初期点を設定する場所を知ることが困難である。更に、誤った室容積を測定すると、患者について行うべき診断又は処置に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００４】
２Ｄ画像データにおける自動セグメンテーション方法の場合、対象物の境界が一部のデータ・フレームにおいてのみ視覚できることがあるので、検出された輪郭の経時的な評価を得るために心拍サイクルを循環させることは屡々利益がある。しかしながら、心拍サイクルを循環させることは、その循環を制御し且つ妥当性確認を行っているフレームに戻らなければならないので、時間がかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、３Ｄ画像のセグメンテーションの改善及び／又は３Ｄ画像のセグメンテーションの妥当性確認を行うための方法が提供されることが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態では、３Ｄ画像のセグメンテーションの改善及び／又は３Ｄ画像のセグメンテーションの妥当性確認を行うための方法を提供する。本方法は、処理装置、表示装置、メモリ及びユーザ・インターフェースを備えたコンピュータを使用する。本方法は、セグメンテーション表示上に取得された３Ｄ画像及び該取得された３Ｄ画像のセグメンテーションをレンダリング(rendering)する段階を含み、該セグメンテーション表示は、少なくとも１つの空間的に固定のスライスと、該表示上の前記空間的に固定のスライス（１つ又は複数）内のカーソルの位置に対応する参照マークを持つ相互作用スライス(interactive slice)とを有する。本方法は更に、対話型ユーザ入力を利用することにより、相互作用スライスの画像データ及び参照マークを更新して、前記空間的に固定のスライス（１つ又は複数）内のカーソルと一致させる段階を含む。本方法は更に、カーソル及び参照マークを使用して、取得された３Ｄ画像のセグメンテーションの境界上のカーソル位置が相互作用スライスの画像データ内の対象物境界に対応していることを検証する段階を含む。
【０００７】
本発明の別の実施形態では、３Ｄ画像のセグメンテーションの改善及び／又は３Ｄ画像のセグメンテーションの妥当性確認を行うための装置を提供する。本装置は、処理装置、表示装置、メモリ及びユーザ・インターフェースを備えたコンピュータと、取得された３Ｄ画像並びに該取得された３Ｄ画像のセグメンテーションをレンダリングするように形成されているレンダリング・モジュールとを含む。本装置は、対話型ユーザ入力を利用することにより、相互作用スライスの画像データ及び参照マークを更新して、少なくとも１つの空間的に固定のスライス内のカーソルと一致させるように構成されていて、これによりユーザが、前記カーソル及び前記参照マークを使用して、前記取得された３Ｄ画像のセグメンテーションの境界上のカーソル位置が前記相互作用スライスの画像データ内の対象物の境界に対応していることを検証できるようにする。
【０００８】
本発明の更に別の実施形態では、処理装置、表示装置、メモリ及びユーザ・インターフェースを備えたコンピュータに命令するように構成されている命令を記録した少なくとも１つの機械読取り可能な媒体を提供する。上記命令は、コンピュータに対して、取得された３Ｄ画像をセグメント化し、取得された３Ｄ画像及び該取得された３Ｄ画像のセグメンテーションをレンダリングし、少なくとも１つの空間的に固定のスライス及び相互作用スライスを表示し、ユーザ・インターフェースからの対話型ユーザ入力を利用することにより、取得された３Ｄ画像のセグメンテーションと少なくとも１つの空間的に固定のスライス及び相互作用スライスの表示とを更新するように命令する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の上記の概要、並びに特定の実施形態についての以下の詳しい説明は、添付の図面を参照して読めば、より良く理解されよう。図面には様々な実施形態の機能ブロックを線図で示しているが、それらの機能ブロックは必ずしもハードウエア回路の区分を表すものではない。従って、例えば、１つ又は複数の機能ブロック（例えば、処理装置又はメモリ）は一つのハードウエア（例えば、汎用信号処理装置又はブロック又はランダム・アクセス・メモリ、ハードディスクなど）で具現化することができる。同様に、プログラムは、独立型プログラムであってよく、またオペレーティング・システム内のサブルーチンとして組み込むことができ、またインストールされたソフトウエア・パッケージ内の機能などであってよい。ここで、様々な実施形態は図面に示された配置構成及び手段に制限されないことを理解されたい。
