(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号に基づいて３次元映像データを形成するための３次元データ形成手段と、
前記３次元映像データから断面映像を抽出するための断面映像抽出手段と、
前記抽出された断面映像から対象体のコンター（contour）を検出するためのコンター検出手段と、
前記３次元映像データにおいて基準断面を設定し、前記基準断面に基づいて多重断面映像を形成するための断面映像形成手段と、
ユーザにより提供されたコンターの編集情報に基づいて前記多重断面映像で前記対象体のコンターを編集するためのコンター編集手段と、
前記編集されたコンターに基づいて３次元ボリューム映像を形成するための３次元映像形成手段とを備えることを特徴とする映像処理システム。
【請求項２】
前記入力映像信号は、超音波映像信号であることを特徴とする請求項１に記載の映像処理システム。
【請求項３】
ユーザから前記基準断面の設定情報と前記コンター編集情報の入力を受けるための入力手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の映像処理システム。
【請求項４】
前記断面映像抽出手段は、
前記３次元映像データを回転させる回転軸を前記３次元映像データに設定するための手段と、
前記回転軸を基準として前記３次元映像データを回転させながら、所定の角度に該当する断面映像を前記３次元映像データから抽出するための手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の映像処理システム。
【請求項５】
ａ）入力映像信号に基づいて３次元映像データを形成する段階と、
ｂ）前記３次元映像データから断面映像を抽出する段階と、
ｃ）前記抽出された断面映像から対象体のコンターを検出する段階と、
ｄ）前記３次元映像データにおいて基準断面を設定し、前記基準断面に基づいて多重断面映像を形成する段階と、
ｅ）コンター編集情報に基づいて前記多重断面映像で前記対象体のコンターを編集する段階と、
ｆ）前記編集されたコンターに基づいて３次元ボリューム映像を形成する段階と
を備えることを特徴とする映像処理方法。
【請求項６】
前記入力映像信号は、超音波映像信号であることを特徴とする請求項５に記載の映像処理方法。
【請求項７】
前記段階ｂ）は、
ｂ１）前記３次元映像データを回転させる回転軸を前記３次元映像データに設定する段階と、
ｂ２）前記回転軸を基準として前記３次元映像データを回転させながら、所定の角度に該当する断面映像を前記３次元映像データから抽出する段階とを備えることを特徴とする請求項５に記載の映像処理方法。
【請求項８】
前記段階ｄ）は、
ｄ１）ユーザから前記基準断面の設定情報の入力を受ける段階と、
ｄ２）前記基準断面の設定情報に基づいて前記３次元映像データから多重断面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５に記載の映像処理方法。
【請求項９】
前記段階ｅ）は、
ｅ１）ユーザから前記コンター編集情報の入力を受ける段階と、
ｅ２）前記コンター編集情報に基づいて前記多重断面映像で前記対象体のコンターを編集する段階とを備えることを特徴とする請求項５に記載の映像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像処理システム及び方法に関し、特に多重断面映像を用いて対象体のコンターを編集するための映像処理システム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像処理システムは、対象体の映像を処理してディスプレイする装置であって、多様な分野で用いられている。映像処理システムの一例として、超音波診断のための映像処理システム（以下、超音波診断システムという）を説明する。
【０００３】
一般に、超音波診断装置は、多様に応用されている重要な診断装置のうちの一つとして用いられている。特に、超音波診断装置は、対象体に対して非侵入及び非破壊特性を有するため、医療分野に広く用いられている。近来の高性能超音波診断システム及び技術は、対象体の内部形状の２次元又は３次元診断映像を生成するのに用いられている。超音波診断装置は、超音波信号を送信及び受信するために広帯域の変換素子を一般に用いる。また、音響変換素子や音響変換素子アレイを電気的に刺激し、対象体に伝達される超音波信号を生成して内部組織の映像を形成する。超音波信号が伝搬される方向に不連続的な内部組織から超音波信号が反射され、超音波エコー信号が生成される。多様な超音波エコー信号は変換素子に伝達され、電気的信号に変換される。変換された電気的信号を増幅及び信号処理して内部組織の映像のための超音波映像データを生成する。
【０００４】
特に、従来の超音波診断システムは、対象体の３次元超音波映像データを所定の角度に回転させながら各角度での断面映像を抽出し、抽出された断面映像に対してコンター（contour）を自動で検出した後、断面映像を用いて３次元ボリューム映像を形成することによって、対象体のボリュームを測定した。
