(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野内の解剖学的物体を特定する超音波撮像装置であって、
患者の３Ｄ医用画像データを受信する画像インターフェースと、
前記３Ｄ医用画像データ内の前記患者の解剖学的物体をセグメント化し、前記解剖学的物体のセグメンテーションデータを提供するセグメンテーションユニットと、
前記患者の超音波データを取得する超音波プローブを含む超音波取得ユニットと、
較正位置に対する前記超音波プローブの位置を決定する位置決定ユニットであって、前記患者の前記解剖学的物体の前記超音波データ及び前記セグメンテーションデータにおける解剖学的特徴に基づいて、前記較正位置を決定する較正ユニットを含む、前記位置決定ユニットと、
前記セグメンテーションデータ及び前記超音波プローブの前記位置に基づいて、前記超音波プローブの前記視野内の前記解剖学的物体を特定する特定ユニットと、
を含む、超音波撮像装置。
【請求項２】
前記超音波取得ユニットは、３Ｄ超音波データを決定する、請求項１に記載の超音波撮像装置。
【請求項３】
前記特定ユニットは、前記３Ｄ医用画像データ及び前記３Ｄ超音波データにおける解剖学的特徴の関連付けに基づいて、前記解剖学的物体を特定する、請求項２に記載の超音波撮像装置。
【請求項４】
前記較正ユニットは、前記３Ｄ医用画像データ及び前記３Ｄ超音波データにおける解剖学的特徴の関連付けに基づいて、前記較正位置を較正する、請求項２に記載の超音波撮像装置。
【請求項５】
前記解剖学的特徴は、前記患者の臓器である、請求項１に記載の超音波撮像装置。
【請求項６】
前記超音波データ及び前記セグメンテーションデータの２Ｄ表現を表示する表示ユニットを更に含む、請求項１に記載の超音波撮像装置。
【請求項７】
特定された前記臓器は、表示ユニットによって表示され、前記セグメンテーションデータに基づいて、標識が付けられる、請求項５に記載の超音波撮像装置。
【請求項８】
前記較正ユニットは、オペレータのリクエストによって、前記解剖学的特徴に基づいて、前記超音波プローブの前記位置を較正する、請求項７に記載の超音波撮像装置。
【請求項９】
前記較正ユニットは、位置ずれが検出された場合に、前記解剖学的特徴に基づいて、前記超音波プローブの前記位置を較正する、請求項７に記載の超音波撮像装置。
【請求項１０】
取得された前記３Ｄ超音波データは、複数の３Ｄボクセルを含み、前記複数の３Ｄボクセルは、前記セグメンテーションデータの対応する前記解剖学的物体に割り当てられる、請求項２に記載の超音波撮像装置。
【請求項１１】
前記解剖学的物体は、前記視野内の前記解剖学的物体の３Ｄボクセルの数に基づいて、前記視野内で特定される、請求項１０に記載の超音波撮像装置。
【請求項１２】
前記超音波取得ユニットは、２Ｄ超音波データを取得する、請求項１に記載の超音波撮像装置。
【請求項１３】
取得された前記２Ｄ超音波データは、前記セグメンテーションデータの対応する前記解剖学的物体に割り当てられる複数の２Ｄピクセルを含み、前記解剖学的物体は、前記視野内の前記解剖学的物体の２Ｄピクセルの量に基づいて、前記視野内で特定される、請求項１２に記載の超音波撮像装置。
【請求項１４】
超音波取得ユニットの視野内の解剖学的物体を特定する方法であって、
患者の３Ｄ医用画像データを受信するステップと、
前記３Ｄ医用画像データ内の解剖学的物体をセグメント化し、前記解剖学的物体のセグメンテーションデータを提供するステップと、
前記超音波取得ユニットの超音波プローブによって、前記患者の超音波データを取得するステップと、
前記患者の前記解剖学的物体の前記超音波データ及び前記セグメンテーションデータにおける解剖学的特徴に基づいて、前記超音波プローブの較正位置を決定するステップと、
前記超音波プローブの前記較正位置に対する前記超音波プローブの位置を決定するステップと、
前記セグメンテーションデータ及び前記超音波プローブの前記位置に基づいて、前記視野内の前記解剖学的物体を特定するステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
コンピュータ上で実行されると、前記コンピュータに、請求項１４に記載の方法のステップを実行させるプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視野内の解剖学的物体を特定する超音波撮像装置に関する。本発明は更に、超音波取得ユニットの視野内の解剖学的物体を特定する方法と、コンピュータ上で実行された場合に、当該コンピュータに、本発明による方法のステップを実行させるプログラム手段を含むコンピュータプログラムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
