(57)【要約】      （修正有）【課題】心臓の動きをリアルタイムで観察する。【解決手段】ａ）対象体に超音波信号を送信する。ｂ）超音波エコー信号に基づいて映像形成時間に関する情報と共に多数の２次元超音波映像を形成及び格納する。ｃ）形成時間順に連続する所定個数の２次元超音波映像を選択し、ｄ）格納する。ｅ）格納された２次元超音波映像を時間軸上に重畳して３次元超音波映像を形成する。ｆ）対象体の動き周期を設定し、その周期を示すマーカを３次元超音波映像に設定する。ｇ）マーカが設定された３次元超音波映像を表示する。ｈ）格納された２次元超音波映像の中で最も形成時間が早いものを除去する。ｉ）前記ｂ）で形成された２次元超音波映像の中で、前記ｄ）で格納された２次元超音波映像のうち、最も遅い形成時間のすぐ次の形成時間を有する２次元超音波映像を選択して前記重畳した２次元超音波映像に重畳する。ｊ）前記段階ｆ）〜前記段階ｉ）を所定回数反復する。【選択図】図３
2007195986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）動く物体を含む対象体の所定位置に超音波信号を送信する段階と、
ｂ）前記動く物体の所定スライスから順次入力された超音波エコー信号に基づいて超音波映像の形成時間に関する情報と共に多数の２次元超音波映像を形成及び格納する段階と、
ｃ）前記多数の２次元超音波映像の中から形成時間順に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）前記選択された２次元超音波映像を格納する段階と、
ｅ）前記格納された２次元超音波映像を時間軸上に重畳して３次元超音波映像を形成する段階と、
ｆ）前記動く物体の動き周期を設定し、前記動き周期を示すマーカを前記３次元超音波映像に設定する段階と、
ｇ）前記動き周期マーカが設定された３次元超音波映像をディスプレイする段階と、
ｈ）前記段階ｄ）で格納された２次元超音波映像の中で最も早い形成時間を有する２次元超音波映像を除去する段階と、
ｉ）前記ｂ）段階で形成された２次元超音波映像の中で、前記段階ｄ）で格納された２次元超音波映像のうち、最も遅い形成時間のすぐ次の形成時間を有する２次元超音波映像を選択して前記重畳した２次元超音波映像に重畳する段階と、
ｊ）前記段階ｆ）〜前記段階ｉ）を所定回数反復する段階と、
を備えることを特徴とする超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項２】
前記段階ｄ）は、
ｄ１）前記選択された２次元超音波映像を個別にレンダリングする段階と、
ｄ２）前記レンダリングされた２次元超音波映像を格納する段階と、
を備えることを特徴とする請求項１に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ｉ）で選択した２次元超音波映像をレンダリングすることを特徴とする請求項２に記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項４】
前記動く物体は心臓であることを特徴とする請求項１に記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項５】
前記動く物体は血管であることを特徴とする請求項１に記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項６】
前記所定の周期は心電図（ＥＣＧ）信号の周期であることを特徴とする請求項４に記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項７】
前記段階ｆ）は、
ｆ１）前記ＥＣＧ信号の供給を受ける段階と、
ｆ２）ＥＣＧ信号の所定の位相を有する周期を用いてＥＣＧ信号の周期を設定する段階と、
ｆ３）前記３次元超音波映像を構成する２次元超音波映像の中で最も早い形成時間を有する２次元超音波映像に基準ＥＣＧ周期マーカを設定する段階と、
ｆ４）前記基準ＥＣＧ周期が設定された２次元超音波映像から前記ＥＣＧ信号の周期で多数のＥＣＧ周期マーカに設定する段階と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項８】
ｋ）ボリューム選択入力を受ける段階と、
ｌ）前記ボリューム選択入力に応答して前記多数のＥＣＧ周期マーカが設定された３次元超音波映像で同じ周期に該当する二つのボリュームを選択する段階と、
ｍ）前記二つのボリュームを比較する演算を行い、演算されたボリュームをディスプレイする段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項７に記載の超音波映像のディスプレイ方法。
【請求項９】
所定の周期で動く物体を含む対象体の所定スライスに超音波信号を送信した後、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時間の変化による多数の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２次元超音波映像形成部で形成された多数の２次元超音波映像の中から所定個数を選択して格納した後、時間軸上に重畳して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、