【００１０】
また本書において、単に「素子」又は「段階」と記載することがあるが、特に明記していない場合、これは複数の素子又は段階を排除するものではないことを理解されたい。更に、本発明の「一実施形態」と云う場合、これは、その記載した特徴を取り入れていない付加的な実施形態の存在を排除するものとして解釈すべきではない。また更に、特定の特性を持つ１つ又は複数の素子を「有する」又は「持っている」実施形態は、特に否定しない限り、その特性を持たない付加的なの同様な素子を含むことができる。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の技術的効果には、オペレータが対象物の境界を正しく識別することができるように、セグメンテーションにおける壁領域の空間的近隣部を表示することが含まれる。
【００１２】
図１は、生の医学的画像データを取得するように構成されたプローブ又はトランスデューサ１２を持つ医用イメージング・システム１０のブロック図である。或る実施形態では、プローブ１２は超音波トランスデューサであり、医用イメージング・システム１０は超音波イメージング装置である。また、表示装置１４（例えば、内部及び／又は統合表示装置）が設けられて、医学的画像を表示するように構成される。取得された画像データが、ビームフォーマ２０によって処理された後、データ・メモリ２２に記憶される。本書で用いられる用語「生の画像データ」とは、データ・メモリ２２に記憶される取得された画像データを表し、これは走査変換された画像データを含むこともある。
【００１３】
プローブ１２を使用して医学的画像を表示するため、バックエンド・プロセッサ１６がソフトウエア又はファームウエア・メモリ１８と共に設けられ、該メモリは、プローブ１２からの（場合により、ビームフォーマ２０によって更に処理された）取得された生の医学的画像データを使用してフレーム処理及び走査変換を遂行するための命令を含む。走査変換を遂行するためにソフトウエア及び／又はファームウエアの代わりに専用のハードウエア、又は専用のハードウエアとソフトウエアとの組合せ、又はソフトウエアと汎用処理装置又はディジタル信号処理装置との組合せを使用することができる。このようなソフトウエア及び／又はハードウエア及び／又は専用ハードウエアについての必要条件が本発明の実施形態の説明から理解されると、任意の特定の具現化手段の選択はハードウエア技術者及び／又はソフトウエア技術者に任せられる。しかしながら、本開示のために、任意の専用の及び／又は特殊目的のハードウエア或いは特殊目的の処理装置が図のブロックに記載の「バックエンド・プロセッサ１６」に包括されるものと見なす。
【００１４】
ソフトウエア又はファームウエア・メモリ１８は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、小型ハードディスク・ドライブ、フラッシュ・メモリ・カード、或いは１つ又は複数の機械読取り可能な媒体から命令を読み出すように構成されている任意の種類の１つ又は複数のデバイスを有することができる。ソフトウエア又はファームウエア・メモリ１８（これ以後、単に「ソフトウエア・メモリ１８」と呼ぶ）に記憶されている命令は更に、表示装置１４上で表示するための適当な分解能の医学的画像を生成するための命令、データ・メモリ２２に記憶されている取得された生の画像データをコンピュータのような外部装置２４へ送るための命令と、以下に説明する他の命令とを含む。画像データは、バックエンド・プロセッサ１６及びユーザ・インターフェース２８の制御の下で、バックエンド・プロセッサ１６から、有線又は無線のネットワーク２６（又は、例えば、直列又は並列ケーブル又はＵＳＢポートを介しての直接接続）により外部装置２４へ送ることができる。実施形態によっては、外部装置２４は、コンピュータ、或いは表示装置及びメモリを持つワークステーションであってよい。ユーザ・インターフェース２８（これはまた表示装置１４を含むこともできる）はまた、ユーザからデータを受け取って、該データをバックエンド・プロセッサ１６へ供給する。実施形態によっては、表示装置１４は、データ点及び位置についてのユーザ入力を容易にするために、タッチ・パネル及びスタイラス・ペン（図示せず）のようなｘ−ｙ入力を含むことができる。また、セグメンテーション・モジュールの初期設定、セグメンテーション、セグメンテーションの妥当性確認及びセグメンテーションの編集が、ソフトウエア・メモリ１８内に記憶されている命令によって実行される。
