(57)【要約】  本発明は、３次元画像のボリューム内の２つのポイントの間の距離の測定のための方法に関する。システムによって測定される距離が２つのポイント間の実際の距離より短くなる一般に知られているフォアショートニング効果を回避するために、ディスプレイ上の画像に表示されるカーソルの深さ制御が、ユーザに提供される。更に、カーソルがボリューム内の構造と衝突することの標示が、ユーザに与えられることができる、それにより、ユーザが、ディスプレイに表示される面から外れるカーソルの移動により便利にアクセスすることを可能にする。これによって、フォアショートニング効果の出現が回避されることができる。
2015519990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボリュームの３次元画像を提供する超音波イメージングシステムであって、
超音波受信信号を供給するトランスデューサアレイと、
前記超音波受信信号を受け取り、３次元画像を表現する表示データを供給する制御ユニットであって、前記３次元画像において識別される第１のポイントと第２のポイントとの間の距離を算出するようにも構成される制御ユニットと、
前記表示データを受け取り、前記ボリュームと、前記第１のポイント及び前記第２のポイントを識別するためのカーソルと、の３次元画像を提供するディスプレイと、
前記カーソルの移動を含む入力データを、前記制御ユニットに供給する入力装置と、
を有し、前記超音波イメージングシステムは、前記ディスプレイに提供される前記３次元画像の面内における前記カーソルの第１の移動、及び前記カーソルの、前記面に対し垂直な方向への第２の移動を可能にするように構成される、超音波イメージングシステム。
【請求項２】
前記超音波イメージングシステムは、前記第１の移動が終了された後に前記第２の移動を可能にする、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３】
前記超音波イメージングシステムは、前記第２の移動及び前記第１の移動を同時に行うことを可能にする、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項４】
前記超音波イメージングシステムは更に、前記カーソルが前記ボリューム内の構造と衝突する場合に標示を提供する、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項５】
前記標示が、前記ディスプレイ上に表示される視覚的標示である、請求項４に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項６】
前記視覚的標示が、前記カーソルの外観の変化又は前記ディスプレイ上に現れるタグである、請求項５に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項７】
前記カーソルの外観の変化が、前記カーソルを明るくし又は消失させることである、請求項６に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項８】
前記視覚的標示が、前記ボリューム内の前記構造の外観の変化である、請求項４に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項９】
前記超音波イメージングシステムが更にスピーカを含み、前記標示が、前記スピーカを通じて提供されるオーディオ標示である、請求項４に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１０】
前記標示は、前記入力装置を通じて供給される触覚感知可能な標示である、請求項４に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１１】
前記超音波イメージングシステムは更に、前記第１のポイントと前記第２のポイントとの間の測定経路を入力することが可能であり、前記距離が、前記測定経路に沿って算出される、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１２】
前記超音波イメージングシステムは、前記ボリューム内の少なくとも１つの他のポイントを識別することによって、及び／又は前記第１のポイント及び前記第２のポイントを接続するための幾何学的な形を選択することによって、前記測定経路を入力する、請求項１１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１３】
複数のスキャニングラインに沿って前記ボリュームをスキャンするように前記トランスデューサアレイを制御するビームフォーマであって、超音波受信信号を受け取り、画像信号を供給するように更に構成されるビームフォーマと、
前記画像信号を受け取り、画像データを供給する信号プロセッサと、
前記信号プロセッサから前記画像データを受け取り、表示データを供給する画像プロセッサと、
を更に有する、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１４】
ボリュームの３次元超音波画像内の第１のポイント及び第２のポイントの間の距離を算出する方法であって、
ディスプレイ上に、前記３次元超音波画像を、前記第１のポイント及び前記第２のポイントを識別するためのカーソルとともに表示するステップと、