【０００５】
対象体のボリュームをより正確に測定するために、従来の超音波診断システムは、ユーザが入力手段を通じて断面映像に設定されたコンターを編集することができる機能を提供している。即ち、従来の超音波診断システムは、各角度に該当する一つの断面映像をディスプレイし、ユーザにより断面映像に設定されたコンターの編集が完了すれば、その次の角度に該当する断面映像をディスプレイする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の超音波診断システムは、コンター編集のために一つの断面映像のみをディスプレイするため、一つの断面映像のコンターを編集することによって他の断面映像にどのような影響を及ぼすか確認することができないだけでなく、断面映像のコンターを編集するのにかなりの時間が要される問題があった。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、対象体のコンターが検出された断面映像を用いて形成した３次元超音波映像から基準断面に基づいて多重断面映像を形成し、ユーザにより入力されたコンター編集情報に基づいて多重断面映像のコンターを編集する機能を提供する映像処理システム及び方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る映像処理システムは、入力映像信号に基づいて３次元映像データを形成するための３次元データ形成手段と、前記３次元映像データから断面映像を抽出するための断面映像抽出手段と、前記抽出された断面映像から対象体のコンターを検出するためのコンター検出手段と、前記３次元映像データにおいて基準断面を設定し、前記基準断面に基づいて多重断面映像を形成するための断面映像形成手段と、ユーザにより提供されたコンターの編集情報に基づいて前記多重断面映像で前記対象体のコンターを編集するためのコンター編集手段と、前記編集されたコンターに基づいて３次元ボリューム映像を形成するための映像形成手段とを備える。
【０００９】
また、本発明に係る映像処理方法は、ａ）入力映像信号に基づいて３次元映像データを形成する段階と、ｂ）前記３次元映像データから断面映像を抽出する段階と、ｃ）前記抽出された断面映像から対象体のコンターを検出する段階と、ｄ）前記３次元映像データにおいて基準断面を設定し、前記基準断面に基づいて多重断面映像を形成する段階と、ｅ）コンター編集情報に基づいて前記多重断面映像で前記対象体のコンターを編集する段階と、ｆ）前記編集されたコンターに基づいて３次元ボリューム映像を形成する段階とを備える。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、３次元超音波映像をスライシングすることによって形成された多重断面映像で対象体のコンターを編集する。これにより、ユーザにより編集されるコンターが他の断面映像でどのような影響を及ぼすか容易に観測することができるだけでなく、ユーザは容易に断面映像のコンターを編集することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜図７ｃを参照して本発明の一実施の形態を説明する。本発明による映像処理システムの一例として超音波診断システムを説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る超音波診断システムの構成を示すブロック図である。図１に示された通り、本発明の実施の形態に係る超音波診断システム１００は、プローブ１１０、ビームフォーマ（beamformer）１２０、映像信号プロセッサ１３０、スキャンコンバータ（scan conveter）１４０、映像プロセッサ１５０及びディスプレイ部１６０を備える。そして、映像信号プロセッサ１３０及び映像プロセッサ１５０は一つのプロセッサとして具現され得る。
【００１３】
プローブ１１０は、多数のトランスデューサ素子を含む１Ｄ又は２Ｄアレイトランスデューサ１１２を備える。ビームフォーマ１２０で適切に遅延された送信信号はアレイトランスデューサ１１２に伝送される。送信信号は集束された超音波ビームの形態でスキャンラインに沿って対象体（図示せず）へ送信される。プローブ１１０は対象体から反射された超音波エコー信号を受信し、その超音波エコー信号を電気的信号（以下、受信信号という）に変換する。その受信信号はビームフォーマ１２０に伝送される。
【００１４】
ビームフォーマ１２０は、プローブ１１０に含まれたアレイトランスデューサ１１２に伝送される伝送信号を遅延させ、アレイトランスデューサ１１２から出力される超音波信号が集束点で集束されるようにする。また、ビームフォーマ１２０は、各トランスデューサ素子に到達する超音波エコー信号を適切に時間遅延させ、アレイトランスデューサ１１２からの受信信号を集束した後、集束点で反射された超音波エコー信号のエネルギーのレベルを示す受信集束ビームを出力する。
【００１５】