前記所定の周期を示すマーカを３次元超音波映像に設定するためのマーカ設定部と、
前記所定の周期を設定するための周期設定部と、
を備えることを特徴とする超音波映像のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記動く物体は心臓であることを特徴とする請求項９に記載の超音波映像のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記所定の周期はＥＣＧ信号の周期によって設定されることを特徴とする請求項１０に記載の超音波映像のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記３次元超音波形成部で選択された所定個数の２次元超音波映像を個別にレンダリングして格納することを特徴とする請求項９に記載の超音波映像のディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記動く物体は血管であることを特徴とする請求項９に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、特に周期的に動く物体を含む対象体の所定スライスから反射された超音波信号に基づいて順次獲得した多数の２次元超音波映像を時間軸に重畳して３次元超音波映像でディスプレイする装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は外科手術のような面倒な手続なしに人体の内部を観察することができるために最近広く用いられている。
一般に、スタティック（Ｓｔａｔｉｃ）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てこれを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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、スタティック３次元イメージは静止したイメージであるので、例えば心臓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、前記の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なハードウェアの制限が伴う。従って、心臓の収縮及び弛緩時の心壁の運動、血流量及び心臓弁膜の動きをリアルタイムで観察するのに困難がある。
【０００５】
従って、本発明は前述した問題を解決するためのもので、対象体の所定領域からの超音波エコー信号に基づいて時間の変化に応じて獲得した２次元超音波映像を順次重畳し、重畳した２次元超音波映像に基づいて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。
【０００６】
また、本発明は対象体の所定領域に対する時間による変化を高価な３次元プローブを利用せず重畳した２次元超音波映像に基づいて３次元超音波映像をディスプレイできる方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的のための本発明による超音波映像ディスプレイ方法は、ａ）動く物体を含む対象体の所定位置に超音波信号を送信する段階と、ｂ）前記動く物体の所定スライスから順次入力された超音波エコー信号に基づいて超音波映像の形成時間に関する情報と共に多数の２次元超音波映像を形成及び格納する段階と、ｃ）前記多数の２次元超音波映像の中から形成時間順に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）前記選択された２次元超音波映像を格納する段階と、ｅ）前記格納された２次元超音波映像を時間軸上に重畳して３次元超音波映像を形成する段階と、ｆ）前記動く物体の動き周期を設定し、前記動き周期を示すマーカを前記３次元超音波映像に設定する段階と、ｇ）前記動き周期マーカが設定された３次元超音波映像をディスプレイする段階と、ｈ）前記段階ｄ）で格納された２次元超音波映像の中で最も早い形成時間を有する２次元超音波映像を除去する段階と、ｉ）前記ｂ）段階で形成された２次元超音波映像の中で、前記段階ｄ）で格納された２次元超音波映像のうち、最も遅い形成時間のすぐ次の形成時間を有する２次元超音波映像を選択して前記重畳した２次元超音波映像に重畳する段階と、ｊ）前記段階ｆ）〜前記段階ｉ）を所定回数反復する段階を備える。
【発明の効果】
【０００８】
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って、高価な３次元プローブを利用せず、３次元超音波映像を提供することができる。また、２次元超音波映像を個別にレンダリングして３次元超音波映像を形成することによって、３次元超音波映像の形成時間を縮めてリアルタイムで３次元超音波映像を提供することができる。
【０００９】
また、周期的に動く物体の所定スライスに対する時間による変化を３次元超音波映像でディスプレイすることによって所定スライスの動きを容易に観察することができる。