前記第１及び前記第２のポイントのうち少なくとも一方の第１の座標及び第２の座標を識別するために、入力データに基づいて、前記ディスプレイ上に提供された面と平行にカーソルを移動させるステップと、
個々のポイントの第３の座標を識別するために、入力データに基づいて、前記ディスプレイ上に提供された面に対し前記カーソルを垂直に移動させるステップと、
前記カーソルが前記ボリューム内に表示された構造と衝突する場合に標示を提供するステップと、
前記第１のポイントと前記第２のポイントとの間の距離を算出するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法の各ステップをコンピュータに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、例えば患者の解剖学的部位のようなボリュームの３次元超音波画像において第１のポイントと第２のポイントとの間の距離を決定する超音波イメージングシステム及び方法に関する。本発明は更に、このような方法を実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元超音波イメージング又はボリュームイメージングにおいて、３次元画像の取得は、関心のあるボリュームをスライスする多くの２次元スキャンによって実施されている。それゆえ、互いに隣り合う複数の２次元画像が取得される。適切な画像処理によって、関心ボリュームの３次元画像が、複数の２次元画像から構築されることができる。複数の２次元画像から取得される３次元情報は、超音波システムのユーザのためにディスプレイ上に適切な形で表示される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
更に、３次元超音波イメージングにおいて、しばしば、検査されたボリューム内の解剖学的構造の測定を行うためのニーズがある。ユーザに対する便宜のため、測定能力は、３次元超音波イメージングシステムにおいて利用可能であり、そのシステムにおいて、ユーザは、それらの解剖学的構造を含む３次元ボリュームのレンダリングされた画像上で直接的な測定を実施することができる。このいわゆる「オングラス」測定方法は、非常に容易であり、ユーザにとって便利である。しかしながら、この技法は、いわゆる「フォアショートニング効果」に影響されやすい。測定されている構造が、３次元ボリュームの投影画像の面と同じ面にない場合、スクリーン上で見られるような構造間の測定される距離は、実際の３次元空間における構造間の真の距離より小さい。
【０００４】
従って、３次元超音波画像において測定を実施する超音波システム及び方法が企図されている。米国特許出願公開第2011/0066031号明細書は、３次元測定を実施する超音波システムであって、ターゲット対象に超音波信号を送信し、ターゲット対象から反射された超音波エコー信号を受け取って、超音波データを取得するように構成される超音波データ取得ユニットを有する超音波システムを提供する実施形態を開示する。更に、超音波システムは、ユーザからの入力データを受け取るように構成されるユーザインタフェースと、超音波データから導き出されたボリュームデータに基づく３次元超音波画像を形成し、入力データに基づいて３Ｄ超音波画像上に２又はそれより多くのポイントを確立し、３Ｄ超音波画像上の確立された２又はそれより多くのポイントの間でデータを接続し、入力データ及び接続データに基づいて、確立された２又はそれより多くのポイントの間の距離を測定するように構成されるプロセッサと、を有する。
【０００５】
更にこのような３次元超音波システムを改善するニーズがある。
【０００６】
本発明の目的は、改善された超音波システム及び方法を提供することである。本発明の他の目的は、このような方法を実現するためのコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の見地において、ボリュームの３次元画像を提供する超音波イメージングシステムが示される。超音波イメージングシステムは、超音波受信信号を供給するように構成されるトランスデューサアレイと、超音波受信信号を受け取り、３次元画像を表現する表示データを供給するように構成される制御ユニットであって、３次元画像において識別される第１のポイントと第２のポイントとの間の距離を決定するように更に構成される制御ユニットと、表示データを受け取り、ボリュームの３次元画像を供給するように構成されるディスプレイと、第１のポイント及び第２のポイントを識別するためのカーソルと、入力データを制御ユニットに供給するように構成される入力装置であって、入力データがカーソルの移動を含む、入力装置と、を有し、超音波イメージングシステムは、ディスプレイ上に提供される３次元画像の面内のカーソルの第１の移動と、面に垂直なカーソルの第２の移動を可能にするように構成される。
【０００８】
本発明の他の見地において、ボリュームの３次元超音波画像において第１のポイントと第２のポイントとの間の距離を算出す方法が提示される。方法は、第１のポイント及び第２のポイントを識別するためのカーソルと共に、ディスプレイ上に３次元超音波画像を表示するステップと、第１及び第２のポイントの少なくとも一方の第１の座標及び第２の座標を識別するために、入力データに基づいてディスプレイに提供された面と平行にカーソルを移動させるステップと、個々のポイントの第３の座標を識別するために、入力データに基づいてディスプレイ上に提供された面に垂直にカーソルを移動させるステップと、カーソルがボリューム内に表示される構造と衝突する場合に標示を提供するステップと、第１のポイントと第２のポイントとの間の距離を算出するステップと、を含む。