【００１５】
図２は、持ち運び型装置として構成されている一実施形態の医用イメージング・システム１０の絵画的写図である。医用イメージング・システム１０は、表示装置１４、例えば、接触感応型カラーＬＣＤ表示装置（その上に医学的画像７０を表示することができる）と、ユーザ・インターフェース２８とを含む。本発明の実施形態によっては、ユーザ・インターフェース２８には複数のボタン８２を含むタイプライタ型キーボード８０が含まれると共に、医用イメージング・システム１０の動作モードに従って機能を割り当てることのできる１つ又は複数のソフト・キー８４が含まれる。表示装置１４の一部分は、ソフト・キー８４のためのラベル８６に専ら用いることができる。例えば、図２に示されているラベルにより、ユーザは現在の生の医学的画像データを保存し、表示装置１４上の画像７０の一部を拡大し、生の医学的画像データを外部装置２４（図１に示す）にエクスポートし、又は画像を表示（又はエクスポート）することができるようになる。装置はまた、特殊目的の機能のための追加のキー及び／又は制御部８８を持つこともできる。
【００１６】
図３は、小型超音波装置として構成された医用イメージング・システム１０を示す。本書で用いる「小型」とは、医用イメージング・システム１０が手持ち型又は持ち運び型であること、或いは人の手で、ブリーフケース状のケースの中に入れて、又はリュックサックの中に入れて運ばれるように構成されていることを意味する。例えば、医用イメージング・システム１０は、典型的なラップトップ・コンピュータの大きさを持つ持ち運び型の装置であってよい。
【００１７】
超音波プローブ１２は、医用イメージング・システム１０上のＩ／Ｏポート１１を介して医用イメージング・システム１０と連絡するコネクタ端部１３を持つ。プローブ１２はケーブル１５を持ち、このケーブル１５は、コネクタ端部１３と、患者を走査するために使用される走査端部１７とを接続する。医用イメージング・システム１０はまた表示装置１４及びユーザ・インターフェース２８を含む。
【００１８】
本発明の様々な実施形態は、或る特定の行為を遂行するようにコンピュータに命令するソフトウエア又はファームウエアを有することができる。本発明の或る実施形態は、メモリ、表示装置及びユーザ・インターフェース（これには、マウス、タッチスクリーン及びスタイラス・ペン、カーソルキー付きキーボード、又はそれらの組合せが挙げられる）を含む独立型ワークステーション・コンピュータを有する。メモリは、例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、フラッシュ・メモリ及び読出し専用メモリを含むことができる。説明を簡単にするために、用語「メモリ」には、コンピュータ・プログラムが記録される媒体から読み出し及び／又はそれに書き込みすることのできる装置も含まれるものとする。適当なこのような装置により読み取ることのできる媒体としては、全てではないが、例えば、ＣＤ、ＣＤ−ＲＷ、あらゆる種類のＤＶＤ、磁気媒体（フレキシブル・ディスク、テープ及びハードディスク・ドライブを含む）、（スティック、カード、及びその他の形態の）フラッシュ・メモリ、ＲＯＭなど、並びにそれらの組合せが挙げられる。
【００１９】
本発明の或る実施形態は、図１の医用イメージング・システム１０のような医用イメージング装置の中に組み入れることができる。独立型ワークステーションと対応して、「コンピュータ」は医用イメージング・システム１０である。例えば、バックエンド・プロセッサ１６は、メモリを備えた汎用処理装置を有することができ、或いは別個の処理装置及び／又はメモリを設けることができる。表示装置１４はワークステーションの表示装置に対応し、ユーザ・インターフェース２８はワークステーションのユーザ・インターフェースに対応する。独立型ワークステーション又はイメージング装置を用いるかどうかに拘わらず、ソフトウエア及び／又はファームウエア（以後、一般的に「ソフトウエア」と呼ぶ）が、本書で述べる発明性のある行為の組合せを遂行するようにコンピュータに命令するために使用される。ソフトウエアには特定の機能を持つ部分があり、これらの部分を本書では「モジュール」又は「ソフトウエア・モジュール」と呼んでいる。しかしながら、本発明の様々な実施形態は、ソフトウエア・モジュールで具現化することに制限されない。すなわち、用語「モジュール」はまた、ソフトウエア又はファームウエアを使用するかどうかに拘わらず、ハードウエアで部分的に又は完全に具現化される機能を包含することも意図している。