映像信号プロセッサ１３０、例えばＤＳＰ（digital signal processor）は、集束された受信信号のサイズを検出する包絡線検波処理を行って超音波映像データを形成する。即ち、映像信号プロセッサ１３０は、各スキャンライン上に存在する多数の集束点の位置情報及び各点から得られる集束された受信信号に基づいて超音波映像データを形成する。超音波映像データは、各点の座標情報、各スキャンラインの角度情報、及び各集束点から得られるエコー信号のサイズ情報などを含む。超音波映像データは、２次元超音波データ又は３次元超音波データであり得る。
【００１６】
スキャンコンバータ１４０は、３次元超音波映像データをディスプレイ部１６０のスクリーン上にディスプレイ可能なデータ形式にスキャン変換させる。映像プロセッサ１５０は、図２に示された通り、断面映像抽出部１５１、コンター検出部１５２、３次元ボリューム映像形成部１５３、多重断面映像形成部１５４、コンター編集部１５５、ボリューム測定部１５６及び制御部１５７を備える。
【００１７】
断面映像抽出部１５１は、スキャンコンバータ１４０から提供される３次元超音波映像データを３６０°回転させるための回転軸を設定し、設定された回転軸を基準として３次元超音波映像データを所定の角度に回転させながら、各角度に該当する断面映像を抽出する。
【００１８】
コンター検出部１５２は、断面映像検出部１５１で３次元超音波映像データから抽出された各断面映像における対象体のコンターを自動で検出する。３次元ボリューム映像形成部１５３は、コンター検出部１５２から提供される対象体のコンター及び／又はコンター編集部１５５から提供される多重断面映像を用いて対象体の３次元ボリューム映像を形成する。
【００１９】
多重断面映像形成部１５４は、３次元超音波映像で基準断面を設定し、３次元超音波映像を所定の間隔でスライシングすることによって、基準断面に平行な多重断面映像を形成する。コンター編集部１５５は、入力手段（図示せず）を通じてユーザにより入力される多重断面映像上の対象体のコンターに対するコンター編集情報を受信し、受信された編集情報に基づいて多重断面映像の対象体のコンターを編集する。例えば、マウスが入力手段として用いられる場合、ユーザはドローイング（drawing）又はドラッギング（dragging）を通じてコンター編集情報を入力することができる。
【００２０】
ボリューム測定部１５６は、断面映像から検出されたか、多重断面映像で編集された対象体のコンターに基づいて形成された３次元ボリューム映像における対象体のボリュームを測定する。制御部１５７は、映像プロセッサ１５０の全般的な動作を制御する。例えば、制御部１５７はユーザのコンター編集如何を判断し、判断結果に基づいて映像プロセッサ１５０を動作させる。
【００２１】
以下、図３〜図７ｃを参照して映像プロセッサの動作を詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る多重断面映像における対象体のコンターを編集するコンター編集機能を用いて対象体のボリュームを測定するプロセスを示すフローチャートである。
【００２２】
図３に示された通り、映像信号プロセッサ１３０及びスキャンコンバータ１４０により３次元超音波映像データを形成する（段階Ｓ１１０）。映像プロセッサ１５０の断面映像抽出部１５１は、スキャンコンバータ１４０から出力される３次元超音波映像データを３６０°回転させるための回転軸を３次元超音波映像データに設定し（段階Ｓ１２０）、設定された回転軸を基準として３次元超音波映像データを所定の角度に回転させながら、各角度に該当する断面映像を抽出する（段階Ｓ１３０）。例えば、断面映像抽出部１５１は、図４に示された通り、３次元超音波映像データ２１０に設定された回転軸２２０を基準として３次元超音波映像データ２１０を所定の角度（q）に回転させながら、各角度に該当する断面映像を検出する。
【００２３】
コンター検出部１５２は、抽出された断面映像に対して対象体のコンターを検出する（段階Ｓ１４０）。次いで、３次元ボリューム映像形成部１５３は、検出された対象体のコンターを用いて対象体の３次元ボリューム映像を形成する（段階Ｓ１５０）。
【００２４】
制御部１５７は、ユーザが多重断面映像を形成する基準断面を３次元超音波映像に設定したか判断する（段階Ｓ１６０）。段階Ｓ１６０で基準断面が設定されるものと判断されれば、多重断面映像形成部１５４は３次元超音波映像を所定の間隔でスライシングすることによって、基準断面に平行な多重断面映像を形成し（段階Ｓ１７０）、形成された多重断面映像を、図５に示された通り、ディスプレイ部１６０のスクリーンにディスプレイする（段階Ｓ１８０）。
【００２５】
制御部１５７は、ユーザによりコンターの編集が選択されるか判断する（段階Ｓ１９０）。段階Ｓ１９０でコンター編集が選択されたものと判断されれば、多重断面映像を用いたコンター編集段階を行う（段階Ｓ２００）。段階Ｓ２００については図６〜図７ｃを参照してより詳細に説明する。
【００２６】