医用撮像システムの分野において、診断可能性を向上させるために、様々な医用解析システムによって取得された患者の様々な画像を組み合わせることが、一般的に知られている。特に、超音波画像と、異なる撮像システムから導出された患者の術前画像データとを組み合わせる超音波システムが知られている。超音波システムには、プローブ位置追跡システムが備えられ、患者の体内における超音波プローブの位置を決定して、対応する超音波画像を術前ボリューム解析データと関連付ける。位置決めシステムによって、術前データとライブ超音波データとの連続的な空間位置合わせが可能にされる。
【０００３】
位置追跡システムは、術前データ及び超音波データにおいて特定可能であり、データの位置合わせが決定可能であるように互いに相関可能である例えば人工マーカーに基づいた較正に依存する。位置追跡システムは更に、センサ座標系と超音波座標系とのオフセット量を決定する電磁追跡システムを含む。このようなプローブ位置決めシステムは、例えば国際特許公開ＷＯ２０１２／１１７３８１Ａ１から知られている。
【０００４】
プローブ位置決めシステムは、通常、マーカーの付近では高い精度を有するが、プローブがマーカーから離れると、精度は下がる。更に、術前データと超音波データとの間に位置ずれが生じると、時間がかかり、詳しい専門家知識が必要となる手動の再調整が必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、技術的努力が少なくて済み、時間消費が減少される、改良された超音波撮像装置と、超音波プローブの視野内の解剖学的物体を特定する改良された方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によれば、視野内の解剖学的物体を特定する超音波撮像装置が提供される。当該装置は、
患者の３Ｄ医用画像データを受信する画像インターフェースと、
３Ｄ医用画像データ内の患者の解剖学的物体をセグメント化し、解剖学的物体のセグメンテーションデータを提供するセグメンテーションユニットと、
患者の超音波データを取得する超音波プローブを含む超音波取得ユニットと、
超音波プローブの位置を決定する位置決定ユニットであって、患者の解剖学的特徴に基づいて、超音波プローブの位置を較正する較正ユニットを含む、上記位置決定ユニットと、
セグメンテーションデータ及び超音波プローブの位置に基づいて、超音波プローブの視野内の解剖学的物体を特定する特定ユニットとを含む。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、超音波取得ユニットの視野内の解剖学的物体を特定する方法が提供される。当該方法は、
患者の３Ｄ医用画像データを受信するステップと、
３Ｄ医用画像データ内の解剖学的物体をセグメント化し、解剖学的物体のセグメンテーションデータを提供するステップと、
超音波取得ユニットの超音波プローブによって、患者の超音波データを取得するステップと、
患者の解剖学的特徴に基づいて、超音波プローブの位置を較正するステップと、
超音波プローブの較正された位置に基づいて、超音波プローブの位置を決定するステップと、
セグメンテーションデータ及び超音波プローブの位置に基づいて、視野内の解剖学的物体を特定するステップとを含む。
【０００８】
別の態様によれば、コンピュータ上で実行されると、コンピュータに、本発明による方法のステップを実行させるプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムが提供される。
【０００９】
本発明の好適な実施形態は、従属請求項に規定される。当然ながら、請求項に係る方法は、請求項に係るデバイスと同様及び／又は同一の好適な実施形態を有し、また、従属請求項に規定される通りの実施形態を有する。
【００１０】
本発明は、患者の術前画像データを、患者の超音波画像データと同期させて、視野内の物体の測定を向上させるという考えに基づいている。超音波画像データ及び術前画像データは、術前画像データのセグメント化された解剖学的特徴と、超音波プローブの位置とに基づいて、同期される。セグメント化された術前画像データに対する超音波プローブの位置は、患者の解剖学的特徴に基づいて較正され、これにより、超音波プローブの視野内の臓器といった物体の正確な関連付け及び正確な特定が達成される。位置決めユニットが、肝臓の血管といった解剖学的特徴に基づいて較正されるため、超音波取得ユニットの位置が、少ない技術的努力で、正確に決定される。
【００１１】
好適な実施形態では、超音波取得ユニットは、３Ｄ超音波データを決定する。これにより、視野内での正確な特定を達成するために、解剖学的物体及び解剖学的特徴の詳細な超音波データを提供できる。
【００１２】