【０００９】
本発明の他の見地において、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるとき、このような方法の各ステップをコンピュータに実施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示される。
【００１０】
本発明の基本的な考えは、３次元画像において測定されることができる構造に到達するように、測定カーソルをボリューム内に直接置く可能性をユーザに提供することによって、「フォアショートニング効果」を克服することである。
【００１１】
これによって、ユーザは、ディスプレイに表示された面内にカーソルを配置することしかできないという問題が、解決されることができる。更に、ユーザが、３次元ボリューム内の構造に到達する適切な位置にカーソルを位置付けることが可能である該適切な位置を見つけるために、３次元ボリュームを広範囲に回転する必要がない。その代わりに、ユーザは、最初にディスプレイに表示される３次元ボリュームの面にカーソルを位置付けることができ、次いで、カーソルが構造に到達するまで、カーソルをボリューム内で「降下させる」ことができる。
【００１２】
ユーザは、スクリーンの次元（例えばｘ及びｙ次元）内に終点を配置するためのトラックボールに加えて、例えばｚ次元について、カーソル終点深さ制御手段を提供される。測定されるべき構造の上方において、例えばトラックボールにより、面内で第１のポイント又は第２のポイントを配置した後、ユーザは、カーソルをボリューム内に下降させるよう移動させるために、終点深さ制御手段を使用する。両方のポイントが同様に配置された後、超音波イメージングシステムは、ポイント間の真の３次元距離を計算する。次に、超音波イメージングシステムは、「長さ」測定として距離を示すことができる。
【００１３】
このため、第１及び第２のポイントが構造に到達し、ボリューム内のいかなる場所にも浮遊してないことが確実にされる。それゆえ、「フォアショートニング効果」は生じ得ない。
【００１４】
本発明の好適な実施形態は、従属請求項に規定される。請求項に記載の方法は、請求項に記載の装置と従属請求項に記載されるものと同様の及び／又は同一の好適な実施形態を有することが理解されるべきである。
【００１５】
一実施形態において、超音波イメージングシステムは、第１の移動が終了された後、第２の移動を可能にするように構成される。これによって、ユーザは、ディスプレイに表示される面内でまずカーソルを移動させることができる。適切な位置に到達した場合、ユーザは、この位置を固定することができ、それゆえ、第１及び第２のポイントの第１及び第２の座標が決定される。その後、ユーザは、測定されるべき構造に適切に到達するようにカーソルを配置するために、面に対し垂直にカーソルを移動させることができる。これによって、第３の座標が決定されることができる。この第２の移動の最中、第１及び第２の座標は固定されたままであることができるので、３次元画像内でのアライメント及び方向付けが容易にされる。
【００１６】
他の実施形態において、超音波イメージングシステムは、第２の移動及び第１の移動を同時に実現可能にするように構成される。これによって、３次元画像内での発展したナビゲーションが必要とされるが、カーソルの位置付けは加速されることができる。
【００１７】
他の実施形態において、超音波イメージングシステムは、第２の移動を自動的に実施するように構成される。これは、第１及び第２の移動が続けて実施される場合に実現されうる。しかしながら、これは、第２の移動が第１の移動と同時に実施される場合にも実現されることができる。自動的な第２の移動は、衝突検出が行われるようなやり方で実施されることができ、かかる衝突検出は、第１の移動が実施される面から始まって、カーソルとボリューム内の構造との間の最初の衝突を決定することが可能である。言い換えると、超音波イメージングシステムは、ボリューム内を下降するように第３の次元においてカーソルを自動的に移動させ、カーソルと構造との間の最初の衝突を検出する。第２の移動が第１の移動に続いて実施される場合、ユーザは、入力装置を介して、例えば対応するボタンを打つことによって、自動的な第２の移動をアクティブにすることを可能にされる。更に、ユーザは、手作業で衝突のポイントのロケーションを補正することを可能にされることができる。第１及び第２の移動が同時に実施される場合、ユーザは、第１の移動を実施しながら、すなわち第１及び第２の座標を変更しながら、自動的な第２の移動をアクティブにしたままにすることを可能にされることができる。こうして、対応する第３の座標が連続的に決定される。第３の座標は、ユーザに表示されることができる。これによって、ユーザは、第１の移動を実施しながら構造の表面を追跡することが可能であるという利点が提供されることができる。これは、ディスプレイに表示される構造の３次元形状についての印象を得ることを容易にすることができる。
【００１８】