【００２０】
本発明の或る実施形態は容積測定画像データについてのセグメンテーション・アルゴリズムを提供し、また他の実施形態は既存のセグメンテーションを使用する。図４は、セグメンテーション・アルゴリズムを提供する一実施形態において、３Ｄセグメンテーション・アルゴリズムを使用した容積測定対象物１０６内の境界１０２のセグメンテーション及び表面モデル１０４を例示する。セグメンテーション・アルゴリズムは容積測定対象物１０６の境界１０８を検出する。図４に表した例では、容積測定対象物１０６は人の心臓であり、また境界１０８は心臓の左心室の内壁である。殆どのセグメンテーション・アルゴリズムで共通していることは、弾性モデルの境界１０２が容積測定データ内で縁１０８へ向かって変形することである。例示したアルゴリズムは容積測定データ内の容積測定対象物１０６をセグメント化する。容積測定対象物１０６は、画像データのスライス１１０，１１２，１１４，１１６と共に、表示装置１４のような表示装置上のセグメンテーション初期設定、妥当性確認及び編集画面にレンダラー(renderer)によって表示される。
【００２１】
図４の各々の画像スライス１１０，１１２，１１４の上側部分で弁１２０の周り及び尖部１２２に示されている小さい丸い円１１８は、セグメンテーション・アルゴリズムのための最初の関心のある領域を表す。本発明の或る実施形態の技術的効果は、初期推測又は推定を遂行して、セグメンテーションの結果を表示するための方法及び／又は装置を提供することである。もしセグメンテーション・アルゴリズムが適切に働かないか又は満足なものでなかった場合、本発明の或る実施形態の技術的効果は、アトラクター(attractor) を位置決めすることによってセグメンテーションを編集するための方法及び装置を提供することである。
【００２２】
オペレータがセグメンテーションを初期設定又は編集するとき、カーソルが壁境界上に実際に配置されていることをオペレータが確認することは重要である。しかしながら、超音波データは反射及び脱落のような画像アーティファクトを含むことがある。その結果、オペレータが３Ｄモデル及び画像データを横切る単一のスライス図を調べるとき、オペレータが対象物境界の正確な場所を視覚的に識別することは困難なことがある。また、対象物境界がスライス平面に殆ど平行であるとき、初期点又は編集点についての正確な場所を選択することは困難なことがある。
【００２３】
図５は、相互作用スライス表示２００の一実施形態の図面を示す。相互作用スライス２０２（これは「スレーブ」として作用する）が、空間的に固定のスライス２０６（これは「マスター」として作用する）内のカーソル２０４の位置に従って自動的に更新される。従って、空間的に固定のスライス２０６内でカーソル２０４が動かされたとき、相互作用スライス２０２内の参照マーク２０８がカーソル２０４の位置に対応する位置へ移動する。挿入図２１０（これは、必ずしも相互作用スライス表示２００の一部である必要はない）に見られるように、空間的に固定のスライス２０６が１つの平面２１２に配置され、これに対し相互作用スライス２０２が、平面２１２に対して直交する平面２１４内に配置される。交差線２１８は、空間的に固定のスライス２０６の位置決めを助けるために相互作用スライス２０２内に表示することができる。また、空間的に固定のスライス２０６内の交差線２１６は、相互作用スライス２０２の場所を示すために表示することができる。相互作用スライス表示２００は、セグメンテーション・アルゴリズムについての初期点１１８を手動位置決めするため、或いはセグメンテーションの結果の妥当性確認又は編集を行うために使用することができる。
【００２４】
より一般的に云えば、本発明の或る実施形態では、図５に示されているような相互作用スライス表示２００を提供する。マスター表示２０６内のカーソルの下での空間的に固定のスライス平面２１２と相互作用スライス２０２との間のマスター・スレーブ関係により確実に、オペレータが全体的に２２０で示された関心のある領域を見ることができるようになる。相互作用スライス２０２のスライス平面２１４は三次元（３Ｄ）空間におけるカーソル２０４の位置を含んでいるが、マスター・スライス平面２１２と一致しない。マスター・スライス平面２１２に対して直交するスライス平面２１４は有用なことがあるが、平面２１２及び２１４の直交性は本発明の様々な実施形態では要求されない。オペレータが空間的に固定のスライス平面２１２内でカーソル２０４を動かすとき、相互作用スライス２０２及び参照マーク２０８はそれに対応して更新される。