更に好適な実施形態では、特定ユニットは、３Ｄ医用画像データ及び３Ｄ超音波データにおける解剖学的特徴の関連付けに基づいて、同一の物体を特定する。これにより、関連付けが、物体の３次元形状に基づいて行われるため、解剖学的物体の特定の信頼性を向上できる。
【００１３】
好適な実施形態では、較正ユニットは、３Ｄ医用画像データ及び３Ｄ超音波データにおける解剖学的特徴の関連付けに基づいて、位置決定ユニットを較正する。これにより、解剖学的物体のセグメンテーションデータを含む３Ｄ医用画像データが、超音波プローブの現在の位置において取得される対応する３Ｄ超音波データと関連付けられるので、位置決定ユニットの正確な較正を達成できる。
【００１４】
好適な実施形態では、３Ｄ超音波データは、患者の解剖学的特徴の超音波セグメンテーションデータを提供するようにセグメント化され、較正ユニットは、セグメンテーションデータ及び超音波セグメンテーションデータの関連付けに基づいて、超音波プローブの位置を較正する。これにより、３Ｄ医用画像データ及び３Ｄ超音波データのみに基づく自動較正を達成できる。
【００１５】
好適な実施形態では、解剖学的特徴は、患者の臓器である。これにより、臓器が、超音波データ及び３Ｄ医用画像データにおいて、少ない技術的努力で、セグメント化可能であるため、正確な較正を達成できる。
【００１６】
解剖学的特徴が、患者の臓器の一部、特に患者の臓器の血管であることが更に好適である。これにより、臓器の一部、特に臓器の血管が、高精度で特定可能であり、特徴的な構造を有することによって、信頼性が向上されるため、較正の信頼性が更に向上できる。
【００１７】
好適な実施形態では、超音波撮像装置は更に、超音波データ及びセグメンテーションデータの２Ｄ表現を表示する表示ユニットを含む。これにより、解剖学的物体が、セグメンテーションデータに基づいて容易に特定可能であるため、特定された解剖学的物体の可視性を向上できる。
【００１８】
好適な実施形態では、特定された臓器は、表示ユニットによって表示され、セグメンテーションデータに基づいて、標識が付けられる。これにより、オペレータが、臓器の解剖学的形状に基づいて当該臓器を特定する必要がないため、システムの使い勝手を更に向上できる。
【００１９】
好適な実施形態では、較正ユニットは、オペレータのリクエストによって、解剖学的特徴に基づいて、超音波プローブの位置を較正する。これにより、位置ずれが生じた場合に、セグメンテーションデータと超音波データとを、再度、位置合わせすることができる。
【００２０】
好適な実施形態では、較正ユニットは、位置ずれが検出された場合に、解剖学的特徴に基づいて、超音波プローブの位置を較正する。これにより、セグメンテーションデータと超音波データとの自動的な再位置合わせを達成できる。
【００２１】
好適な実施形態では、取得された３Ｄ超音波データは、複数の３Ｄボクセルを含み、３Ｄボクセルは、セグメンテーションデータの対応する解剖学的物体に割り当てられる。これにより、解剖学的物体が少ない技術的努力で容易に特定可能であるように、各３Ｄボクセルがセグメンテーションデータ内で特定された解剖学的物体に関連付けられるため、超音波取得ユニットの視野内の解剖学的物体を容易に特定できる。
【００２２】
好適な実施形態では、解剖学的物体は、視野内の解剖学的物体の３Ｄボクセルの数に基づいて、視野内で特定される。これにより、少ない技術的努力で、視野内の解剖学的物体を特定できる。
【００２３】
好適な実施形態では、超音波取得ユニットは、２Ｄ超音波データを決定する。これにより、超音波データを取得するための技術的努力を減らすことができる。
【００２４】
好適な実施形態では、取得された２Ｄ超音波データは、セグメンテーションデータの対応する解剖学的物体に割り当てられる複数の２Ｄピクセルを含み、視野内の解剖学的物体は、視野内の解剖学的物体の２Ｄピクセルの量に基づいて、特定される。これにより、割り当てられた２Ｄピクセルの量は容易に決定可能であるため、視野内の解剖学的物体を特定するための技術的努力を更に減らすことができる。
【００２５】
上記された通り、視野内の解剖学的物体は、セグメンテーションデータと超音波プローブの位置との関連付けに基づいて特定される。超音波プローブの位置は、超音波データ及び３Ｄ医用画像データの対応するセグメンテーションデータ内の解剖学的特徴に基づいて、簡単にかつ正確に較正される。解剖学的特徴は、画像セグメンテーションといった画像処理によって、医用画像データ及び超音波画像データ内に自動的に検出できるため、超音波プローブの位置の較正及び対応する決定は、高精度で達成でき、これにより、解剖学的物体の特定も、高信頼性で達成できる。技術的努力を減らすために、視野内の解剖学的物体は、セグメンテーションデータ及び超音波プローブの位置に基づき、各解剖学的物体に割り当てられる３Ｄボクセル又は２Ｄピクセルによって特定され、これにより、視野内の解剖学的物体は、３Ｄボクセル又は２Ｄピクセルの量を決定することにより、少ない技術的努力で特定できる。結果として、超音波プローブの視野内の解剖学的物体の正確な特定が、少ない技術的努力で達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、また、以下に説明される実施形態を参照して説明される。