他の実施形態において、超音波イメージングシステムは更に、カーソルがボリューム内の構造と衝突する場合に標示を提供するように構成される。これによって、ボリューム内での第１及び第２のポイントの位置付けがなお一層容易にされる。これは、例えば視覚的標示、オーディオ標示又は触覚感知標示のような任意の十分なタイプでありうる標示を提供することによって、行われる。ユーザは、第１の移動の最中、ディスプレイに表示される面内にカーソルを位置付けることができる。次に、第２の移動は、ディスプレイに表示されるビューのパースペクティブを変える必要なく、実施されることができる。カーソルが例えばボリューム内の解剖学的構造のような構造に到達する又は構造と衝突する場合に標示が与えられるので、第２の移動は、表示された面に対し単に垂直であるので、第２の移動は、それがディスプレイ上では可視でないが、実施されることができる。これは、超音波イメージングシステムに入力すること、及びボリュームの観察中に測定を行うことを容易にする。
【００１９】
他の実施形態において、標示は、ディスプレイ上に表示される視覚的標示である。これによって、入力装置を通じてカーソルを移動させ、ディスプレイを見るユーザは、ディスプレイにそれ自身が表示されうる視覚的標示を容易に認識することができる。ディスプレイは、超音波イメージングシステム内にあるので、視覚的標示を提供するための他の手段は必要でない。
【００２０】
他の実施形態において、視覚的標示は、カーソルの外観の変化又はディスプレイ上に現れるタグである。カーソルの外観の変化は、カーソルが構造と衝突することの認識を、より明白にすることができる。カーソルは、当然ながら、スクリーン上にカーソルを適切に位置付けるユーザによって観察されるので、その外観の変化がすぐに認識される。代替として、タグが、ディスプレイ上に現れることができる。タグは、カーソルと構造との間の衝突を示すのに適した任意のシンボル又はフレーズでありうる。例えば、タグは、ディスプレイの一部に現れる感嘆符又は「構造に到達した」というフレーズでありうる。最後に、視覚的標示は、カーソルが構造と衝突するときに明るくなる光、特に着色された光でありうる。
【００２１】
他の実施形態において、カーソルの外観の変化は、カーソルを明るくし又は消失させることである。具体的には、カーソルが構造に達すると、隠れ線メカニズムが、構造内へとカーソルを消失させることができ、カーソルが構造に到達したことの視覚的標示をユーザに提供することができる。代替として、カーソルは、それが構造内にあるとき、明るくされることもできる。これによって、カーソルの外観の変化に関して良好に認識できる選択肢が提供される。
【００２２】
他の実施形態において、視覚的標示は、ボリューム内の構造の外観の変化である。構造は、通常はカーソルより大幅に大きいので、構造の外観の変化は、構造に到達しているカーソルのより一層明白な視覚的標示を提供することができる。構造の外観の変化は、例えば組織及び構造の色の変化としてそれぞれ実現されることができる。他の例において、構造の輝度が、色の変化に加えて又はそれに代わって、変化することができる。更に、カーソルが構造と衝突するとすぐに、構造が、拍動(pulsation)の状態に切り替わることもできる。このような拍動は、例えば、構造の色及び／又は輝度の動的変化によって実現されることができる。
【００２３】
他の実施形態において、超音波イメージングシステムが更に、スピーカを有し、この場合、標示は、スピーカを通じて提供されるオーディオ標示である。視覚的標示に加えて又はそれに代わって、オーディオ標示が、ユーザに提供されることができる。これによって、ユーザは、ディスプレイを見ていないときでさえ、第２の移動を実施することができる。カーソルが構造に到達すると、ノイズ又はトーンが、カーソルが適切に位置付けられていることの標示を提供する。
【００２４】
他の実施形態において、標示は、入力装置を通じて提供される触覚感知可能な標示である。視覚的表示及びオーディオ標示の各々に加えて又は代わって、カーソルが構造に到達していることの触覚的標示が提供されることができる。例えば、入力装置は、カーソルがボリューム内の構造と衝突する際に振動(rumble)運動を提供することができる。これによって、ユーザは、ディスプレイを見ていないときでさえ、第２の移動を実施することができる。カーソルが構造に到達するとすぐに、ユーザは、迅速で即座の標示を受け取る。
【００２５】
他の実施形態において、超音波システムは、第１のポイントと第２のポイントとの間の測定経路を入力することを可能にするようにも構成され、この場合、距離が測定経路に沿って決定される。それゆえ、簡単なポイントツーポイント測定に加えて、異なる測定経路に沿った他の長さ測定が更に達成されることができる。
【００２６】
他の実施形態において、超音波システムは、ボリューム内に少なくとも１つの他のポイントを識別することによって、及び／又は第１のポイント及び第２のポイントを接続するための幾何学的形態を選択することによって、測定経路を入力するように構成される。例えば、ドットを接続することによって規定されるユーザ規定される測定経路が適用されることができる。楕円、円の一部及び二次又はより高次のスプラインのような幾何学的な標準形態が、使用されることもできる。
【００２７】
他の実施形態において、システムは更に、複数のスキャニングラインに沿ってボリュームをスキャンするように、トランスデューサアレイを制御するビームフォーマであって、超音波受信信号を受け取り、画像信号を供給するように更に構成されるビームフォーマと、画像信号を受け取り、画像データを供給するように構成される信号プロセッサと、信号プロセッサから画像データを受け取り、表示データを供給するように構成される画像プロセッサと、を有する。これによって、ボリュームの３次元画像を取得し表示する適切な信号処理及び制御スキームが提供されることができる。