【００２５】
図６は、本発明の一実施形態で使用される初期設定手順の流れ図３００である。レンダラー・モジュール３０２を使用して、セグメンテーション初期設定表示３０８（これは、例えば、相互作用スライス表示２００である）において画像データ３０４を表示する。全てのセグメンテーション方法が初期点及び／又は関心のある領域の手動入力を必要としているわけではなく、従って初期設定画面３０８を必要としていない。しかしながら、手動ユーザ入力３０６を必要とするセグメンテーション方法の場合、このユーザ入力は、セグメンテーション初期設定画面３０８が表示されている間に、ユーザから得られる。
【００２６】
画像が、例えば、心エコー画像である実施形態では、尖部スライスをマスター画像２０６として使用することができる。しかしながら、図７に示されているように、複数の尖部スライス２０６、４００及び４０２を、相互作用スライス２０２と共に、相互作用スライス表示２００内に表示することができる。複数の尖部スライス２０６、４００及び４０２の表示は、セグメンテーションを初期設定するための点を選択するために、対象物全体をより完全に視覚化するために使用することができる。カーソル２０４は３つのスライス２０６、４００及び４０２の内の任意のスライスの中に置くことができる。図７では、カーソル２０４はスライス４００内にあり、従って、カーソル２０４の位置に対応する参照マーク２０８が相互作用スライス２０２内の交差線４０４上に現れる。交差線４０４はスライス４００に対応していて、相互作用スライス２０２上に重畳される。交差線４０６は全ての尖部スライス２０６、４００及び４０２に共通の軸である。他の交差線４０８及び４１０はスライス２０６及び４０２にそれぞれ対応する。交差線４１２、４１４及び４１６は、尖部スライス２０６、４００及び４０２をそれぞれ含む平面と相互作用スライス２０２との交差に対応する。
【００２７】
本発明の実施形態によっては、尖部スライス２０６、４００及び４０２のような複数の空間的に固定のスライス内に複数の初期点１１８を位置決めするために、ユーザ入力が使用される。任意の数の初期点１１８を選択することができ、またそれぞれの一組の相異なる数の点を複数のスライス２０６、４００及び４０２にわたって必要な通りに分布させることができる。しかしながら、３Ｄ画像では、初期点１１８が対象物境界上にあるか否かを知ることが困難であることがある。相互作用スライス２０２は、初期点１１８が実際に対象物境界上にあるかどうかを決定する際に視覚的な助けを提供する。カーソル２０４が動かされた場合、相互作用スライス２０２の描写も変わることがある。そこで、本発明の或る実施形態では、容積に初期点を設定するための方法及び装置を提供する。
【００２８】
図８は、本発明の一実施形態で使用される妥当性確認及び編集手順の流れ図５００である。画像データ５０２がセグメンテーション・モジュール５０４に供給され、セグメンテーション・モジュール５０４は画像データ５０２を（前に述べたように、実施形態によってはユーザ入力５０６と共に）使用して、セグメント化された対象物５０７を生成する。セグメント化された対象物５０７は画像データ５０２と共にレンダリング・モジュール５０８によって使用されて、セグメンテーション妥当性確認及び編集表示５１０を生成する。オペレータはセグメンテーション妥当性確認及び編集表示５１０を使用することにより、追加の入力５０６をレンダラー・モジュール５０８に供給して、セグメンテーション妥当性確認及び編集表示５１０を更新する。オペレータが該オペレータによって遂行された編集に満足したとき、追加の入力５０６（例えば、修正した初期又は追加の編集点）がセグメンテーション・モジュール５０４に供給されて、セグメント化された対象物５０７を更新する。セグメンテーション・モジュール５０４において使用されるセグメンテーション・アルゴリズムの種類についての制約はない。しかしながら、変形可能なモデルはモジュール５０４で使用するための一例である。ここで、セグメンテーション対象物を編集することが、本発明の様々な実施形態の全てにおいて必要条件ではないことを理解されたい。セグメンテーション対象物を編集することを許容しない又は必要としない実施形態も本発明の範囲内に含まれる。従って、明確に異なることを言わない限り、本書で用いる用語「妥当性確認及び編集表示」の範囲には、編集能力のない妥当性確認表示を持つ実施形態も含まれる。