【００２７】
【図１】図１は、患者の身体のボリュームを走査するために使用される医用撮像システムの概略図を示す。
【図２ａ】図２ａは、解剖学的物体のセグメンテーションを含む患者の身体のボリュームの術前画像の図を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、解剖学的物体のセグメンテーションを含む患者の身体のボリュームの術前画像の図を示す。
【図２ｃ】図２ｃは、解剖学的物体のセグメンテーションを含む患者の身体のボリュームの術前画像の図を示す。
【図３ａ】図３ａは、術前画像のセグメンテーションデータと超音波プローブの位置とを示す。
【図３ｂ】図３ｂは、術前画像のセグメンテーションデータと超音波プローブの位置とを示す。
【図４ａ】図４ａは、位置決めユニットの較正のための患者の身体の同じ部位の超音波画像を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、位置決めユニットの較正のための患者の身体の同じ部位の術前画像を示す。
【図５ａ】図５ａは、２Ｄでの患者の身体の同じ部位の術前画像を示す。
【図５ｂ】図５ｂは、３Ｄでの患者の身体の同じ部位の術前画像の関連付けられたセグメンテーションデータを示す。
【図６ａ】図６ａは、セグメンテーションデータと超音波画像における解剖学的特徴との位置合わせを説明するための術前画像を示す。
【図６ｂ】図６ｂは、セグメンテーションデータと超音波画像における解剖学的特徴との位置合わせを説明するための対応する超音波画像を示す。
【図７ａ】図７ａは、位置ずれを説明するための同じ部位の術前画像を示す。
【図７ｂ】図７ｂは、位置ずれを説明するための同じ部位の超音波画像及び関連付けられたセグメンテーションデータを示す。
【図８】図８は、医用画像を関連付ける方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、一実施形態による医用撮像システム１０、特に、超音波撮像システム１０の概略図を示す。医用撮像システム１０は、解剖学的部位、特に、患者１２の解剖学的部位のボリュームを検査するために適用される。医用撮像システム１０は、超音波を送受信するための複数のトランスデューサ要素を含む少なくとも１つのトランスデューサアレイを有する超音波プローブ１４を含む。トランスデューサ要素は、特に、多次元画像データを提供するために、２Ｄアレイに配置されることが好適である。
【００２９】
医用撮像システム１０は、一般に、超音波プローブ１４から受信した超音波データを評価し、超音波画像を、患者１２の術前画像と組み合わせる又は関連付ける画像処理装置１６を含む。画像処理装置１６は、外部データベース２０又は外部解析及び撮像装置２０から術前画像データを受信する画像インターフェース１８を含む。術前画像データは、コンピュータ断層撮影装置又は磁気共鳴断層撮影装置によって、超音波撮像解析の前に捕捉又は取得されたコンピュータ断層撮影画像データ又は磁気共鳴断層撮影画像データであることが好適である。画像処理装置１６は、超音波プローブ１４に接続され、超音波データを評価し、超音波プローブ１４によって解析される患者１２のボリューム又は物体からの超音波画像データを提供する画像評価ユニット２２を含む。画像処理装置１６は更に、外部撮像装置２０又はデータベース２０から術前画像データを受信する画像インターフェース１８に接続され、患者１２の解剖学的特徴の３Ｄデータ、具体的には、患者１２の体内の様々な臓器のセグメンテーションデータを提供するために、画像データをセグメント化するセグメンテーションユニット２４を含む。
【００３０】
超音波撮像装置１０は更に、超音波プローブ１４の位置を決定する位置決定ユニット２６を含む。位置決定ユニット２６は、超音波プローブ１４の初期又は較正位置に対する移動を決定するために、例えば電磁追跡によって、超音波プローブの相対位置を決定する。初期位置は、較正ユニット２８によって較正される。較正ユニット２８は、超音波プローブ１４によって捕捉された超音波データと、セグメンテーションデータと、位置決定ユニット２６によって決定された超音波プローブ１４の位置とを関連付けるために、画像評価ユニット２２、セグメンテーションユニット２４及び位置決定ユニット２６に接続される。較正ユニット２８は、超音波プローブ１４のセグメンテーションデータに対する位置を決定するために、超音波データ内の解剖学的特徴と、セグメンテーションデータとを関連付ける。このように決定された超音波プローブ１４のセグメント化された解剖学的特徴に対する位置は、記憶され、超音波プローブ１４の基準位置又は較正位置として使用される。超音波プローブ１４が、較正位置に対して移動すると、位置決定ユニット２６が、較正位置に対する距離及び方向を検出し、このように決定された超音波プローブ１４の現在の位置を提供する。