【００１０】
本発明による超音波映像をディスプレイする装置は、所定の周期で動く物体を含む対象体の所定スライスに超音波信号を送信した後、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時間の変化による多数の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２次元超音波映像形成部で形成された多数の２次元超音波映像の中から所定個数を選択して格納した後、時間軸上に重畳して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、前記所定の周期を示すマーカを３次元超音波映像に設定するためのマーカ設定部と、前記所定の周期を設定するための周期設定部を含む。
【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】
示された通り、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、３次元超音波映像形成部１３０、ディスプレイ部１４０、マーカ設定部１５０及びＥＣＧ周期設定部１６０を備える。
【００１３】
プローブ１１０は周期的に動く物体を含む対象体の所定スライスに超音波信号を送信した後、所定スライスから超音波エコー信号を受信する。周期的に動く物体は心臓、血管などを含むことができ、本発明では心臓を一例として説明する。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時間の変化による多数の２次元超音波映像を形成する。２次元超音波映像を形成する超音波データは２次元超音波映像の形成時間に関する情報と共にメモリ（図示せず）に格納することができる。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）、ドップラーモード及びカラーモードのうちのいずれか一つのモードの２次元超音波映像であってもよい。
【００１５】
３次元超音波映像形成部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次元超音波映像の中から所定個数を選択してバッファなどのメモリに格納し、これを時間軸上に重畳して３次元超音波映像を形成する。この時、メモリに格納される所定個数の２次元超音波映像を個別にレンダリングして格納することができる。
【００１６】
３次元超音波映像形成部１３０はユーザーがディスプレイすることを望む関心ボリューム（ｖｏｌｕｍｅ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ）のために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した３次元超音波映像を提供することができる。
【００１７】
３次元超音波映像形成部１３０で形成された３次元超音波映像はディスプレイ部１４０を通じて画面上にディスプレイする。
【００１８】
マーカ設定部１５０は心臓の拍動周期（ＥＣＧ周期）を示すマーカを３次元超音波映像に設定する。
【００１９】
ＥＣＧ周期設定部１６０は心電図測定装置（図示せず）から入力されたＥＣＧ信号を分析してＥＣＧ信号の周期を設定する。ＥＣＧが入力される時点から予め定められた時間の間ＥＣＧ信号を分析して周期を設定する。例えば、図２に示されるＥＣＧグラフで隣接する２つのピーク（Ａ１、Ａ２）間を周期で設定するか、又は任意の位相（Ｂ１、Ｂ２）を基準に同一の位相が繰り返される区間のうちの一つの区間をＥＣＧ信号の周期で設定することができる。ＥＣＧ周期設定部１６０で設定されたＥＣＧ周期に関する情報はマーカ設定部に転送される。
【００２０】
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３〜８を参照してより詳細に説明する。
【００２１】
図３は本発明によって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。
【００２２】
プローブ１１０を所定位置に固定して心臓の所定スライスに超音波信号を送信し（Ｓ３１０）、心臓の所定スライスから反射された超音波信号に基づいて、図４に示されるように時間の変化による多数の２次元超音波映像（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…）を形成する（Ｓ３２０）。本発明による多数の２次元超音波映像は該当映像の形成時間に関する情報と共にメモリに格納することができる。
【００２３】
３次元超音波形成部１３０は２次元超音波映像形成部１２０で形成された多数の２次元超音波映像の中で、図５に示した通り、形成時間の順序で連続する所定個数の２次元超音波映像（Ｐｉ〜Ｐｎ＋ｉ−１）を選択してバッファなどのメモリに格納する（Ｓ３３０）。この時、所定個数の選択された２次元超音波映像を個別にレンダリングして格納することができる。
【００２４】
引き続き、図６に示した通り、格納された２次元超音波映像を時間軸上に重畳して３次元超音波映像を形成する（Ｓ３４０）。
【００２５】