【００２９】
図９は、一実施形態のセグメンテーション妥当性確認及び編集画面表示５１０の写図である。この特定の実施形態では、前に示したような複数の尖部スライス２０６、４００及び４０２と、尖部スライス２０６、４００及び４０２についての回転軸又は共通軸である垂直軸４０６とを示す。相互作用スライス２０２も示されており、また複数の短軸（ＳＡＸ）スライス６００、６０２及び６０４も示している。短軸スライス６００、６０２及び６０４は、尖部スライス２０６、４００及び４０２に対してそれぞれ直交している。上側中央の画像４０２は４つの水平線６０６、６０８、６１０及び６１２を持ち、その内の３本（６０６、６０８及び６１２）は、右側に示している短軸スライス６００、６０２及び６０４の位置又は位置決めを表している。比較的多数のスライスが提示されるので、セグメンテーション・アルゴリズムが失敗したかどうかを視覚的に決定するのが非常に容易である。線６１４、６１６、６１８、６２０、６２２、６２４及び６２６はセグメンテーション・アルゴリズムの結果（境界）を示しており、これらの線はグレースケール画像データ上に重畳されて、セグメンテーションの結果を観察して妥当性確認するのを特に容易にする。
【００３０】
セグメンテーション妥当性確認及び編集表示画面５１０は、本発明の或る実施形態では、セグメンテーションを編集する能力を提供する。カーソル２０４がマスター・スライス２０６内に図示されている。カーソル２０４の位置がまた相互作用スライス２０２内に示される。相互作用スライス２０２のような相互作用的に更新される直交スライス内にカーソル２０４の位置を提供することによって（該スライス内では、参照マーク２０８がカーソル２０４の位置に対応するように更新される）、マスター・スライスの視方向とは異なる方向で境界を見ることが可能になる。これにより、カーソルが境界上にあるか否かを識別し且つカーソルを境界により一層近づくように動かさなければならないかを識別することが可能になる。
【００３１】
図１０は、セグメンテーション妥当性確認及び編集画面５１０の別の実施形態の写図である。この実施形態では、オペレータによりカーソル２０４が短軸スライス６０２まで動かされている。その結果、相互作用スライス２０２が、カーソル２０４の３Ｄ位置に交差する尖部スライス平面に変更されている。線６５０、６５２及び６５４は相互作用スライスの向きを表している。
【００３２】
図１１は、セグメンテーション妥当性確認及び編集画面５１０の別の実施形態の写図であり、また図１２は、図１１のセグメンテーション妥当性確認及び編集画面５１０と同様であるが、図１１におけるセグメンテーションを編集（修正）した結果としての変更を示している。ここで、線６１４上から外れたカーソル２０４の位置に編集点を設定した結果として、セグメント境界線６１４、６１６、６１８、６２０、６２２、６２４及び６２６が図１１と図１２との間で変化していることに注意されたい。
【００３３】
図１３は、空間的ヨーヨー(yoyo)においてカーソル２０４の位置の周りを平行移動させるスライス平面７１０を表す図である。この形態の空間的ヨーヨーは、スライス平面７１０に平行な平面７１２及び７１４（並びに、実施形態によっては、平面７１２及び７１４の間の他の平行な平面）によって示されているような位置の間を上下に非常にゆっくりとスライス平面７１０を動かすことによって動作し、或るスライス平面上で見ることができないが、異なる直ぐ近くの平面上には見ることのできる境界を突き止めることを可能にする。
【００３４】
図１４は、空間的ヨーヨーにおいて共通の回転軸７０２を中心にして回転させるスライス平面７１０を表す図であり、この場合、カーソル２０４の位置が回転軸７０２上にはない。この形態の空間的ヨーヨーは、平面７１６及び７１８によって示されているような位置の間を前後にゆっくりとスライス平面７１０を傾けることによって動作する。
【００３５】
空間的ヨーヨーは超音波画像内の境界を突き止めるために使用することができ、従って本発明の或る実施形態ではレンダラーに含めることができる。より具体的に述べると、超音波画像内の境界は一時的にのみ現れることがある。例えば、心臓が完全に収縮したとき、心臓の部屋の境界は直ぐに目に見えることがあり、また別の時には境界は消失又は見え難くなることがある。図１３及び１４に示される形式のいずれか又は両方の空間的ヨーヨーにより、オペレータは初期点を設定するときに前後にゆっくりとスクロールさせることができる。空間的ヨーヨーは、スライス平面を上下に非常にゆっくりと動かすことによって、又はスライス平面を前後にゆっくりと傾けることによって動作して、或るスライス平面上で見ることができないが、異なる直ぐ近くの平面上では見ることのできる境界を突き止めることができるようにする。