【００３１】
画像処理装置１６は更に、超音波プローブ１４の視野内の解剖学的物体を特定する特定ユニット３０を含む。特定ユニット３０は、画像評価ユニット２２、セグメンテーションユニット２４及び位置決定ユニット２６に接続される。特定ユニット３０は、位置決定ユニット２６から受信した超音波プローブ１４の較正位置に対する現在の位置と、患者１２のセグメント化された各解剖学的物体、即ち、患者１２の臓器を含むセグメンテーションユニット２４から受信したセグメンテーションデータとに基づいて、超音波プローブ１４の視野内の患者１２の解剖学的物体を特定する。超音波プローブ１４の位置が、正確に較正された位置に対して、位置決定ユニット２６によって容易に決定可能であるので、超音波プローブ１４の視野内の解剖学的物体が、高い信頼性で容易に決定可能である。
【００３２】
超音波データ内に特定された解剖学的物体に、例えばセグメンテーションユニット２４から受信したセグメンテーションデータが重ね合わされ、超音波データを表示する表示ユニット３２に、重ね合わせ画像として提供される。医用撮像システム１０は更に、表示ユニット３２又は画像処理装置１６に接続され、画像取得、解剖学的物体の特定、及び／又は、画像及びセグメンテーション結果の表示を制御する入力デバイス３４を含む。
【００３３】
図２は、セグメンテーションユニット２４によってセグメント化された臓器を含む３次元医用画像データの３つの異なる２次元スライスを示す。３Ｄ医用画像データは、概して４０と示され、図１に示される撮像装置２０又は外部データベース２０によって提供される。３Ｄ医用画像データ４０は、この場合、患者１２から捕捉されたコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像データである。代替実施形態では、３Ｄ医用画像データ４０は、患者１２の磁気共鳴断層撮影（ＭＲＴ）データ又は他の３次元解析データであってよい。図２ａには、肝臓及び右の腎臓を含む矢状面図が示され、図２ｂには、肝臓、脾臓及び大動脈を含む冠状面図が示され、図２ｃには、肝臓、腎臓、脾臓及び大動脈を含む軸方向図が示される。
【００３４】
３Ｄ医用画像データ４０は、セグメンテーションユニット２４によってセグメント化される。即ち、患者の体内の解剖学的物体が特定され、外形、具体的には、臓器内の血管といった特定の解剖学的特徴が画像処理により決定され、３次元セグメンテーションデータとして（例えば３Ｄ座標軸等として）記憶される。図２では、３次元医用画像データ４０の２次元スライスと、セグメンテーションデータとが、重ね合わされて示されるので、セグメント化された臓器は、図２ａ〜図２ｃの２次元スライスに表示される外形によって特定される。
【００３５】
３次元医用画像データ４０は、通常、手術又は超音波解析の前に捕捉されるので、患者１２の様々な臓器が自動的又は手動で特定される。これは、患者の体内の臓器の形状及び位置はよく知られているからである。
【００３６】
図３ａ、図３ｂは、図２に示される３次元画像データ４０から導出される患者１２の臓器の３次元セグメンテーションデータを示す。臓器のセグメンテーションデータは、概して４２と示される。
【００３７】
図３ａに示されるように、セグメンテーションデータ４２は、臓器の外形、臓器の特殊位置を含む患者１２の特定の解剖学的特徴と、内部の血管等といった臓器の追加の解剖学的特徴とを含む。
【００３８】
図３ｂには、セグメンテーションデータ４２内の臓器に対する超音波プローブ１４の相対位置が、概略的に示される。更に、超音波プローブ１４の視野も、簡易化された四角形として示され、概して４４と示される。超音波プローブ４０の既知の位置に基づいて、超音波プローブ１４の視野４４内の解剖学的物体が、高い信頼性で容易に特定可能である。
【００３９】
超音波プローブ１４の位置は、以下に説明されるように、位置決定ユニット２６によって決定され、超音波データ及びセグメンテーションデータ４２における解剖学的特報の関連付けに基づいて、較正ユニットによって較正される。
【００４０】
図４ａ、図４ｂには、超音波データ及び３次元医用画像データ４０における解剖学的特徴に基づく位置決定ユニット２６の較正を説明するために、肝臓の同じ部分の超音波画像及び３次元医用画像データ４０の画像が概略的に示される。
【００４１】