【００２８】
本発明のこれら及び他の見地は、以下に記述される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態による超音波イメージングシステムを示す概略図。
【図２】図１の超音波システムの改良による超音波システムを示す概略ブロック図。
【図３】超音波プローブに対する例示のボリュームを示す概略図。
【図４ａ】図４ｂと共に、従来技術による２つのポイント間の距離の面外測定を示す図。
【図４ｂ】図４ａと共に、従来技術による２つのポイント間の距離の面外測定を示す図。
【図５ａ】図５ｂと共に、２つのポイント間の距離の面外測定と「フォアショートニング効果」の出現を示す図。
【図５ｂ】図５ａと共に、２つのポイント間の距離の面外測定と「フォアショートニング効果」の出現を示す図。
【図６ａ】図６ｂと共に、一実施形態による２つのポイント間の距離の面内測定を示す図。
【図６ｂ】図６ａと共に、一実施形態による２つのポイント間の距離の面内測定を示す図。
【図７ａ】図７ｂと共に、「フォアショートニング効果」を回避する実施形態による、２つのポイント間の距離の面外測定を示す図。
【図７ｂ】図７ａと共に、「フォアショートニング効果」を回避する実施形態による、２つのポイント間の距離の面外測定を示す図。
【図８】一実施形態による方法の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、一実施形態による超音波システム１０、特に医用超音波３次元イメージングシステムの概略図を示している。超音波システム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利用される。超音波システム１０は、超音波を送信して及び／又は受け取るためのトランスデューサ素子の多数を有している少なくとも１つのトランスデューサアレイを有している超音波プローブ１４を含む。一例において、トランスデューサ素子の各々は、特に複数の連続して生成される送信パルスのような、特定のパルス持続時間の少なくとも１つの送信インパルスの形で超音波を送信することができる。トランスデューサ素子は、例えば、軸回りを機械的に移動することができ又は旋回することができる２次元画像を提供するために、１次元の行で構成されることができる。更に、トランスデューサ素子は、特にマルチプラナー又は３次元画像を提供するために、２次元アレイで構成されることができる。
【００３１】
概して、多数の２次元画像の各々が、特定の音響ライン又はスキャニングラインに沿って、特にスキャニング受信ラインに沿って、３つの異なるやり方で取得されることができる。最初に、ユーザは、手作業のスキャニングを通じて多数の画像を得ることができる。この場合、超音波プローブは、スキャンライン又はスキャン平面のロケーション及び向きを追跡することができる位置検知装置を有することもできる。しかしながら、これはここでは企図されない。第２に、トランスデューサが、超音波プローブ内で自動的且つ機械的にスキャンされることができる。これは、例えば一次元トランスデューサアレイが使用される場合に当てはまる。第３に及び好適には、トランスデューサのフェーズド２次元アレイが、超音波プローブ内に位置付けられることができ、超音波ビームが、電子的にスキャンされる。超音波プローブは、例えば医療スタッフ又は医師のようなシステムのユーザによってハンドヘルドで使用される。超音波プローブ１４は、患者１２の解剖学的部位の画像が供給されるように、患者１２の身体に当てられる。
【００３２】
更に、超音波システム１０は、超音波システム１０を通じた３次元画像の供給を制御する制御ユニット１６を有する。以下に記述されるように、制御ユニット１６は、超音波プローブ１４のトランスデューサアレイを通じたデータの取得だけでなく、信号及び画像処理をも制御し、それにより、超音波プローブ１４のトランスデューサアレイによって受信される超音波ビームのエコーから３次元画像を形成する。
【００３３】
超音波システム１０は、ユーザに３次元画像を表示するディスプレイ１８を更に有する。更に、キー又はキーボード２２及びトラックボール２４のような他の入力装置を含みうる入力装置２０が提供される。入力装置２０は、ディスプレイ１８に接続され、又は制御ユニット１６に直接接続されることができる。
【００３４】
図２は、超音波システム１０の概略ブロック図を示す。すでに上述されたように、超音波システム１０は、超音波プローブ（ＰＲ）１４、制御ユニット（ＣＵ）１６、ディスプレイ（ＤＩ）１８、及び入力装置（ＩＤ）２０を有する。更に上述されたように、プローブ１４は、フェーズド２次元トランスデューサアレイ２６を含む。概して、制御ユニット（ＣＵ）１６は、中央処理ユニット２８を有することができ、中央処理ユニット２８は、画像取得及び供給の全体を調整するために、アナログ及び／又はデジタル電子回路、プロセッサ、マイクロプロセッサ等を含むことができる。しかしながら、中央処理ユニット２８は、超音波システム１０内の別個のエンティティ又はユニットである必要はないことが理解されるべきである。中央処理ユニット２８は、制御ユニット１６の一部でありえ、概して、ハードウェア又はソフトウェア実現されることができる。現在の区別は説明の便宜上なされているだけである。