【００３６】
図１５は、本発明の或る実施形態によって使用される方法の流れ図８００である。３Ｄ画像のセグメンテーション及び妥当性確認を行うための方法は、バックエンド・プロセッサ１６、メモリ１８及びユーザ・インターフェース２８を持つコンピュータ１０を使用することができる。本方法は、セグメンテーション表示上に取得された３Ｄ画像及び該取得された３Ｄ画像のセグメンテーションをレンダリングする段階８０４を含み、該セグメンテーション表示は、少なくとも１つの空間的に固定のスライスと、該表示上の少なくとも１つの空間的に固定のスライス内のカーソルの位置に対応する参照マークを持つ相互作用スライスとを有する。次いで、本方法は更に、対話型ユーザ入力を利用することにより、相互作用スライスの画像データ及び参照マークを更新して、少なくとも１つの空間的に固定のスライス内のカーソルと一致させる段階８０６を含む。次いで、本方法は更に、カーソル及び参照マークを使用して、取得された３Ｄ画像のセグメンテーションの境界上のカーソル位置が相互作用スライスの画像データ内の対象物境界に対応していることを視覚的に検証する段階８０８を含む。
【００３７】
実施形態によっては、本方法は更に、編集表示上で取得された３Ｄ画像のセグメンテーションを更新して、３Ｄ画像のセグメンテーションを改善する段階８１０を含む。また、実施形態によっては、本方法は、取得された３Ｄ画像をセグメント化する段階８０２を含む。図１６は、本発明の或る実施形態において段階８０２内に含まれる詳しい段階の流れ図である。例えば、取得された３Ｄ画像セグメント化する段階は、相互作用スライス表示上に画像データを表示する段階９０２と、対話型ユーザ入力として少なくとも１つの初期設定点及び関心のある領域を受け入れて、セグメンテーションを初期設定し且つ相互作用スライス表示を更新する段階９０４とを有することができる。また、段階９０２は、尖部スライスの共通軸に沿って位置する関心のある領域の複数の短軸スライスを表示する段階を更に有することができる。
【００３８】
図１５に戻って説明すると、本発明の様々な実施形態によっては、取得された３Ｄ画像をレンダリングする段階８０４は、共通の軸の周りに回転させた関心のある領域の複数の空間的に固定のスライスを、異なる軸の周りに配向させた関心のある領域の相互作用スライス表示と共に表示する段階を含むことができる。
【００３９】
本発明の或る実施形態は、セグメンテーションの位置に従って１つ又は複数のスライス平面を整列させる段階８０５を含む。また、実施形態によっては、段階８０６は、スライス平面を平行移動及び／又は回転させることにより、画像データ内の関心のある対象物の視認性及び対話型ユーザ入力の選択を容易にして、取得された３Ｄ画像のセグメンテーションを更新する段階を含むことができる。実施形態によっては、本方法はまた、超音波イメージング・システム装置を使用して、３Ｄ画像を取得する段階８０１を含む。取得された超音波３Ｄ画像は患者の心臓の画像を含むことができ、またセグメンテーションは患者の心臓をセグメント化することを含むことができる。
【００４０】
従って、本発明の或る実施形態では、セグメンテーションの初期設定及び／又は妥当性確認及び編集を行うための対話型方法及び装置を提供することが理解されよう。また、或る実施形態は、セグメンテーションのより信頼性のある初期設定、妥当性確認及び編集を提供すると共に、より再現性のある最終結果を提供し、また対象物内のセグメントの最も著しい容積測定を提供する。
【００４１】
また、或る実施形態では、境界が容積測定画像データ内の何処に存在するかを明らかにして、検査中の輪郭の空間的近隣部を観察することによって真の対象物境界が画像内にどの場所あるかについての視覚的評価を改善する方法及び装置を提供することが理解されよう。
【００４２】