一般に、血管といった特定の解剖学的特徴は、セグメンテーションによって、図４ａに示される超音波画像データ４６、及び、図４ｂに示される３Ｄ医用画像データ４０において特定され、これにより、セグメンテーションデータ４２内の解剖学的物体に対する超音波プローブ１４の位置が決定され、位置決定ユニット２６の較正に使用される。
【００４２】
詳細には、図４ａ及び図４ｂに示される解剖学的物体は、患者１２の肝臓の超音波画像データ３６及び３Ｄ医用画像データ４０における同一のビューである。図４ａ及び図４ｂに示されるように、超音波画像データ４６及び３Ｄ医用画像データ４０において、肝臓の血管４８が解剖学的特徴として特定され、位置決定ユニット２６の較正に使用される。画像データ４０、４６は共に、血管４８を解剖学的特徴として特定するために、セグメント化される。セグメンテーション中に、超音波画像データ４６及び３Ｄ医用画像データ４０における血管４８の中心線５０、５２が抽出され、各自の関連付けに使用される。このように抽出された中心線５０、５２に基づいて、様々な画像における血管４８の関連付けが、高い精度及び高い信頼性で行われることが可能である。これにより、プローブ１４の位置が、３Ｄ医用画像データ４０のセグメンテーションデータ４２に対して決定され、較正される。
【００４３】
このように較正された位置決定ユニット２６は、患者１２の臓器を、超音波プローブ１４の視野４４内の解剖学的物体として特定するために使用可能である。
【００４４】
図５ａ、図５ｂは、様々なビューにおける臓器の術前医用画像データ４０及びセグメンテーションデータ４２を示す。図５ａでは、視野４４内の臓器の外形に、医用画像データ４０の２次元スライスが重ね合わされ、セグメンテーションデータ４２及び術前医用画像データ４０の解剖学的物体としての臓器の関連付けが示される。図５ｂでは、術前医用画像データ４０に対応するセグメンテーションデータ４２の３次元表現が示される。
【００４５】
図６は、対応する医用画像データ４０を有するセグメンテーションデータ４２（図６ａ）と、超音波プローブ１４によって取得された超音波画像４６における対応する解剖学的物体を有するセグメンテーションデータ４２の関連付け又は同期（図６ｂ）とを示す。図６ｂでは、視野４４内の臓器の外形に、超音波画像データ４６の２次元スライスが重ね合わされ、超音波画像データ４２内の解剖学的物体としての臓器が特定される。臓器の外形は、セグメンテーションデータ４２から導出される。超音波画像データ４６は更に、図５ｂに示されるように、セグメンテーションデータ４２の３次元表現が重ね合わされてもよい。超音波画像における対応する解剖学的物体とセグメンテーションデータ４２の関連付け又は同期は、位置決定ユニット２６によって決定されるプローブ１４の位置に基づいて、達成される。
【００４６】
特定の実施形態では、各自特定された臓器は、セグメンテーションデータ４２に基づいて、標識化され、オペレータに、どの臓器が視野４４内にあるかが示される。
【００４７】
図７ａ、図７ｂでは、対応するセグメンテーションデータ４２を含む術前医用画像データ４０と、超音波画像データ４６に対して位置ずれしたセグメンテーションデータ４２との比較が示される。図７ａは、図５ａと同一である。図７ｂに示されるように、セグメンテーションデータ４２から導出される臓器の重ね合わされている外形は、超音波データ４６に対して位置がずれている。この位置ずれは、プローブ１４の実際の位置に対するプローブ１４の決定された位置の偏差に起因する。セグメンテーションデータ４２と超音波画像データ４６との間の位置ずれが検出される場合、位置決定ユニット２６の再較正が、自動的に、又は、オペレータによるリクエストによって手動で行われてよい。この場合、プローブ１４の位置は、上記されたように、患者１２の解剖学的特徴に基づいて、再び、較正される。
【００４８】
図５ａ、図５ｂ又は図７ａ、図７ｂに示される例では、肝臓と１つの腎臓とが、超音波プローブ１４の視野４４内にあり、１つの肝臓と脾臓とが、視野４４の外にある。どの臓器が視野４４内にあるかを決定するために、超音波画像データ４６の各３Ｄボクセル又は超音波データ４６の各ピクセルに、セグメンテーションデータ及び超音波プローブ１４の位置に基づいて、１つの特定の臓器又は組織のボクセル又はピクセルとして、標識が付けられる、与えられる又は割り当てられ、これにより、可視の解剖学的物体又は臓器の量が、視野４４内のボクセル又はピクセルの量を決定することによって、容易に決定される。したがって、各解剖学的物体又は臓器に対応するボリューム又は面積が計算され、表示ストリーム３２上に表示される。
【００４９】
したがって、可視の解剖学的物体又は臓器の割合は、視野４４内のボリューム又は表示スクリーン３２上に表示される２次元スライス内の２次元面積に基づいて計算され、表示スクリーン３２上に表示される。
【００５０】
図８では、超音波プローブ１４の視野内の解剖学的物体を特定する方法のフロー図が示され、概して６０と示される。
【００５１】