段階Ｓ１９０でコンター編集が選択されていないと判断されるか、段階Ｓ２００でのコンター編集が完了すれば、ボリューム測定部１５６は３次元ボリューム映像形成部１５３から出力される３次元ボリューム映像における対象体のボリュームを測定する（段階Ｓ２１０）。対象体のボリュームが測定されれば、映像プロセッサ１５０はプロセスを完了する。
【００２７】
図６は、本発明の実施の形態に係る多重断面映像を用いたコンター編集手続を示すフローチャートである。図６に示された通り、図３の段階Ｓ１９０でコンター編集が選択されたものと判断されれば、コンター編集部１５５は入力手段を通じてユーザにより提供される多重断面映像上に検出されたコンターの編集情報の入力を受け（段階Ｓ２０２）、入力されたコンター編集情報に基づいて多重断面映像における対象体のコンターを編集する（段階Ｓ２０４）。段階Ｓ２０２及びＳ２０４について図７ａ〜図７ｃを参照して説明すれば次の通りである。
【００２８】
（I）図７ａは、まず、多重断面映像形成部１５４により形成され、ディスプレイ部１６０にディスプレイされる３次元超音波映像の多重断面映像を示す。図７ａにおいて、実線はコンター検出部１５２により自動的に検出されるコンターを示す。
【００２９】
（II）ユーザは、入力手段を用いて多重断面映像から検出されたコンターを図７ｂに示された通り編集する。例えば、ユーザは入力手段を用いて多重断面映像で編集しようとする部分を選定する。図７ｂにおいて、一点鎖線はユーザにより編集されたコンターである。
【００３０】
（III）コンター編集部１５５は、入力手段を通じてユーザにより入力されるコンター編集情報に基づいて、図７ｃに示された通り、多重断面映像のコンターを編集する。
【００３１】
次いで、制御部１５７は、ユーザが断面映像のコンター編集の終了を要請したか判断し（Ｓ２０６）、コンター編集の終了を要請しないものと判断されれば、段階Ｓ２０２に戻る一方、コンター編集の終了を要請したものと判断されれば、３次元ボリューム映像形成部１５３は、多重断面映像を用いて３次元ボリューム映像を形成する（段階Ｓ２１０）。
【００３２】
本発明の好適な実施の形態について説明し、例示したが、本発明の特許請求の範囲の思想及び範疇を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得る。例として、本実施の形態では、３次元超音波映像データから所定の角度に回転させながら、各角度に該当する断面映像を用いて３次元ボリューム映像を形成し、３次元超音波映像で基準断面を基準として多重断面映像を形成してディスプレイすると説明したが、他の実施の形態では、３次元超音波映像データで基準断面を基準として多重断面映像を形成し、形成された多重断面映像をディスプレイすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る超音波診断システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る映像プロセッサの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る多重断面映像における対象体のコンターを編集するコンター編集機能を用いる対象体のボリューム測定プロセスを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態によって３次元超音波映像データに設定された回転軸を示す例示図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る多重断面映像の例を示す例示図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る多重断面映像を用いたコンター編集手続を示すフローチャートである。
【図７ａ】本発明の実施の形態に係る多重断面映像を用いたコンター編集を説明するための例示図である。
【図７ｂ】本発明の実施の形態に係る多重断面映像を用いたコンター編集を説明するための例示図である。
【図７ｃ】本発明の実施の形態に係る多重断面映像を用いたコンター編集を説明するための例示図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００：超音波診断システム
１１０：プローブ
１１２：アレイトランスデューサ
１２０：ビームフォーマ
１３０：映像信号プロセッサ
１４０：スキャンコンバータ
１５０：映像プロセッサ      
１６０：ディスプレイ部
【図１】
0004840081.tif 000002
【図２】
0004840081.tif 000003
【図３】
0004840081.tif 000004
【図４】
0004840081.tif 000005
【図５】
0004840081.tif 000006
【図６】
0004840081.tif 000007
【図７ａ】
0004840081.tif 000008
【図７ｂ】
0004840081.tif 000009
【図７ｃ】
0004840081.tif 000010