【００３５】
制御ユニット１６の一部としての中央処理ユニット２８は、ビームフォーマを制御することができ、これにより、ボリューム４０の何の画像が取得されるか及びこれらの画像がどのように取得されるかを制御することができる。ビームフォーマ３０は、トランスデューサアレイ２６を駆動する電圧を決定し、それがスキャンすることができる部分繰り返し周波数を決定し、送信ビームをフォーカスし、受信又は送信ビームをアポダイズするとともに、更に、フィルタを増幅し、トランスデューサアレイ２６によって返されるエコー電圧ストリームをデジタル化することができる。更に、制御ユニット１６の中央処理ユニット２８は、一般的なスキャニングストラテジを決定することができる。このような一般的なストラテジは、所望のボリューム取得レート、ボリュームの横方向範囲、ボリュームの仰角範囲、最大及び最小ライン密度、スキャニングライン時間及びライン密度を含むことができる。
【００３６】
ビームフォーマ３０は更に、トランスデューサアレイ２６から超音波信号を受け取り、それらを画像信号として送出する。
【００３７】
更に、超音波システム１０は、画像信号を受信する信号プロセッサ３４を含む。信号プロセッサ３４は概して、受信した超音波エコー又は画像信号について、アナログ−デジタル変換、デジタルフィルタリング（例えばバンドパスフィルタリング）、検出及び圧縮（例えば動的レンジの低減）を行うために提供される。信号プロセッサは、画像データを送出する。
【００３８】
更に、超音波システム１０は、信号プロセッサ３４から受信された画像データをディスプレイ１８に最終的に表示される表示データに変換する画像プロセッサ３６を含む。特に、画像プロセッサ３６は、画像データを受け取り、画像データを前処理し、画像メモリにそれを記憶することができる。これらの画像データは更に、ディスプレイ１８を通じてユーザに最も便利な画像を提供するために後処理される。本例において、特に、画像プロセッサ３６は、取得された多数の２次元画像から３次元画像を形成することができる。
【００３９】
ユーザインタフェースは、参照数字３８によって概して示されており、ディスプレイ１８及び入力装置２０を含む。ユーザインタフェースは更に、例えばトラックボール、マウス又は超音波プローブ１４自体に提供されることさえできる他のボタンのような、他の入力装置を含むこともできる。更に、中央処理ユニット２８は、入力装置２０を通じてユーザによるすべてのデータ入力を受け取り、ディスプレイ１８及び画像プロセッサ３６を通じてユーザへの出力を制御する。それゆえ、中央処理ユニット２８は更に、ユーザインタフェース３８全体を制御することができる。
【００４０】
本発明が適応されうる３次元超音波システムの特定の例は、特に出願人のＸ７−２ｔティートランスデューサ又は出願人のｘＭＡＴＲＩＸ技術を使用する別のトランスデューサとともに、出願人によって販売されているCX50 CompactXtreme超音波システムである。概して、Philips iE33システムに見られるようなマトリクストランスデューサシステム、又は例えばPhilips iU22及びHD15システムに見られるような機械的３Ｄ／４Ｄトランスデューサ技術に、本発明を適用することができる。
【００４１】
図３は、超音波プローブ１４に対するボリューム４０の一例を示す。超音波プローブ１４のトランスデューサアレイは、フェーズド２次元電子スキャンアレイとして構成されるものであるので、この例で示される例示的なボリューム４０は、セクタタイプであり、それゆえ、ボリューム４０のサイズは、仰角４２及び横方向角度４４によって表現されることができる。ボリューム４０の深さ４６は、ライン当たり秒のいわゆるライン時間によって表現されることができる。それは、特定のスキャニングラインをスキャンするために費やされるスキャニング時間である。画像取得の最中、超音波プローブ１４の２次元トランスデューサアレイが、ボリューム４０が多数のスキャンラインに沿って順次にスキャンされるようにして、ビームフォーマ３０によって作動される。しかしながら、マルチライン受信処理では、単一送信ビームが複数の（例えば４）の受信スキャニングラインを照査し、それらのラインに沿って、信号が平行に取得される。その場合、このような受信ラインの組が、ボリューム４０全体を横切って電子的に順次にスキャンされる。
【００４２】
図４ａ及び図４ｂは、画像５０のスクリーンショットの概略図を示す。画像５０は、スキャンされたボリューム４０内の構造５２を示す。更に、距離の面内測定が従来技術に従って如何にして実施されるかが示されている。これらの図は、超音波イメージングシステムのための最先技術により提供されることができるボリューム４０の３次元画像５０の通常のスクリーンショットを提供する。
【００４３】
３次元画像５０において、構造５２は、それがトランスデューサアレイ２６によって取得されたデータから処理され、信号プロセッサ３４及び画像プロセッサ３６を通じて処理されたものとして、表示されている。構造５２は、例えば血管、心臓のような患者の解剖学的部位の任意の部分でありえ、又は以下の図に示されるように波状曲面の異なる波紋でありうる。
【００４４】