方法６０は、ステップ６２において示されるように、３Ｄ医用画像データ４０を受信することから開始し、次に、ステップ６４において示されるように、その３Ｄ医用画像データ４０がセグメント化される。
【００５２】
更に、ステップ６６において示されるように、超音波プローブ１４の位置が、位置決定ユニット２６によって決定される。ステップ６８において、超音波プローブ１４は、超音波画像データ４６を取得し、ステップ７０において、取得された超音波画像データ４６はセグメント化され、超音波画像データ４６内の解剖学的特徴４８が決定される。
【００５３】
ステップ７２において、位置決定ユニット２６が、セグメンテーションデータ４２、超音波画像データ４６及び位置決定ユニット２６によって決定された超音波プローブ１４の位置に基づいて較正される。
【００５４】
ステップ７４において、超音波画像データ４６が捕捉又は取得され、超音波プローブ１４の現在の位置が、ステップ７２の較正に基づいて決定される。ステップ７６において、超音波画像データ４６及びセグメンテーションデータ４２が、プローブ１４の位置に基づいて同期される。
【００５５】
ステップ７８において、超音波画像データ４６及びセグメンテーションデータ４２の同期が確認され、各自の解剖学的物体が良好に位置合わせされている場合は、ステップ８０において、解剖学的物体が特定される。解剖学的物体があまり良好に位置合わせされていない場合は、方法は、ステップ６６に戻り、超音波プローブ１４の位置を決定し、ステップ６８において示されるように、追加の超音波画像を取得する。
【００５６】
この方法によって、位置決定ユニット２６は正確に較正可能であるため、視野４４内の解剖学的物体を、時間が掛からずに、高い信頼度で特定することができる。
【００５７】
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示され、説明されたが、当該例示及び説明は、例示的に見なされるべきであり、限定的に見なされるべきではない。本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び従属請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。
【００５８】
請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。
【００５９】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学記憶媒体又は固体媒体といった適切な媒体上に記憶及び／又は分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介するといった他の形式で分配されてもよい。
【００６０】
請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２ａ）】
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【図２ｂ）】
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【図２ｃ）】
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【図３ａ）】
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【図３ｂ）】
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【図４ａ）】
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【図４ｂ）】
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【図５ａ）】
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【図５ｂ）】
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【図６ａ）】
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【図６ｂ）】
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【図７ａ）】
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【図７ｂ）】
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【図８】
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