また、上記の記載が説明のためのものであって、制限するためのものではないことを理解されたい。例えば、上述の様々な実施形態（及び／又はその様々な態様）は互いに組み合わせて用いることができる。その上、特定の状況又は材料を本発明の範囲から逸脱せずに本発明の教示に適応させるように多くの修正を為すことができる。本書で述べた材料及びコーティングの寸法及び種類が本発明のパラメータを規定することを意図しているが、それらは制限ではなく、模範的な実施形態である。上記の説明を検討すると、当業者には多くの他の実施形態が明らかであろう。従って、発明の範囲は、特許請求の範囲の記載と共に、該記載と等価な全ての範囲を参照して決定すべきである。特許請求の範囲の記載では、「含む」及び「その場合において」と云う用語は「有する」及び「その場合」と云う用語と等価なものとして用いられている。更に、特許請求の範囲の記載において、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は単にラベルとして用いられていて、それらの対象について数に関する要件を課しているものではない。更に、特許請求の範囲は特許法に基づいて解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の様々な実施形態に従って形成された超音波イメージング装置のブロック図である。
【図２】本発明の様々な実施形態に従って形成された小型超音波イメージング装置の絵画的写図である。
【図３】本発明の様々な実施形態に従って形成された手持ち型超音波イメージング装置の絵画的写図である。
【図４】本発明の様々な実施形態に従った３Ｄセグメンテーション・アルゴリズムの結果として生じる境界及び表面モデルを示す写図である。
【図５】相互作用スライスを含む本発明の一実施形態のセグメンテーション初期設定画面の写図であり、右側の超音波画像が左側の超音波画像内のカーソルの位置に従って自動的に更新されることを表す。
【図６】本発明の一実施形態で使用される初期設定手順の流れ図である。
【図７】共通の軸の周りに回転させた３つの尖部スライスを相互作用スライスと共に示す本発明の別の実施形態のセグメンテーション初期設定画面の写図である。
【図８】本発明の一実施形態で使用される妥当性確認及び編集手順の流れ図である。
【図９】本発明の一実施形態に従って形成されたセグメンテーション妥当性確認及び編集画面の写図である。
【図１０】別の実施形態のセグメンテーション妥当性確認及び編集画面の写図である。
【図１１】更に別の実施形態のセグメンテーション妥当性確認及び編集画面の写図である。
【図１２】セグメンテーションを編集した結果として得られる改善を示す図１１のセグメンテーション妥当性確認及び編集画面の写図である。
【図１３】本発明の様々な実施形態に従って空間的ヨーヨーにおいてカーソルの位置の周りを平行移動させるスライス平面を表す図である。
【図１４】カーソルの位置が回転軸上にない場合に、本発明の様々な実施形態に従って共通の回転軸を中心にして回転させるスライス平面を表す図である。
【図１５】本発明の実施形態で使用される一方法の流れ図である。
【図１６】図１５の流れ図の中の一段階を詳しく示す流れ図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  医用イメージング・システム
１１  Ｉ／Ｏポート
１３  コネクタ端部
１５  ケーブル
１７  走査端部
７０  医学的画像
８０  タイプライタ型キーボード
８２  ボタン
８４  ソフト・キー
８６  ラベル
８８  制御部
１０２  セグメンテーション境界
１０４  表面モデル
１０６  容積測定対象物
１０８  対象物の境界
１１０、１１２、１１４、１１６  画像データのスライス
１１８  初期点
１２０  弁 
１２２  尖部
２００  相互作用スライス表示
２０２  相互作用スライス
２０４  カーソル
２０６  空間的に固定のスライス
２０８  参照マーク 
２１０  挿入図
２１２  空間的に固定のマスター・スライス平面
２１４  スライス平面
２１６  交差線
２２０  関心のある領域
３００  初期設定手順の流れ図
４００、４０２  尖部スライス
４０４、４０８、４１０、４１４、４１６  交差線
５００  妥当性確認及び編集手順の流れ図
６００、６０２、６０４  短軸スライス
６０６、６０８、６１０、６１２  水平線
６１４、６１６、６１８、６２０、６２２、６２４、６２６  境界線
６５０、６５２、６５４  線
７０２  共通の回転軸
７１０  スライス平面
７１２、７１４  スライス平面に平行な平面
７１６、１８  平面
８００  ３Ｄ画像のセグメンテーション及び妥当性確認を行うための流れ図
【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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