ユーザが、図４ａの画像５０を観察するときに距離を測定することを望む場合、ユーザは、第１のポイント５４及び第２のポイント５６を選択することができる。図４ｂから分かるように、ポイント５４とポイント５６との間で距離５８は、ユーザが図４ａの画像５０を見るときにマークした構造５２上の２つのポイント間の実際の距離に等しい。それゆえ、第１のポイント５４と第２のポイント５８との間のまっすぐな測定経路６０は、ユーザに表示される距離５８として決定される２つのポイント５４、５６間の実際の距離をもたらす。
【００４５】
しかしながら、図５ａ及び図５ｂは、２つのポイント５４及び５６が図５ａの画像５０に示されるように同じビューイング面内にない例を示す。ユーザが、図５ａの画像５０の２つのポイント５４及び５６をマークする場合、超音波イメージングシステム１０によって測定される２つのポイント５４、５６間の距離は、構造５２上の２つのポイント５４、５６の間の実際の距離より短い。これは、ユーザが、図５ａの画像５０を見るときにマークしたかったポイントをマークしなかったことを意味する。
【００４６】
これは、図５ｂから明白に導き出せる。図５ｂは、９０°回転された図５ａの構造を示す。面６２は、図５ａの画像５０を観察するときにユーザに表示される面に対応する。図５ｂから分かるように、構造５２の対応する部分は面６２内にあるので、第１のポイント５４が面６２内にある。しかしながら、構造５２は、ボリューム４０にわたって延在するので、図５ａの画像５０を観察するときにユーザが選択した第２のポイント５６は、ユーザが図５ａの画像５０を観察するときに選択したかった構造５２上の真の第２のポイント６４に対応しない。それゆえ、測定経路６０に沿った、面６２内の距離のみが求められるとき、２つのポイント５４と５６の間の求められる距離は、実際の距離より短い。しかしながら、ユーザが超音波イメージングシステム１０によって算出されることを望むものは、実際の距離である。これは、「フォアショートニング効果」と呼ばれている。
【００４７】
図６ａ及び図６ｂは、実施形態に従って第１のポイント５４と第２のポイント５６の間で距離５８の面内測定を表示する。ユーザは、図６ａに示されるようなボリューム４０の画像５０を示される。画像５０は、面６２内のものである。面６２内で、各ポイント５４、５６の第１の座標６６（例えばＸ次元）及び第２の座標６８（例えばＹ次元）が決定されることができる。例えば、これは、画像の中及び面６２の中でカーソル５３を移動させることによって実施されることができる。ユーザは、構造５２上でカーソル５３を移動させ、測定されるべき距離５８の終点のうちの１つを形成すべきである構造５２のポイントを移動させることができる。従って、例えば、ユーザは、図６ａに示される面６２及びビューの中のカーソルを、例えば第１のポイント５４の位置へ移動させる。次に、ユーザは、対応するボタンその他を打つことによって、カーソル５３の位置を確認することができる。現在、図６ａに示されるビューを変えずに、ユーザは、第３の次元７０において適切にカーソル５３を配置するために、深さ制御を与えられることができる。第３の次元７０におけるカーソル５３の移動は、図６ａに示される画像５０を観察するときユーザにとって認識できないので、視覚的インジケータ７２が、ディスプレイ１８上に及び画像５０内に提供されることにより、カーソル５３が構造５２に到達したことをユーザに知らせる。図６ａにおいて視覚的インジケータ７２として示される感嘆符は、単なる例示的な性質のものである。他のシンボル又はフレーズが、カーソルが実際に構造５２に到達する場合にのみ可視にされることができる。代替的に又は付加的に、隠れ線メカニズムにより、カーソル５３は、それが構造５２に入るとき消失することができる。更に、カーソル及び構造５２が衝突するとき、カーソルが明るくされ、及び／又は構造５２が明るくされるようにしてもよい。
【００４８】
面６２内でカーソル５３を移動させることは、「第１の移動」と呼ばれる。カーソル５３を面６２に対し垂直に移動させることは、「第２の移動」と呼ばれる。第１の移動及び第２の移動が続けて実施されるものとして記述されたが、これは第１及び第２の移動を実施する１つの可能性がある実施形態にすぎないことが強調されるべきである。第１及び第２の移動が同時に実施されることもできる。
【００４９】
図７ａ及び図７ｂは、カーソル５３の「深さ制御」が如何にしてフォアショートニング効果を回避することができるかを示す。
【００５０】
最初に、図７ａ及び図７ｂに示されるように、カーソル５３は、適切な任意の形でありうる。カーソル５３は、ユーザが選択することを望みうる構造５２の部分を識別するために、矢印、十字線、その他の形をもつことができる。
【００５１】
前述したように、ユーザは、まず第１及び第２の座標６６、６８を決定するために面６２内でカーソル５３を移動させ、次いで、視覚的インジケータ７２によって示されるように、カーソル５３及び構造５２が衝突するまで、第３の次元７０においてボリューム４０の深さ方向へカーソル５３の第２の移動を実施することによって、図７ａに示されるビューの中で第１のポイント５４を選択することができる。その後、第２のポイント５６が同じようにして選択されることができる。
【００５２】
９０°回転された図７ｂに示されるビューから分かるように、２つのポイント５４、５６−第２のポイント５６は面６２内にない−間の距離５８が、適切に算出されることができる。第１のポイント５４及び第２のポイント５６は、構造５２に到達したものとして設定されることができる。更に、このすべてが、図７ａに示されるビューを変更せずに実施されることもできる。次に、第１のポイント５４と第２のポイント５６の間の距離５８が適切に算出されることができる。