以後、マーカ設定部１５０はＥＣＧ周期設定部１６０で設定されて転送されたＥＣＧ信号の周期に基づいて３次元超音波映像にＥＣＧ信号の周期を示すＥＣＧ周期マーカを設定する（Ｓ３５０）。３次元超音波映像にＥＣＧ信号の周期を示すＥＣＧ周期マーカを設定するために、マーカ設定部１５０は３次元超音波映像を構成する２次元超音波映像の中で最も早い形成時間を有する２次元超音波映像に基準ＥＣＧ周期マーカＭ１を表示する。引き続き、マーカ設定部１５０は基準ＥＣＧ周期マーカＭ１に該当する２次元超音波映像からＥＣＧ周期で２次元超音波映像に反復的にＥＣＧ周期マーカを設定することによって３次元超音波映像に多数のＥＣＧ周期マーカＭ１、Ｍ２、…、Ｍｎ）を設定する。
【００２６】
図７に示すように、ＥＣＧ周期マーカが設定された３次元超音波映像はディスプレイ部１４０にディスプレイされる(Ｓ３６０)。
【００２７】
引き続き、格納された２次元超音波映像の中で最も早い形成時間を有する２次元超音波映像を除去し(Ｓ３７０)、２次元超音波映像形成部１２０で形成された２次元超音波映像の中で、格納された２次元超音波映像の最も遅い形成時間のすぐ次の形成時間を有する２次元超音波映像を選択する(Ｓ３８０)。
【００２８】
図８は図５で３次元超音波映像を構成する２次元超音波映像の中で最も早い形成時間を有する２次元超音波映像（Ｐｉ）を除去し、最も遅い形成時間を有する２次元超音波映像（Ｐｎ＋ｉ−１）とすぐ次の形成時間を有する２次元超音波映像（Ｐｎ＋ｉ）を重畳したことを概略的に示す図面である。
【００２９】
以後、２次元超音波映像形成部で形成された多数の２次元映像に対して段階Ｓ３４０〜Ｓ３８０を反復して実施してリアルタイムで３次元超音波映像を形成し、このように形成された３次元超音波映像をディスプレイ部１４０を通じてディスプレイする。
【００３０】
本発明による３次元超音波映像に反転モードを適用して血管壁または心臓の心壁などを３次元超音波映像からなくなるようにして血管または心臓で血液が満ちている部分の時間による変化、即ち、時間の変化による血液の変化を容易に観察することができる。また、本発明による３次元超音波映像を構成するボリュームデータに適切な透明処理を通じて所望する部分を容易に観察することができる。
【００３１】
図９は本発明による３次元超音波映像でボリューム選択マーカ（表示せず）を用いて心臓拍動の弛緩、収縮または一周期に該当する互いに異なるボリュームを２つ選択した例を示す概略図である。このように選択した２つのボリュームを比較するための多様な演算、例えば選択した２つのボリューム間に差集合を用いた演算をし、演算されたボリュームをディスプレイすることにより、心臓拍動の異常有無を視覚的に容易に判断することができる。
【００３２】
本発明が望ましい実施例を通じて説明され例示されたが、当業者であれば添付した請求の範囲の思想及び範疇を逸脱しないで様々な変形及び変更がなされることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例による超音波映像ディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＧ（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）信号グラフでＥＣＧ周期を設定する例を示す図面である。
【図３】本発明によって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】本発明によって獲得した多数の２次元超音波映像を概略的に示す図面である。
【図５】多数の２次元超音波映像の中から３次元超音波映像でディスプレイされる所定個数の２次元超音波映像を示す図面である。
【図６】図５で選択された２次元超音波映像を時間軸に重畳して形成した３次元超音波映像を示す図面である。
【図７】多数のＥＣＧ周期マーカを設定した３次元超音波映像を示す図面である。
【図８】図５で選択された２次元超音波映像とすぐ隣接した次の２次元超音波映像を選択し、これを以前に重畳した２次元超音波映像に重畳した例を示す例示図である。
【図９】本発明による３次元超音波映像で任意の同一の周期を有する二つのボリュームを選択した例を示す例示図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１０  ：  プローブ
１２０  ：  ２超音波映像形成部
１３０  ：  ３次元映像形成部
１４０  ：  ディスプレイ部
１５０  ：  マーカ設定部
１６０  ：  ＥＣＧ周期設定部
【図１】
2007195986.tif 000003
【図２】
2007195986.tif 000004
【図３】
2007195986.tif 000005
【図４】
2007195986.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2007195986.tif 000009
【図８】
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【図９】
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