【００５３】
視覚的インジケータ７２に加えて又は代わって、更に、オーディオインジケータ又は触覚感知インジケータが提供されることができる。図１に戻って、ディスプレイ１８又は超音波イメージングシステム１０の任意の他の部分は、スピーカ７３を含むことができる、スピーカ７３は、オーディオインジケータ７４を提供するために、カーソル５３が構造５２と衝突する場合にノイズ又はトーンを生じるように構成されることができる。
【００５４】
更に、視覚的及びオーディオインジケータ７２、７４に加えて又は代わって、触覚感知インジケータ７６が、例えば入力装置２０に振動機構７５を含めることによって、提供されることができる。これによって、ユーザは、ボリューム周辺でカーソル５３を移動させるために入力装置２０を使用する際に、カーソルがボリュームと衝突したときを感じることができる。
【００５５】
更に、超音波イメージングシステム１０は、両方のポイント５４、５６を接続する直線に沿った最短距離としてのみならず、任意の他の測定経路７８に沿った距離としても、第１のポイント５４と第２のポイント５６との間の距離を測定する可能性をユーザに提供するように構成されることができる。この代替の測定経路７８を規定するために、ユーザは、前述したように第１の移動及び第２の移動を実施することによって、ボリューム内に他のポイント７９を設定することができ、又は、第１のポイント５４及び第２のポイント５６を接続するために、標準の幾何学的な形（例えば楕円）を適用することができる。
【００５６】
図８は、方法８０の一実施形態の概略ブロック図を示す。方法は、ステップ８２において開始する。第１のステップＳ１において、３次元超音波画像５０は、第１のポイント５４及び第２のポイント５６を識別するためのカーソル５３と共に、ディスプレイ１８に表示される。このような画像は、図６ａ及び図７ａに示される画像のうちの１つでありうる。
【００５７】
次に、ステップＳ２において、カーソルは、第１及び第２のポイント５４、５６のうちの少なくとも１つの第１の座標６６及び第２の座標６８を識別するために、ユーザによる入力データに基づいてディスプレイ１８上に提供される面と平行に移動される。
【００５８】
第１の座標６６及び第２の座標６８が規定された後、ステップＳ３において、カーソル５３は、個々のポイントの第３の座標７０を識別するために、ユーザによる入力データに基づいて、ディスプレイ上に提供される面６２に垂直に移動される。
【００５９】
ステップＳ３におけるこの第２の移動が実施されるとき、ステップＳ４において、カーソル５３が構造５２と衝突するかどうかが確かめられる。衝突していない場合、ディスプレイの変更は生じず、方法は、ライン８６によって示されるようにループで実施される。衝突する場合、カーソル５３が構造５２と衝突していることの標示が与えられる。これは、前述したように視覚的標示７２、オーディオ標示７４又は触覚標示７６でありうる。個々の標示は、ステップＳ５において与えられる。ここで、第３の座標７０が設定されうる。これまでに１つのポイントしか規定されていない場合、方法は、更に個別の第２のポイントの座標を規定するために、矢印８７によってステップＳ２の前に戻る。
【００６０】
両方のポイントが規定された後、ステップＳ６において、２つのポイント５４と５６との間の距離５８は求められる。方法は、ステップ９０において終了する。
【００６１】
しかしながら、ステップＳ２及びＳ３は、必ずしも続けて実施される必要はない。面内の第１の移動及び面に対し垂直な第２の移動は、破線の矢印８８によって示されるように、ステップＳ１の直後に平行に実施されることも可能でありうる。ユーザは、すべての３つの座標６６、６８、７０を同時に規定するためにカーソル５３を移動させることができる。
【００６２】
本発明は、図面及び上述の記述において詳細に図示され記述されているが、このような図示及び記述は、制限的でなく、説明的又は例示的なものとして考えられるべきである。本発明は、開示された実施形態に制限されない。開示された実施形態に対する他の変更が、図面、開示及び添付の請求項の検討に基づき、請求項に記載の本発明を実施する際に当業者により理解され達成されることができる。
【００６３】
請求項において、「含む、有する(comprising)」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は、複数性を除外しない。単一の構成要素又は他のユニットは、請求項に列挙されるいくつかのアイテムの機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【００６４】
コンピュータプログラムは、例えば、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ソリッドステート媒体のような適切な媒体に記憶され／配布されることができるが、インターネット又は他のワイヤード若しくはワイヤレスの通信システムを通じて他の形式でも配布されることができる。
【００６５】
請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【国際調査報告】
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